Question

15．如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重物G，在A端施加一竖直向上的力F．若保持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；若F的方向始终与杠杆垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将变小．（均选填“变大”、“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 在B位置，画出动力和阻力的作用线，找出动力臂、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；
从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂．根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂分析，力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直，即动力臂不变，将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，阻力不变，阻力力臂变小，所以动力变小．

解答 解：（1）若保持F的方向不变，如图：
；
杠杆在B位置，OA′为动力臂，OC′为阻力臂，阻力不变为G，
由△OC′D∽△OA′B得，$\frac{OC′}{OA′}$=$\frac{OD}{OB}$=$\frac{1}{2}$，
由杠杆平衡平衡条件可得：F′L_OA′=GL_OC′，
则F′=$\frac{G×{L}_{0C'}}{{L}_{OA'}}$=$\frac{1}{2}$G；故杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F将不变；
（2）若F的方向始终与杠杆垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，动力变小．
故答案为：不变；变小．

点评 本题是动态平衡问题，考查了学生对杠杆平衡条件的理解和灵活运用．能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键．