Question

8．一根粗细均匀的铁条，在其中点处用细线悬挂，铁条处于水平平衡，请解释这种现象？将右端向内弯曲（如图），铁条还能保持水平平衡吗？说明理由？

Answer 1

分析 用一段细线将粗细均匀的直铁丝吊起后，直铁丝在水平位置处于平衡状态，画出动力、动力臂、阻力、阻力臂，F₁l₁=F₂l₂，所以杠杆平衡．
若将右端向内弯曲，动力、动力臂、阻力都不变，阻力臂减小，所以，F₁l₁＞F₂l₂，所以杠杆左端下沉．

解答 解：

如图甲，粗细均匀的铁条，在其中点处用细线悬挂，此时左边铁条的重力等于右边铁条的重力，即F₁=F₂，又因为直铁条是均匀的，动力和阻力都作用在左端和右端的中心处，则l₁=l₂，所以F₁l₁=F₂l₂，故杠杆平衡；
如图乙，右端向内弯曲后，重力不变，但铁条右端重心左移，右端重力的力臂减小，导致左端力与力臂乘积大于右端力与力臂乘积，即F₁l₁＞F₂l₂，故左端下沉．
答：最初左右两段铁条所受重力大小相同，且两力臂相同，满足杠杆平衡条件，所以铁条水平平衡；
右端向内弯曲后，铁条右端重心左移，右端重力的力臂变短，导致左端力与力臂乘积大于右端力与力臂乘积，所以左端下沉．

点评 当F₁l₁=F₂l₂时，杠杆平衡；F₁l₁＞F₂l₂，力和力臂的乘积大的一端下沉，要使杠杆平衡，支点向力和力臂的乘积大的一端移动．