Question

18．小明的父亲是供电所的职工，在暑假期间，小明随父亲参加了农村电网改造活动，其中电工所挖的埋水泥电线杆的坑引起了小明的兴趣．坑的形状如图一所示，从地面上看，坑基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径稍大一点，坑中沿长方形的长边方向有一从地面直达坑底的斜坡．电工埋水泥电线杆时，把水泥电线杆放到坑口适当位置后再在A端施加力将电线杆向上竖即可．

若已知这种坑深2.0m，宽0.3m，地面处坑口长2.3m，坑底长0.3m．水泥电线杆的质量为600kg，长10.0m，粗端直径0.25m，其重心距粗端4.0m．（取g=10N/kg）试问：
（1）在电工竖水泥电线杆时，可以把水泥电线杆看成杠杆模型．
（2）在竖起水泥电线杆的过程中，抬起水泥电线杆的细端至少需要1500牛的力．

Answer 1

分析 （1）水泥电线杆可以看做杠杆；
（2）应用杠杆平衡条件可以求出力的大小．

解答 解：（1）在电工竖水泥电线杆时，电线杆可以绕一端转动，可以把水泥电线杆看做杠杆模型；
（2）如图所示：

设竖起电线杆的过程中，在细端所用拉力为F₁．
电线杆粗端伸入坑口的距离为2.3m-0.3m=2.0m，
可得：O₁A₁=10.0m-2.0m=8.0m，O₁B₁=4.0m-2.0m=2.0m，
电线杆重：G=mg=600×10 N=6000N，
根据杠杆平衡条件有：F₁×O₁A₁=G×O₁B₁
解得：
F₁=$\frac{G×{O}_{1}{B}_{1}}{{O}_{1}{A}_{1}}$=$\frac{6000N×2.0m}{8.0m}$=1500N；
故答案为：（1）杠杆；（2）1500．

点评 本题考查了杠杆平衡条件的应用，分析清楚图示情景、求出动力臂与阻力臂是解题的关键，应用杠杆平衡条件可以解题．