如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30°.(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂.(2)拉力F的大小是多少?

问题描述:

如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一重为20N的物体,杠杆处于水平静止状态.已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30°.

(1)请在图中画出绳子对杠杆拉力F的力臂.
(2)拉力F的大小是多少?

(1)过支点O作垂直绳子对杠杆的拉力F作用线的垂线段(即力臂L).
如图所示:

(2)如上图所示,在Rt△OAD中,∠ODA=90°,∠DAO=30°,
∴OD=

1
2
OA=
1
2
×
50cm=25cm
根据杠杆平衡条件得:F×OD=G×OC
即F×25cm=20N×30cm
解得:F=24N
答:拉力F的大小为24N.
答案解析:(1)力臂的画法:过支点作力的作用线的垂线段;因此根据力臂的画法作出绳子对杠杆拉力的F的力臂;(2)杠杆平衡的条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;如图所示,根据直角三角形角与边的关系,求出绳子对杠杆拉力的力臂;再利用已知的重力和重力的力臂以及杠杆平衡的条件求出拉力F的大小.
考试点:力臂的画法;杠杆的平衡条件.
知识点:本题的解题关键有两个:(1)知道力臂作图的步骤;(2)知道杠杆平衡的条件.