Question

【題目】如圖所示，O為輕質杠桿的支點，OA=0.2 米，AB=0.2米。A處所掛物體的重力為10牛。在杠桿B端施加一個作用力F1后，使杠桿在水平位置平衡。.

①求力F1的最小值。

②調整作用力F1的方向，若力F1的大小為10牛時，杠桿在水平位置平衡，求出F1對應的力臂l1的大小，并在圖中畫出力臂l1(使用2B鉛筆畫圖在答題紙上)。

Answer 1

【答案】①5N；②0.2m；

【解析】

①根據杠桿平衡條件可知，當阻力F2和阻力臂OA不變時，B端的力F1要最小，則F1的力臂要最大，由圖可知，OB即為最大力臂。則：

F1×OB=F2×OA，

所以，力F1的最小值為：

F1====5N；

②調整作用力F1的方向，若力F1的大小為10牛時，阻力F2和阻力臂OA不變，此時有：

F1′×l1=F2×OA，

則力臂l1的大小為：

l1====0.2m；

因動力與阻力都在支點同一側，阻力F2向下，則動力F1應向上，此時動力臂減小了，所以F1應斜向右上方，且與力臂l1垂直。如圖：

答：①F1的最小值為5N；

②若力F1的大小為10牛時，杠桿在水平位置平衡， F1對應的力臂l1的大小為0.2m。