有一架等臂天平,两边都可以放砝码或货物.要用这架天平称出从1克开始的连续自然数克的物品,怎样来设计它的砝码,才能使砝码个数尽可能少,称的物品又尽可能多呢?小明想:“先得有1克的砝码,接着可省去2克的砝码,理由是可用‘物+1克=3克’称出2克来,所以第二个砝码应是3克,现在可称的最大物品是1+3=4(克);省去5,6,7,8,第三个直接设计9克砝码…”小朋友:(1)用1克、3克、9克砝码能称出7克、11克的物品吗?(2)第四个砝码应为多少克呢?
有一架等臂天平,两边都可以放砝码或货物.要用这架天平称出从1克开始的连续自然数克的物品,怎样来设计它的砝码,才能使砝码个数尽可能少,称的物品又尽可能多呢?小明想:“先得有1克的砝码,接着可省去2克的砝码,理由是可用‘物+1克=3克’称出2克来,所以第二个砝码应是3克,现在可称的最大物品是1+3=4(克);省去5,6,7,8,第三个直接设计9克砝码…”
小朋友:
(1)用1克、3克、9克砝码能称出7克、11克的物品吗?
(2)第四个砝码应为多少克呢?
(1)能;
7克=9克+1克-3克,即:物+3=9+1,天平平衡;
11克=9克+3克-1克,即:物+1=9+3,天平平衡;
(2)根据题干分析可得:第四个砝码是27克,因为:
27-9-3-1=14克,
27-9-3=15克,
27-9-3+1=16克,
27-9-1=17克,
…,
答:第四个砝码是27克.
答案解析:(1)7克=9克+1克-3克,即:物+3=9+1,天平平衡;11克=9克+3克-1克,即:物+1=9+3,天平平衡;据此即可解答;
(2)从最简单的情况出发:①一个1克的砝码可以称1克的东西如果再加一个1克的,只能称1克和2克的这两种,如果再加一个2克的可称出2,3克的;②题中并未限定砝码比须放在一边,即砝码可分别放在天平的两边所以,我们可以将某些砝码风放在天平的两边,这样我们就可以用最少的砝码称出最多种克数不同的东西,因此,第二个砝码不用2克的,而用1×2+1=3克的,就可以称1克,2克(3克的在一边,1克的放在有东西的一边)3克,4克,(将1克,和3克和用)这样就可称出4钟克数的东西;③按此方法,第三个砝码就可以是4×2+1=9克的砝码,这样可称出1~13克的东西;④第四个砝码应是13×2+1=27克的砝码这样,所以第四个砝码就是27克.据此即可解答.
考试点:筛选与枚举;二进制位值原则.
知识点:此题考查了杠杆原理、天平的使用等物理知识,需要学生有较强的逻辑思维能力和分析能力才能解答,题目难度中等.通过推理得出结论:砝码的重量是按下面的规律定的1,3,3×3,3×3×3,3×3×3×3…N个3相乘;