Question

8．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)懸掛重為60N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則力F的大小是30N，保持F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過(guò)程中，力F將不變（選填“變大”、“變小”、或“不變”）． 這種杠桿相當(dāng)于動(dòng)滑輪．

Answer 1

分析 （1）在A位置如圖，OA、OC為動(dòng)力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中點(diǎn)，也就知道兩力臂的大小關(guān)系，知道阻力G的大小，利用杠桿的平衡條件求動(dòng)力F的大小；
（2）在B位置，畫(huà)出動(dòng)力和阻力的作用線，找出動(dòng)力臂、阻力臂，利用三角形的相似關(guān)系，確定動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況；
（3）動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)：相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿．

解答 解：
（1）如圖，杠桿在A位置，L_OA=2L_OC，
由杠桿平衡得，
FL_OA=GL_OC，
則F=$\frac{G×{L}_{OC}}{{L}_{OA}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×60N=30N；
（2）杠桿在B位置，OA′為動(dòng)力臂，OC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，
由△OC′D∽△OA′B得，$\frac{OC′}{OA′}$=$\frac{OD}{OB}$=$\frac{1}{2}$，
由杠桿平衡得，
F′L_OA′=GL_OC′，
則F′=$\frac{G×{L}_{OC}′}{{L}_{OA}′}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×60N=30N，
由此可知當(dāng)杠桿從A位置勻速提到B位置的過(guò)程中，力F的大小不變；
（3）由以上分析可知，此時(shí)的杠桿與動(dòng)滑輪的動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)都相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂兩倍的杠桿．
故答案為：30N；不變；動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的了解和掌握，能畫(huà)出杠桿在B位置的力臂并借助三角形相似確定其關(guān)系是本題的關(guān)鍵．