Question

王明用如图所示的夹子夹核桃，发现下面两种情况：

①如果将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），当力垂直作用于杆上时，在B点比A点省力。

②如果将力作用在同一点（A或B）时，将核桃放在C点更易夹开。

请你利用所学的物理知识完成以下两个问题：

(1)请画出F对支点O的力臂L；

(2)请你选择上述现象中的一个进行分析。

Answer

(1)(2)详见解析

【解析】

(1)根据力臂的定义作图。

(2)根据实际情况确定杠杆的五要素，找到变化的量和不变的量，根据杠杆的平衡条件讨论。

(1)[1]从支点O向力F的作用线作垂线并交力的作用线于H，则OH为力F的力臂，如下所示：

(2)[2]①夹开核桃时核桃受到的力大小是一定的，根据力的作用是相互的，核桃对夹子的阻力F2大小也是一定的，将核桃放在夹子里的同一位置（C或D），阻力臂l2是一定的；由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，F2l2一定时，l1越长，F1越小；动力在B点时动力臂较长，所以在B点比A点省力；

或②由上面分析可知，阻力F2大小是一定的，将力作用在同一点（A或B）时，动力臂l1一定；将核桃放在C点比D点的阻力臂l2更短，由平衡条件F1l1=F2l2可知，当F2、l1一定时，l2越短，F1越小，所以将核桃放在C点更易夹开。