三个和尚有水喝_物理试题-查字典物理网

三个和尚有水喝

查字典物理网 2012-12-29

题目：甲、乙、丙三人要合扛一重物，物重600N，三人肩头所能承受的最大压力均为200N。现有两根一样长的硬棒及必要的绳子（硬棒及绳子的自重不计），请你设计出一种方法，是三人肩头承受的压力都不超过最大压力。画出示意图表示你设计的扛重物的方法。

此题的标准答案如下：如图1所示，使一根硬棒的一端置于另一根硬棒的中点B处，重物挂在E点，甲、乙、丙三人分别在A、C、D三点抬重物，设硬棒长为L，根据杠杆平衡条件，当F_C＝F_D，L_BC＝L_BD＝L/2，此时，F_C＝F_D＝F_B/2，若要F_A＝F_C＝F_D＝F_B/2，则L_AE＝2L_BE，所以重物应悬挂于离A点2L/3处．

课下物理兴趣小组的同学们在参考上述答案的时候，刘诺同学提出了值得研究的一个问题：挂重物的办法是唯一的吗？这引起了小组同学的兴趣，经过大家共同的分析，认为重物的挂法有两点是不容置疑的：其一，必须把其中一根硬棒的一端搭在另一根硬棒上；其二，三人必须抬A、C、D硬棒三个端点。事实果真如此吗？还有没有其他的挂法呢？

最后，在大家的共同分析下，利用几何知识对上述答案有了更进一步的分析，并且得出此题的通解：

如图2：要使乙、丙二人的扛力相等，根据杠杆平衡条件，只要使二人的施力作用点Cˊ、Dˊ到O点的距离相等即可，CˊO＝DˊO，Cˊ、Dˊ的位置也不一定在硬棒的两端点，此时，F_Cˊ＝F_Dˊ＝F_O/2；对于另一根硬棒，要使F_Aˊ＝ F_Cˊ＝F_Dˊ＝F_O/2，根据杠杆平衡条件，AˊE＝2EO，Aˊ和O的位置也不一定在此硬棒的两端，根据几何知识，由图2可以看出，E为△AˊCˊDˊ的重心，由此可得出此题的通解：

两硬棒搭接在O点，而AˊCˊDˊ三点在硬棒上的位置不固定，只需E为△AˊCˊDˊ的重心．甲、乙、丙三人在AˊCˊDˊ三点抬重物。

由上面的分析使我们学习到：在考虑问题的时候，不应只从特殊情况出发，而应从各个角度全面的考虑问题，并借助有关知识进行计算，就不会出现这种片面的、不完整的答案。

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