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如图所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可以,哪一种方式更省力,画出该方法的力臂.

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/09 17:59:47
如图所示,用撬棒撬起大石头,向上、向下用力都可以,哪一种方式更省力,画出该方法的力臂.
用垂直于撬棒向上的方式撬大石头时,杠杆的支点在B点上,大石头的阻力F2作用在C点,则动力臂为AB,阻力臂为BC,由杠杆平衡条件得:
F向上=
F2L2
L1=
F2×BC
AB=
BC
AB•F2
用垂直于撬棒向下的方式撬大石头时,杠杆的支点在D点上,大石头的阻力F2仍作用在C点,则动力臂为AD,阻力臂为CD,由杠杆平衡条件得:
F向下=
F2
L′2

L′1=
F2•CD
AD=
CD
AD•F2
由题干可知:C为BD的中点,BC=CD;AB>AD;

BC
AB<
CD
AD;
∴F向上<F向下
即:垂直于撬棒向上撬大石头的方式更省力.如下图所示:
根据杠杆平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,在阻力不变,阻力力臂最小,动力力臂最大,动力最小.向上用力支点为B,阻力力臂最小,动力力臂最大,动力最小.