Question

沪宁高速收费站的禁行杆如图所示，已知AB=4AO，禁行杆是由质量为20kg粗细均匀的木条制成．若不计转动部分的摩擦力，要将禁行杆抬起且保持在水平位置，现要求在A端施加一个最小的力，方向应为图中________，大小为________N．（g取10N/kg）

Answer 1

AE    200
分析：禁行杆是粗细均匀，重心C在几何中心上，求出OC的长度；在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，沿AE用力动力臂最长、最省力，在根据杠杆平衡条件求用力大小．
解答：∵禁行杆是粗细均匀的，
AB的重点C就是禁行杆的重心，OC=AB，
禁行杆重G=mg=20kg×10N/kg=200N，
如图，沿AE方向用力，动力臂最长、动力最小，
∵F×OA=G×OC，OA=AB，OC=AB，
∴F=G=200N．
故答案为：AE；200．
点评：确定使用杠杆时最小动力的步骤：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，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，确定使杠杆平衡的动力方向．