生活和生产中的许多物体,如建筑物、家具等,它们所受的重力和支持力相平衡,处于静止状态.这些物体和支承物之间的接触面称为支面.只有当物体所受重力的作用线通过支面时,物体才不会倾倒.意大利著名的比萨斜塔倾斜程度逐年增大,最近,一些工程技术人员已采取了有效措施,以使它所受重力的作用线仍然通过其支面.大量事实表明:处于平衡状态的物体,支面越大,重心越低,物体越稳定.因此在生产和生活中,人们常采用降低重心、增大支面的办法来增加物体的稳定性.例如船卸货以后还要用“压舱物”来增加船的稳定性;不准双层公共汽车上层的乘客站立也是为了增加汽车的稳定性.物体的稳定性,也称稳度,它是指物体在同样受力的情况下,是否容易倾倒,稳度高,物体就不容易倾倒.下面通过一些例题谈一谈稳度在生活中的应用.
例1如***1所示,小明发现,学校的欢迎展牌经常被风吹倒,于是他提出了一些防止展牌被吹倒的措施,你认为合适的是
A.将展牌的支架做得更高些
B.在展牌的中空支架的下部灌些沙子
C.选用密度小的材料来做展牌,使展牌更轻些
D.将展牌支架之间的夹角做得更大一些
分析要想增加展牌的稳定性,就要降低展牌的重心,增加展牌的重力.
解答A.将展牌的支架做得高一些,重心会升高,稳定性差.不符合题意.B.在展牌的中空支架的下部灌些沙子可以降低重心,增加其稳定性.符合题意.C.展牌密度越小,质量越小,重力越小,稳定性越差.不符合题意.D.将展牌支架之间的夹角做得大些,会使展牌的重心升高,稳定性差.不符合题意.故选B.
例2我们通常把物体在支持面上的稳定程度叫稳定性.稳定性越好,物体就越不容易翻倒.如建筑物、机器、车船、飞机、仪表等都存在稳定性问题.提高稳定性的方法主要有两种:一是增大支承面;二是降低重心.如***2所示,展示了几个提高稳定性的实例中,用增大支承面的方法提高稳定性的是;用降低重心的方法提高稳定性的是(填序号).
分析根据提高稳定性的方法主要有两种:一是增大支承面;二是降低重心来解答此题.
解答稳度与物体的重心的高低、底面积的大小有关.在底面积不变时,重心越低越稳;在重心不变时,底面积越大越稳.如***2甲中,台灯有个大底座,***2丙中,下大、上小的茶壶这都是在重心不变时,通过增大底面积来提高稳度,使它们在使用时更加稳定,***2乙中,立在手指上的铅笔,这是在底面积不变时,通过降低重心来提高稳度,这样使得铅笔能稳稳地立在手指上.
故答案为:甲、丙;乙.
例3油库里的储油罐,直径很大,高度不高,一个个都像“矮胖子”.直径很大的目的是,高度不高的原因是.
分析思考直径很大是为了增大哪个物理量,从而达到什么目的;高度不高是改变了哪个物理量,从而达到什么目的.
解答稳度是物体的稳定程度,提高稳度的方法主要有两种:一是增大支撑面;二是降低重心.储油罐的直径做得很大,可以增大储油罐的底面积从而增大支面提高稳度;储油罐的高度不高可以降低储油罐的重心达到提高储油罐稳度的目的.
故答案为:增大支面提高稳度;降低重心提高稳度.
例4小明观察到电风扇、落地灯等都有个大而重的底座,使它们不易翻到.进而他提出两个猜想:(1)物体的稳定程度(稳度)可能与物体重心高低有关;(2)物体的稳度可能与接触面积大小有关.为了验证猜想(1),他将三块相同的橡皮泥分别固定在三个相同的圆柱体的底部、中部和顶部,其重心位置如***3甲所示,然后小心地圆柱体,观察圆柱体刚好翻倒转过的角度θ(如***3乙)并记录在下表中.在验证猜想(2)之前,他想到照相机的三脚架与地面的接触面积不变,支得越开却越稳.于是,他调整思路,找来一块木板和四根相同的木棒,组成***3丙所示装置,将四根木棒由内向外移动时,装置的稳度不断增大.
实验次数 1 2 3重心高低 低 中 高圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ 大 较大 小稳度 大 较大 小(1)圆柱体刚好翻倒时转过的角度θ越小,反映圆柱体的稳度越(选填“大”或“小”).
(2)分析表中的信息可知:物体的重心越,其稳度越大.
(3)***3丙所示实验表明稳度与有关.
(4)依据以上结论:卡车装货物时,应把重的货物装