我们在学习杠杆原理时知道阿基米德有一句豪言壮语--“给我一根杠杆和一个支点,我就能撬动地球”.小刚同学对此产生了疑惑,他查阅了有关资料,知道地球的质量为6×1024kg.并且假设支点距地球1m,阿基米德给杠杆的最大压力为600N,则阿基米德需要一根约为________m的轻质杠杆.即使他以100km/h的速度(相当于小汽车在高速公路上的速度)匀速下压杠杆,要将地球撬起1cm,也需要________年(1年约为104小时).
试题答案
1023 1012
试题解析
由图可得,杠杆支点左侧地球对杠杆的压力等于地球自身重力,此压力的力臂长1m.然后根据杠杆平衡条件公式来计算人的动力臂.
人通过路程的计算则需要依据数学上的相似三角形来求,时间的计算需要根据速度公式的变形来求.
解答:(以g=10N/kg为例)
(1)根据杠杆平衡条件,可得:
6×1024kg×10N/kg×1m=600N×(L-1m)
解得:L=1023m;
(2)1cm=0.01m,
设s为人通过的路程,根据数学上学过的相似三角形,可得:=,
解得:s=1021m,
1021m=1018km,
根据速度公式v=,可得
t===1016h=1012年
故答案为:1023;1012.
点评:本题需要学生熟练掌握杠杆平衡条件,并学会推导速度公式的变形,以求出运行时间.
