Question

捣臼是以前在农村常见的一种生活用具，你的爷爷奶奶可能就用它舂米做过年糕，如图所示．舂米时，脚踩B端，A端上升；抬起脚，A端下落，石槌撞击蒸熟的米粉，如此反复，可使年糕变得有韧性．若石槌质量为30千克，木杆AB长3.6米，A端离支撑点O的距离为0.9米，不计木杆AB自重，取g=10牛/千克．则
（1）该用具的物理模型是

 

．
（2）要将石槌抬起，作用在B端的力为

 

N．
（3）若另一人帮着一起踩，踩在靠近

 

（A/O/B）端的位置最省力．

Answer 1

分析：（1）通过木杆在力的作用下可以绕固定点转动，结合杠杆的定义即可确定它的物理模型．
（2）利用杠杆的平衡条件即可求出作用在B端的力是多少．
（3）这是杠杆平衡条件中的求极值问题．要想使动力最小，在阻力和阻力臂不变的情况下，通过动力臂的变化来达到省力的目的．

解答：解：（1）木杆可以在力的作用下绕着固定点转动，所以它是杠杆的模型．
（2）由题意知，在此杠杆中，阻力为石槌的重力即F₂=G=mg=30㎏×10N/㎏=300N，L₂=AO=0.9m，L₁=OB=2.7m；
根据公式F₁=

F2L2

L1

，可以得到作用在B端的力F₁为100N．
（3）根据杠杆原理F₁=

F2L2

L1

可知，在阻力和阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，结合图示杠杆，当踩在B点时，动力臂最大，即最省力．
故答案为：杠杆；100；B．

点评：此题对杠杆的平衡条件进行了综合考查．其中在（3）问中，属于杠杆平衡条件中的求极值问题．这类题目中一般是阻力和阻力臂不变，让求动力的最小值，解决这类问题时，关键是要确定动力臂的最大值：即在杠杆上找一个到支点距离最大的点，这两点之间的距离即为最大的动力臂．