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(shí)，恰好在如圖位置處于平衡狀態(tài)，請(qǐng)畫出力F的圖示．

Answer 1

【答案】分析：畫力F的圖示首先要確定力的作用點(diǎn)、方向與大小，才能按作圖的方法進(jìn)行作圖．這里要想使力最小，必須力臂最長(zhǎng)，因此，應(yīng)作用在A點(diǎn)，并與杠桿垂直．要想得出力的大小，則應(yīng)根據(jù)杠桿的平衡條件，結(jié)合與地面所成的角度，利用三角形的關(guān)系，得出力臂的關(guān)系，從而判斷力的大小關(guān)系．
解答：解：如圖，重力的作用線與地面相交于D點(diǎn)，形成一個(gè)直角三角形BCD，
∵∠CBD=60°
∴∠BCD=30°
∴∠BCD所對(duì)的邊BD=BC
又∵C為杠桿的中點(diǎn)，
∴BD=AB，
BD為重力的力臂，AB為最小力F的力臂，
根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)=G=25N．
力F的圖示如圖所示，A為作用點(diǎn)，方向與杠桿垂直，大小力25N．
點(diǎn)評(píng)：此題中畫力F圖示的難點(diǎn)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(gè)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(guān)系，最終得出拉力F與重力G的關(guān)系．