Question

如图所示，用一根硬棒撬一块大石头，当在硬棒的A点上用竖直向下的力F₁压硬棒，石头未能撬起，则在力的大小不变的情况下，下列措施中最有效地把石头撬起来的是（　　）

A．把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向改为F₂所示的方向

B．把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向改为F₂所示的方向

C．把垫着的小石头移远大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F₁所示方向

D．把垫着的小石头移近大石头，且用力的方向仍为竖直向下，即F₁所示方向

Answer 1

分析：使用杠杆时，根据杠杆的平衡条件FL_动=GL_阻可得：F=

G×L阻

L动

，由此可知，阻力相同，阻力臂越短、动力臂越长，越省力，找出什么情况下动力臂最长、阻力臂最短，即最有效的方法．

解答：解：如图，用硬棒撬大石头，把垫着的小石头移近大石头，这时阻力臂最短；
沿F₂的方向施加动力，动力臂为OA；沿F₁的方向施加动力，动力臂为OB．由图可知沿F₂的方向施加动力，动力臂最长．
∵FL_动=GL_阻，
∴F=

G×L阻

L动

，
又∵撬同一块石头，阻力不变，
∴把垫着的小石头移近大石头（阻力臂最短），且用力的方向改为F₂所示的方向（动力臂最长）时最省力、最有效．
故选A．

点评：画出杠杆示意图，分析出何时动力臂最长、何时阻力臂最短是本题的关键．