Question

地震搶險(xiǎn)中一項(xiàng)繁重的任務(wù)是清理公路上的巨石、如圖所示，搶險(xiǎn)隊(duì)員用撬棍AB伸到一塊巨石的下面，然后以下端A為支點(diǎn)逆時(shí)針撬動(dòng)、已知棍長(zhǎng)AB=1、5m，AC=0、25m，撬棍與巨石之間相互作用力的方向與撬棍垂直、若要撬動(dòng)這塊巨石，在C處至少要對(duì)巨石施加6000N的力、問(wèn)：搶險(xiǎn)隊(duì)員在圖中的撬棍上怎樣施加力時(shí)最省力？這個(gè)最小的力是多大？

Answer 1

解：以A為支點(diǎn)，用最小的力使杠桿平衡，那么可選取點(diǎn)B做為動(dòng)力作用點(diǎn)，AB做動(dòng)力臂，且力的方向要與AB垂直并向上．
根據(jù)F₁l₁=F₂l₂（1分）
有：F₁?AB=F₂?AC，即：F₁×1.5m=6000N×0.25m
∴F₁=1000N（2分）
答：搶險(xiǎn)隊(duì)員在圖中的撬棍上B點(diǎn)施加與AB垂直的力時(shí)最省力，這個(gè)力最小為1000N
分析：根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長(zhǎng)，據(jù)此可解決此題．
點(diǎn)評(píng)：找到動(dòng)力作用點(diǎn)B到支點(diǎn)A的最長(zhǎng)動(dòng)力臂是解決問(wèn)題的關(guān)鍵．利用杠桿平衡的條件解決問(wèn)題時(shí)注意力與力臂的對(duì)應(yīng)．