Question

如圖所示為自行車的腳踏板和大齒輪在運動中的三個不同位置．如要使大齒輪對鏈條的拉力保持不變，那么人腳加在腳踏板上的力最大時在（ ）

A．A位置
B．B位置
C．C位置
D．三個位置一樣

Answer 1

【答案】分析：由題意可知，如圖屬于輪軸，因為輪軸是一種變形的杠桿，因此可以根據(jù)杠桿的平衡條件，從A、B、C三個位置時杠桿的動力臂和力矩方面去分析，力矩不變，動力臂長越長越省力，動力臂越短越費力．解答此題的難點在于正確理解力矩的概念：力矩是力（F）和力臂（L）的乘積（M）．即：M=F?L．力矩是描述物體轉(zhuǎn)動效果的物理量，物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)發(fā)生變化時才肯定受力矩的作用．
解答：解：因為在A、B、C三個位置時，力矩相等，
在A位置時動力臂最長，在C位置時動力臂最短，
所以在A位置時用力最小，在C位置時用力最大．
故選C．
點評：輪軸是一種變形的杠桿，在日常生活中使用也非常廣泛，使用輪軸時，作用在輪軸上的力都與輪和軸相切，所以它們的力臂就是對應的輪半徑和軸半徑，當輪軸處于平衡狀態(tài)時，F(xiàn)₁×R=F₂×r．