哈喽啊各位小伙伴,上次我们一起讨论了杠杆,用工具做了探究杠杆平衡条件的实验也知道了杠杆的分类,今天我们继续学习杠杆,来了解一下杠杆常见的几类问题:

1 画力臂问题

画力臂问题一般在已知力和支点的情况下,画出力臂。一般分为四步,步骤如下:

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(1)

基本上所有画力臂的问题都可以这样解决,如果遇到一些不规则的杠杆也没有关系,按照这个方法都可以准确画出力臂,例如下面两种情况:

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(2)

如何画出这两个杠杆的力臂呢?

钓鱼竿:

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(3)

手动抽水机:

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(4)

2 最小力问题

最小力画法问题的关键是找到最长力臂,因为依据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小。所以找到最大动力臂就可以确定最小力。最长力臂为支点与动力作用点的连线,找到最长力臂后画出动力的作用线,判断力的方向就可以画出最小力了。

那么为什么支点与动力作用点的连线就是最长力臂呢?我们可以画一下其他力臂,发现其他力臂与“最长力臂”可以组成直角三角形,而且这条“最长力臂”是直角三角形的斜边,我们知道在直角三角形中斜边大于直角边。操作工具验证一下

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(5)

3 杠杆平衡条件的应用

杠杆平衡条件在生活中有很多应用,例如我们以前用来称重的杆秤,虽然现在很少使用了,但有些小商贩卖菜卖水果的时候仍会用到,一些不法商贩还在杆秤上弄虚作假获取利益,那么他们是如何得逞的呢,我们先来一起看下杆秤的原理。

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(6)

杆秤一般由秤杆、秤砣(图中杆秤标准秤砣为500g)、秤钩(有些带有托盘)、提纽构成,其中提纽位置相当于杠杆中的支点,将被测物体挂在秤钩上,秤砣挂在秤杆上,调节秤砣的位置使得杆秤再次平衡,这时即可读出被测物体的重量了

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(7)

我们看到现在这个杆秤的量程只有5斤,那么如果称更重的东西怎么办呢?难道要把东西分次测量才行吗,那也太麻烦了吧

原来,在实际应用中,每个杆秤都是有两套量程的,为了扩大杆秤的量程,根据杠杆平衡条件重新设定支点,也就是在靠近秤钩的位置再加一个提纽,增加一套刻度和量程,这样一个杆秤,两个提纽,两套量程就可以解决称更重物体的问题了(例如在工具中改变被称物体的重量,因为物体变重超出原量程不能测量,所以使用另外一个提纽和量程进行测量,当杆秤平衡时可以进行读数)

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(8)

那么不良商贩又是怎么利用杆秤牟取利益的呢?通过前面的介绍大家可能都知道了吧~也是利用了杠杆原理,例如有些人故意将秤砣制成空心或者自己制作重量轻一些的秤砣,称量结果就会比真实值要略多一些(例如在工具中仍然称量10斤重的大米,但将秤砣换成250g看看测量结果)

物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(9)

另外秤砣自然磨损或者在秤盘上做手脚都会影响称量结果的呢~所以如果遇到用杆秤进行称重的商贩,就要多留意了,不要奸商们的“阴谋”得逞哦~

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物理杠杆问题大全(我用工具学物理)(10)

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