Question

（1）如圖1所示，重力不計(jì)的杠桿OAB，可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)．重力為100N的物體掛在OA的中點(diǎn)處．已知OA=40cm，AB=30cm，OA垂直于AB，杠桿與轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的摩擦忽略不計(jì)．要使杠桿平衡，且OA段處于水平位置，那么作用于B端的最小力的大小等于

40

N．
（2）如圖2所示，甲圖人在一般情況下步行前進(jìn)時(shí)，若鞋底與地面沒有打滑，地面對(duì)鞋底的摩擦力方向是向

前

（填“前”或“后”）；乙圖中的餐具夾是

費(fèi)力

杠桿．

Answer 1

分析：（1）由杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，可知：在阻力與阻力臂一定的情況下，動(dòng)力臂越長動(dòng)力小，根據(jù)題意確定找出最大的動(dòng)力臂，然后由杠桿平衡條件，求出最小的動(dòng)力．
（2）靜摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，先判斷鞋底相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)趨勢的方向，然后再判斷摩擦力的方向；
杠桿分三類：動(dòng)力臂大于阻力臂的是省力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂的是費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂的是等臂杠桿，根據(jù)動(dòng)力臂與阻力臂的關(guān)系確定．

解答：解：（1）由題意及圖示可知，當(dāng)力臂為OB時(shí)，力臂最長，此時(shí)最省力；
連接OB，力F垂直于OB時(shí)，力臂最大，作用力最小，如圖所示；
由勾股定理可得OB=

(0A)2+(AB)2

=

(40cm)2+(30cm)2

=50cm，
由杠桿平衡條件得：G×L_G=F×L_F，即：G×

1

2

OA=F×OB，
F=

G× 1 2 OA

OB

=

100N× 1 2 ×40cm

50cm

=40N；
（2）人走路時(shí)，若鞋底與地面沒有打滑，鞋底相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)趨勢方向向后，
所以地面給鞋底的摩擦力方向向前的；餐具夾的示意圖如右圖所示：
以夾子的一面分析，F(xiàn)₁為手對(duì)夾子施加的動(dòng)力，F(xiàn)₂為餐具對(duì)夾子施加的阻力，由圖可知?jiǎng)恿Ρ坌∮谧枇Ρ�，所以餐具夾是費(fèi)力杠桿．
故答案為：（1）40；（2）前；費(fèi)力．

點(diǎn)評(píng)：（1）此題主要考查了對(duì)杠桿平衡條件的應(yīng)用，同時(shí)還考查了杠桿最小力的問題，解決此類問題，關(guān)鍵是找到最長的力臂．
（2）本題易錯(cuò)點(diǎn)在摩擦力方向的判斷上，摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反，摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)，要判斷摩擦力的方向應(yīng)先判斷出物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向．要根據(jù)動(dòng)力臂與阻力臂的關(guān)系確定杠桿的類型．