Question

15．如图（甲）所示，轻质杠杆OA保持水平平衡（B为OA的中点），重物G=20牛，则F_甲=10牛．若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置，如图（乙）所示，当杠杆仍保持水平平衡时，F_乙=40牛．在图5中，属于省力杠杆的是甲（以下均选填“甲”或“乙”）．如果保持其它条件均不变，只改变拉力F_甲或F_乙的方向，则甲图中的杠杆有可能转变为等臂杠杆．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡条件求解F_甲和F_乙的大小；
（2）杠杆的分类和特点，主要包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；
②费力杠杆，动力臂小于阻力臂，费力但省距离；
③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，既不省距离也不省力．

解答 解：（1）如图甲，根据杠杆平衡条件可得：G×OB=F_甲×OA，
由题知，OA=2OB，
则F_甲=$\frac{G×OB}{OA}$=$\frac{G×OB}{2OB}$=$\frac{G}{2}$=$\frac{20N}{2}$=10N；
如图乙，根据杠杆平衡条件可得：G×OA=F_乙×OB，
由题知，OA=2OB，
则F_乙=$\frac{G×OA}{0B}$=$\frac{G×2OB}{OB}$=2G=2×20N=40N；
（2）图甲中，动力臂OA大于阻力臂OB，属于省力杠杆；
图乙中，动力臂OB小于阻力臂OA，属于费力杠杆；
如图所示，要使杠杆平衡，F_甲和F_乙的方向只能向右上或左上，
如果保持其它条件均不变，改变F_甲的方向，当动力臂OC等于阻力臂OB时，图中的杠杆转变为等臂杠杆．
如果保持其它条件均不变，F_乙的方向无论如何改变，动力臂OC始终小于阻力臂OB，故图中的杠杆转不可能变为等臂杠杆．
故答案为：10；40；甲；甲．

点评 此题考查杠杆平衡条件的应用和杠杆的动态分析，关键是知道力臂是指从支点到力的作用线的距离，同时还要知道动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆．