Question

如圖所示，AB是一根自重為100N的均勻木棒，B端著地，在A端用最小的力F時，恰好在如圖位置處于平衡狀態，請畫出力F的圖示．

Answer 1

解：如圖，重力的作用線與地面相交于D點，形成一個直角三角形BCD，
∵∠CBD=60°
∴∠BCD=30°
∴∠BCD所對的邊BD=BC
又∵C為杠桿的中點，
∴BD=AB，
BD為重力的力臂，AB為最小力F的力臂，
根據杠桿的平衡條件，F=G=25N．
力F的圖示如圖所示，A為作用點，方向與杠桿垂直，大小力25N．
分析：畫力F的圖示首先要確定力的作用點、方向與大小，才能按作圖的方法進行作圖．這里要想使力最小，必須力臂最長，因此，應作用在A點，并與杠桿垂直．要想得出力的大小，則應根據杠桿的平衡條件，結合與地面所成的角度，利用三角形的關系，得出力臂的關系，從而判斷力的大小關系．
點評：此題中畫力F圖示的難點在于，如何求出力的大小．這里充分利用了杠桿的平衡條件，找到兩個力的力臂，再通過重力力臂與地面形成的直角三角形，求出力臂的關系，最終得出拉力F與重力G的關系．