有關杠桿類題目中常見問題的判斷方法
2008-04-29 00:00:00陳德軍
物理教學探討 2008年4期
同學們，在初中階段，常圍繞杠桿平衡這一知識點出現一些題目，其實解決這類題目常有規律可尋。筆者現總結出以下幾種解題方法和規律，希望對大家有所幫助。
第一類 如何畫力臂
方法 畫力臂一般分三步走，如圖1所示。
1、先找支點：方法是假設杠桿轉動，其圍繞轉動的那一點就是支點，如圖1所示中O點。
2、再畫力的作用線：沿力的方向可向兩方用虛線延長即是。
3、最后從支點到力的作用線作垂線段既是力臂，如圖l1、l2。
第二類 如何確定力的方向
方法 杠桿上兩個力的作用效果一定相反，即兩力使杠桿向相反的方向轉動。
1、如果兩力在支點的同側，兩力一定向大致相反的方向騙，如圖3所示。
2、如果兩力在支點的兩側，兩力一定向大致同一方向偏，如圖2所示。
第三類 如何找最大的力臂
方法 先找到支點，支點到杠桿上最遠的一點的連線即是最大的力臂。
例⑴如圖4所示，要使杠桿AB在圖示位置平衡，請畫出所需最小動力的作用點和方向。
解析 畫最小的動力就要找最大的動力臂，按照上述找最大力臂的方法可知，支點O距離B點最遠，所以OB就是最大的力臂，再根據上文如何確定力的方向的方法可知，力的作用點在B點，作用線垂直于桿向上。
⑵如圖5所示，曲桿AOBC自重不計，O為支點，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲桿在圖示位置平衡，請作出最小的力F的示意圖及力臂L。
解析 由題中條件可求得OC=50cm，比較可知O到A的距離最大，所力F的作用點在A點，OA是F最大的力臂。
第四類 當原來平衡的杠桿的力或力臂同時變化時，如何判斷杠桿的轉動方向。
方法 用變化的力ΔF或力臂ΔL乘以原來的力臂L或力F，看乘積ΔFL或ΔLF變化的大小情況。若某一方乘積增加的多，則這一方將下傾；若某一方乘積減少的多，則這一方將上傾。
例⑴如圖6所示，杠桿已平衡。現在杠桿左右兩邊鉤碼下同時加一個相同的鉤碼，這時杠桿將_____。（填“保持水平平衡”、“順時針轉動”或“逆時針轉動”）
解析 觀察圖可知，杠桿右邊力的力臂大，左右兩邊增加的力相同，由上述方法得出，右邊增加的乘積 FL較大，所以杠桿右邊下傾，杠桿應沿“順時針轉動”。
⑵如圖7所示的輕質杠桿，AO小于BO，在A、B兩端懸掛重物G1和G2后杠桿平衡。若將G1和G2同時向支點O移動相同的距離，則杠桿_____端向下傾斜。
解析 由圖可知，G1>G2，又因減小的力臂相等，所以兩邊減小的乘積是ΔLG1>ΔLG2，所以杠桿左邊將向上傾，右邊將向下傾。
這類題目很多，如果應用熟練了，做題時將得心應手，很快做出判斷。
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
