Question

4．如图轻杆AB长1.5m，可绕固定点O在竖直平面内自由转动，A端用细绳通过滑轮悬挂着沙袋，其中OA=1m，图中同学的质量为50Kg，他在B端施加一个600N的作用力时，轻杆AB恰能在水平位置平衡，则：
（1）要使沙袋离开地面，人在B端施加最小的力方向为竖直向上．
（2）沙袋的质量为30kg（装沙的袋子体积和质量、绳重及摩擦不计）．竖直向上．

Answer 1

分析 （1）要使沙袋离开地面，杠杆的A端要下移，人在B端施加的力方向应为竖直向上；
（2）知道人施加的力和两力臂的大小，根据杠杆的平衡条件和定滑轮的特点求沙子受到的重力．

解答 解：（1）使沙袋离开地面，人在B端施加的力方向为竖直向上；
（2）轻杆AB在水平位置平衡，
FL_OB=F_拉L_OA，
又因为使用定滑轮不省力，绳重及摩擦不计，
L_OA=1m，L_OB=L_AB-L_OA=1.5m-1m=0.5m
沙袋重：
G=F_拉=$\frac{F{L}_{OB}}{{L}_{OA}}$=$\frac{600N×0.5m}{1m}$=300N．
则沙袋的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{300N}{10N/kg}$=30kg．
故答案为：（1）竖直向上；（2）30kg．

点评 能熟练运用杠杆的平衡条件是解决本题的关键，同时，我们还必须认清本题中定滑轮在这里所起的作用．