Question

16．如图所示是小明同学进行杠杆平衡实验的示意图，在该实验中如果把测力计的拉力叫做动力，悬挂钩码的细绳对杠杆的拉力叫做阻力，在使杠杆水平平衡的情况下，下列说法中正确的是（　　）

• A． 动力臂和阻力臂之和总是等于杠杆的总长度
• B． 动力沿b方向时，动力和钩码的重力大小相等
• C． 动力和竖直方向的夹角为60°时，该杠杆是费力杠杆
• D． 改变动力的方向但作用点不变时，该杠杆总是省力杠杆

Answer 1

分析 （1）支点到力的作用线的垂直距离叫力臂；
（2）动力沿b方向时，读出力臂的大小，根据杠杆的平衡条件判断动力和钩码重力大小之间的关系；
（3）根据三角函数求出动力和竖直方向的夹角为60°时动力臂的大小，然后与阻力臂相比较判断杠杆的类型；
（4）改变动力的方向但作用点不变时，动力臂可能大于阻力臂，也可能等于阻力臂，还可能小于阻力臂．

解答 解：A．图中测力计按a的方向施加拉力时，动力的力臂不等于作用点到支点O的水平距离，此时动力臂和阻力臂之和不等于杠杆的总长度，故A错误；
B．动力沿b方向时，由图可知动力臂的大小为5个格的长度，阻力臂为4个格的长度，由F₁L₁=F₂L₂可知，动力小于钩码的重力大小，故B错误；
C．动力和竖直方向的夹角为60°时，动力臂L₁=5个格×cos60°=5个格×$\frac{1}{2}$=2.5个格，动力臂小于阻力臂4个格，所以杠杆是费力杠杆，故C正确；
D．改变动力的方向但作用点不变时，动力臂可能大于阻力臂，也可能等于阻力臂，还可能小于阻力臂，该杠杆可能是省力杠杆、可能是费力杠杆、还可能是等臂杠杆，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了学生对力臂、杠杆平衡条件、杠杆分类的理解与掌握，关键是动力和竖直方向的夹角为60°时力臂大小的确定．