Question

在春晚舞蹈《飞天》中，舞者右腿的小腿被固定于舞台上．这时，我们可将每个舞者的身体看做是一个杠杆，如图所示．我们将固定架的最下端与身体接触处看做是支点O，固定架上端对演员腿部的拉力为F，舞者的重力为G；当舞者的身体逐渐倾斜、与水平面的夹角变小，则舞者所受固定架的拉力F将________（变大/变小/不变）．假定演员的小腿长度为40cm，站立时，重心距地面的高度为90cm，演员的质量为60kg，则演员在表演时，固定架上端对演员的最大拉力是________N．（设重心位置不变 ）

Answer 1

变大    750
分析：先确定杠杆的五要素，然后根据力与力臂的变化以及动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂的关系分析拉力F的变化；
根据题中所给数据求出人的重力和力臂，然后根据当身体处于水平位置时，拉力最大，利用杠杆平衡的条件列出关系式即可求出最大拉力．
解答：解：如图所示
从图中可以看出，GL=FL′，
当身体倾斜时，G、L′不变，L变大，由GL=FL′可得，F变大；
当演员的小腿长度为40cm，站立时，重心距地面的高度为90cm，演员的质量为60kg，则舞者的体重G=mg=60kg×10N/kg=600N，L′=40cm
从图中可以看出，当身体处于水平位置时，拉力最大，即L=90cm-40cm=50cm．
即GL=FL′
600N×50cm=F×40cm
F=750N．
故答案为 变大，750．
点评：本题考查杠杆平衡条件的应用，本题的重点是确定杠杆的五要素，以及身体处于水平位置时拉力最大．