2015-03-08
4724
Метод двойного взвешивания (метод Гаусса) заключается в том, что тело взвешивают два раза – один раз на левой чашке, другой раз – на правой. Пусть Р – вес тела, Р1 и Р2 – вес гирь при взвешивании соответственно на левой и правой чашках, l1 и l2 – плечи коромысла. Искомый вес тела Р определяется из условия равновесия.
Отсюда 
(так как Р1 и Р2 мало отличаются друг от друга).
Но 
и 
, значит 
и, следовательно, взвешивание на рычажных весах сводится к определению массы.
.
Задание 1.
Определить нулевую точку весов.
Нулевой точкой называют положение стрелки нагруженных весов при равновесии. Если отклонить чашку уравновешенных весов, то стрелка весов будет совершать затухающие колебания около нулевой точки. Однако, вследствие трения, стрелка может останавливаться не в нулевой точке, а вблизи ее. Поэтому для определения нулевой точки пользуются методом качания, который состоит в следующем. Определяют последовательные максимальные отклонения стрелки влево n1 и вправо n2, n3 с точностью до половины деления. Из рисунка ясно, что положение нулевой точки можно определить из условия:
.
Для определения положения нулевой точки с большей точностью отсчитывают пять максимальных положений стрелки. Среднее деление шкалы можно принимать за 0, тогда отклонение влево считают отрицательным, вправо – положительным.
Таблица 1. определениЕ нулевой точки ВЕСОВ
| Крайнее отклонение стрелки | Нулевая точка | ||||
| Влево | Вправо |  | |||
| n1 | n3 | n5 | n2 | n4 | |
Задание 2.
Определить цену деления весов.
При взвешивании очень трудно подобрать гири таким образом, чтобы положение равновесия стрелки совпадало с нулевой точкой нагруженных весов. Обычно они отличаются друг от друга на несколько делений. Точную массу на одной из чашек можно найти, если известна цена деления нагруженных весов. Цена деления весов определяется массой перегрузка, вызывающего смещение стрелки весов на одно деление шкалы.
Цена деления может быть определена следующим образом. Кладут тело на левую чашку и уравновешивают его. Определяют нулевую точку нагруженных весов методом качаний 
. Добавляют малый перегрузок m (порядка 1 мг) и вновь определяют нулевую точку 
. Цена деления весов:
.
Таблица 2. определениЕ цены деления весов.
| Крайние отклонения стрелки нагруженных весов | Нулевая точка нагруженных весов | Крайние отклонения стрелки весов, нагруженных перегрузом | Нулевая точка весов, нагруженных перегрузком | Масса перегрузка m, кг | Цена деления весов С, кг | |||||||||
| Влево | Вправо | Влево | Вправо | |||||||||||
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  | |||||
Нулевая точка нагруженных весов 
.
Нулевая точка весов, нагруженных перегрузком, равна 
.
Задание 3.
Взвесить тело тремя способами.
Таблица 3.определениЕ веса тела.
| № п/п | Метод взвешивания | m, кг |  m, кг |  |
| I. Метод Гаусса | ||||
| 1. 2. 3. | ||||
| Среднее значение | ||||
| II. Метод Менделеева | ||||
| 1. 2. 3. | ||||
| Среднее значение | ||||
| III. Метод Борда | ||||
| 1. 2. 3. | ||||
| Среднее значение | ||||
| Среднее значение по результатам взвешивания тремя методами |
Задание4.
Взвесить тело на одной чашке весов.
1. Положить тело на левую чашку и уравновесить ее гирями.
2. Записать значение массы тела 
,
где m – масса тела, М – масса гирь.
Контрольные вопросы и задания
1. Устройство технических демонстрационных весов, подготовка их к работе.
2. Какую физическую величину измеряют непосредственно с помощью рычажных весов?
3. Почему массу тела определяют методом взвешивания?
4. Какие методы точного взвешивания вам известны?
5. Подготовить образец оформления записи учащихся по лабораторной работе «Определение плотности тела».
Подготовить сообщение на тему «Точное взвешивание. Устройство аналитических весов».
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМА И ПЛОТНОСТИ ТЕЛ
ПРАВИЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ, площади поперечного сечения проволок
Цель работы: определить объёмы параллелепипеда, цилиндра и плотности веществ, из которых они изготовлены, определить площади поперечного сечения проволок.
Приборы и принадлежности: исследуемые тела, штангенциркуль, микрометр, весы, проволоки различного диаметра.
Перед выполнением лабораторной работы рекомендуем внимательно ознакомиться с теорией математической обработки результатов измерений, изложенной выше. Для измерения длины предметов пользуются различными приборами и инструментами. К простейшим из них относятся линейка, штангенциркуль и микрометр. Обычно цена деления линейки равна 1 мм.
