最小力画法问题的关键是找到最长力臂,因为依据杠杆平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小。所以找到最大动力臂就可以确定最小力。最长力臂为支点与动力作用点的连线,找到最长力臂后画出动力的作用线,判断力的方向就可以画出最小力了。
那么为什么支点与动力作用点的连线就是最长力臂呢?我们可以画一下其他力臂,发现其他力臂与“最长力臂”可以组成直角三角形,而且这条“最长力臂”是直角三角形的斜边,我们知道在直角三角形中斜边大于直角边。操作工具验证一下
杠杆平衡条件在生活中有很多应用,例如我们以前用来称重的杆秤,虽然现在很少使用了,但有些小商贩卖菜卖水果的时候仍会用到,一些不法商贩还在杆秤上弄虚作假获取利益,那么他们是如何得逞的呢,我们先来一起看下杆秤的原理。
杆秤一般由秤杆、秤砣(图中杆秤标准秤砣为500g)、秤钩(有些带有托盘)、提纽构成,其中提纽位置相当于杠杆中的支点,将被测物体挂在秤钩上,秤砣挂在秤杆上,调节秤砣的位置使得杆秤再次平衡,这时即可读出被测物体的重量了
我们看到现在这个杆秤的量程只有5斤,那么如果称更重的东西怎么办呢?难道要把东西分次测量才行吗,那也太麻烦了吧
原来,在实际应用中,每个杆秤都是有两套量程的,为了扩大杆秤的量程,根据杠杆平衡条件重新设定支点,也就是在靠近秤钩的位置再加一个提纽,增加一套刻度和量程,这样一个杆秤,两个提纽,两套量程就可以解决称更重物体的问题了(例如在工具中改变被称物体的重量,因为物体变重超出原量程不能测量,所以使用另外一个提纽和量程进行测量,当杆秤平衡时可以进行读数)