Question

2．如圖，一質(zhì)量分布均勻、重為80N的鐵球與輕桿AB焊接于A點(diǎn)后懸掛于豎直墻壁的B點(diǎn)，輕桿的延長(zhǎng)線過(guò)球心O，輕桿AB的長(zhǎng)度是鐵球半徑的三分之二，在鐵球上施力，可以使鐵球繞B點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，要使鐵球剛好離開(kāi)墻壁，施加在鐵球上的力至少為30N，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出此力的示意圖．

Answer 1

分析 根據(jù)杠桿的平衡條件，要使施加的力最小，應(yīng)使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，據(jù)此分析即可．

解答 解：鐵球的重力G=80N；
由圖知，當(dāng)力F作用在球的下邊緣，且與通過(guò)AB的直徑垂直時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，其受力圖如圖所示：

把整體看做一個(gè)杠桿，支點(diǎn)在B點(diǎn)，由圖知，球的重力方向豎直向下，力臂為L(zhǎng)_G，由圖知：L_G=R；
F的力臂等于桿的長(zhǎng)度與球的直徑之和，則L_F=$\frac{2}{3}$R+2R=$\frac{8}{3}$R；
根據(jù)杠桿的平衡條件：G•L_G=F•L_F
代入數(shù)據(jù)：80N×R=F×$\frac{8}{3}$R，
解得F=30N；
故答案為：30；見(jiàn)上圖；

點(diǎn)評(píng) 本題是有關(guān)杠桿平衡條件的應(yīng)用，考查了有關(guān)最小力的求法，解決此題的關(guān)鍵是找到最長(zhǎng)的力臂，即從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離．