Question

10．如图所示，小明用一根长20cm的可绕O点转动的杠杆，将挂在杠杆下的重为50N的物体提高，他用一个始终与杠杆垂直的力F=30N，使杠杆由竖直位置缓慢转到水平位置，在这个过程中此杠杆先省力后费力（选填“一直费力”、“一直省力”、“先省力后费力”或“先费力后省力”），该过程中有用功的大小为10J．

Answer 1

分析 力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂；运用杠杆的平衡条件F₁l₁=F₂l₂分析动力的大小变化．
根据W_有=Gh求出有用功．

解答 解；
由图可知，动力F的力臂L₁始终保持不变，物体的重力G始终大小不变；
在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂L₂逐渐增大，在L₂＜L₁时杠杆是省力杠杆；在L₂＞L₁时杠杆变为费力杠杆；故在这个过程中此杠杆先是省力的，后是费力的．

克服物体重力所做的功为有用功，物体上升的高度为h=20cm=0.2m，
则所做的有用功为：W_有=Gh=50N×0.2m=10J．
故答案为：先省力后费力；10．

点评 本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键．