怎样做出杠杆中的最小动力通过杠杆内容的学习,同学们已经知道了当杠杆处于平衡状态时符合其平衡条件,即F·L1=F·L2
那么我们该怎样运用此原理做出杠杆中的最小的动力呢
下面就此类问题做一下探讨
根据杠杆的平衡条件F·L1=F·L2可知,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所使用的动力最小,必须使动力臂最长
而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段是最长的,所以要做出杠杆中的最小动力,可以按照以下几个步骤进行:(1)确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;(2)连接支点与动力作用点,得到最长的线段;(3)经过动力作用点做出与该线段垂直的直线;(4)根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向
这里我们将此类问题分为两类进行讨论
一、知道杠杆中的动力作用点的位置在有些作图题中,杠杆的动力作用点的位置已经知道,我们就可以按照上述步骤进行正确做图
例1如图1,杠杆AOBC可绕O点自由转动,在A处挂上一重物G,欲在C处施加一最小动力,使其能在图示位置平衡
请做出此动力的方向
分析:(1)杠杆AOBC可以绕O点自由转动,所以O点是杠杆的支点;且要求在C处做出最小动力,故C点是动力作用点
(2)连接支点O与动力作用点C,得一线段OC;(3)过C点做线段OC的垂线;(4)由图可知,由于阻力作用点A与动力作用点C在支点O的两侧,故两力的方向必须基本一致,才能使杠杆平衡
所以动力的方向应向下
(如图所示)二、不知道杠杆中的动力作用点的位置如果不知道杠杆的动力作用点的位置,我们应该首先要根据使动力臂最长的条件,确定出动力作用点的位置,然后再进行作图
例2如图2,用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来,并在B处挂一重物G,欲在杠杆上施加一最小动力F,使其在图示位置平衡,该怎样做出
分析:同学们在解题过程中,往往会将A点作为动力在作用点,OA作为动力臂,这样做出的力臂其实并不是最短