㈠ 天平橫梁刀口是什麼,詳解!
是天平稱重的支撐點,刀口越窄天平(稱重)的靈敏度和稱重精度越高。
㈡ 用杠桿知識分析、理解天平的原理和調整過程
天平橫梁架在底座的一個刀口上,這個刀口就是支點,橫梁通過平衡螺母來調節使重心正好落在刀口,而且兩個托盤的中心到刀口的距離一樣,這樣天平就成了一個等臂杠桿.
㈢ 關於天平(物理杠桿問題)
托盤天平的話如一樓所說:是等臂杠桿. 它的支點就在中間
兩邊都可以做為阻力或者動力,不過習慣左邊放物品,為阻力,右邊砝碼為動力,因為要考慮游碼,游碼只可向右.
物理天平的話就如三樓所說:它的支點就在刀口處,動力阻力是相對的,一般來說左盤為阻力作用處,作用點為托盤中心 ,右盤為動力,同樣作用點為托盤中心.
有點長,耐心看完吧,會明白DI!!
㈣ 天平橫樑上的刀口離槽是否會是天平無法平衡
是的。
天平實際上就是個杠桿,刀口就是杠桿的支點。由於刀口支持面很小,所以天平很靈敏。
㈤ 天平有什麼作用啊!
天平是實驗室中常用的儀器。天平是一種衡器,是衡量物體質量的儀器。它依據杠桿原理製成,在杠桿的兩端各有一小盤,一端放砝碼,另一端放要稱的物體,杠桿中央裝有指針,兩端平衡時,兩端的質量(重量)相等。這些道理對學過物理學的人來說已經是老生常談了。現代的天平,越來越精密,越來越靈敏,種類也越來越多。我們都知道,有普通天平、分析天平,有常量分析天平、微量分析天平、半微量分析天平,等等。須知,天平不是一下子就發展成今天這個樣子的,它還有一段發展史呢!
天平的發明很早。在埃及尼羅河三角洲盛產一種水生植物,很像我國多水地區生長的蘆葦,將其莖逐層剝離撕成薄片,可以寫字,這種東西叫做紙草。許多歐洲國家的文字中的紙就是從紙草的拉丁文演變而來的。用紙草寫成的書是紙草書,它成為古代埃及重要的歷史文獻。我們現在所知道的古埃及的情況,特別是科學技術的歷史發展情況,很多都是來源於紙草書上的記載。當然,紙草書上的文字不是現代文字,而是一種象形文字,經過很多專家的研究才讀懂了那種文字。據紙草書的記載,早在公元前1500多年,埃及人就已經使用天平了,還有人說,埃及人使用天平的時間還要早,大約在公元前5000年以前。古埃及的天平雖然做的很粗糙,但是已經有了現代天平的輪廓,成為現代天平的雛型。下圖畫的就是古代埃及人使用的天平。
從圖可見,這種天平是用一根豎棍中間鑽個孔,橫穿一根棍兒,在棍的兩端各用繩子掛上一個盤子。這種天平使用了很長時間,直到大約公元前500年,羅馬的「桿稱」才出現,桿稱靠移動稱砣的位置來保持與被稱物品重量的平衡,實際上是將天平的一端(放砝碼端)由固定式變成活動式,其好處是只要配上一個稱砣就可以了,而天平的砝碼要好幾個。桿稱也是用繩子吊一個盤子,再用繩子吊一個稱砣,除一端可活動外,基本形式與天平相同。
人們在使用天平和桿稱過程中,感到用繩子吊一個盤子是一件很麻煩的事,使用起來很不方便。於是,有人想去掉這討厭的繩子,17世紀中葉,法國數學家洛貝爾巴爾發明了擺動托盤天平,托盤天平的發明被認為是對古老的吊式天平的重大改進,至今,托盤天平仍在被廣泛使用。下圖畫的是現在實驗室中常見的一種托盤天平,比17世紀的托盤天平有了很大改進。圖中1是天平橫梁,兩端各支撐一個稱盤2。這兩部分構成了托盤天平的骨架,體現了托盤天平的基本設計原理,見下面的示意圖:當橫梁1平衡時,力矩相等,F1L1=F2L2,F1=m1g, F2=m2g,L1=L2,∴m1gL1=m2gL2,m1=m2,這就是說,由已知砝碼的質量可知被稱量物的質量。下圖中3為指針,4是刻度盤,指針正對准刻度盤中心表示兩端達到平衡,5為游碼標尺,6是游碼,7是調零螺母。與天平配套的還有砝碼。
應當指出,托盤天平的發明並沒有使吊式天平退出歷史舞台,相反,吊式天平不僅為人們繼續使用,特別是科學家們仍繼續使用著,而且在使用中不斷改進,現代廣泛應用的精密天平大都是吊式的,而托盤天平在日常生產和生活中用的較多,在科學實驗中大多在精確性要求不太高的稱量中使用。
在化學實驗中較早使用天平的有英國化學家布萊克,他生活和工作於18世紀,那個時候,正是化學中不斷發現氣體、並開始建立理論的時期。布萊克在化學研究中非常重視實驗,而且是第一個應用定量的方法研究氣體的人。1755年,他寫了一篇論文,內容是對石灰石等鹼性物質的實驗研究。論文中提到,他發現將石灰石煅燒會產生氣體。於是,他在煅燒前稱量了石灰石的重量,煅燒後再次稱量重量,結果發現,石灰石經過煅燒重量減少了44%,他認為這個重量正是從中釋放出的氣體的重量。在此基礎上,他又進行了多方面的研究,比如,他將石灰石與酸作用,發現也有氣體產生,用石灰水吸收這種氣體,並進行了定量研究,他發現這種氣體的重量與煅燒石灰石產生的氣體的重量相等,由此他認識到,石灰石中固定著一種氣體,他稱之為「固定空氣」(即現在我們熟知的二氧化碳)。從布萊克的實驗研究中可以了解到,他進行了定量研究,定量研究需要稱量,而稱量離不開天平。歷史資料表明,布萊克確實使用了天平,他用過的天平至今仍保存在愛丁堡皇家博物館中,下圖即是布萊克用過的天平。
用繩子掛著稱盤,橫梁又掛在另一個稱鉤上。布萊克正是用這個天平進行化學實驗研究,而且做出了發現的,這個天平的使用,不僅在化學實驗中建立了定量方法,而且對天平的進一步發展、改良,也是重要的。
布萊克之後,英國化學家亨利·卡文迪許也進行過精密的定量實驗,據說還曾設計製造過天平,由於卡文迪許本人的生平資料不詳,現在很難確切知道他是何時和如何設計、製造天平的。後來,卡文迪許用過的天平曾在皇家科學院展覽。這架天平放在櫃內,天平的式樣從外面看不太清楚,見下圖:
我們知道,法國著名化學家拉瓦錫,是一位非常重視定量研究的人,他經常使用天平,而且注意稱量的精確性。正是在精確的定量研究中,拉瓦錫確定了氧氣的存在,並且建立了科學的氧化燃燒理論。應用定量方法研究化學變化,必須假定化學變化前後物質質量守恆,由此拉瓦錫確立了質量守恆定律。拉瓦錫的研究工作得到天平的幫助,可是拉瓦錫本人卻很少設計和製造儀器,也沒有設計和製造過天平,不過,18世紀的法國,天平比較普及,有許多小店鋪就出售天平,拉瓦錫可能得益於這種良好的條件。我們在下圖看到的是18世紀的法國天平的式樣,或許是當時天平中的一種式樣。
18世紀末英國也已經製造出了一種天平,橫梁中央嵌上一個鋼質的刀口。把它放在瑪瑙盤中,大大提高了精密度和靈敏度。當時出現了一些天平設計家和製造家,不過,據說天平的價格比較貴,而且要先預定,不像法國,天平雖不那麼精密,但比較容易買到。下圖展示的是一個費德勒的人為皇家學會製造的一架天平,曾在倫敦科學博物館展出。
在英國,使用天平的不限於化學家和科學家,普通醫葯商店也常用天平,化學原子論的提出者道爾頓,在科學研究中經常使用天平,由於道爾頓在化學史上的重要地位和他在英國科學界的影響,使他成了著名人物,成了著名化學家,他使用過的天平據說也成了不凡之物,後來為英國曼徹斯特文學和哲學會所有,並為該會收藏。道爾頓曾經是這個學會的會員。
19世紀20年代,倫敦有一位儀器設計家叫羅賓遜,他開始設計和製造分析天平,不僅英國,就連美國在一個時期里都使用這種天平。羅賓遜用空心材料做橫梁,把梁做成三角形,豎梁中部有指針。
有刻度橫梁和游碼的天平,大約也是在19世紀誕生的(前面介紹托盤天平時,在圖中橫樑上標有刻度和游碼),究竟誰是這種天平的發明人有不同說法,也存在爭議。可是1851年在倫敦召開了一次國際博覽會,英國和歐洲大陸國家的一些主要天平製造商都參加了,經博覽會審查團審議,最後把最高獎獎給了奧耶領,以表彰他在有刻度橫梁和滑動裝置(即游碼)天平的製造上所做的貢獻,由此看來,奧耶領的發明權得到了國際上的確認。
在很長時期里,天平製造業中流行一種理論,認為天平的橫梁越長天平越靈敏。但是有一個叫波爾·邦格的人卻不受這種理論的限制,1866年,他設計、製造了一架短橫梁分析天平。後來,在平天設計理論方面,他也有建樹。下圖所示的就是1866年邦格製造的最早的一台短梁天平。
天平的改進,除了橫梁、接觸點、游碼、刻度等方面以外,還表現在其它方面,例如,19世紀前半期,已經出現了旋鈕天平。旋鈕天平有什麼優點呢?原來,早期的天平,橫梁架在豎直的柱上,用時和不用時都是一樣的。後來分析天平出現了,分析天平的刀口用瑪瑙製成,為了減少刀口的損傷,不用平天時,將天平橫梁架在一個架子上,讓刀口不再受力,用時再將刀口架在支撐碗上。這些都是通過旋紐裝置控制的。現代分析天平都有旋紐裝置。下圖是1833年製造的一台旋紐天平。
隨著科學的發展、技術的進步,天平的設計和製造不斷取得長足的進展。正是經過一代一代人的不懈努力,經過技術的積累和提高,才有了今天的各式各樣的現代天平。如今,在化學實驗室中,常用的天平有:托盤天平,正如前面講過的,用於精確度要求不高或測定物料的大致質量,可稱量100克、200克、500克乃至1000克;分析天平(常量分析天平、微量分析天平和半微量分析天平);電光天平,設有空氣阻尼裝置或電磁阻尼裝置,使天平既具有高靈敏度又能迅速阻止橫梁的搖動,電光天平從外觀上看不見砝碼,能看到放置要測物的稱盤,砝碼的加減用旋轉刻度盤操作,稱量的數值可通過投影刻度標尺直接讀出。
㈥ 天平是什麼杠桿
天平是等臂杠桿
㈦ 填空.花木剪的刀口部分做的短是為了( ),布剪、理發剪的刀口做的長些是為了( ).天平是什麼杠桿
花木剪的刀口部分做的短是為了(減小阻力臂,省力),布剪、理發剪的刀口做的長些是為了(增長動力臂,省力).
天平是等臂杠桿.
㈧ 天平刀口在稱量時的作用及構造、原理
物理天平橫樑上三個刀口。中間一個支承是一平面兩旁的掛吊盤的刀口向上,吊盤掛口為凹面。
刀口的棱,是一條線,因此,刀口之間的距離為力臂。這樣就使得力臂成為二平行線間距離。提高了准確程度。而中間的支承平面,減小了接觸時轉動的摩擦。如果用軸,會產生相當大的摩擦。
㈨ 托盤天平中央刀口很薄,物理原理
天平就是一個等臂杠桿,中間的刀口就是支點,刀口越薄,越接近一個點,天平的靈敏度就越高,測量精度也就越高
㈩ 請教物理實驗中天平的用法和注意事項
物理天平
物理天平
物理天平
選自《中學教學實用全書物理卷》
天平是稱量物體質量的儀器.常用的有分析天平、物理天平、學生天平(簡易物理天平)、托盤天平等.中學物理實驗室里常用的是物理天平、學生天平和托盤天平.上述天平都是運用「杠桿平衡時作用在等力臂上的力相等」的原理製成的.
天平的主要技術參數有稱量、感量等.稱量是指天平所能稱量的最大質量值(滿載值),常以克( )為單位表示.感量是使天平指針從平衡位置偏轉到刻度盤一分度所需的最大質量,所以感量也叫做「分度值」,常以「毫克」( )為單位,感量反映了天平的靈敏程度.天平的技術參數還有變動性、級別、游碼標尺誤差,砝碼精度等.
物理天平:天平橫梁的左、中、右各鑲有一個刀口.中刀口向下放在瑪瑙刀承上,左、右刀口向上,通過吊耳內的瑪瑙刀承下掛吊環及吊盤.
手輪通過升降桿控制橫梁的起落.在立柱的後面裝有水準氣泡.天平配有砝碼一盒,以稱量為1000g的為例,砝碼有200g、100g、20g、2g的各兩個,500g、50g、5g、1g的各1個.
天平的使用方法:
1.安裝和調整;①各部件需擦凈後安裝.吊盤背面標有「1」,「2」標記,應按「左1右2」安裝.安裝完畢應轉動手輪使橫梁數次起落,調整橫梁落下時的支承螺絲,使橫梁起落時不扭動,落下時中刀口離開中刀承,吊盤剛好落在底座上.②調節天平底座水平:調節調平螺絲,使底座上氣泡在圓圈刻線中間位置,表示天平已調到水平位置.③調節橫梁平衡:用鑷子把游碼撥到左邊零刻度處,轉動手輪慢慢升起橫梁,以刻度盤中央刻線為准,使指針兩邊擺動等幅,如不等幅,則應降下橫梁調整橫梁兩端的平衡螺絲,再升起橫梁……如此反復,直至橫梁平衡.還有一點應明確:對於天平的整個橫梁系統(包括兩吊盤在內),重心位於刀口的正下方.天平的靈敏程度和重心到刀口的距離有關,調節感量砣的位置可改變整個橫梁系統的重心位置,重心位置越高,距刀口距離越近天平靈敏度越高,感量越小.對於一架天平,出廠時它的感量砣位置是調好的,天平的感量也就確定了,一般在使用天平時不要動它的感量砣.
2.使用:①稱量物體時應將待稱物體放在左盤,用鑷子將砝碼夾放到右盤中,然後轉動手輪,升起橫梁,看指針偏轉情況,再降下橫梁加減砝碼,再升起橫梁看指針偏轉情況……直到天平平衡時為止,這時破碼和游碼所示總質量即為被稱物體質量.②載物台用法:有些實驗要測定的物理量不便於把物體直接放入吊盤中稱量,可藉助於載物台.例如:測浸在液體中的物體所受的浮力,可先將被測物放入吊盤中稱出質量為 ,然後調整載物台位置,把被測物用細線栓好,浸入裝有液體的燒杯中(物體不要碰杯底),把燒杯放在載物台上,被測物上的細線掛在吊鉤上,此時再稱得質量為 ,則 .
為使測量更精密,消除天平不等臂等因素引起的誤差,可以採用下列方法:
1.復稱法:左盤放物體,右盤加砝碼,稱量值為 ;然後將物體放右盤,左盤放砝碼稱量值為 ,設天平左臂長為 ,右臂長為 ,物體質量為 ,則:
第一次天平平衡時:
第二次天平平衡時:
兩式相乘並整理得到 此式與天平臂長無關,消除了由於 引起的誤差.
2.替代法:左盤載物,右盤加干砂,使天平平衡.將左盤中物體取下,向左盤中加砝碼使天平平衡,此時砝碼所示質量數即為被稱物質量.
3.減碼法:右盤中放入一定值的砝碼(砝碼的質量要大於被測物質量),左盤中放入小砝碼使天平平衡.將被測物放入左盤中,減少左盤中的小砝碼,使天平恢復平衡,減少的砝碼總質量即為被稱物體質量.
使用天平的注意事項:1.注意保護天平的刀口.物理天平是比較精密的儀器,使用時要特別注意保護它的三個刀口.一般來說,應在天平接近平衡時才能把橫梁升起,所以在稱量物體前應先用手掂掂物體,估計一下它質量的大小,防止超過天平的稱量,並在右盤放入質量相當的砝碼再升起橫梁.調天平橫梁平衡時平衡螺絲的調節,稱量時加減砝碼等都要在天平制動的情況下進行.轉動手輪,升起橫梁動作要輕,稍稍升起橫梁一看不平衡馬上輕輕放下橫梁,不必把橫梁完全升到頂再觀察是否平衡.被測物和砝碼放在盤的中間.2.使用天平時不能用手摸天平,不能把潮濕的東西或化學葯品直接放在天平盤里.砝碼只能用鑷子夾取,不能用手拿,用後應及時放回砝碼盒.3.天平使用完畢要使刀口和刀承分離,各天平間的零件不能互換,用後應將天平存放在乾燥清潔的地方.
學生在使用天平時易出現種種錯誤或不當的操作,除違反上面注意事項外還有:已調好的天平使用時又挪動了位置;調平衡時游碼沒放在零刻線處,稱量時不知游碼要在天平放入最小砝碼還不平衡時才能使用;加碼順序不是先大後小,放上接近物體質量的大砝碼,天平不平衡再加入(或換上)小砝碼;稱完物體,先收砝碼,後記錄數據;有的甚至吊盤沒掛在兩邊刀口上就開始稱量或沒調節天平就開始稱量等等,這些都應在教學中加以指正.