Question

【題目】如圖所示，輕質(zhì)杠桿 AD放在鋼制水平凹槽 BC中，杠桿 AD能以 B點(diǎn)或 C點(diǎn)為支點(diǎn)在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。AB=2BC=2CD=0.4m， D端掛有一重物，現(xiàn)在A點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下力 F， 使得杠桿保持水平平衡。求：

①重物為 10 牛，能保持杠桿水平平衡的最大力 F 。

②若重物為 6 牛，能保持杠桿水平平衡的最小值 F。

③若施加在杠桿上的力 F 在某一范圍內(nèi)變化，能使得杠桿保持水平平衡，且這個(gè)范圍內(nèi)的力最大變化量， 求重物的重力 G。

Answer 1

【答案】①10N；②2N；③18N

【解析】

①當(dāng)AD桿水平平衡時(shí)，則以B為支點(diǎn)時(shí)，動(dòng)力臂為AB，阻力臂為

則根據(jù)杠桿平衡條件可知

所以

若以C為支點(diǎn)時(shí)，動(dòng)力臂為

阻力臂CD=0.2m；則根據(jù)杠桿平衡條件得

所以

所以，以B為支點(diǎn)時(shí)杠桿A端的拉力的最大為10N。

②由①可知，以C為支點(diǎn)時(shí)，拉力F最小，根據(jù)杠桿平衡條件得

所以

能保持杠桿水平平衡的最小值是2N。

③由①可得，以B為支點(diǎn)時(shí)，拉力F等于G，以C為支點(diǎn)時(shí)，拉力F最小，等于，拉力最大變化量，即

解之得G=18N。

答：①重物為 10 牛，能保持杠桿水平平衡的最大力 F 是10N。

②若重物為 6 牛，能保持杠桿水平平衡的最小值 F是2N。

③重物的重力 G是18N。