失去平衡的老鼠、乌龟与兔子

失去平衡的老鼠、乌龟与兔子 江苏沛县张街中学 张振楼 221612 近年的物理中考题往往创设一些相对新颖的情境，这将大大激发同学们的求知欲(下面的两道根据中考改变的题，注重选择身边的事例，就很容易引起我们的共鸣(不妨看看: 失去平衡的老鼠 例1:如图1所示，把长1m重1.5N的均匀木板放在水平桌面上，木板左端离桌边沿4dm，上面挂一诱铒，若一重0.5N的老鼠偷吃食物，沿木板向左端爬去，问当老鼠爬过离桌沿多少dm时，木板会失去平衡，而使它落入桌子下面的水桶中( 诱饵 dm 图1 分析与解答:解答情境性题目首先要审题，阅读题目将文字叙述的问题在头脑中形象化，用画示意图的方法将题目所叙述的物理情境展现出来(接着对物理情境进行一系列分析，从情境的特点中，弄清研究物体的运动过程特点(最后运用挑选好的物理规律进行运算操作，或进行列式计算、或进行逻辑推理论证、或运用图象分析判断，得出结果( 本题的实质是运用杠杆的平衡条件解答问题(可以建立这样的物理模型:把木板与桌角的接触点看作支点，木板的重充当阻力F，老鼠的重充当动力F(如图2)(当老鼠沿木板21 向左端爬去的过程中，什么时候破坏了杠杆的平衡条件，它就要跌落的到水桶中(因木板是均匀的，因而其重心在其中点处，也就是(设老鼠爬到离支点L长度时，杠杆刚L,1dm12 刚失去平衡( 则有:， FL,FL1122 F F12 图2 0.5N，L,1.5N，1dm1 ? L,3dm1 龟兔赛跑另解 例2:兔子和乌龟在返回赛跑的路上，兔子一直默默不乐(半路时，它们捡到半块西瓜(半块西瓜的形状如图3)，都想独吃，互不相让(争论的结果是:谁重谁吃(双方都没有意见，可没有弹簧测力计怎么办,这时来了一只老山羊，知道情况后便说“这好办，你们两个各蹲在西瓜的一边，就可以看出哪个重些”(于是兔龟分别蹲到西瓜的一边，结果西瓜还在水平位置平衡如图(老山羊又说:“你们各自向中间移动相等的距离看看”，结果乌龟那边上翘了，兔子很高兴，说:“怎么样，还是我重吧～西瓜该我吃(”老山羊说:“不对，应该 乌龟吃(” 同学们请你用所学的知识分析一下，老山羊的话有道理吗,这个西瓜到底该谁吃, 请用公式推导说出你的理由( 图3 分析与解答:我们把西瓜抽象为一个杠杆，西瓜与地面的接触点看作支点，则兔子和乌龟的体重就是作用在其上的两个力(令兔子在左侧，设兔子的体重为，其力臂为;乌GL11龟的体重为，其力臂为((如图4)在第一次平衡时有: LG22 GL,GL1122 设都向支点移动了，则第二次平衡时有: L0GG1 2 图4 ，，左侧,GL,L,GL,GL1101110 ，，右侧,GL,L,GL,GL2202220 ?右侧上翘，也就是杠杆向左侧倾斜 ? GL,GL,GL,GL11102220 而 GL,GL1122 ? ,GL,,GL1020 ? GL,GL1020 ? G,G12 也就是兔子的体重小于乌龟的体重(老山羊的话是有道理的，当然应该乌龟吃( 作者姓名:张振楼 通讯地址:江苏沛县张街中学 邮政编码:221612 电子邮箱:ZZLGZH@163.COM