Question

【題目】小冊(cè)設(shè)計(jì)了一個(gè)能反映水平風(fēng)力大小的裝置。如圖所示，AB和OP均為質(zhì)量不計(jì)的細(xì)桿，AB=48cm，OP=60cm，下端連接一個(gè)圓球P，圓球的重力G=2N，無風(fēng)時(shí)，OP下垂并與A端接觸，A點(diǎn)標(biāo)注的風(fēng)力是0；有風(fēng)時(shí)，OP繞懸掛點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)對(duì)圓球的作用力F方向始終水平向右，已知OA＝12cm，不計(jì)摩擦。

(1)如圖所示，有風(fēng)時(shí)，OP和AB的接觸點(diǎn)為C，細(xì)桿OP和圓球P處于靜止?fàn)顟B(tài)，在這種情況下杠桿平衡的條件是：_____；（用字母表示）

(2)當(dāng)F=4N時(shí)，OP和AB的接觸點(diǎn)為C，C點(diǎn)標(biāo)注的風(fēng)力是4N，AC=_____cm；

(3)此裝置可以標(biāo)注的最大風(fēng)力是_____N；

(4)細(xì)桿AB上標(biāo)注好風(fēng)力值后，細(xì)桿上的刻度是_____（選填“均勻的”或“不均勻的”）

Answer 1

【答案】G·DP=F·OD 24 8 均勻的

【解析】

(1)[1]由圖可知，重力G的力臂為DP，風(fēng)對(duì)球的作用力F的力臂為OD，細(xì)桿OP和球P處于靜止?fàn)顟B(tài)在這種情況下杠桿平衡的條件是G·DP=F·OD。

(2)[2]由杠桿平衡的條件G·DP=F·OD得到

①

由相似三角形的性質(zhì)可得

②

由①②可得

當(dāng)F=4N時(shí)，則

AC=24cm

(3)[3]當(dāng)OP和AB的接觸點(diǎn)為B時(shí)，此裝置所測(cè)的風(fēng)力最大，則有

F大=8N

(4)[4]由

得到

F=·AC

由G和OA不變可知，F與AC成正比，則細(xì)桿上的刻度是均勻的。