108國中會考自然科第18題

108國中會考自然科第18題

題目

如圖(八)所示，甲、乙、丙、丁四個天平，其上各自擺放不同的重物，重物擺放前後天平皆保持水平平衡。若不改變四個天平的秤盤吊掛位置，僅將天平上的重物各自左右互換，則互換後哪一個天平會向右端傾斜？



(A)甲       

(B)乙　　　
(C)丙       

(D)丁

答案

D

解析

本題是問槓桿原理。

槓桿原理：施力所產生的力矩大小等於抗力所產生的力矩大小。

          施力×施力臂＝抗力×抗力臂

天平向右端傾斜，表示右端的力矩較大。

選項(A) (B) 甲、乙兩天平分別保持水平平衡，因為左、右力臂相等，所以左、右端的重物質量也會相等，如果重物各自左右互換，仍然會保持水平平衡。

(C) 丙天平保持水平平衡，因為右力臂較小，所以右端的重物會較重，如果重物左右互換，則左端的力矩較大，天平會向左端傾斜。

(D) 丁天平保持水平平衡，因為左力臂較小，所以左端的重物會較重，如果重物左右互換，則右端的力矩較大，天平會向右端傾斜。

所以答案選D。

解題技巧

首先本題的關鍵詞「重物擺放前後天平皆保持水平平衡」、「重物各自左右互換」、「向右端傾斜」，重物擺放前後天平皆保持水平平衡，可藉由力臂大小來判斷物體輕重，重物各自左右互換後，再來判斷力矩大小。丁天平保持平衡，因為左力臂較小，所以左端的重物會較重，如果重物左右互換，則右端產生的力矩較大，天平會向右端傾斜。

知識節點

槓桿原理


原理

一、槓桿原理：施力所產生的力矩大小等於抗力所產生的力矩大小。

1.公式：施力×施力臂＝抗力×抗力臂

2.應用：天平（在沒有重力的地方不能使用天平 ）、拔釘器……。

3.槓桿受到的合力矩＝0（順時針力矩＝逆時針力矩 ）時，槓桿不會轉動。