Question

【題目】如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿可繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在杠桿的點(diǎn)()掛一重為60N的物體，為使杠桿水平平衡，在端施加一個(gè)作用力.則作用力最小為________N.現(xiàn)將重物從圖示位置緩慢提升一定的高度，若保持該作用力方向始終豎直向上，則此過程中拉力將__________;若保持該動(dòng)力方向始終垂直于向上，則此過程中拉力將____________(以上兩空均選填“變小”、“變大”或“不變”).

Answer 1

【答案】20 不變 變小

【解析】

[1]因，則，即OB=3OA。保持杠桿水平位置平衡，根據(jù)杠桿平衡條件，A點(diǎn)所掛物重不變，其力臂也不變，在端施加的作用力要最小，則F的力臂要最大，所以F應(yīng)垂直于杠桿向上(豎直向上)，此時(shí)有：

F×OB=G×OA，

則F最小為：

F===20N；

[2]將重物從圖示位置緩慢提升一定的高度，保持該作用力方向始終豎直向上，如圖：

因?yàn)槲矬w對(duì)杠桿的力在豎直方向上，力F的方向也豎直，根據(jù)幾何知識(shí)可知，OB′與OA′的關(guān)系仍然為OB′=3OA′，根據(jù)F×OB′=G×OA′，物體重力不變，則拉力大小也不變；

[3]保持動(dòng)力方向始終垂直于向上，如圖：

動(dòng)力F的力臂不變，G的力臂減小為OA′，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力臂、阻力不變，阻力臂減小，則動(dòng)力將減小，所以此過程中拉力將變小。