Question

如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为100N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是

50N

，保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将

不变

（选填“变大”、“变小”、或“不变”，下同）．若本实验中F的方向始终与棒垂直，则F将

变小

．

Answer 1

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F的大小；
（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的大小变化情况；
（3）根据力臂变化情况，应用杠杆平衡条件分析答题．

解答：解：（1）如图，杠杆在A位置，L_OA=2L_OC，
∵杠杆平衡，
∴FL_OA=GL_OC，
∴F=

GLOC

LOA

=

1

2

G=

1

2

×100N=50N；
（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，
∴OC′：OA′=OD：OB=1：2，
∵杠杆平衡，
∴F′L_OA′=GL_OC′，
∴F′=

G×LOC′

LOA′

=

1

2

G=

1

2

×100N=50N；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；
（3）将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，如果F的方向始终与棒垂直，则力F的力臂不变，阻力G不变，阻力臂变小，
由杠杆平衡条件可得，动力F将变小．
故答案为：50N；不变；变小．

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．