小明家有个木衣架,有一次放学回家他把书包挂在衣架A处,衣架倒了下来,小明是个聪明的孩子,他分析了衣架倒下来的原因后,测量了如下的数据:书包质量5千克:木衣架质量3千克;圆底盘直径30厘米;其他数据如图,衣架受到重力的作用线经过圆底盘的圆心。
(1)请你通过程性计算,解释衣架倒下来的原因。
(2)为了防止衣架倒下来,请你提出了改进意见,至少说出2种方法。
【考点】杠杆的平衡条件.
【答案】(1)书包的重力G1=m1g=5kg×10N/kg=50N;
木衣架的重力:G2=m2g=3kg×10N/kg=30N;
圆盘的半径为:30cm×=15cm,由图知,以底盘的右侧端点O为支点,
书包对衣架力和力臂的乘积=F1L1=50N×(25cm-15cm)=500N•cm;
衣架自身重力和力臂的乘积=F2L2=30N×15cm=450N•cm;
因为F1L1>F2L2,所以衣架倾倒;
(2)1、减小挂衣钩的长度,2、增大底盘的直径,3、圆盘底座换用大理石等密度更大的材料,4、在挂衣钩的对侧挂物品。
木衣架的重力:G2=m2g=3kg×10N/kg=30N;
圆盘的半径为:30cm×
1
2
书包对衣架力和力臂的乘积=F1L1=50N×(25cm-15cm)=500N•cm;
衣架自身重力和力臂的乘积=F2L2=30N×15cm=450N•cm;
因为F1L1>F2L2,所以衣架倾倒;
(2)1、减小挂衣钩的长度,2、增大底盘的直径,3、圆盘底座换用大理石等密度更大的材料,4、在挂衣钩的对侧挂物品。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:24引用:2难度:0.5
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