Question

1．如圖所示，一根質(zhì)量分布均勻的木棒，能繞O處轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)（不計(jì)摩擦）．在木棒最下端用力，使之由A處緩慢地抬升到B處．下列說(shuō)法合理的是（　　）

• A． 始終水平方向的拉力F₁大小將保持不變
• B． 始終與杠桿垂直的拉力F₂大小將保持不變
• C． 始終豎直方向的拉力F₃會(huì)逐漸增大
• D． 三次拉力抬升木棒的過(guò)程中所做的功均相等

Answer 1

分析 （1）（2）（3）畫(huà)出杠桿的五要素，分析力臂的變化情況，根據(jù)杠桿的平衡條件確定動(dòng)力的變化；
（4）由功的原理分析．

解答 解：分析杠桿的五要素，如下所示：
（1）F₂與杠桿垂直，動(dòng)力臂大小等于OA，保持不變，杠桿的G不變，在上升的過(guò)程中，阻力臂變大，根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)₂逐漸變大，B錯(cuò)誤；
（2）設(shè)杠桿與堅(jiān)直方向的夾角為θ，F(xiàn)₁的力臂：
L₁=cosθ×OA，重力的力臂：
L₁′=sinθ×$\frac{1}{2}$OA
根據(jù)杠桿的平衡條件：
F₁×cosθ×OA=G×sinθ×$\frac{1}{2}$OA
F₁=$\frac{1}{2}$G×tgθ，因θ變大時(shí)，F(xiàn)₁也變大，A錯(cuò)誤；

（3）F₃始終沿即沿豎直方向，由圖可知，動(dòng)力臂始終是阻力臂的2倍，根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)₃始終等于$\frac{1}{2}$G，故C錯(cuò)誤；
（4）由功的原理，使用任何機(jī)械不省功，三次拉力抬升木棒的過(guò)程中所做的功均相等，D正確；
故選D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿平衡條件的運(yùn)用和功的原理，關(guān)鍵是作出杠桿的五要素，找到變化量和不變的量．難度較大．