Question

17．小華同學(xué)將硬棒的一端固定在墻壁的O點(diǎn)，通過提拉另一端A來起吊重物，如圖所示．若作用力始終與硬棒垂直，起吊的重物質(zhì)量為20kg．（g取10N/kg）
（1）說明硬捧由位置A拉至水平位置B（保證任意角度，硬棒均處于平衡狀態(tài)），作用力大小的變化情況．
（2）重物掛于OA的中點(diǎn)，硬棒到達(dá)水平位置時，作用力的大小是多少N？

Answer 1

分析 （1）分別畫出四個力的力臂，由杠桿平衡條件可知，因為阻力和動力臂一定，阻力臂越長，動力就大．
（2）由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可求作用力的大�。�

解答 解：（1）由圖可知：由于作用力F₁始終與硬棒垂直，則動力臂L₁使與硬棒OA相等，重物的重力不變，硬捧由位置A拉至水平位置B，阻力臂變大，由杠桿平衡條件可知，因為阻力和動力臂一定，阻力臂越長，動力F₁就大．
（2）重物掛于OA的中點(diǎn)，硬棒到達(dá)水平位置時，則阻力F₂=G=mg=20kg×10N/kg=200N，阻力臂L₂=$\frac{1}{2}$OA，
由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{200N×\frac{1}{2}OA}{OA}$=100N．
答：（1）說明硬捧由位置A拉至水平位置B（保證任意角度，硬棒均處于平衡狀態(tài)），隨著硬棒的抬高，重物的力臂增大，作用力變大．
（2）重物掛于OA的中點(diǎn)，硬棒到達(dá)水平位置時，作用力的大小是100N．

點(diǎn)評 本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，使用杠桿，當(dāng)阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力，找出最長的動力臂是本題的關(guān)鍵．