问题
问答题
有一种机械装置叫做“滚珠式力放大器”,其原理如图所示,斜面A可以在水平面上滑动,斜面B以及物块C都是被固定的,它们均由钢材制成,钢珠D置于ABC之间.当用水平力F推斜面A时,钢珠D对物块C的挤压力F′就会大于F,故称为“滚珠式力放大器”.如果斜面A、B的倾角分别为α、β,不计一切摩擦力以及钢珠自身的重力,求这一装置的力放大倍数(即F′与F之比)

答案
如图所示,分别分析斜面A、钢珠的受力,由A在水平方向合力为0、钢珠受到的三个力合力为0,分别列方程式:
对A在水平方向有:F=NAsinα
则:NA=F sinα
对D有:
F′=NAsinα+NBcosβ
NAcosα=NBsinβ
解得:F'=(1+cotαcotβ)F.
即放大倍数为:k=1+cotαcotβ
答:这一装置的力放大倍数为1+cotαcotβ.