如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=______N.保持F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将______(选填“变大”、“不变”或“变小”).
问题描述:
如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=______N.保持F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将______(选填“变大”、“不变”或“变小”).
答
(1)如图,杠杆在A位置,LOA=2LOC,
∵杠杆平衡,
∴FLOA=GLOC,
∴F=
=G×LOC
LOA
G=1 2
×60N=30N;1 2
(2)杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
∵△OC′D∽△OA′B,
∴OC′:OA′=OD:OB=1:2,
∵杠杆平衡,
∴F′LOA′=GLOC′,
∴F′=
=G×LOC′
LOA′
G=1 2
×60N=30N;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;1 2
故答案为:30;不变.
答案解析:(1)在A位置如图,OA、OC为动力F和阻力G的力臂,知道C是OA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动力F的大小;
(2)在B位置,画出动力和阻力的作用线,找出动力臂的阻力臂,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;
考试点:杠杆的平衡分析法及其应用.
知识点: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.