Question

3．如圖所示，大李和小李用一根均勻的長2m的扁擔(dān)抬重物，如果物體重400N，如果物體距離小李1.0m，距離大李0.8m．問：
（1）扁擔(dān)對于大李而言可以看成一個支點在A（A、O、B）的杠桿，使用扁擔(dān)挑東西不能（填“能”或“不能”）省力，扁擔(dān)做成“扁”的是為了增大受力面積，減小壓強(qiáng)．
（2）小李，大李各受到多大的壓力？
（3）為了減輕小李的負(fù)擔(dān)，他可以（寫出一種合理的做法）大李可以把肩膀向前移動或把重物向大李方向移動；
（4）觀察小李和大李受到的壓力與重力有何種關(guān)系？小李和大李受到壓力的合力等于物體的重力（請嘗試用力的分析解釋）．

Answer 1

分析 （1）相對其中一個人而言，支點在另一個人的肩膀上；扁擔(dān)是一個杠桿，以肩膀為支點，肩膀承擔(dān)著兩端施加的力，用扁擔(dān)挑東西不省力；
減小壓強(qiáng)的方法：減小壓力或增大受力面積；
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件進(jìn)行分析解答；
（3）木棒可以看做杠桿；由杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定時，動力臂越大，動力越小；選擇杠桿的支點，然后根據(jù)題意，應(yīng)用杠桿平衡條件分析答題；
（4）根據(jù)壓力產(chǎn)生的原因以及壓力與重力大小的關(guān)系進(jìn)行分析．

解答 解：（1）扁擔(dān)對于大李而言可以看成一個支點在小李的肩膀上，即A的杠桿；
根據(jù)杠桿的定義可知，扁擔(dān)屬于杠桿，支點是肩膀，肩膀承擔(dān)著兩端施加的力，所以用扁擔(dān)挑東西不省力；
扁擔(dān)做成扁的，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強(qiáng)；
（2）由F₁L₁=F₂L₂得：$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{0.8m}{1.0m}$=$\frac{4}{5}$；
故小李受到的壓力：$\frac{4}{9}$×400N≈177.8N，大李受到的壓力：$\frac{5}{9}$×400N≈222.2N；
（3）對小李來說，大李肩膀與扁擔(dān)的接觸點是支點，重物的重力是阻力，小李的作用力是動力；
由杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂可知：在阻力一定的情況下，要減小動力（小李的負(fù)擔(dān)），可以增大動力臂，即增大小李到支點的距離，大李可以把肩膀向前移動；或減小阻力臂，可以把重物向大李方向移動；
（4）小李和大李受到的壓力是由于物體的重力產(chǎn)生的，小李和大李受到壓力的合力等于物體的重力．
故答案為：（1）A；不能；增大受力面積，減小壓強(qiáng)；
（2）小李，大李各受到的壓力分別為177.8N和222.2N；
（3）大李可以把肩膀向前移動或把重物向大李方向移動；
（4）小李和大李受到壓力的合力等于物體的重力．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用以及杠桿的概念和增大或減小壓強(qiáng)的方法，杠桿是否省力決定于動力臂與阻力臂的關(guān)系，動力臂與阻力臂的比值越大，越省力．