Question

現在田徑規則規定，在男子110米欄的比賽中欄架的設計，要以3.6千克力至4千克力的外力F（千克力：力的單位．1千克力相當于1kg的物體在地球表面受到的重力）垂直撞在上欄板上端中央部分時，能向前傾倒為合格．欄架結構如圖．
（1）將“3.6千克力至4千克力”化成N（牛頓）為單位的數據
（2）使欄架以OO'為轉軸傾倒時所需的外力F大小與欄板質量是否有關系？
（3）均勻金屬桿（圖中黑色粗線條）每米質量2.5kg，為了滿足規則中對欄架以OO'為轉軸傾倒的要求，則在A、B兩位置至少應各安裝多少質量的相同配重物（可視為質點）．

Answer 1

分析：（1）根據G=mg求解；
（2）以OO'為轉軸時，欄板重力的力矩為零；
（3）根據力矩平衡條件列式求解即可．

解答：解：（1）G=mg，其中g=10N/kg，故F為36N至40N；
（2）以OO'為轉軸時，欄板重力的力矩為零，故與欄板重力無關；
（3）設配重物質量各為m，根據力矩平衡條件，有：
F?1.05=2mg?0.7+2?2.5?0.7g?0.35
當F取最小值36N時，m最小，解得m=1.825kg
答：（1）將“3.6千克力至4千克力”化成N（牛頓）為單位的數據為36N至40N；
（2）使欄架以OO'為轉軸傾倒時所需的外力F大小與欄板質量是無關的；
（3）均勻金屬桿（圖中黑色粗線條）每米質量2.5kg，為了滿足規則中對欄架以OO'為轉軸傾倒的要求，則在A、B兩位置至少應各安裝1.825kg的質量的相同配重物．

點評：本題是一道聯系實際的好題，關鍵是明確各個力的力矩，然后根據力矩平衡條件列式求解．