Question

如图所示，O点是该装置的转轴，已知OA=50cm，OB=30cm，DB=40cm．当该装置在图中所示位置静止时，画出在D点所加最小力的方向与该力对应的力臂，并标出F的值．

Answer 1

解：连接OD，即OD为最长的动力臂，因为OBD为直角三角形，并且OB=30cm，DB=40cm，根据勾股定理可知，OD=50cm，因为OA为阻力臂，并且OA=OD，由杠杆平衡的条件可知，动力等于阻力，即F=G；过D点作垂直于OD的最小力F，方向斜向下，如图所示：

分析：根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大动力越小，已知支点和动力作用点，则支点和动力作用点的连线为最长的力臂．ODB组成一个直角三角形，根据勾股定理可知OD的长度，然后根据杠杆平衡的条件得出F的值；最后根据力与力臂垂直的关系画出最小力的示意图．
点评：此题既考查了力臂的画法、杠杆平衡的条件以及最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．