Question

（1）小明用一根木棒撬石头，已知石头重400N，阻力臂长30cm，从支点到动力作用线的距离是1.2m，求作用在木棒上的动力？
（2）作出杠杆的动力臂和阻力臂，这个杠杆是一个

 

杠杆，使用此杠杆的好处是

 

，但要

 

，你举一个生活中的此类杠杆的一个例子

 

．
（3）如图2，如果小明用力的方向发生了改变，则F变大还是变小？为什么？作出杠杆的动力臂F．

Answer 1

分析：（1）知道此题中的阻力、阻力臂和动力臂，据杠杆的平衡条件可以计算出此时的动力．
（2）杠杆的五个要素：
①支点：杠杆绕着转动的点；
②动力：使杠杆转动的力；
③动力臂：从支点到动力作用线的距离；
④阻力：阻碍杠杆转动的力；
⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．
当动力臂大于阻力臂时，是省力杠杆；当动力臂小于阻力臂时，是费力杠杆，费力但省距离；当动力臂等于阻力臂时，是等臂杠杆．
（3）图2中，小明动力的方向发生了变化，根据杠杆的平衡条件分析动力的变化，结合动力臂的概念画出动力臂．

解答：解：（1）石头重即阻力F₂=400N，阻力臂L₂=30cm；从支点到动力作用线的距离是1.2m，即动力臂L₁=1.2m=120cm，由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可得：
动力为：F₁=

F2×L2

L1

=

400N×30cm

120cm

=100N．
（2）动力臂是支点到动力作用线的距离，阻力臂是从支点到阻力作用线的距离，如下图所示：

由图可见，动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆，此杠杆的好处是省力，但是费距离，如起子、撬棍等．
（3）如图2，如果小明用力的方向发生了改变，动力方向与杠杆垂直，动力臂如图所示：

由图可见，动力臂L₁变大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此动力变小．
故答案为：（1）作用在木棒上的动力为100N；
（2）省力；省力；费距离；起子；
（3）F变小，因为动力臂L₁变大，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，因此动力变小．

点评：本题考查了力臂的作图和杠杆平衡条件的应用，属于基础性题目，解题时要特别注意．