生活中力学现象无处不在,下面5个生活例子能让大家秒懂杠杆与浮力原理。

生活中力学现象无处不在,下面5个生活例子能让大家秒懂杠杆与浮力原理。比如小雷挑着草莓回家,袋子挂在木棒一端,这个过程中就隐藏了杠杆原理。这时候可以看到,动力臂就是手到支点的距离,而阻力臂是袋子到支点的距离。由于动力臂小于阻力臂,所以木棒并不是省力杠杆。那问题来了,这个操作的正确理解应该是:袋子越靠近肩膀越省力。原因在于此时动力臂变长,阻力臂变短。所以在这个例子里,选项C是正确的。 再来看滑动环实验。给大家一根1米长、粗细均匀的光滑金属杆,它能绕O点转动。测力计竖直向上拉滑动环缓慢向右移,并保持杆水平。关键是要注意到杆重均匀分布,重心在杆中点。当滑动环从O点向右移动s时,杆左端重心下降s/2,右端重心上升s/2。因此左端重力矩等于杆重乘以s/2,右端无重力矩(因为不计滑环质量)。这样一来,测力计示数F就必须等于左端重力矩除以测力计到O点的距离——也就是F等于杆重乘以s再除以两倍的测力计到O点距离。可见F和s成正比,图像是一条过原点的直线。 关于拉杆实验,水平拉力F到底怎么变呢?把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平,始终保持水平向右的力F。这里看似玄乎的四个选项其实核心就一句话:动力臂在变小,阻力臂在变大,而且二者变化速度不同。当杠杆接近水平时,动力臂几乎不变,阻力臂迅速增长。这个时候导致阻力矩(重力乘以阻力臂)远大于动力矩(F乘以几乎不变的动力臂),因此F必须变大才能保持平衡。所以结论是变大。 然后是三力平衡下的“角度迷局”。把杠杆分别停在a、b、c三个位置时,Fa与Fc夹角相同且都作用在d点。先画个草图:Fa与杠杆夹角小,分力竖直向下分量最大;Fc与杠杆夹角大,分力竖直向下分量最小;Fb夹角居中,分力竖直向下分量介于两者之间。由于杠杆始终保持水平平衡,竖直方向合力必须为零。由此推出:Fa大于Fb大于Fc(因为竖直分量最大所需拉力最大)。答案就是A.Fa>Fb>Fc。 最后是沉浸水中的“双球”实验。给两端体积相同的铅球和铜球刚好处在平衡状态。同时浸没水中后:铅球排开液体体积大浮力大;铜球排开液体体积小浮力小。因为铅球密度大于铜球密度,所以铅球所受浮力更大阻力矩增大更多杠杆会顺时针转动。答案就是B.顺时针转动。