Question

一道初中物理题

密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物G时，直尺的A端刚刚开始敲起，如右图所示，则直尺受到的重力是（ ） 图片：
要详细解释，好的话有加分

Answer 1

分析：把直尺看成有AO和OB两部分组成，则AO的中心为AO段重心，这部分重力占直尺总重的2G尺/3，OB段所受总重力为1G尺/3；根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2即可求出G尺。
设直尺长度l,直尺总重为G尺
即2G尺/3*1l/3=(1G尺/3+5N)*1l/3求得G尺=15N

Answer 2

设尺AB的长度为L,重力为G1,很显然尺的重心位于AB的中点C处,即AC=L/2,因此CO=AO-AC=2/3L-L/2=L/6
对于这个杠杆的平衡其实就是尺的重力与重力的力臂的乘积和重物的重力和它的力臂乘积相等
这里O为支点
根据杠杆的平衡条件:
G1*CO=G2*BO
G1*L/6=5*L/3
解出G1=10N

Answer 3

设尺长3米,尺的重力为3X
OB端的所受的力等于G的重力乘1米加上1/3尺的重力乘0.5米
OB：5N*1+0.5X
OA端所受的力等于尺的重力乘1米
2x*1
OA=OB
5N+0.5x=2X
X=（10/3）N
尺的重力为3X所以为10N

Answer 4

此题有两重解题方法

一
把直尺看成一个整体.那么使杠杆平衡有2个力,一个是直尺重力,力臂为(1/2-1/3)L;另一个力为物体的重力5牛,力臂为1/3L,平衡方程为
G直尺*(1/2-1/3)L=5牛*1/3L 直尺重力为10牛.

二
把直尺从支点处分开,则一边受到一个力.2/3G直尺,力臂为2/3*1/2L

另外一端受到两个力,一个是1/3G直尺,力臂为1/3*1/2L;一个力为5牛,力臂为1/3L.平衡方程为.2/3G直尺*2/3*1/2L=1/3G直尺*1/3*1/2L+5牛*1/3L

L为直尺的总长度,G为直尺重力

Answer 5

本题运用杠杆平衡条件（阿基米德杠杆原理）：
F1*L1=F2*L2
取直尺中点为C点，此点即为直尺的重心，重力线过此点，重力为G’
F1=G' L1=OC=BC-OB=1/2-1/3=1/6
F2=5N L2=1/3
所以： G’*1/6=5*1/3
G'=10N