题目内容
如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一个竖直向上的力F,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将( )
A.变大
B.不变
C.变小
D.无法确定
【答案】分析:(1)在A位置如图,OA、OC为动力F和阻力G的力臂,知道C是OA的中点,也就知道两力臂的大小关系,知道阻力G的大小,利用杠杆的平衡条件求动力与物重G的大小关系;
(2)在B位置,画出动力和阻力的作用线,找出动力臂的阻力臂,利用三角形的相似关系,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再利用杠杆平衡条件分析拉力F与物重G的大小关系;
由此得出动力F的大小变化情况.
解答:解:(1)如图,杠杆在A位置,LOA=2LOC,
∵杠杆平衡,
∴FLOA=GLOC,
∴F=
=
G;
(2)杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
∵△OC′D∽△OA′B,
∴
=
=
,
∵杠杆平衡,
∴F′LOA′=GLOC′,
∴F′=
=
G.
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变.
故选B.
点评:本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握,能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键.
(2)在B位置,画出动力和阻力的作用线,找出动力臂的阻力臂,利用三角形的相似关系,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再利用杠杆平衡条件分析拉力F与物重G的大小关系;
由此得出动力F的大小变化情况.
解答:解:(1)如图,杠杆在A位置,LOA=2LOC,
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∵杠杆平衡,
∴FLOA=GLOC,
∴F=
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(2)杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
∵△OC′D∽△OA′B,
∴

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∵杠杆平衡,
∴F′LOA′=GLOC′,
∴F′=
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由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变.
故选B.
点评:本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握,能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键.
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