Question

15．如圖（甲）所示，輕質(zhì)杠桿OA保持水平平衡（B為OA的中點(diǎn)），重物G=20牛，則F_甲=10牛．若將重物的懸掛點(diǎn)和拉力的作用點(diǎn)互換位置，如圖（乙）所示，當(dāng)杠桿仍保持水平平衡時(shí)，F(xiàn)_乙=40牛．在圖5中，屬于省力杠桿的是甲（以下均選填“甲”或“乙”）．如果保持其它條件均不變，只改變拉力F_甲或F_乙的方向，則甲圖中的杠桿有可能轉(zhuǎn)變?yōu)榈缺鄹軛U．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿平衡條件求解F_甲和F_乙的大小；
（2）杠桿的分類(lèi)和特點(diǎn)，主要包括以下幾種：
①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂，省力但費(fèi)距離；
②費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂，費(fèi)力但省距離；
③等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻力臂，既不省距離也不省力．

解答 解：（1）如圖甲，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OB=F_甲×OA，
由題知，OA=2OB，
則F_甲=$\frac{G×OB}{OA}$=$\frac{G×OB}{2OB}$=$\frac{G}{2}$=$\frac{20N}{2}$=10N；
如圖乙，根據(jù)杠桿平衡條件可得：G×OA=F_乙×OB，
由題知，OA=2OB，
則F_乙=$\frac{G×OA}{0B}$=$\frac{G×2OB}{OB}$=2G=2×20N=40N；
（2）圖甲中，動(dòng)力臂OA大于阻力臂OB，屬于省力杠桿；
圖乙中，動(dòng)力臂OB小于阻力臂OA，屬于費(fèi)力杠桿；
如圖所示，要使杠桿平衡，F(xiàn)_甲和F_乙的方向只能向右上或左上，
如果保持其它條件均不變，改變F_甲的方向，當(dāng)動(dòng)力臂OC等于阻力臂OB時(shí)，圖中的杠桿轉(zhuǎn)變?yōu)榈缺鄹軛U．
如果保持其它條件均不變，F(xiàn)_乙的方向無(wú)論如何改變，動(dòng)力臂OC始終小于阻力臂OB，故圖中的杠桿轉(zhuǎn)不可能變?yōu)榈缺鄹軛U．
故答案為：10；40；甲；甲．

點(diǎn)評(píng) 此題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用和杠桿的動(dòng)態(tài)分析，關(guān)鍵是知道力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離，同時(shí)還要知道動(dòng)力臂等于阻力臂的杠桿為等臂杠桿．