Question

假期里明明和他爸爸、媽媽一起參加了一個(gè)家庭游戲活動(dòng)．活動(dòng)的要求是：家庭成員中的任意兩名成員分別站在如圖所示的木板上，恰好使木板水平平衡．
（1）若明明和爸爸的體重分別為350N和700N，明明站在左側(cè)離中央支點(diǎn)3m處，明明的爸爸應(yīng)站在哪一側(cè)？應(yīng)離中央支點(diǎn)多遠(yuǎn)才能使木板水平平衡？
（2）若明明和他爸爸已經(jīng)成功地站在了木板上，現(xiàn)在他們同時(shí)開(kāi)始勻速相向行走，明明的速度是0.4m/s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破壞？

Answer 1

分析：（1）知道明明對(duì)杠桿施加的動(dòng)力（明明的重力）、爸爸對(duì)杠桿施加的阻力（爸爸的重力）、動(dòng)力臂根據(jù)杠桿平衡條件求出阻力臂．
（2）明明和爸爸相向而行，動(dòng)力、阻力不變，力臂同時(shí)減小，減小的量為vt，再次利用杠桿平衡條件求爸爸的速度．

解答：解：
（1）明明和爸爸對(duì)杠桿施加的力分別為F₁=350N，F(xiàn)₂=700N，F(xiàn)₁的力臂L₁=3m，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂，
即：350N×3m=700N×L₂，
所以，L₂=1.5m，
答：爸爸站在距離支點(diǎn)1.5m的另一側(cè)．
（2）設(shè)：明明和爸爸勻速行走的速度分別為v₁和v₂，
行走時(shí)間為t，要保證杠桿水平平衡，
則有F₁（L₁-v₁t）=F₂（L₂-v₂t）
350N（3m-0.4m/s×t）=700N（1.5m-v₂t）
解得：v₂=0.2m/s．
答：明明和爸爸勻速相向行走，明明的速度是0.5m/s，爸爸的速度是0.2m/s才能使木板水平平衡不被破壞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式、杠桿平衡條件掌握和運(yùn)用，難點(diǎn)在第二問(wèn)，要使木板水平平衡不被破壞，兩邊的力和力臂乘積相等，這是本題的關(guān)鍵．