Question

【題目】如圖所示，不計重力的杠桿OB可繞O點轉動，重為10N的重物P懸掛在杠桿的中點A處，拉力F1與杠桿成30°角，杠桿在水平位置保持平衡，根據(jù)杠桿的平衡可求出拉力的大小F1= N；若僅增大拉力F1與杠桿間的夾角，其它條件保持不變，則拉力F的大小變化規(guī)律是
．

Answer 1

【答案】10，先變小后邊大

【解析】

試題分析：先過支點作拉力F1的力臂，然后根據(jù)直角三角形30°角對應的直角邊等于斜邊的一半（即杠桿OA長度的一半）；

已知F1的力臂、物體對杠桿向下的拉力和對應的力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件即可求出拉力的大小．

根據(jù)F1與杠桿間的夾角為90°時力臂最大，所以拉力的力臂先變大后變小，再利用杠桿平衡的條件分析拉力的變化．

解：過支點作拉力F1的力臂OC，如圖所示：

從圖中可以看出，OBC為直角三角形，而直角三角形30°角對應的直角邊等于斜邊的一半，故拉力F1的力臂為；

又因為作用在杠桿A處的拉力大小等于物重10N，對應的力臂等于，且作用在杠桿上的動力臂等于阻力臂，所以動力等于阻力，即F1=G=10N．

因為當F1與杠桿間的夾角為90°時，對應的力臂最大，所以L1先變大后變小；

根據(jù)杠桿平衡的條件可得：，即阻力與阻力臂的乘積不變，而L1先變大后變小，故F1先變小后變大．

故答案為：10，先變小后邊大．