如图所示,一轻质杠杆OB可绕O点转动,在杠杆上的A点和B点分别作用两个力F1和F2,使杠杆保持水平平衡,已知OA=10cm,AB=20cm.
(1)若F1=12N,方向竖直向下,问作用在B点的力F2的最小值为多大?
(2)若F1减为6N,方向变为竖直向上,要求不改变(1)中F2的大小,只改变F2的方向,使杠杆仍保持水平平衡,则F2的力臂多大?
解:(1)F1的力臂为0.1m; 而F2的最大力臂为OB的长度,即0.2m+0.1m=0.3m; 则由杠杆的平衡条件可知:
F1L1=F2L2;
则F2===4N;
(2)要使杠杆仍能平衡,则应改变F2的方向,使杠杆的受力仍能满足杠杆的平衡条件:
F1′L1=F2L2′;
则可求得F2的力臂为:
L2′===0.15m;
答:(1)F2的最小值为4N;(2)F2的力臂为0.15m.
(1)由题意可知F1的力臂,通过分析可得出B点的最大力臂,则由杠杆的平衡条件可求得作用在B点的力F2的最小值;
(2)改变F1的大小及方向,则杠杆仍能平衡,则由杠杆的平衡条件可求得F2的力臂.
点评:本题考查学生对杠杆的平衡条件的应用,在解题时应通过审题找出有用的信息,排除题目中设置的干扰.