筷子到底是省力槓桿還是費力槓桿?物理學霸能否說出其物理原理?

2020-12-03 物理畢業班

初中物理有一些知識點是高中物理不再講述的,比如說聲學,簡單機械。其中簡單機械中的滑輪、槓桿、斜面是高中不再涉及的物理知識。

所以,有關槓桿的知識點,如果初中沒有學會,以後想要通過上課再補充上,基本沒有機會了。

不過,這些物理知識點都相對比較簡單,容易理解掌握。

比如說初中物理中的「槓桿」這一個知識點,其實就是畫出動力、阻力、動力臂、阻力臂就能解決出絕大部分問題了。可是今天要說的這個工具,當物理老師在課堂上問學生們時,竟然絕大部分學生都不會,即使回答正確的,也有不少學生是蒙對的。

原因到底是什麼呢?

這就是牽扯到一個中學生們最大的不良習慣——遇到能夠動手的問題懶得動手,最習慣的思考方法就是「想當然」!

可是沒有經過實驗驗證和理論推導的直覺回答往往都是錯誤的。這已經被亞里斯多德的錯誤驗證了很多次。

對於筷子,在我國已經沿用了三千多年的人人都會用的工具,竟然因為覺得司空見慣、反而更加懶得手腦並用思考了,這是解答生活中的物理問題的大忌!

其實,我們只需要動一下手立刻就能明白了。當然要把動手的動作進行拆分,如下圖。

要夾菜時,先要把筷子張開一定角度

請動手並仔細觀察品味一下,我們在夾菜時,先要把筷子張開一定角度,然後,以拇指摁住的地方為支點,外面那根筷子在食指的壓力下圍繞著支點轉動,所以食指所施加的力是使外面那根筷子轉動的力,為動力,畫出支點與動力如圖。注意,裡面那根筷子一直沒有轉動!

然後在食指所施加的動力作用下,外面的那根筷子繼續轉動,裡面的那根筷子一直不轉。

最終,外面的筷子轉過了最大角度,筷子夾住食物,裡面的那根筷子一直沒動。

如上圖,當筷子夾住食物時,食物對外面的筷子有一個向外的阻力,阻礙外面的筷子繼續轉動,做出阻力如圖。由於筷子所受的動力與阻力都屬於彈力,這兩個彈力的方向都與筷子垂直!從而做出動力臂與阻力臂!很顯然,動力臂小於阻力臂,根據槓桿平衡公式,動力大於阻力。

所以外面的那根筷子為費力槓桿!裡面的筷子不是槓桿!

就是這樣簡單!出錯或者不會的學生請思考一下錯因,是不是因為沒有動手操作一下?是不是因為沒有動手畫一下?

養成勤於動手動腦的習慣吧,見物思理是學好物理的前提,而動手實驗則是強化物理知識應用的保證!

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