Question

如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是_____，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将_____（选填“变大”、“变小”、或“不变”）。 这种杠杆相当于_____滑轮。

Answer

30N 不变 动

【解析】

(1)在A位置如图，OA、OC为动力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求动力F的大小；

(2)在B位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、阻力臂，利用三角形的相似关系，确定动力臂和阻力臂的大小关系，再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况；

(3)动滑轮的实质：相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆。

[1]如图，杠杆在A位置，LOA=2LOC，

由杠杆平衡得

FLOA=GLOC

则

F=G=×60N=30N

[2]杠杆在B位置，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，

由△OC′D∽△OA′B得

由杠杆平衡得

F′LOA′=GLOC′

则

F′=

由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变；

[3]由以上分析可知，此时的杠杆与动滑轮的动滑轮的实质都相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆。