Question

工人師傅經(jīng)常使用一種稱為“大力鉗”的工具夾緊或切斷金屬材料，圖所示為用于切斷金屬所常用的一種小型大力鉗，其各部分尺寸已在圖中標(biāo)明（單位為cm）．若工人師傅的單手最大握力為900N，他使用該大力鉗時(shí)，在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力為多大？

Answer 1

分析：大力鉗工作時(shí)相當(dāng)于杠桿組合，找出兩個(gè)對(duì)應(yīng)杠桿的支點(diǎn)和動(dòng)力臂、阻力臂，再根據(jù)杠桿的平衡條件求出在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力

解答：解：大力鉗工作時(shí)相當(dāng)于杠桿組合，其中ABC、CDE以及對(duì)應(yīng)的下半部分分別為杠桿，假設(shè)力的方向沿豎直方向，則杠桿CDE可以模型化為圖答2的情況，其中D為支點(diǎn)；根據(jù)杠桿平衡條件可得F₁L₁=F₂L₂；
從題意可得L₂=2cm；動(dòng)力臂L₁=12cm；動(dòng)力F₁=900N；
所以在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力為F₂=

F1L1

L2

=

900N×12cm

2cm

=5400N．
同理杠桿ABC可以模型化為圖答3的情況，其中B為支點(diǎn)；根據(jù)杠桿平衡條件可得F₃L₃=F₄L₄；
由題意可知F₃=F₂=5400N；L₃=4.5cm；L₄=1.5cm；
所以F₄=

F3L3

L4

=

5400N×4.5cm

1.5cm

=1.62×10⁴N．


答：他使用該大力鉗時(shí)，在被鉗材料處能夠產(chǎn)生的最大壓力為1.62×10⁴N．

點(diǎn)評(píng)：本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，有一定的難度，關(guān)鍵是找出杠桿組合的支點(diǎn)、動(dòng)力臂和阻力臂．