Question

學(xué)校組織同學(xué)們到農(nóng)村參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，小強(qiáng)第一次學(xué)習(xí)挑擔(dān)子，他做了以下兩次試驗(yàn)，請(qǐng)你根據(jù)各下面的要求作答．

（1）他先在扁擔(dān)的兩端各掛上50N的重物，擔(dān)子很快就平穩(wěn)地挑起來．這時(shí)他的肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的什么位置？（只要回答，不要分析）
（2）接著，他又在扁擔(dān)的A端加上50N的重物，如圖所示，但他掌握不好擔(dān)子的平衡．請(qǐng)你用杠桿平衡知識(shí)，幫助他計(jì)算出肩膀O應(yīng)距B端多遠(yuǎn)，擔(dān)子才能重新水平平衡？（扁擔(dān)質(zhì)量忽略不計(jì)）
（3）通過分析杠桿的工作原理，你能總結(jié)出作用在杠桿上的動(dòng)力和阻力的方向有什么特點(diǎn)？

Answer 1

分析：挑擔(dān)子是杠桿原理在生活中最常見的應(yīng)用，要想輕松最好的辦法是讓兩邊力矩平衡，此時(shí)不需要手再施加額外的力矩．則本題可由力矩平衡求出支點(diǎn)位置．

解答：解：（1）兩端重物重力相等，要想平穩(wěn)的挑起來，應(yīng)使兩邊力臂相等，所以他的肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的中點(diǎn)位置．
（2）依題意A、B所受的拉力分別為F_A=2×50N=100N，F(xiàn)_B=50N
設(shè)平衡時(shí)肩膀離B點(diǎn)距離為L(zhǎng)₀，則距離A端L-L₀
由杠桿平衡條件得：F_A（L-L₀）=F_BL₀
∴肩膀離B點(diǎn)距離應(yīng)為L(zhǎng)₀=

FAL

(FA+FB)

=

100N×1.2m

100N+50N

=0.8m；
（3）要想使力矩平衡，則兩力應(yīng)一個(gè)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，另一力使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故兩個(gè)力在支點(diǎn)的兩側(cè)時(shí)，它們的方向相同，兩個(gè)力在支點(diǎn)的同一側(cè)時(shí)，它們的方向相反．（或兩個(gè)力作用的方向是杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反）；
答：肩膀應(yīng)放在扁擔(dān)的中點(diǎn)位置；肩膀離B應(yīng)為0.8m，兩個(gè)力在支點(diǎn)的兩側(cè)時(shí)，它們的方向相同，兩個(gè)力在支點(diǎn)的同一側(cè)時(shí)，它們的方向相反．

點(diǎn)評(píng)：扁擔(dān)是杠桿原理最簡(jiǎn)單但是最實(shí)用的一種工具，從中體會(huì)一下杠桿原理對(duì)我們生產(chǎn)生活的影響．