Question

小明參加社會(huì)實(shí)踐勞動(dòng)，想將質(zhì)量為300kg的油桶推上高為10cm的臺(tái)階．
（1）請(qǐng)幫他在圖中畫(huà)出推油桶所使用的最小力F的方向，并標(biāo)出推力的力臂L．
（2）若不計(jì)阻力和摩擦，最小推力F為多少？
（3）如果將油桶推上臺(tái)階共用時(shí)3s，則小明做功的功率至少為多少？

Answer 1

解：（1）由杠桿的平衡條件可知，在阻力乘阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)所用的動(dòng)力越�。恢�點(diǎn)為B，過(guò)支點(diǎn)B做直徑CB，過(guò)C做CB的垂線，可得動(dòng)力的作用線，按這個(gè)方向用力，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，最省力，如圖下圖所示：

（2）根據(jù)勾股定理可得：
重力力臂L₂==30cm，
由杠桿平衡知：F×100cm=G×30cm=3000N×30cm，
所以F=900N；
（3）如果將油桶推上臺(tái)階，油桶至少上升10cm，
克服重力做功：
W=Gh=3000N×0.1m=300J，
工人師傅做功的功率至少為P===100W．
答：（1）如上圖，推力的力臂L即CB時(shí)，推力F最��；
（2）若不計(jì)阻力和摩擦，最小推力F為900N；
（3）如果將油桶推上臺(tái)階共用時(shí)3s，則小明做功的功率至少為100W．
分析：（1）由杠桿的平衡條件可知：當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，則動(dòng)力越小，據(jù)此可知只需找出使動(dòng)力臂最大的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可；
（2）根據(jù)勾股定理求出重力作用的力臂，再根據(jù)杠桿的平衡條件求出最小的推力；
（3）如果將油桶推上臺(tái)階，油桶至少上升10cm，根據(jù)W=Gh求出克服重力做的功，再根據(jù)P=求出小明做功的最小功率．
點(diǎn)評(píng)：本題易錯(cuò)點(diǎn)在求最小力上，學(xué)生在求阻力臂時(shí)容易出錯(cuò)，容易將輪子半徑誤認(rèn)為是阻力臂，阻力臂是支點(diǎn)到阻力作用線的距離．