倪康波
杠桿平衡問題是初中物理的重點內(nèi)容之一,對于原來處于平衡狀態(tài)的杠桿,當條件改變后(力或力臂發(fā)生變化),是否還能繼續(xù)保持平衡呢?如果按照杠桿平衡的條件(動力×動力臂=阻力×阻力臂)按部就班地來重新判斷,有時會非常繁雜,學生不容易接受,教師的講解也會事倍功半.此時若能對題目中的條件或數(shù)據(jù)進行處理,“巧妙假設”一番,便可輕而易舉地解決此類問題.
【例1】 如圖1所示,杠桿上分別放著質(zhì)量不相等的兩個球,杠桿在水平位置平衡,如果兩球以相同的水平移動速度同時勻速向支點移動一點距離,則杠桿().
A.仍能平衡
B.不能平衡,大球那端不沉
C.不能平衡,小球那端下沉
D.無法判斷
分析:由圖1可知,小球的質(zhì)量小,所以平衡時力臂大;而大球的質(zhì)量大,力臂小.當兩球以相同的水平移動速度同時勻速向支點移動一點距離,假設大球已經(jīng)到達了支點,力臂為0,此時小球還沒到支點,所以小球那端下沉.答案選C.
【例2】 一根輕質(zhì)杠桿,在左右兩端分別掛在200牛和300牛的重物時,杠桿恰好平衡.若將兩邊物重同時減少50牛,則杠桿().
A.左端下沉 B.右端下沉
C.仍然平衡 D.無法確定
分析:假設兩邊物重同時減少的不是50牛,而是200牛,則此時左端杠桿受到的力為0,而右端還有100牛,所以右端下沉.答案選B.
【例3】 如圖2所示的均勻直桿AB可繞中點O自由轉(zhuǎn)動,桿上垂直放有兩支長短不同,但材料、粗細均相同的蠟燭,這時直桿水平平衡,現(xiàn)同時點燃兩支蠟燭,且它們?nèi)紵乃俣认嗤?,則過一會兒().
A.直桿仍然平衡
B.A端下沉
C.B端下沉
D.A、B端交替著上、下擺動
分析:因同時點燃兩支蠟燭,且它們?nèi)紵乃俣认嗤?,所以假設短蠟燭全部燃燒完了,此時長蠟燭還有,則長蠟燭那端下沉.答案選B.
【例4】 如圖3所示,不等臂杠桿下掛大小不等的實心鐵球時,杠桿平衡,若將兩鐵球同時浸沒于水中后,則().
A.A端下降 B.B端下降
C.杠桿仍平衡D.無法判斷
分析:實心鐵球的密度大于水的密度,當將兩鐵球同時浸沒于水中后,鐵球下沉.現(xiàn)假設水是密度等于實心鐵球密度的某種液體,則此時兩實心鐵球在液體中都是懸浮,各自受到的浮力都等于重力,所以杠桿仍平衡,答案選C.
【例5】 將體積相同的實心銅塊和鐵塊分別掛在杠桿的兩端,如圖4所示.調(diào)節(jié)杠桿使杠桿處于平衡狀態(tài),若將兩金屬塊同時浸沒在水中時,則().
A.A端下降 B.B端下降
C.杠桿仍平衡D.無法判斷
分析:實心銅塊的密度大于實心鐵塊的密度,且都大于水的密度.當兩金屬塊同時浸沒于水中后,它們都下沉.現(xiàn)仍假設水是密度等于實心鐵塊密度的某種液體,則此時實心鐵塊在液體中是懸浮,而銅塊在液體中下沉,所以A端下降;也可假設水是密度等于實心銅塊密度的某種液體,則此時實心銅塊在液體中是懸浮,而鐵塊在液體中會上浮,所以A端下降.答案選A.
綜上可知,在解決物理學中的實際問題時,我們切不可生搬硬套公式,而應切實領會公式的內(nèi)涵,靈活應用,這樣才能事半功倍,既能提高學生的學習效率,增進對學科的理解和學習的信心,又能激發(fā)學生的學習興趣,一舉多得.