您当前的位置：
杠杆会失去平衡吗？
作者：佚名 来源：本站整理 发布时间：2008-8-20 14:08:18
减小字体
增大字体杠杆会失去平衡吗？
彭友山
（岳阳市七中 湖南 岳阳 414000）
初中的复习资料上有这样一道简答题：在杠杆的两边分别挂作200g和20g同样的铁块，杠杆处于平衡状态．如果把两边的铁块同时浸没于水中，杠杆还会平衡吗？
学生大部分都答：会失去平衡．因为大的铁块浸没到水中后，所受到的浮力大；小的铁块浸没到水中后，所受到的浮力小，则杠杆要失去平衡．
从表面上看，这个答案好象有道理，但实际上是错误的．这里只考虑了铁块所受的浮不相等，而没有考虑杠杆两边的力臂是不相同的．为了加深学生对于杠杆平衡条件的理解和掌握，我用了两种方法指导学生解答这个问题．
（图1） |
O |
F2 |
F1 |
L2 |
L1 |
＝F2－F浮2 ．
对于同一个杠杆,在支点和力的作用点都不变的情况下,
O |
（图2） 教育论文在线 http://www.lw26.com |
F2′ |
F1′ |
L2 |
L1 |
为一个常数,即都等于力臂的反比．
那么现在的问题只要能够证明， = 成立则杠
杆仍然平衡，如果不成立，则杠杆失去平衡．
我们由密度公式V= 可知，200g铁块的体积是20g铁块体积的10倍．再由阿基米德定律，F浮=ρ水V排g , 200g铁块所受浮力F浮1是20g铁块所受浮力F浮2的10倍．由上面的关系式我们得到：
= = =10 ．
所以等式 = 成立，即在铁块浸没水中后，杠杆仍然保持平衡．
解法2：杠杆的平衡方程F1L1=F2L2是由于两种相反的转动效果相等的等式．由图1说明，只有F2L2产生的顺时针转动效果与F1L1产生的逆时针转动效果相等，杠杆就能平衡．
在铁块浸没水中之前杠杆是平衡的，说明两种转动效果原来是相等的．在铁块浸没水中之后，浮力减小了铁块对杠杆的作用力，使得这两个力与它们各自的力臂的乘积减小．
从图2中我们可以看出，F浮2L2就是顺时针转动效果的减小量；F浮1L1就是逆时针转动效果的减小量．如果能够证明这两个减小量相等，就说明现在作用在杠杆上的两种转动效果仍然相等．即：证明F浮1L1= F浮2L2成立，杠杆就能保持平衡．
由前面的推导可知： =10， =10 ，
所以有： = ，F浮1L1= F浮2L2 ．
则杠杆还是保持平衡状态．
文章评论 （评论内容只代表网友观点，与本站立场无关！）
