Question

如圖a所示是一個(gè)用不變形的硬紙片環(huán)（圖中灰色部分）和橡皮筋（圖中輪輻部分）制成的轉(zhuǎn)盤，橡皮筋一端與轉(zhuǎn)盤的中心軸相連且均繃緊．現(xiàn)將轉(zhuǎn)盤的中心軸水平放置在支架上，如圖b所示，使轉(zhuǎn)盤處于豎直平面內(nèi)．
（1）通過怎樣的操作，可以判斷轉(zhuǎn)盤的重心恰好在中心軸上？
（2）將一個(gè)發(fā)光的白熾燈泡，靠近放在圖a中轉(zhuǎn)軸右側(cè)水平橡皮筋附近，你會(huì)看到什么現(xiàn)象？并簡述產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原理．

Answer 1

【答案】分析：（1）當(dāng)轉(zhuǎn)盤的重心在轉(zhuǎn)軸上時(shí)，轉(zhuǎn)盤重心關(guān)于轉(zhuǎn)軸的力臂為零，轉(zhuǎn)盤可以任意自由轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤可以在任何位置平衡；
（2）橡皮筋受熱后會(huì)變形，轉(zhuǎn)盤重心位置改變，不在轉(zhuǎn)盤的重心，轉(zhuǎn)盤重心對(duì)轉(zhuǎn)軸的力臂不為零，轉(zhuǎn)盤會(huì)在重力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)．
解答：解：（1）用力使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，如果轉(zhuǎn)盤可以繞水平中心軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，且將轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)至任意位置，盤均可保持平衡，
則轉(zhuǎn)盤的重心恰好在中心軸上．
（2）將一個(gè)發(fā)光的白熾燈泡，靠近放在圖a中轉(zhuǎn)軸右側(cè)水平橡皮筋附近，會(huì)看到轉(zhuǎn)盤會(huì)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；
這是因?yàn)椋河冒l(fā)光的白熾燈在轉(zhuǎn)盤右側(cè)照射時(shí)，橡皮筋受熱發(fā)生收縮，轉(zhuǎn)盤的重心左移，轉(zhuǎn)盤在重力作用下會(huì)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物體平衡的判定、重心對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，本題是一道難度較大的應(yīng)用題，是一道難題；要注意應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力．