定滑轮在使用时相当于一个杠杆.如图所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G.若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G.
问题描述:
定滑轮在使用时相当于一个杠杆.如图所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G.若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G.
答
定滑轮可以绕中间轴转动,所以支点O为定滑轮的轴;
拉力是*端沿绳子斜向下的拉力,过钩码重心作竖直向下的重力;
过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂L2和阻力臂L1).
如图所示:
由几何知识知:L1=L2=R(R为滑轮半径)
根据杠杆平衡条件:F1•L1=F2•L2,
即F•L1=G•L2,得:F=G.
答:如上所述.
答案解析:在外力作用下,杠杆可以绕某一固定点转动,根据杠杆的定义中的某一固定点确定支点O;手作用在绳子上的力为拉力F,过钩码的重心作竖直向下的力即重力;最后根据力臂的定义画出相应的力臂.
从图中找出动力臂和阻力臂的关系,利用杠杆平衡条件的即可验证拉力和钩码重力的关系.
考试点:杠杆的平衡分析法及其应用
知识点:此类作图题的关键是掌握杠杆的五要素,然后根据力臂的定义正确画出力臂;会结合数学知识进行简单的物理证明.