Question

9．如圖，用甲、乙兩種方式搬起質(zhì)量為10kg的長(zhǎng)方形箱子（質(zhì)量分布均勻），則（　　） 

• A． 用甲圖所示的方式更省力
• B． 用乙圖所示的方式更省力
• C． 人體肌肉需要承受的力一定小于98N
• D． 人體肌肉需要承受的力一定小于10kg

Answer 1

分析 （1）把箱子看做一個(gè)杠桿，抬起一端，則另一端與人的身體接觸的點(diǎn)為支點(diǎn)．由于箱子質(zhì)量均勻，所以，其重力的作用點(diǎn)在其中心上，此時(shí)動(dòng)力F克服的是箱子的重力，在此基礎(chǔ)上，利用杠桿的平衡條件，即可確定F₁與F₂的大小關(guān)系，得出哪種方式更省力．據(jù)此對(duì)A選項(xiàng)做出判斷；
（2）首先確定杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力及對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂和阻力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，并結(jié)合力臂的概念進(jìn)行分析．據(jù)此對(duì)C選項(xiàng)做出判斷；
（3）根據(jù)力的單位對(duì)D選項(xiàng)作出判斷．

解答 解：AB、兩次搬起箱子時(shí)的情況如圖（1）所示，

在上述兩種情況下，阻力為箱子的重力，對(duì)于形狀規(guī)則質(zhì)地均勻的物體，其重心都在其幾何中心上．
手的前臂是一根以肘關(guān)節(jié)處為支點(diǎn)的杠桿；由圖可知，阻力G和動(dòng)力臂L₁不變，箱子橫放時(shí)阻力臂變短，即L₂變��；根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動(dòng)力變小，所以用乙圖所示的方式更省力．故A錯(cuò)誤，B正確；
C、箱子的重力為G=mg=10kg×9.8N/kg=98N；
由圖（2）知，肱二頭肌的拉力為動(dòng)力，物體對(duì)手的壓力為阻力，支點(diǎn)在肘關(guān)節(jié)處，所以動(dòng)力臂小于阻力臂，即L₁＜L₂；根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，F(xiàn)₁＞F₂，即肱二頭肌收縮所承受的力一定大于98N．故C錯(cuò)誤；
D、力的單位是N，不是kg，故D錯(cuò)誤．
故選B．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，研究物體的平衡問(wèn)題，利用畫(huà)圖的方法，從圖得出兩種情況下動(dòng)力臂和阻力臂的變化是本題的關(guān)鍵．