Question

17．如图AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G=20N，此杠杆为省力（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆．若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将不变（选填“增大”、“不变”或“减小”）．

Answer 1

分析 （1）如图，BA、BC为动力F和阻力G的力臂，知道C是BA的中点，也就知道两力臂的大小关系，知道阻力G的大小，利用杠杆的平衡条件求G的大小；
（2）画出动力和阻力的作用线，找出动力臂的阻力臂，判断杠杆是否省力，并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．

解答 解：
（1）如图，杠杆在水平位置，

L_BA=2L_BC，
杠杆平衡，FL_BA=GL_BC，
所以G=$\frac{F×{L}_{BA}}{{L}_{BC}}$=$\frac{10N×2{L}_{BC}}{{L}_{BC}}$=2×10N=20N；
由图示可知，F的力臂大于G的力臂故为省力杠杆；
（2）杠杆被拉起后，如图所示，

BA′为动力臂，BC′为阻力臂，阻力不变为G，
△BC′D∽△BA′D′，
BC′：BA′=BD：BD′=1：2，
杠杆平衡，
所以F′L_BA′=GL_BC′，
F′=$\frac{G×{L}_{BC′}}{{L}_{BA′}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×20N=10N；由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F的大小不变；
故答案为：20；省力；不变．

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的了解和掌握，能画出杠杆在B位置的力臂并借助三角形相似确定其关系是本题的关键．