㈠ 天平横梁刀口是什么,详解!
是天平称重的支撑点,刀口越窄天平(称重)的灵敏度和称重精度越高。
㈡ 用杠杆知识分析、理解天平的原理和调整过程
天平横梁架在底座的一个刀口上,这个刀口就是支点,横梁通过平衡螺母来调节使重心正好落在刀口,而且两个托盘的中心到刀口的距离一样,这样天平就成了一个等臂杠杆.
㈢ 关于天平(物理杠杆问题)
托盘天平的话如一楼所说:是等臂杠杆. 它的支点就在中间
两边都可以做为阻力或者动力,不过习惯左边放物品,为阻力,右边砝码为动力,因为要考虑游码,游码只可向右.
物理天平的话就如三楼所说:它的支点就在刀口处,动力阻力是相对的,一般来说左盘为阻力作用处,作用点为托盘中心 ,右盘为动力,同样作用点为托盘中心.
有点长,耐心看完吧,会明白DI!!
㈣ 天平横梁上的刀口离槽是否会是天平无法平衡
是的。
天平实际上就是个杠杆,刀口就是杠杆的支点。由于刀口支持面很小,所以天平很灵敏。
㈤ 天平有什么作用啊!
天平是实验室中常用的仪器。天平是一种衡器,是衡量物体质量的仪器。它依据杠杆原理制成,在杠杆的两端各有一小盘,一端放砝码,另一端放要称的物体,杠杆中央装有指针,两端平衡时,两端的质量(重量)相等。这些道理对学过物理学的人来说已经是老生常谈了。现代的天平,越来越精密,越来越灵敏,种类也越来越多。我们都知道,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。须知,天平不是一下子就发展成今天这个样子的,它还有一段发展史呢!
天平的发明很早。在埃及尼罗河三角洲盛产一种水生植物,很像我国多水地区生长的芦苇,将其茎逐层剥离撕成薄片,可以写字,这种东西叫做纸草。许多欧洲国家的文字中的纸就是从纸草的拉丁文演变而来的。用纸草写成的书是纸草书,它成为古代埃及重要的历史文献。我们现在所知道的古埃及的情况,特别是科学技术的历史发展情况,很多都是来源于纸草书上的记载。当然,纸草书上的文字不是现代文字,而是一种象形文字,经过很多专家的研究才读懂了那种文字。据纸草书的记载,早在公元前1500多年,埃及人就已经使用天平了,还有人说,埃及人使用天平的时间还要早,大约在公元前5000年以前。古埃及的天平虽然做的很粗糙,但是已经有了现代天平的轮廓,成为现代天平的雏型。下图画的就是古代埃及人使用的天平。
从图可见,这种天平是用一根竖棍中间钻个孔,横穿一根棍儿,在棍的两端各用绳子挂上一个盘子。这种天平使用了很长时间,直到大约公元前500年,罗马的“杆称”才出现,杆称靠移动称砣的位置来保持与被称物品重量的平衡,实际上是将天平的一端(放砝码端)由固定式变成活动式,其好处是只要配上一个称砣就可以了,而天平的砝码要好几个。杆称也是用绳子吊一个盘子,再用绳子吊一个称砣,除一端可活动外,基本形式与天平相同。
人们在使用天平和杆称过程中,感到用绳子吊一个盘子是一件很麻烦的事,使用起来很不方便。于是,有人想去掉这讨厌的绳子,17世纪中叶,法国数学家洛贝尔巴尔发明了摆动托盘天平,托盘天平的发明被认为是对古老的吊式天平的重大改进,至今,托盘天平仍在被广泛使用。下图画的是现在实验室中常见的一种托盘天平,比17世纪的托盘天平有了很大改进。图中1是天平横梁,两端各支撑一个称盘2。这两部分构成了托盘天平的骨架,体现了托盘天平的基本设计原理,见下面的示意图:当横梁1平衡时,力矩相等,F1L1=F2L2,F1=m1g, F2=m2g,L1=L2,∴m1gL1=m2gL2,m1=m2,这就是说,由已知砝码的质量可知被称量物的质量。下图中3为指针,4是刻度盘,指针正对准刻度盘中心表示两端达到平衡,5为游码标尺,6是游码,7是调零螺母。与天平配套的还有砝码。
应当指出,托盘天平的发明并没有使吊式天平退出历史舞台,相反,吊式天平不仅为人们继续使用,特别是科学家们仍继续使用着,而且在使用中不断改进,现代广泛应用的精密天平大都是吊式的,而托盘天平在日常生产和生活中用的较多,在科学实验中大多在精确性要求不太高的称量中使用。
在化学实验中较早使用天平的有英国化学家布莱克,他生活和工作于18世纪,那个时候,正是化学中不断发现气体、并开始建立理论的时期。布莱克在化学研究中非常重视实验,而且是第一个应用定量的方法研究气体的人。1755年,他写了一篇论文,内容是对石灰石等碱性物质的实验研究。论文中提到,他发现将石灰石煅烧会产生气体。于是,他在煅烧前称量了石灰石的重量,煅烧后再次称量重量,结果发现,石灰石经过煅烧重量减少了44%,他认为这个重量正是从中释放出的气体的重量。在此基础上,他又进行了多方面的研究,比如,他将石灰石与酸作用,发现也有气体产生,用石灰水吸收这种气体,并进行了定量研究,他发现这种气体的重量与煅烧石灰石产生的气体的重量相等,由此他认识到,石灰石中固定着一种气体,他称之为“固定空气”(即现在我们熟知的二氧化碳)。从布莱克的实验研究中可以了解到,他进行了定量研究,定量研究需要称量,而称量离不开天平。历史资料表明,布莱克确实使用了天平,他用过的天平至今仍保存在爱丁堡皇家博物馆中,下图即是布莱克用过的天平。
用绳子挂着称盘,横梁又挂在另一个称钩上。布莱克正是用这个天平进行化学实验研究,而且做出了发现的,这个天平的使用,不仅在化学实验中建立了定量方法,而且对天平的进一步发展、改良,也是重要的。
布莱克之后,英国化学家亨利·卡文迪许也进行过精密的定量实验,据说还曾设计制造过天平,由于卡文迪许本人的生平资料不详,现在很难确切知道他是何时和如何设计、制造天平的。后来,卡文迪许用过的天平曾在皇家科学院展览。这架天平放在柜内,天平的式样从外面看不太清楚,见下图:
我们知道,法国著名化学家拉瓦锡,是一位非常重视定量研究的人,他经常使用天平,而且注意称量的精确性。正是在精确的定量研究中,拉瓦锡确定了氧气的存在,并且建立了科学的氧化燃烧理论。应用定量方法研究化学变化,必须假定化学变化前后物质质量守恒,由此拉瓦锡确立了质量守恒定律。拉瓦锡的研究工作得到天平的帮助,可是拉瓦锡本人却很少设计和制造仪器,也没有设计和制造过天平,不过,18世纪的法国,天平比较普及,有许多小店铺就出售天平,拉瓦锡可能得益于这种良好的条件。我们在下图看到的是18世纪的法国天平的式样,或许是当时天平中的一种式样。
18世纪末英国也已经制造出了一种天平,横梁中央嵌上一个钢质的刀口。把它放在玛瑙盘中,大大提高了精密度和灵敏度。当时出现了一些天平设计家和制造家,不过,据说天平的价格比较贵,而且要先预定,不像法国,天平虽不那么精密,但比较容易买到。下图展示的是一个费德勒的人为皇家学会制造的一架天平,曾在伦敦科学博物馆展出。
在英国,使用天平的不限于化学家和科学家,普通医药商店也常用天平,化学原子论的提出者道尔顿,在科学研究中经常使用天平,由于道尔顿在化学史上的重要地位和他在英国科学界的影响,使他成了著名人物,成了著名化学家,他使用过的天平据说也成了不凡之物,后来为英国曼彻斯特文学和哲学会所有,并为该会收藏。道尔顿曾经是这个学会的会员。
19世纪20年代,伦敦有一位仪器设计家叫罗宾逊,他开始设计和制造分析天平,不仅英国,就连美国在一个时期里都使用这种天平。罗宾逊用空心材料做横梁,把梁做成三角形,竖梁中部有指针。
有刻度横梁和游码的天平,大约也是在19世纪诞生的(前面介绍托盘天平时,在图中横梁上标有刻度和游码),究竟谁是这种天平的发明人有不同说法,也存在争议。可是1851年在伦敦召开了一次国际博览会,英国和欧洲大陆国家的一些主要天平制造商都参加了,经博览会审查团审议,最后把最高奖奖给了奥耶领,以表彰他在有刻度横梁和滑动装置(即游码)天平的制造上所做的贡献,由此看来,奥耶领的发明权得到了国际上的确认。
在很长时期里,天平制造业中流行一种理论,认为天平的横梁越长天平越灵敏。但是有一个叫波尔·邦格的人却不受这种理论的限制,1866年,他设计、制造了一架短横梁分析天平。后来,在平天设计理论方面,他也有建树。下图所示的就是1866年邦格制造的最早的一台短梁天平。
天平的改进,除了横梁、接触点、游码、刻度等方面以外,还表现在其它方面,例如,19世纪前半期,已经出现了旋钮天平。旋钮天平有什么优点呢?原来,早期的天平,横梁架在竖直的柱上,用时和不用时都是一样的。后来分析天平出现了,分析天平的刀口用玛瑙制成,为了减少刀口的损伤,不用平天时,将天平横梁架在一个架子上,让刀口不再受力,用时再将刀口架在支撑碗上。这些都是通过旋纽装置控制的。现代分析天平都有旋纽装置。下图是1833年制造的一台旋纽天平。
随着科学的发展、技术的进步,天平的设计和制造不断取得长足的进展。正是经过一代一代人的不懈努力,经过技术的积累和提高,才有了今天的各式各样的现代天平。如今,在化学实验室中,常用的天平有:托盘天平,正如前面讲过的,用于精确度要求不高或测定物料的大致质量,可称量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);电光天平,设有空气阻尼装置或电磁阻尼装置,使天平既具有高灵敏度又能迅速阻止横梁的摇动,电光天平从外观上看不见砝码,能看到放置要测物的称盘,砝码的加减用旋转刻度盘操作,称量的数值可通过投影刻度标尺直接读出。
㈥ 天平是什么杠杆
天平是等臂杠杆
㈦ 填空.花木剪的刀口部分做的短是为了( ),布剪、理发剪的刀口做的长些是为了( ).天平是什么杠杆
花木剪的刀口部分做的短是为了(减小阻力臂,省力),布剪、理发剪的刀口做的长些是为了(增长动力臂,省力).
天平是等臂杠杆.
㈧ 天平刀口在称量时的作用及构造、原理
物理天平横梁上三个刀口。中间一个支承是一平面两旁的挂吊盘的刀口向上,吊盘挂口为凹面。
刀口的棱,是一条线,因此,刀口之间的距离为力臂。这样就使得力臂成为二平行线间距离。提高了准确程度。而中间的支承平面,减小了接触时转动的摩擦。如果用轴,会产生相当大的摩擦。
㈨ 托盘天平中央刀口很薄,物理原理
天平就是一个等臂杠杆,中间的刀口就是支点,刀口越薄,越接近一个点,天平的灵敏度就越高,测量精度也就越高
㈩ 请教物理实验中天平的用法和注意事项
物理天平
物理天平
物理天平
选自《中学教学实用全书物理卷》
天平是称量物体质量的仪器.常用的有分析天平、物理天平、学生天平(简易物理天平)、托盘天平等.中学物理实验室里常用的是物理天平、学生天平和托盘天平.上述天平都是运用“杠杆平衡时作用在等力臂上的力相等”的原理制成的.
天平的主要技术参数有称量、感量等.称量是指天平所能称量的最大质量值(满载值),常以克( )为单位表示.感量是使天平指针从平衡位置偏转到刻度盘一分度所需的最大质量,所以感量也叫做“分度值”,常以“毫克”( )为单位,感量反映了天平的灵敏程度.天平的技术参数还有变动性、级别、游码标尺误差,砝码精度等.
物理天平:天平横梁的左、中、右各镶有一个刀口.中刀口向下放在玛瑙刀承上,左、右刀口向上,通过吊耳内的玛瑙刀承下挂吊环及吊盘.
手轮通过升降杆控制横梁的起落.在立柱的后面装有水准气泡.天平配有砝码一盒,以称量为1000g的为例,砝码有200g、100g、20g、2g的各两个,500g、50g、5g、1g的各1个.
天平的使用方法:
1.安装和调整;①各部件需擦净后安装.吊盘背面标有“1”,“2”标记,应按“左1右2”安装.安装完毕应转动手轮使横梁数次起落,调整横梁落下时的支承螺丝,使横梁起落时不扭动,落下时中刀口离开中刀承,吊盘刚好落在底座上.②调节天平底座水平:调节调平螺丝,使底座上气泡在圆圈刻线中间位置,表示天平已调到水平位置.③调节横梁平衡:用镊子把游码拨到左边零刻度处,转动手轮慢慢升起横梁,以刻度盘中央刻线为准,使指针两边摆动等幅,如不等幅,则应降下横梁调整横梁两端的平衡螺丝,再升起横梁……如此反复,直至横梁平衡.还有一点应明确:对于天平的整个横梁系统(包括两吊盘在内),重心位于刀口的正下方.天平的灵敏程度和重心到刀口的距离有关,调节感量砣的位置可改变整个横梁系统的重心位置,重心位置越高,距刀口距离越近天平灵敏度越高,感量越小.对于一架天平,出厂时它的感量砣位置是调好的,天平的感量也就确定了,一般在使用天平时不要动它的感量砣.
2.使用:①称量物体时应将待称物体放在左盘,用镊子将砝码夹放到右盘中,然后转动手轮,升起横梁,看指针偏转情况,再降下横梁加减砝码,再升起横梁看指针偏转情况……直到天平平衡时为止,这时破码和游码所示总质量即为被称物体质量.②载物台用法:有些实验要测定的物理量不便于把物体直接放入吊盘中称量,可借助于载物台.例如:测浸在液体中的物体所受的浮力,可先将被测物放入吊盘中称出质量为 ,然后调整载物台位置,把被测物用细线栓好,浸入装有液体的烧杯中(物体不要碰杯底),把烧杯放在载物台上,被测物上的细线挂在吊钩上,此时再称得质量为 ,则 .
为使测量更精密,消除天平不等臂等因素引起的误差,可以采用下列方法:
1.复称法:左盘放物体,右盘加砝码,称量值为 ;然后将物体放右盘,左盘放砝码称量值为 ,设天平左臂长为 ,右臂长为 ,物体质量为 ,则:
第一次天平平衡时:
第二次天平平衡时:
两式相乘并整理得到 此式与天平臂长无关,消除了由于 引起的误差.
2.替代法:左盘载物,右盘加干砂,使天平平衡.将左盘中物体取下,向左盘中加砝码使天平平衡,此时砝码所示质量数即为被称物质量.
3.减码法:右盘中放入一定值的砝码(砝码的质量要大于被测物质量),左盘中放入小砝码使天平平衡.将被测物放入左盘中,减少左盘中的小砝码,使天平恢复平衡,减少的砝码总质量即为被称物体质量.
使用天平的注意事项:1.注意保护天平的刀口.物理天平是比较精密的仪器,使用时要特别注意保护它的三个刀口.一般来说,应在天平接近平衡时才能把横梁升起,所以在称量物体前应先用手掂掂物体,估计一下它质量的大小,防止超过天平的称量,并在右盘放入质量相当的砝码再升起横梁.调天平横梁平衡时平衡螺丝的调节,称量时加减砝码等都要在天平制动的情况下进行.转动手轮,升起横梁动作要轻,稍稍升起横梁一看不平衡马上轻轻放下横梁,不必把横梁完全升到顶再观察是否平衡.被测物和砝码放在盘的中间.2.使用天平时不能用手摸天平,不能把潮湿的东西或化学药品直接放在天平盘里.砝码只能用镊子夹取,不能用手拿,用后应及时放回砝码盒.3.天平使用完毕要使刀口和刀承分离,各天平间的零件不能互换,用后应将天平存放在干燥清洁的地方.
学生在使用天平时易出现种种错误或不当的操作,除违反上面注意事项外还有:已调好的天平使用时又挪动了位置;调平衡时游码没放在零刻线处,称量时不知游码要在天平放入最小砝码还不平衡时才能使用;加码顺序不是先大后小,放上接近物体质量的大砝码,天平不平衡再加入(或换上)小砝码;称完物体,先收砝码,后记录数据;有的甚至吊盘没挂在两边刀口上就开始称量或没调节天平就开始称量等等,这些都应在教学中加以指正.