Question

【題目】閱讀材料：以下是我們教科書中的一段內容，請仔細閱讀，并解答有關問題．

公元前3世紀，古希臘學家阿基米德發現：若杠桿上的兩物體與支點的距離與其重量成反比，則杠桿平衡，后來人們把它歸納為“杠桿原理”，通俗地說，杠桿原理為：

阻力×阻力臂=動力×動力臂

（問題解決）

若工人師傅欲用撬棍動一塊大石頭，已知阻力和阻力臂不變，分別為1500N和0.4m．

（1）動力F（N）與動力臂l（m）有怎樣的函數關系？當動力臂為1.5m時，撬動石頭需要多大的力？

（2）若想使動力F（N）不超過題（1）中所用力的一半，則動力臂至少要加長多少？

（數學思考）

（3）請用數學知識解釋：我們使用棍，當阻力與阻力臂一定時，為什么動力臂越長越省力．

Answer 1

【答案】400N；1.5米；見解析

【解析】

試題(1)、根據杠桿定律求得函數的解析式后代入l=1.5求得力的大小即可；(2)、將求得的函數解析式變形后求得動力臂的大小，然后即可求得增加的長度；(3)、利用反比例函數的知識結合杠桿定律進行說明即可．

試題解析：(1)、根據“杠桿定律”有FL=1500×0.4， ∴函數的解析式為F=，

當L=1.5時，F==400， 因此，撬動石頭需要400N的力；

(2)、由(1)知FL=600， ∴函數解析式可以表示為：L=， 當F=400×=200時，L=3，

3﹣1.5=1.5（m）， 因此若用力不超過400N的一半，則動力臂至少要加長1.5米；

(3)、因為撬棍工作原理遵循“杠桿定律”，當阻力與阻力臂一定時，其乘積為常數，設其為k，則動力F與動力臂L的函數關系式為F=，根據反比例函數的性質可知，動力F隨動力臂l的增大而減小，所以動力臂越長越省力．