Question

如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=100N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”）．如果物体上升2m，则不计摩擦的情况下，拉力做的功________（选填“大于”、“等于”或“小于”）200J．

Answer 1

50    不变    等于
分析：（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；
（3）不计摩擦，根据功的原理分析计算．
解答：
（1）如图，杠杆在A位置，L_OA=2L_OC，
∵杠杆平衡，
∴FL_OA=GL_OC，
∴F==G=×100N=50N；
（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′L_OA′=GL_OC′，
∴F′==G=×100N=50N；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；
（3）不计摩擦的情况下，拉力做的功W=Fs=Gh=100N×2m=200J．
故答案为：50；不变；等于．
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．