假期里,小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是:家庭成员中的任意两名成员分别站在如图所示的木板上,恰好使木板水平平衡。
(1)若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N,小兰站在距离中央支点2m的一侧,爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?
(2)若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上,现在他们同时开始匀速相向行走,小兰的速度是0.5m/s,爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?
解析:
(1)根据杠杆平衡的条件,若爸爸离支点距离为L,则
400N×2m=800N×L
解之得
L=1m
(2)设爸爸的速度为v,行走的时间为t,则
小兰和爸爸端的力臂分别为:L1=0.5t
L2=vt
根据杠杆平衡条件有
G1L1=G2L2 即
400×0.5t=800×vt
解之得:v=0.25(m/s)
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