Question

初三物理 杠杆问题

如图是农村曾用的舂米工具的结构示意图．杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形物体较重．（1）若作用在A点的动力F方向始终竖直向下，则杆从水平位置缓慢转动10°角的过程中，动力F大小的变化是？（2）若作用在A点的动力F方向始终与杆垂直，则杆从水平位置缓慢转动45°角的过程中，动力F大小的变化是？

第一题我已经明白为什么是增大了，求高人指点第二题的答案为什么是先增大后减小！！为什么后来会减小？？

Answer 1

第二题：因为A的产生的力矩不变，L的重心在L的中点，在转45度的过程中，重心到水平线以上了，在水平面的投影会缩短。关键看重心，与力臂是重心与0点的连线在水平面的投影。

追问

呃，还是不太懂
能用图解释下吗？？

追答

一个圆弧只有在于水平面的夹角为零的时候，在水平面投影最长，所以是先变长，在变短。

追问

冒昧的问一下这是数学里圆弧的知识吗？？
如果是的话，好吧我还没有学...

追答

你能想象下，杠杆在转的时候，0与L的重心是在空中转，在水平面是不是有个投影，在想象下，你行的。

追问

原谅我的想象力...抱歉了

追答

没事的，主要是你自己好好学，物理特别需要逻辑思维与空间想象。加油！我开始物理也很一般，但是我特别有信心，后面你懂得！

Answer 2

看均匀柱形物体的重心，一开始旋转时重心与O点的水平距离逐渐增加，因为均匀柱形物体所受的重力不变，所以力矩增加，F始终和AB垂直，F增大。当O点与均匀柱形物体的中点的连线高于水平线时，重心与O点的水平距离逐渐减小，F减小。

追问

“一开始旋转时重心与O点的水平距离逐渐增加，
因为均匀柱形物体所受的重力不变，所以力矩增加”

这个力矩增加指的是L2增加吗？？

追答

lz说的L2指的是O和均匀柱形物体中点的连线吧。力矩是力和L2的乘积，因为均匀柱形物体重力不变，L2增加，所以力矩增加。

追问

理解不了“重心与O点的水平距离逐渐增加“怎么办

追答

一开始重心与O点的水平距离是L，当旋转到O点与重心（均匀柱形物体的中点）的连线水平时水平距离是L2，L2明显大于L，在这个过程中重心与O点的水平距离逐渐增加。

追问

哦哦！
那”当O点与均匀柱形物体的中点的连线高于水平线时，重心与O点的水平距离逐渐减小
“呢？？

追答

设O与重心的连线与AB的锐角夹角为C，则L2=L/cosC，设转到45度时重心与O点的水平距离为L3，L3=（L/cosC）×cos(45-C)<L2，所以重心与O点的水平距离逐渐减小。