Question

17．小华同学将硬棒的一端固定在墙壁的O点，通过提拉另一端A来起吊重物，如图所示．若作用力始终与硬棒垂直，起吊的重物质量为20kg．（g取10N/kg）
（1）说明硬捧由位置A拉至水平位置B（保证任意角度，硬棒均处于平衡状态），作用力大小的变化情况．
（2）重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，作用力的大小是多少N？

Answer 1

分析 （1）分别画出四个力的力臂，由杠杆平衡条件可知，因为阻力和动力臂一定，阻力臂越长，动力就大．
（2）由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可求作用力的大小．

解答 解：（1）由图可知：由于作用力F₁始终与硬棒垂直，则动力臂L₁使与硬棒OA相等，重物的重力不变，硬捧由位置A拉至水平位置B，阻力臂变大，由杠杆平衡条件可知，因为阻力和动力臂一定，阻力臂越长，动力F₁就大．
（2）重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，则阻力F₂=G=mg=20kg×10N/kg=200N，阻力臂L₂=$\frac{1}{2}$OA，
由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{200N×\frac{1}{2}OA}{OA}$=100N．
答：（1）说明硬捧由位置A拉至水平位置B（保证任意角度，硬棒均处于平衡状态），随着硬棒的抬高，重物的力臂增大，作用力变大．
（2）重物挂于OA的中点，硬棒到达水平位置时，作用力的大小是100N．

点评 本题考查杠杆平衡条件的应用，使用杠杆，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力，找出最长的动力臂是本题的关键．