Question

一長直扁擔長1.5m，前端掛200N的貨，后端掛300N的貨，則肩膀應該位于離扁擔前端

0.9

m處，才能使扁擔平衡，平衡后肩受到的壓力為

500

N．（不計扁擔的重力）人造地球衛(wèi)星在大氣層外繞地球運行的過程中，它在近地點的動能

大于

（選填大于、小于、等于）它在遠地點的動能；它從近地點向遠地點運行的過程中，機械能的變化情況

不變

．（選填變大、變小、不變）．

Answer 1

分析：（1）扁擔是一個杠桿，肩膀位置為支點；前后所掛的貨物的重力提供了動力和阻力；前后所掛貨物到肩膀的距離分別為動力臂和阻力臂．利用杠桿的平衡條件和扁擔的長度，可以求出動力臂和阻力臂的長度，從而可以確定支點的位置，即肩膀到扁擔前端的距離．利用二力平衡的條件可以求出肩膀所受的壓力．
（2）判斷物體動能、勢能、機械能大小變化時，從它們的影響因素考慮．
①動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動能越大．
②勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，勢能越大．
③在大氣層外，衛(wèi)星繞地球運動時，沒有阻力作用，沒有克服摩擦做功，機械能守恒．

解答：解：（1）如圖所示，由題意知，G₁=200N，G₂=300N．
當杠桿平衡時，由杠桿的平衡條件可得：G₁×L₁=G₂×L₂，
即：200N×L₁=300N×L₂ ①，L₁+L₂=1.5m ②，
由①②解得：L₁=0.9m．

將扁擔與貨物看做一個物體，總重為500N，當扁擔在肩膀上靜止時，扁擔處于平衡狀態(tài)．所以扁擔受到的重力與肩膀對它的支持力是一對平衡力．所以支持力等于重力等于500N，由于扁擔對肩膀的壓力與肩膀對扁擔的支持力是作用力與反作用力，所以兩者相等，即肩膀受到的壓力為500N．
（2）衛(wèi)星在運行過程中質(zhì)量不變，衛(wèi)星在近地點和地球的相對距離最小，速度最大，近地點勢能最小，動能最大；衛(wèi)星在遠地點和地球的相對距離最大，速度最小，遠地點的勢能最大，動能最小．
衛(wèi)星在太空，運行過程中沒有運行阻力，沒有能量的損失，機械能是守恒的，機械能不變．
故答案為：0.9；500；大于；不變．

點評：（1）扁擔問題是經(jīng)�？疾榈闹�識，對于扁擔的考查一般有兩者情況：①一個人擔；②兩個人抬．無論是哪種情況，肩膀都是支點．應用杠桿平衡條件即可正確解題．
（2）掌握動能和勢能大小的影響因素，根據(jù)能量的影響因素能判斷動能和勢能的大小變化．