Question

1．如图所示为一直角弯曲杠杆，O为转轴，AO=BC=4cm，OC=3cm，A处挂一个重力为30牛的物体，若在B端加一个最小的力F₁，使杠杆平衡，则该力的方向垂直于OB向下，该力的大小是24牛，并请在图中画出F₁的大小和方向．

Answer 1

分析 根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆的支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，利用题目中所知数据可计算出力的大小．

解答 解：由题可知，动力作用在B端，连接OB就是最长的动力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定的情况下，动力臂最长，则动力最小；
要使杠杆平衡，动力的方向应垂直于OB向下，据此可画出最小的动力，如图所示：

由数学知识可得：OB=$\sqrt{O{C}^{2}+B{C}^{2}}$=$\sqrt{（4cm）^{2}+（3cm）^{2}}$=5cm，
根据杠杆平衡的条件可得F×OB=G×OA，
所以最小拉力：F=$\frac{G×OA}{OB}$=$\frac{30N×4cm}{5cm}$=24N．
故答案为：垂直于OB向下；24．

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．