Question

18．在图中，AB是一根自重为100N的均匀木棒，B端着地，在A端用最小的力F时，恰好在如图位置处于平衡状态，请在图中画出力F并求出力的大小．F=25N．

Answer 1

分析 （1）力臂越长，作用力越小；因此确定最长的力臂即OA，根据力臂的定义过支点作垂直于力的作用线的垂线段，并确定作用力的方向．
（2）要想得出力的大小，则应根据杠杆的平衡条件，结合与地面所成的角度，利用三角形的关系，得出力臂的关系，从而判断力的大小关系．

解答 解：（1）最小作用力F的力臂为线段BA，过A点作垂直于BA的作用力F，方向斜向右； 如图所示：

（2）如图，重力的作用线与地面相交于D点，形成一个直角三角形BCD，

∠CBD=60°
则∠BCD=30°
则∠BCD所对的边BD=$\frac{1}{2}$BC
又因为C为杠杆的中点，
所以，BD=$\frac{1}{4}$AB，
BD为重力的力臂，AB为最小力F的力臂，根据杠杆的平衡条件，F=$\frac{1}{4}$G=25N．
故答案为：最小力F的示意图见解答；25．

点评 此题中画力F图示的难点在于，如何求出力的大小．这里充分利用了杠杆的平衡条件，找到两个力的力臂，再通过重力力臂与地面形成的直角三角形，求出力臂的关系，最终得出拉力F与重力G的关系．