问题
选择题
用一根长为L、重为G0的均匀铁棒,插入一个边长为a、重为G的正方体物块的底部,在另一端施加一个向上的力,将物块撬起一个很小的角度(如图所示,图中的角度已被放大).如果铁棒插入物块底部的长度为物块边长的三分之一,则要撬动物块,作用在铁捧最右端的力至少为( )
A.G0+(
)aG 3L
B.G0+(
)aG L
C.(
)+(G0 2
)aG 6L
D.(G0 2)+(
)aG 12L
答案
在阻力与阻力臂一定的情况下,由杠杆平衡条件可知:
动力臂越大,动力越小,如图所示,当力F垂直于铁棒时,
力F的力臂是铁棒的长度L,F的力臂最大,力F最小;
铁棒重力的作用点是铁棒的重心,在铁棒的中点处,
即铁棒重力G0的力臂L2=
,物体提供的阻力为L 2
,力臂L1=G 2
;a 3
由杠杆平衡条件可得:
×G 2
+G0×a 3
=F×L;L 2
则F=
+G0 2
;aG 6L
故选C.