Question

【题目】如图所示，一根轻质杠杆可绕点转动，在杠杆的点()挂一重为60N的物体，为使杠杆水平平衡，在端施加一个作用力.则作用力最小为________N.现将重物从图示位置缓慢提升一定的高度，若保持该作用力方向始终竖直向上，则此过程中拉力将__________;若保持该动力方向始终垂直于向上，则此过程中拉力将____________(以上两空均选填“变小”、“变大”或“不变”).

Answer 1

【答案】20 不变 变小

【解析】

[1]因，则，即OB=3OA。保持杠杆水平位置平衡，根据杠杆平衡条件，A点所挂物重不变，其力臂也不变，在端施加的作用力要最小，则F的力臂要最大，所以F应垂直于杠杆向上(竖直向上)，此时有：

F×OB=G×OA，

则F最小为：

F===20N；

[2]将重物从图示位置缓慢提升一定的高度，保持该作用力方向始终竖直向上，如图：

因为物体对杠杆的力在竖直方向上，力F的方向也竖直，根据几何知识可知，OB′与OA′的关系仍然为OB′=3OA′，根据F×OB′=G×OA′，物体重力不变，则拉力大小也不变；

[3]保持动力方向始终垂直于向上，如图：

动力F的力臂不变，G的力臂减小为OA′，根据杠杆平衡条件，动力臂、阻力不变，阻力臂减小，则动力将减小，所以此过程中拉力将变小。