Question

高一物理 力矩

如图所示，均匀正方体边长为a，重为G，在上端加一水平力F，恰能翻动，则F＝ 。若作用点和施力方向可以任选，则要使正方体能翻动，所需的最小力大小为 。

Answer 1

（1）F的力臂等于边长，重力的力臂等于边长的一半。故F=G/2.

（2）F的方向沿与“对角线”垂直的方向时，F最小，这时，F的力臂长就等于“对角线”长(√2)a，重力的力臂仍等于边长的一半(a/2)。故，F=G/[2(√2)]=[(√2)/4]G.

Answer 2

方向垂直对角线，F=（根号2）/4*G

Answer 3

利用力矩平衡知识可以得到正确答案。
以正方体右下角为支点。
平衡状态之一：恰能翻动时，F和G两个力的力矩平衡下，F的力臂等于边长，重力的力臂等于边长的一半。故F=G/2.

平衡状态之二：重力的力矩一定，F最小要求其对应的力臂最长，显然最大力臂为对角线，F方向沿与“对角线”垂直的方向时，F的力臂长就等于“对角线”长(√2)a，重力的力臂仍等于边长的一半(a/2)。故，F=G/[2(√2)]=[(√2)/4]G.