Question

小華用一根長6米、半徑7.5厘米的均勻粗木棒為爸爸設計了一架能搬運柴草的簡易起重機（如圖所示）．他把支架安在木棒的長處，每捆柴草重1000牛，為了使木棒平衡以達到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭，請你算出這塊配重的石頭應有多重？（木棒密度0.8×10³千克/米³，g取10牛頓/千克．）

Answer 1

解：受力分析如圖所示，杠桿的左端受到兩個力：柴草的重力G_柴，力臂為L，木棒的重力G_木，力臂為L；
木棒的右端受到石頭的重力G_石，力臂為L．
木棒重G_木=m_木g=p_木V_木g=p_木πrr_木²l_木g，
代入數值，得：G_木=847.8N．
根據杠桿平衡條件，得：G_柴L+G_木L=G_石L．
代入數值，得：G_石=3848N．
答：配重的石頭應3848N．
分析：首先要對杠桿進行一下受力分析．杠桿的左端受到兩個力的作用，一是柴草的重力，二是木棒的重力；杠桿的右端受到石頭的重力的作用．再分析出它們的力臂關系，就可以根據杠桿的平衡條件列出關系式進行求解了．
點評：在杠桿兩側受力情況超過兩個力時，分析出每一個力的大小及力臂，找出杠桿的平衡條件，才能通過計算得到所求力的大小．因此，要想解決此題，學會受力分析，并熟練運用杠桿平衡條件是關鍵．