Question

（2003?福州）学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担子，他做了以下三次试验，请你根据各小题后的要求作答．
（1）他先在扁担的两端各挂上50N的重物，担子很快就平稳地挑起来．这时他的肩膀应放在扁担的什么位置？（只要回答，不要分析）
（2）接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，如图所示，但他掌握不好担子的平衡．请你用杠杆平衡知识，帮助他计算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？（扁担质量忽略不计）
（3）然后，小强换用一根与肩膀接触面积约是前根扁担的

2

3

的窄扁担，平稳地挑起与第二次同重的物体．这时，他明显感觉到肩膀比第二次疼．针对这一现象，请你应用所学知识，通过计算、分析找出原因，并提出一个解决这一问题的办法．

Answer 1

分析：（1）同学的肩膀作支点，扁担为杠杆，两端各挂上50N的重物，根据杠杆平衡条件，动力臂与阻力臂等长．
（2）由F₁L₁=F₂L₂求出距B端的距离．
（3）扁担与肩膀的接触面积发生了变化，根据压强的知识，在压力一定的情况下，受力面积减小，压强增大．

解答：解：（1）因为F₁=F₂=50N由F₁L₁=F₂L₂得：L₁=L₂，所以这时他的肩膀应放在扁担的中点位置．
（2）依题意A、B所受的拉力分别为F_A=2×50N=100N，F_B=50N；
设平衡时肩膀离B点距离为L₀，则距离A端的距离为L-L₀
由杠杆平衡条件得：F_A（L-L₀）=F_BL₀
∴肩膀离B点距离应为L₀=

FAL

LA+FB

=

100N×1.2m

100N+50N

=0.8m；
（3）已知S_窄=

2

3

S_宽
∵两次物重相同，则扁担对肩膀的压力相同，即F_窄=F_宽
由压强定义式得：

P窄

P宽

=

F窄 S窄

F宽 S宽

=

S宽

S窄

=

3

2

，则P_窄=1.5P_宽
∴挑同样重物体，窄扁担对肩膀压强比宽扁担对肩膀压强大，肩膀更疼；
若要减小压强，可以通过减小压力或增大受力面积的方法，即换用宽扁担挑担子．
答：（1）他的肩膀应放在扁担的中点．
（2）肩膀应距B端1.2m远，担子才能重新平衡
（3）压力相同，受力面积减小，压强增大，所以感到疼；可换用宽扁担挑担子．

点评：解答本题的关键是熟练应用杠杆的平衡条件及固体压强的相关知识，需要认真读题，理解题意．