初中杠杆物理题 求详细解答
过河的那个 不理解。 大人一走上木板 不是就掉河里了么。。 展开
设一块砖的长度为L,砖质量分布均匀,形状规则,其重心在其几何中心,;
(1)第1块砖的重心在距砖的右端L 2 处,如图所示,第1块砖放在第2块砖上面,第2块砖的右端是第1块砖的支点,当第1块砖伸出的长度为L 2 时,砖的重心恰好在支点上,第1块砖恰能平衡,如果砖伸出的长度大于L 2 ,砖将翻到,不会平衡,因此第1块砖伸出的最大长度是砖长的1 2 .
(2)第1与第2块砖组成的整体重心在它们的几何中心,第3块砖的右端是它们的支点,它们重心距第1块砖最右端的距离是3L 4 ,如图所示,第1与第2块砖组成的整体重心距支点的距离为
3L 4 -L 2 =L 4 ,则第2块砖伸出的最大长度是砖长的1 4 .
(3)第1、2、3三块砖组成的整体重心位置距第1块砖的距离是11L 12 ,如图所示,第4块砖的右端是上面3块砖的支点,
第1、2、3块砖的重心距它们支点的距离是11L 12 -3L 4 =L 6 ,所以第3块砖伸出的最大长度是砖长的1 6 .
(4)4块砖组成的整体重心在它们的几何中心,它们的重心距第1块砖右端的距离是25L 24 ,如图所示,桌面是它们的支点,4块砖的重心距支点的距离是25L 24 -11L 12 =L 8 ,第4块砖伸出的最大长度是砖长的1 8 .
故答案为:1 2 ;1 4 ;1 6 ;1 8 .
11L/12这个数是怎么算的?
从最上层的开始。显然,这块砖最多伸出1/2,如果再多那么右边的重量大于左边,砖就会掉下来。
第二层砖。因为右边已经压上了一整块砖,假如伸出1/n处就处于平衡,那么平衡点右边是1/n,左边是(n-1)/n;在考虑第一层的砖,分界点右边应当是1/2-1/n,分界点左边就是1-(1/2-1/n)。第二层砖平衡的时候,左右两边应当是重量相等。那么1/n+1/2-1/n=(n-1)/n+1-(1/2-1/n)。
后边的推导以此类推。
设:大人在左侧,小孩在右侧,
左侧的木板几乎全用在河面上面,右侧的只有小部分露出河面。这样右侧木板就是省力杠杆,且它将承受的 左侧木板带来的压力 ≤ 大人的重力。
所以大人过河是完全可能的。
2.砌砖题
抵消法解题最为简单
第一块,毫无疑问的是1/2,也就是一半露出悬空,左右正好抵消。
第二块,设悬空部分为x,因为上面有块砖了,要一起算出来。
悬空部分:2x+1/2,未悬空部分:1-x+[1-(1/2+x)]
左右相抵:2x+1/2=1-x+[1-(1/2+x)]
求得:x=1/4
第三块:同理设悬空部分为x,上面的两块砖也要一起算
悬空部分:3x+2*1/4+1/2,未悬空部分:1-x+[1-(1/4+x)]+[1-(1/2+1/4+x)]
左右相抵:3x+2*1/4+1/2=1-x+[1-(1/4+x)]+[1-(1/2+1/4+x)]
求得:x=1/6
第四块:同理设悬空部分为x,上面三块砖还是一起算
悬空部分:4x+3*1/6+2*1/4+1/2,未悬空部分:1-x+[1-(1/6+x)]+……+[1-(1/6+1/4+1/2+x)]
左右相抵得到:x=1/8
根据以上列举可以得到公式x=1 / 2n
记住无论是大人还是小孩过河都是走“下坡路”
意思是假设大人先过,那么过完后要把板子谁在上谁在下做互换小孩才能走!