Question

15．如圖所示的杠桿，重物掛在杠桿的中間位置，現(xiàn)用一個(gè)豎直向上的力F將這個(gè)重物提起，在提起的過(guò)程中力F的方向不變，則力F的大小將不變 （先變大后變小、不變、先變小后變大），如果要提高該裝置的機(jī)械效率，A點(diǎn)應(yīng)向B（填O或B）點(diǎn)移動(dòng)．

Answer 1

分析 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)杠桿平衡條件動(dòng)力×動(dòng)力力臂=阻力×阻力力臂分析力臂變化可知力的變化．
利用機(jī)械效率的公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$，并結(jié)合極端假設(shè)法分析確定A點(diǎn)移動(dòng)的方向．

解答 解：如圖所示：

杠桿在水平位置時(shí)，動(dòng)力臂為阻力臂的二倍，由杠桿平衡的條件可知，動(dòng)力為阻力的二分之一；
杠桿在B位置時(shí)，OA′為動(dòng)力臂，OB′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，
因?yàn)椤鱋A′A∽△OB′B，所以$\frac{OA′}{OB′}$=$\frac{OA}{OB}$=$\frac{1}{2}$，
由杠桿平衡的條件可知，動(dòng)力為阻力的二分之一；
因此在提升物體的過(guò)程中，拉力的大小不變；
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$=$\frac{Gh}{Fs}$和極端法分析可知，當(dāng)物體在O點(diǎn)時(shí)，杠桿的機(jī)械效率最��；當(dāng)物體在B點(diǎn)時(shí)，杠桿的機(jī)械效率最大，因此要提高該裝置的機(jī)械效率，需將A點(diǎn)向B點(diǎn)移動(dòng)．
故答案為：不變；B．

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以及極端法的應(yīng)用，能畫出杠桿在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．