Question

5．如图所示为等刻度的轻质杠杆，A处挂一个重为6牛的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B、C的其中一处施加的力为（　　）

• A． 一定在C处施加，大小可能为3牛
• B． 一定在B处施加，大小可能为2牛
• C． 可能C处施加，大小可能为4牛
• D． 可能B处施加，大小一定为3牛

Answer 1

分析 根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂和杠杆中最小力的问题进行分析；支点与动力作用点的连线为最长动力臂，此时动力最小．

解答 解：设杠杆每一格的长度为L，由图可知，L_A=2L；
（1）当在C处施加垂直于杠杆向上的动力时，动力臂为4L，此时动力臂最大，所用的力最小．
由杠杆平衡条件可得：F_AL_A=F_CL_C，
即：6N×2L=F_C×4L，
解得：F_B=3N；
当作用在C处的力与杠杆不垂直时，动力臂小于4L，由杠杆平衡条件可知，此时B处的作用力大于3N；因此，要使杠杆平衡，作用在C处的力F_C≥3N，可能为4N；
（2）当在B处施加垂直于杠杆向下的力时，动力臂为4L，此时动力臂最大，所用的力最小．
由杠杆平衡条件可得：F_AL_A=F_BL_B，
即：6N×2L=F_B×4L，
解得：F_B=3N；
当作用在B处的力与杠杆不垂直时，动力臂小于4L，由杠杆平衡条件可知，此时B处的作用力大于3N；因此，要使杠杆平衡，作用在B处的力F_B≥3N；
可见，要使杠杆在水平位置平衡，在B、C两点都可以，并且施加的力都大于或等于3N，故C正确、ABD错．
故选C．

点评 本题考查了杠杆平衡条件，题中动力的方向不确定，动力臂的大小也不确定，关键是找到使杠杆平衡的最小动力．