Question

16．如图，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用一竖直向上的力，欲使其一端抬离地面．且两次所提高度相同，则F_甲=F_乙，两次拉力做功W_甲=W_乙．克服重力做的功W_甲=W_乙．

Answer 1

分析 （1）把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点．由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半．由此，利用杠杆的平衡条件，即可确定F_甲与F_乙的大小关系．
（2）根据W=Fs可比较拉力做功的大小关系．

解答 解：（1）两次抬起水泥板时的情况如图所示：

两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一．根据杠杆的平衡条件F=$\frac{G{L}_{阻}}{{L}_{动}}$=$\frac{1}{2}$G．所以前后两次所用的力相同；
（2）若甲、乙两种情况均将水泥板提高度相同，由图可知h_甲=h_乙，则拉力做功W=Fs=Fh=Gh．所以两次拉力做功相等，克服重力做功也相等；
故答案为：=；=；=．

点评 通过杠杆的平衡条件，将抬起物体所用的力与物体的重力两者联系在一起．对于均匀的物体，抬起一端所用的力等于其重力的一半．对于一端粗一端细的物体，由于其重心不在其中点上，所以，所用的力不等于重力的一半：抬起粗端所用的力大于重力的一半；抬起细端所用的力小于重力的一半，但两者之和仍等于物体的重力．