如图所示,轻质杠杆OA可绕O点转动,A端用一细线拉后固定在墙B处,此时杠杆OA恰好水平,细线AB与杆OA刚好成30°角,在杆的中点悬挂一重为100N物体.求:
(1)细线AB受到的拉力大小.
(2)若将重物改挂到A端时,细线的拉力大小.
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;
OC=OA;
∴OC=OD;
根据杠杆平衡条件得:F×OD=G×OC;
∴F=G=100N.
(2)若将重物改挂到A端时,则重力G的力臂为OA,而G的大小和OD均不变,根据杠杆平衡条件得:F′×OD=G×OA可得:
F′===200N.
答:(1)细线AB受到的拉力大小是100N.
(2)若将重物改挂到A端时,细线的拉力大小为200N.
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.