如图所示杠杆,O为支点.A端挂一质量为5Kg的物体,OA=20cm,OB=12cm,BC=16cm,AO与OB垂直,OB与BC垂直.则在C点需要最小的力为多在才能使之平衡?并画出此力的示意图,作出该杠杆的两个力臂.

问题描述:

如图所示杠杆,O为支点.A端挂一质量为5Kg的物体,OA=20cm,OB=12cm,BC=16cm,AO与OB垂直,OB与BC垂直.则在C点需要最小的力为多在才能使之平衡?并画出此力的示意图,作出该杠杆的两个力臂.

(1)连接OC就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向下,据此可画出最小的动力;如图:

②OC=

(OB)2+(BC)2
=
(12cm)2+(16cm)2
=20cm,
∴拉力F=
OA
OC
×mg=
20cm
20cm
×5kg×9.8N=49N.
答:该力的大小为49N,力臂作图如上图所示.
答案解析:根据杠杆平衡的条件,F1L1=F2L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,利用题目中所知数据可计算出力的大小.
考试点:杠杆中最小力的问题;力的示意图;重力的计算.
知识点:要做出杠杆中的最小动力,可以按照以下几个步骤进行:
①确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;
②连接支点与动力作用点,得到最长的线段;
③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线;
④根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向.