Question

【题目】如图所示，一根质量分布均匀的木棒，能绕O处转轴自由转动（不计摩擦）．现有拉力F1始终水平方向、拉力F2始终与杆垂直和拉力F3始终竖直向上，分别作用在木棒最下端，使木棒由A处缓慢地抬升到B处，在此过程中，拉力_____（选填“F1”、“F2”或“F3”）的大小保持不变；抬升木棒的过程中，三拉力所做的功_____（选填“F1大”、“F2大”、“F3大”或“一样大”）

Answer 1

【答案】F3 一样大

【解析】

[1] F2与杠杆垂直，动力臂大小等于OA，保持不变，杠杆的G不变，在上升的过程中，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件，F2逐渐变大；

设杠杆与竖直方向的夹角为θ，F1的力臂：

重力的力臂：

根据杠杆的平衡条件：

因此θ变大时，F1也变大

F3始终沿即沿竖直方向，由图可知，动力臂始终是阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件，F3始终等于，所以F3大小始终不变；

[2] 由功的原理，使用任何机械不省功，三次拉力抬升木棒的过程中所做的功均相等。