Question

8．一根粗細均勻的鐵條，在其中點處用細線懸掛，鐵條處于水平平衡，請解釋這種現(xiàn)象？將右端向內(nèi)彎曲（如圖），鐵條還能保持水平平衡嗎？說明理由？

Answer 1

分析 用一段細線將粗細均勻的直鐵絲吊起后，直鐵絲在水平位置處于平衡狀態(tài)，畫出動力、動力臂、阻力、阻力臂，F(xiàn)₁l₁=F₂l₂，所以杠桿平衡．
若將右端向內(nèi)彎曲，動力、動力臂、阻力都不變，阻力臂減小，所以，F(xiàn)₁l₁＞F₂l₂，所以杠桿左端下沉．

解答 解：

如圖甲，粗細均勻的鐵條，在其中點處用細線懸掛，此時左邊鐵條的重力等于右邊鐵條的重力，即F₁=F₂，又因為直鐵條是均勻的，動力和阻力都作用在左端和右端的中心處，則l₁=l₂，所以F₁l₁=F₂l₂，故杠桿平衡；
如圖乙，右端向內(nèi)彎曲后，重力不變，但鐵條右端重心左移，右端重力的力臂減小，導(dǎo)致左端力與力臂乘積大于右端力與力臂乘積，即F₁l₁＞F₂l₂，故左端下沉．
答：最初左右兩段鐵條所受重力大小相同，且兩力臂相同，滿足杠桿平衡條件，所以鐵條水平平衡；
右端向內(nèi)彎曲后，鐵條右端重心左移，右端重力的力臂變短，導(dǎo)致左端力與力臂乘積大于右端力與力臂乘積，所以左端下沉．

點評 當F₁l₁=F₂l₂時，杠桿平衡；F₁l₁＞F₂l₂，力和力臂的乘積大的一端下沉，要使杠桿平衡，支點向力和力臂的乘積大的一端移動．