Question

9．学校新安装了分类垃圾桶，此类垃圾铺通过安装在桶壁的突轴可以挂在支架的卡孔上，并能自由转动．某次转移垃圾时小永拔掉了锁扣，在垃圾箱上端边缘施加了一个始终垂直于桶壁的力F将垃圾桶由图甲位置压到图乙位置．

（1）为了粗略知道图乙中所用的力F的大小，小永画出了图丙模型，并测得一数据：AB=54cm，AD=36cm，突轴O到BC距离为30cm，如果桶和垃圾的总质量为18kg，重心X到BC距离为18cm且位置不变．那么，图乙中所用的力F=90N．
（2）在将垃圾桶由图甲位置压到图乙位置的过程中，小永所用力F的大小将一直变大（选填“一直变小”“一直变大”“始终不变”或“无法确定”）．

Answer 1

分析 （1）找出各力的力臂（力的方向与支点和作用点连线垂直），利用杠杆平衡条件求解．
（2）分别找出在A和桶和垃圾的重力X位置的动力、阻力作用线，找出动力臂和阻力臂，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．

解答 解：
（1）由图可知：突轴O为支点，压力F的力臂L₁=54cm-30cm=24cm，重力的力臂L₂=OX=30cm-18cm=12cm，
桶和垃圾的重力G=mg=18kg×10N/kg=180N；
根据杠杆的平衡条件，FL₁=GL₂，
所以，F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{180N×12cm}{24cm}$=90N；
（2）在垃圾箱上端边缘施加了始终一个垂直于桶壁的力F将垃圾桶由图甲位置压到图乙位置，突轴O为支点，动力F的力臂为O到AD的垂直距离保持不变；而桶和垃圾的重力不变，重心X位置偏离O的竖直线，力臂变大，
则根据杠杆的平衡条件FL₁=GL₂可知，力F变大．
故答案为：90；一直变大．

点评 本题考查杠杆平衡条件的应用，能正确找出杠杆中各力的力臂是本题的关键所在．