杠杆原理在解题中的应用

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  在初中物理教材的“简单机械和功”这一章中,我们学习了有关杠杆的一些知识,知道了在杠杆处于静止或匀速转动状态时,符合杠杆的平衡条件,即F111=F2l2。那么该怎样运用此原理进行相关的解题呢?下面就几种类型谈谈运用此公式的一般方法。
  
  1 运用原理分析杠杆中最小动力的问题
  
  此类题型是学习杠杆中的一种最普遍、最常见的练习题,在中考试卷中是常会出现的,一般有两种情况:一是已知动力作用点的位置;二是没有确定动力的作用点,相比而言,后一种情况的难度稍大一点,但基本规律是差不多的。由杠杆原理可知,在阻力、阻力臂不变的情况下,欲使其动力最小,必须使其力臂最长。而在通常的情况下,在杠杆中,连接支点和动力作用点之间的线段作为力臂是最长的;在不知动力作用点的情况下,还要比较杠杆中的所有动力作用点的最长力臂,找出符合要求的,然后再作出最小动力的方向。
  例1 如图1是一弯曲的杠杆,用细线将其在O处悬挂起来,在C处挂一重物G,若要使杠杆处于图示位置的静止状态,则在A处施加一动力,请在A处作出其最小动力F。
  分析与解 此例是已确定出动力的作用点在A处。如果作出在此处使杠杆处于静止状态的动力,就会发现它们力臂最长的就是1,故而动力F应该是最小的。
  例2 如图2所示杠杆AOB悬挂在天花板上,B处挂一物体,请作出杠杆上使其处于静止状态的最小动力的作用点和方向。
  分析与解 此例是属于第二中情形。在解题过程中往往只会想到把A点作为动力的作用点,OA作为力臂。但在认真比较后,就会发现如果将点B作为动力的作用点,OB作为力臂,OB是大于OA的,根据杠杆原理,作用在B处的力F是最小的。
  
  即G=GBC/OA。对于同一杆秤的G和OA是固定的,所以G与BC是成正比的。因此杆秤上从定盘星开始,到后面表示斤数的刻度都是均匀的,可采用等分的方法来划分出杆秤上的刻度。
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