Question

1．小明家有个木衣架，有一次放学回家，他把书包挂在衣架A处，衣架倒了下来．小明是个聪明的孩子，他分析了衣架倒下来的原因后，测量了如下的数据：书包质量5千克；木衣架质量3千克：圆底盘直径30厘米：其他数据如图．衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心．请你通过计算，解释衣架倒下来的原因．

Answer 1

分析 分析木衣架会倒的原因时，可以把它看成杠杆；根据杠杆的平衡条件求得所挂书包的质量，分别计算两个力和力臂的乘积，比较大小得出结论．

解答 解：书包的重力：G₁=m₁g=5kg×10N/kg=50N；木衣架的重力：G₂=m₂g=3kg×10N/kg=30N；
圆盘的半径为r=$\frac{1}{2}$×30cm=15cm；
把木衣架看成杠杆；由于由图知，以底盘右侧点为支点，
书包对衣架力和力臂的乘积为：F₁L₁=G₁×（25cm-15cm）=50N×10cm=500N•cm；
衣架自身重力和力臂的乘积为F₂L₂=G₂×15cm=30N×15cm=450N•cm；
则F₁L₁＞F₂L₂，所以书包挂在衣架A处，衣架倒了下来．
答：由于书包对衣架力和力臂的乘积为大于衣架自身重力和力臂的乘积，杠杆不能平衡，会沿着乘积大的力的方向转动．

点评 本题主要考查了杠杆平衡条件的应用，不仅能够利用平衡条件解释有关的现象，并且要学会应用其解决有关的问题．