Question

如图1所示，一根重木棒在水平动力（拉力）F₁的作用下以O点为轴，由竖直位置逆时针缓慢匀速转到水平位置的过程；如图2所示是此木棒在竖直动力（拉力）F₂的作用下以O点为轴，由水平位置逆时针缓慢匀速转到竖直位置的过程．在此过程中（ ）
A．F₁增大?
B．F₁减小
C．F₂增大?
D．F₂不变

Answer 1

【答案】分析：（1）作出重木棒原来位置的动力、动力臂、阻力、阻力臂，然后重木棒将要到达水平位置的动力、动力臂、阻力、阻力臂，因为阻力不变，阻力臂变大，由杠杆平衡条件动力如何变化．
（2）如果人用力的方向总是竖直向上，先确定动力臂和阻力臂的关系，再根据杠杆的平衡条件得出动力的大小变化情况．
解答：解：（1）如图甲与乙所示，当重木棒从甲位置向乙位置移动时，阻力G（即重力）不变，阻力臂L_G从OA到OA'变大；动力臂L_F从OD到OD'变小，由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，得：
G×L_G=F₁×L_F，
∵G不变，L_G变大，变小L_F，
∴动力F₁变大，故A正确．
（2）动力F₂总是竖直向上，如图丙所示，
∵△OAC∽△OBD，
∴=，
在木棒转动过程中，OC与OD不变，
OA是阻力臂，OB是动力臂，
即动力臂和阻力臂的比值为定值；
∵阻力（木棒重）G不变，
由杠杆平衡条件：F₂×OB=G×OA，
可知：动力F₂保持不变，故C错、D正确，
故选AD．
点评：（1）本题比较两种情况下阻力臂和动力臂的变化，判断动力的变化是关键．
对于力臂变化的问题，画图分析比较直观，便于解决．
（2）题考查了杠杆平衡条件的应用，由两个三角形相似得出两力臂的比值不变是本题的关键．