Question

现在田径规则规定，在男子110米栏的比赛中栏架的设计，要以3.6千克力至4千克力的外力F（千克力：力的单位．1千克力相当于1kg的物体在地球表面受到的重力）垂直撞在上栏板上端中央部分时，能向前倾倒为合格．栏架结构如图．
（1）将“3.6千克力至4千克力”化成N（牛顿）为单位的数据
（2）使栏架以OO'为转轴倾倒时所需的外力F大小与栏板质量是否有关系？
（3）均匀金属杆（图中黑色粗线条）每米质量2.5kg，为了满足规则中对栏架以OO'为转轴倾倒的要求，则在A、B两位置至少应各安装多少质量的相同配重物（可视为质点）．

Answer 1

分析：（1）根据G=mg求解；
（2）以OO'为转轴时，栏板重力的力矩为零；
（3）根据力矩平衡条件列式求解即可．

解答：解：（1）G=mg，其中g=10N/kg，故F为36N至40N；
（2）以OO'为转轴时，栏板重力的力矩为零，故与栏板重力无关；
（3）设配重物质量各为m，根据力矩平衡条件，有：
F?1.05=2mg?0.7+2?2.5?0.7g?0.35
当F取最小值36N时，m最小，解得m=1.825kg
答：（1）将“3.6千克力至4千克力”化成N（牛顿）为单位的数据为36N至40N；
（2）使栏架以OO'为转轴倾倒时所需的外力F大小与栏板质量是无关的；
（3）均匀金属杆（图中黑色粗线条）每米质量2.5kg，为了满足规则中对栏架以OO'为转轴倾倒的要求，则在A、B两位置至少应各安装1.825kg的质量的相同配重物．

点评：本题是一道联系实际的好题，关键是明确各个力的力矩，然后根据力矩平衡条件列式求解．