Question

15．如图所示，轻质细杆可绕O点自由转动，在A端施加一个始终垂直于杠杆的作用力F，使其从OA位置慢慢地转到OA′位置的过程中，以下正确选项是（　　）

• A． 力F先变小后变大
• B． 力F先变大后变小
• C． 力F和它的力臂L之积保持不变
• D． 力F和它的力臂L之积先变大后变小

Answer 1

分析 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，然后分析阻力与阻力臂的关系，并得出正确结果．

解答 解：
由图可知，O为支点，阻力为物体的重力G，由于F始终垂直于杠杆，所以动力臂不变；
AB、将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，动力变大．
将杠杆从水平位置拉到最终位置时，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；
所以，在整个过程中，F先变大后变小；故A错误，B正确．
CD、由于F的力臂不变，F先变大后变小，所以F和它的力臂L之积先变大后变小，故C错误，D正确．
故选BD．

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．