如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一质量为4kg的物体,杠杆处于水平静止状态,已知OA长为50cm,OC长为3

发布时间:2020-07-29 11:41:15

如图所示,一轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动,A端用绳子系在竖直墙壁的B点,在杠杆的C点悬挂一质量为4kg的物体,杠杆处于水平静止状态,已知OA长为50cm,OC长为30cm,∠OAB=30°.(g取10N/kg)
(1)拉力F的大小是多少?
(2)当物体由C点向O点移动时,动力F的大小怎么变化?

网友回答

解:(1)过支点O作垂直绳子对杠杆的拉力F作用线的垂线段(即力臂L).
如图所示:

在Rt△OAD中,∠ODA=90°,∠DAO=30°,
∴OD=OA=×50cm=25cm
根据杠杆平衡条件得:F×OD=G×OC
即F×25cm=20N×30cm
解得:F=24N.
(2)当物体由C点向O点移动时,OC逐渐减小,G和OD均不变,根据杠杆平衡条件得:F×OD=G×OC可得,F=,因为OC减小,故F随之变小.
答:(1)拉力F的大小是24N;
(2)当物体由C点向O点移动时,动力F变小.
解析分析:(1)杠杆平衡的条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂;如图所示,根据直角三角形角与边的关系,求出绳子对杠杆拉力的力臂;再利用已知的重力和重力的力臂以及杠杆平衡的条件求出拉力F的大小.(2)根据杠杆平衡的条件进行分析即可.

点评:本题考查了力臂的画法,杠杆平衡条件的应用,两次利用杠杆平衡条件,物理量多,较为复杂,属于难题;本题的关键有两点:①知道力臂作图的步骤;②知道杠杆平衡的条件.
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