Question

初三物理题 急急急！

某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置,如图所示,取一块与自己等长的木板,一端固定,另一端用轻质的细绳通过一个滑轮悬挂起来（摩擦不计）,在绳子的末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡.如果该同学身高160cm、质量40kg,平躺到木板上后在托盘中再加上重137.2N的物体,木板再次水平平衡.
（1）该装置中滑轮的作用是什么?
（2）在侧人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是什么?
（3）请通过计算说明该同学的重心位置（g取9.8N/kg）.

Answer 1

解：（1）由图知，木板左边的拉力方向向上，而重物的重力方向竖直向下，所以定滑轮起到了改变力的方向的作用；
故答案为：改变力的方向．
（2）若在测量重心前不将杠杆调整为水平平衡，那么在测量过程中，杠杆的阻力实际是人的重力与杠杆自重的和，这样就会影响到测量结果的准确性；所以测量前，先在托盘上放置少量的重物，来平衡杠杆的自重，排除干扰．
其目的是：与木板的重力平衡．
（3）已知（如图）：G物=137.2N，L物=160cm=1.6m，G人=mg=40kg•9.8N/kg=392N；
由杠杆的平衡条件知：G物L物=G人L重，即：
L重=$\frac{{G}_{物}{L}_{物}}{{G}_{人}}$=$\frac{137.2N×1.6m}{392N}$=0.56m；
答：该同学的重心距支点（头顶）0.56m．

Answer 2

（1）滑轮是定滑轮，作用当然是改变用力的方向。
（2）平衡，是为了使用杠杆的平衡条件，水平平衡是为了便于测量力臂（动力臂L1等于人的身长，阻力臂L2等于重心到最右端支点的长度）。在绳子的末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡，是为了抵消木板自重的影响。
（3）重力G=mg=40kg×9.8N/kg=392N，身高L1=160cm=1.6m
由杠杆的平衡条件得到FL1=GL2，即137.2N×1.6m=392N×L2
求出L2=0.56m，即重心位于头部往下0.56m处，或者说位于离地面1.6m-0.56m=1.04m的高度处。
“最佳答案”助你成功。

Answer 3

1、改变力的方向作用
2、排除木板的自重，减小误差
3、由力矩相等可得；L=
137.2*1.6/（40*9.8）
=0.56m

Answer 4

1、该装置中滑轮的作用是改变力的方向，用重力（方向是竖直向下）来向上提木板。
2、在侧人体重心之前,先“在绳子末端的托盘上放一些重物,使木板水平平衡”,这样做的目的是克服木板自身的重力。
3、由F1×L1=F2×L2得 137.2N×160cm=400N×L2
即L2=54.88cm, 该同学的重心位置在距离支点（固定点）54.88cm处。