Question

【题目】如图所示，O为轻质杠杆的支点，OA=0.2 米，AB=0.2米。A处所挂物体的重力为10牛。在杠杆B端施加一个作用力F1后，使杠杆在水平位置平衡。.

①求力F1的最小值。

②调整作用力F1的方向，若力F1的大小为10牛时，杠杆在水平位置平衡，求出F1对应的力臂l1的大小，并在图中画出力臂l1(使用2B铅笔画图在答题纸上)。

Answer 1

【答案】①5N；②0.2m；

【解析】

①根据杠杆平衡条件可知，当阻力F2和阻力臂OA不变时，B端的力F1要最小，则F1的力臂要最大，由图可知，OB即为最大力臂。则：

F1×OB=F2×OA，

所以，力F1的最小值为：

F1====5N；

②调整作用力F1的方向，若力F1的大小为10牛时，阻力F2和阻力臂OA不变，此时有：

F1′×l1=F2×OA，

则力臂l1的大小为：

l1====0.2m；

因动力与阻力都在支点同一侧，阻力F2向下，则动力F1应向上，此时动力臂减小了，所以F1应斜向右上方，且与力臂l1垂直。如图：

答：①F1的最小值为5N；

②若力F1的大小为10牛时，杠杆在水平位置平衡， F1对应的力臂l1的大小为0.2m。