Question

【题目】小册设计了一个能反映水平风力大小的装置。如图所示，AB和OP均为质量不计的细杆，AB=48cm，OP=60cm，下端连接一个圆球P，圆球的重力G=2N，无风时，OP下垂并与A端接触，A点标注的风力是0；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对圆球的作用力F方向始终水平向右，已知OA＝12cm，不计摩擦。

(1)如图所示，有风时，OP和AB的接触点为C，细杆OP和圆球P处于静止状态，在这种情况下杠杆平衡的条件是：_____；（用字母表示）

(2)当F=4N时，OP和AB的接触点为C，C点标注的风力是4N，AC=_____cm；

(3)此装置可以标注的最大风力是_____N；

(4)细杆AB上标注好风力值后，细杆上的刻度是_____（选填“均匀的”或“不均匀的”）

Answer 1

【答案】G·DP=F·OD 24 8 均匀的

【解析】

(1)[1]由图可知，重力G的力臂为DP，风对球的作用力F的力臂为OD，细杆OP和球P处于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是G·DP=F·OD。

(2)[2]由杠杆平衡的条件G·DP=F·OD得到

①

由相似三角形的性质可得

②

由①②可得

当F=4N时，则

AC=24cm

(3)[3]当OP和AB的接触点为B时，此装置所测的风力最大，则有

F大=8N

(4)[4]由

得到

F=·AC

由G和OA不变可知，F与AC成正比，则细杆上的刻度是均匀的。