Question

如图所示，一粗细均匀的杠杆，每个格的长度相等，杠杆左边挂有2牛钩码，杠杆右边用弹簧秤沿F₁方向拉动，杠杆处于平衡状态，若弹簧秤由F₁方向改为F₂或F₃方向拉使杠杆仍然平衡，弹簧秤的示数将（ ）

A．弹簧秤示数将不变
B．弹簧秤示数将变大
C．沿F₂方向拉，弹簧秤示数最小
D．沿F₂方向拉，弹簧秤示数最大

Answer 1

【答案】分析：过支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即为力臂．钩码的重力和力臂不变，根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知力臂最长的拉力最小，即弹簧测力计的示数最小，反之弹簧测力计的示数最大．
解答：解：如图：

在改变拉力方向前拉力的力臂为OB，当改为F₂或F₃方向时，拉力F₁的力臂变为OA，拉力F₃的力臂变为OC；
根据直角三角形的边长关系可知，OB为斜边大于直角边OC、OA，即：F₂或F₃方向上拉力的力臂变短；
因为杠杆始终处于平衡状态，阻力（重物的重力）不变，阻力的力臂也没变，
所以根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，沿F₂方向的拉力最小，弹簧测力计的示数最小．
故选C．
点评：使用杠杆时，如果阻力和阻力臂的乘积不变，当动力臂最长（连接支点和动力作用点，并做连线的垂线，沿该方向施力动力臂最长）时，最省力．