Question

【题目】如图所示，一根长为1.2米的轻质杠杆OA可绕固定点O转动，C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB＝BC＝CD＝DO）

(1) 若在B点用竖直向上的力FB使杠杆在水平位置平衡，求力FB。

(2) 若在A点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学则认为该杠杆也可能是等臂杠杆或费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，请通过计算说明理由。

Answer 1

【答案】(1)40牛；(2)赞同乙同学的观点；理由见解析

【解析】

(1)由图可知,动力臂为OB=OA=×1.2m=0.9m,阻力臂为OC=OA=×1.2m=0.6m，

由杠杆的平衡条件：F×OB=G×OA，F×0.9m=60N×0.6m，所以F=40N。

(2)如果A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，

由几何知识可知当动力与竖直方向的夹角小于60°时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；

当动力与竖直方向的夹角等于60°时，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆；当动力与竖直方向的夹角大于60°时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆，故乙同学观点正确。

答：(1)若在B点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，这个力的大小为40N。

(2)乙同学的观点正确，因为A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是省力杠杆，还可能是费力杠杆。