高中物理 第4章 第4节 平衡条件的应用备课资料 鲁科版必修1-鲁科版高一必修1物理教案.doc

平衡条件的应用-备课资料习题详解1.答：如人在做引体向上运动时两手间距要与肩膀同宽；书桌上叠放在一起的书……2.答：用正交分解法求解伤腿所受拉力为320N.3.答：不可能.因为两个力相等时若其夹角为180°则其合力必然为零无法与绳子的重力相平衡所以绳子无法被拉成完全水平.相关链接欹器的原理故宫博物院里陈列着1895年“光绪御制”的一对高45.5cm、长18.7cm、宽14cm的铜制器物．它的样子像个插屏底座上有一个框架．框架的中央吊挂着一个直径12cm、高14.7cm的杯状容器杯状容器两边的乳钉形轴与框架内侧的针状轴衔接这样这个容器就可以在框架上沿一定方向转动．如果往容器中倒水水倒入一半时容器正好是垂直地吊挂；将水倒满后容器却自动翻转而把水全部倒出来了．之后容器就又自动偏向一方静止下来．这种奇特的器物叫“欹器”（欹是倾斜的意思）．欹器的制作是利用了质量不均匀物体重心变化的道理．设其静止时向右倾斜其内部结构为右侧质量大于左侧质量且右下端质量大于右上端质量容器的重心位于其几何中心偏右且在转动轴的下方所以静止时容器向右侧倾斜如图（a）当往容器中倒水时容器的重心向左移动重力对转动轴产生逆时针力矩使杯子向左偏转逐渐倒水逐渐偏转当水倒入一半时容器的重心恰好移到其几何中心所以容器正好垂直吊挂如图（b）．继续倒水重心将向左上方移动使杯子继续向左偏转当水正好倒满时容器的重心已移动到转动轴的上方而且其重力作用线恰好越过其底部平面如图（c）容器翻转不可逆转所以水全部溢出．由于溢出水后容器的重心转到偏左的位置重力仍对转动轴产生逆时针力矩如图（d）所以它将转动到最初的位置经过几次晃动之后静止．清朝皇帝让人在紫禁城里摆设欹器是借欹器“满则覆中则正虚则欹”的特点喻示“满招损谦受益戒盈持满”的道理并以此警戒自己以利于自己的统治．