题目内容
【题目】王明用如图所示的夹子夹核桃,发现下面两种情况:
①如果将核桃放在夹子里的同一位置(C或D),当力垂直作用于杆上时,在B点比A点省力。
②如果将力作用在同一点(A或B)时,将核桃放在C点更易夹开。
请你利用所学的物理知识完成以下两个问题:
(1)请画出F对支点O的力臂L;
(2)请你选择上述现象中的一个进行分析。
【答案】(1)(2)详见解析
【解析】
(1)根据力臂的定义作图。
(2)根据实际情况确定杠杆的五要素,找到变化的量和不变的量,根据杠杆的平衡条件讨论。
(1)[1]从支点O向力F的作用线作垂线并交力的作用线于H,则OH为力F的力臂,如下所示:
(2)[2]①夹开核桃时核桃受到的力大小是一定的,根据力的作用是相互的,核桃对夹子的阻力F2大小也是一定的,将核桃放在夹子里的同一位置(C或D),阻力臂l2是一定的;由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,F2l2一定时,l1越长,F1越小;动力在B点时动力臂较长,所以在B点比A点省力;
或②由上面分析可知,阻力F2大小是一定的,将力作用在同一点(A或B)时,动力臂l1一定;将核桃放在C点比D点的阻力臂l2更短,由平衡条件F1l1=F2l2可知,当F2、l1一定时,l2越短,F1越小,所以将核桃放在C点更易夹开。
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