Question

18．小明的父親是供電所的職工，在暑假期間，小明隨父親參加了農(nóng)村電網(wǎng)改造活動，其中電工所挖的埋水泥電線桿的坑引起了小明的興趣．坑的形狀如圖一所示，從地面上看，坑基本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑稍大一點，坑中沿長方形的長邊方向有一從地面直達坑底的斜坡．電工埋水泥電線桿時，把水泥電線桿放到坑口適當位置后再在A端施加力將電線桿向上豎即可．

若已知這種坑深2.0m，寬0.3m，地面處坑口長2.3m，坑底長0.3m．水泥電線桿的質量為600kg，長10.0m，粗端直徑0.25m，其重心距粗端4.0m．（取g=10N/kg）試問：
（1）在電工豎水泥電線桿時，可以把水泥電線桿看成杠桿模型．
（2）在豎起水泥電線桿的過程中，抬起水泥電線桿的細端至少需要1500牛的力．

Answer 1

分析 （1）水泥電線桿可以看做杠桿；
（2）應用杠桿平衡條件可以求出力的大小．

解答 解：（1）在電工豎水泥電線桿時，電線桿可以繞一端轉動，可以把水泥電線桿看做杠桿模型；
（2）如圖所示：

設豎起電線桿的過程中，在細端所用拉力為F₁．
電線桿粗端伸入坑口的距離為2.3m-0.3m=2.0m，
可得：O₁A₁=10.0m-2.0m=8.0m，O₁B₁=4.0m-2.0m=2.0m，
電線桿重：G=mg=600×10 N=6000N，
根據(jù)杠桿平衡條件有：F₁×O₁A₁=G×O₁B₁
解得：
F₁=$\frac{G×{O}_{1}{B}_{1}}{{O}_{1}{A}_{1}}$=$\frac{6000N×2.0m}{8.0m}$=1500N；
故答案為：（1）杠桿；（2）1500．

點評 本題考查了杠桿平衡條件的應用，分析清楚圖示情景、求出動力臂與阻力臂是解題的關鍵，應用杠桿平衡條件可以解題．