Question

7．在“大力士”比賽中，需要把一質(zhì)量M=300kg，底面邊長(zhǎng)為4cm，高為3cm，質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方體，利用翻滾的方法沿直線移動(dòng)一段距離，如圖所示．
（1）作出翻滾長(zhǎng)方體時(shí)，使長(zhǎng)方體一邊剛剛離開地面，所用最小力F的示意圖和力臂．
（2）求出所用最小力F的大�。�

Answer 1

分析 （1）由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，即最省力．連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)即是最大動(dòng)力臂，當(dāng)作用力與之垂直時(shí)，作用力最小．
（2）找到力與力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算最小力

解答 解：
（1）力臂越長(zhǎng)越省力，由圖把長(zhǎng)方體向右翻滾時(shí)，右側(cè)與地面接觸點(diǎn)為支點(diǎn)O，最長(zhǎng)的力臂即AO的連線，然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可．如圖所示：
；
（2）翻滾時(shí)，是克服長(zhǎng)方體重力（阻力），其力與力臂如圖所示：
，
則L₁=$\sqrt{（3m）^{2}+（4m）^{2}}$=5m，L₂=$\frac{1}{2}$×4m=2m，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：F•L₁=G•L₂，
即：F×5m=300kg×10N/kg×2m，
解得：F=1200N．
答：（1）最小力F的示意圖和力臂見上圖．
（2）所用最小力為1200N．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了杠桿中最小的力的問題和杠桿平衡條件的應(yīng)用，將所學(xué)的物理知識(shí)與生活實(shí)際聯(lián)系在起來．