Question

（1）小明用一根木棒撬石頭，已知石頭重400N，阻力臂長30cm，從支點到動力作用線的距離是1.2m，求作用在木棒上的動力？
（2）作出杠桿的動力臂和阻力臂，這個杠桿是一個

 

杠桿，使用此杠桿的好處是

 

，但要

 

，你舉一個生活中的此類杠桿的一個例子

 

．
（3）如圖2，如果小明用力的方向發(fā)生了改變，則F變大還是變小？為什么？作出杠桿的動力臂F．

Answer 1

分析：（1）知道此題中的阻力、阻力臂和動力臂，據(jù)杠桿的平衡條件可以計算出此時的動力．
（2）杠桿的五個要素：
①支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點；
②動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力；
③動力臂：從支點到動力作用線的距離；
④阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力；
⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離．
當(dāng)動力臂大于阻力臂時，是省力杠桿；當(dāng)動力臂小于阻力臂時，是費力杠桿，費力但省距離；當(dāng)動力臂等于阻力臂時，是等臂杠桿．
（3）圖2中，小明動力的方向發(fā)生了變化，根據(jù)杠桿的平衡條件分析動力的變化，結(jié)合動力臂的概念畫出動力臂．

解答：解：（1）石頭重即阻力F₂=400N，阻力臂L₂=30cm；從支點到動力作用線的距離是1.2m，即動力臂L₁=1.2m=120cm，由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可得：
動力為：F₁=

F2×L2

L1

=

400N×30cm

120cm

=100N．
（2）動力臂是支點到動力作用線的距離，阻力臂是從支點到阻力作用線的距離，如下圖所示：

由圖可見，動力臂大于阻力臂，因此是省力杠桿，此杠桿的好處是省力，但是費距離，如起子、撬棍等．
（3）如圖2，如果小明用力的方向發(fā)生了改變，動力方向與杠桿垂直，動力臂如圖所示：

由圖可見，動力臂L₁變大，阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，因此動力變小．
故答案為：（1）作用在木棒上的動力為100N；
（2）省力；省力；費距離；起子；
（3）F變小，因為動力臂L₁變大，阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，因此動力變小．

點評：本題考查了力臂的作圖和杠桿平衡條件的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)性題目，解題時要特別注意．