2006年襄樊市中考物理题目中有一道题目:长1m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上,木板左端离桌面沿4dm,上面挂一诱铒(重忽略不记),若一重0.5N的老鼠偷吃食物,沿木板向左端爬去,根据杠杆的平衡条件_____________得出。当老鼠爬过离桌沿______________dm时,木板会失去平衡,而使它落入桌子下面的水桶中。
这一道题目,如果没有老师的讲解和示范,学生是很难理解的。我给学生在讲这一道题目时,是用到了“抵消”建模法的。即把左边4dm杠杆重和右边紧靠支点的4dm重抵消掉,剩下2dm的杠杆重G1和老鼠重0.5N组成了另一平衡杠杆。表达式为:1.5/10X2X〔1/2*(1—2X0.4)+0.4〕=0.5Xm,就可以求解爬过的距离m了。
现在遇到一个更难一些题目:一杠杆重10N长1米,在距左端0.4米处放一支点,现在两边各挂一重物,使杠杆在水平位置平衡,已知左边重物重为5N,求右边所挂重物为多少N?
这一题的解法就难多了:解题步骤:1、把左边的5N看成两部分G1和G2,先取一部分为G1,乘以左边的力臂0.4,右边以杠杆自身重的一部分为G3,它大小等于10/1X(1—2X0.4),刚好能让杠杆在水平位置平衡,算法和上面一题相同,其等式(杠杆原理)可以表示为:
G1X0.4=〔10/1X(1—2X0.4)〕X〔1/2X(1—2X0.4)+0.4〕
步骤2、剩下的就当轻质杠杆来处理:G2X0.4=FX(1—0.4)。
步骤3、把这两个式左和左相加,右和右相加,等式是相等的(等式的两边同加一个相等的数等式是成立的)。则有左边就是:(G1+G2)X0.4,它就是5NX0.4,右边就是10X0.2X0.6+FX0.6。左右相等,就变成
5X0.4=10X0.2SX〔1/2X(1—2X0.4)+0.4〕+FX(1—0.4),就可以求解右边所挂重物F=10/6N。
在这个杠杆计算题中,用到了“抵消建模法”;等式的基本性质(等式的两边加上一个相同的数等式成立);杠杆原理来算。
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