Question

15．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA中點(diǎn)懸掛一重物G，在A端施加一豎直向上的力F．若保持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；若F的方向始終與杠桿垂直，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過(guò)程中，力F將變�。�（均選填“變大”、“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 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；
從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)度即力臂．根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂分析，力F作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直，即動(dòng)力臂不變，將杠桿緩慢地由位置A拉到位置B，阻力不變，阻力力臂變小，所以動(dòng)力變小．

解答 解：（1）若保持F的方向不變，如圖：
；
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，$\frac{OC′}{OA′}$=$\frac{OD}{OB}$=$\frac{1}{2}$，
由杠桿平衡平衡條件可得：F′L_OA′=GL_OC′，
則F′=$\frac{G×{L}_{0C'}}{{L}_{OA'}}$=$\frac{1}{2}$G；故杠桿從A位置勻速提升到B位置的過(guò)程中，力F將不變；
（2）若F的方向始終與杠桿垂直，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過(guò)程中，動(dòng)力臂不變，阻力不變，阻力臂變小，根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，動(dòng)力變小．
故答案為：不變；變小．

點(diǎn)評(píng) 本題是動(dòng)態(tài)平衡問(wèn)題，考查了學(xué)生對(duì)杠桿平衡條件的理解和靈活運(yùn)用．能否正確分析重力的阻力臂與動(dòng)力臂的大小關(guān)系是本題的解題關(guān)鍵．