解:(1)由杠桿的平衡條件可知,在阻力乘阻力臂不變時,動力臂越長所用的動力越小;支點為B,過支點B做直徑CB,過C做CB的垂線,可得動力的作用線,按這個方向用力,動力臂最長,最省力,如圖下圖所示:
(2)根據(jù)勾股定理可得:
重力力臂L
2=
=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,推力F最;
(2)若不計阻力和摩擦,最小推力F為900N;
(3)如果將油桶推上臺階共用時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,動力臂越大,則動力越小,據(jù)此可知只需找出使動力臂最大的動力作用點,然后作動力臂的垂線即可;
(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.
點評:本題易錯點在求最小力上,學(xué)生在求阻力臂時容易出錯,容易將輪子半徑誤認為是阻力臂,阻力臂是支點到阻力作用線的距離.