Question

2．小明发现教室内的日关灯都是由两条竖直平行的吊链吊在天花板上的（图甲所示），两条吊链竖直平行除了美观外，是不是还能减小灯对吊链的拉力呢？
（1）甲图中a、b是挂日光灯的吊链，若以吊链a的固定点O作为支点，分析吊链b对灯的拉力时，可将日光灯视作省力（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆．
（2）同一盏日光灯若按甲图、乙图两种方式悬挂，甲图吊链受到的拉力大小为F_甲，乙图吊链受到的拉力大小为F_乙，则F_甲＜F_乙（选填“＜”、“=”或“＞”），依据杠杆平衡原理分析并说明理由甲图、乙图两种方式悬挂，支点都是0点，阻力和阻力臂都一样，只是F_甲的力臂大于F_乙的力臂，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力．
（3）甲图中b吊链突然断开后日光灯将绕O点转动，此时日光灯的重力势能将减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）结合图片，先判断杠杆动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆；
（2）根据杠杆平衡条件，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；
（3）判断日光灯重心高低的变化即可判断重力势能的变化．

解答 解：（1）甲图中将日光灯看作杠杆，若以吊链a的固定点O作为支点，重力是阻力，作用点在垂心上，F_甲是动力，可见动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆；
（2）甲图、乙图两种方式悬挂，支点都是0点，阻力和阻力臂都一样，只是F_甲的力臂大于F_乙的力臂，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，所以F_甲＜F_乙；
（3）甲图中b吊链突然断开后日光灯将在重力作用下绕O点转动，由于重心降低，所以重力势能减小．
故答案为：（1）省力；
（2）＜；甲图、乙图两种方式悬挂，支点都是0点，阻力和阻力臂都一样，只是F_甲的力臂大于F_乙的力臂，根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力；
（3）减小．

点评 本题考查了杠杆的分类、杠杆平衡条件的应用及影响重力势能大小的因素．在利用杠杆平衡条件分析杠杆问题时，正确画出杠杆示意图，找出杠杆五个要素是关键．