Question

如圖，用力F將一根密度不均勻的木棒較輕的一端提起
（1）若用豎直向上的力F提起，在這過程中，力F如何變化？
（2）若用垂直于木棒的力F₁提起，則力F₁又該如何變化？

Answer 1

分析：分析兩種情況下桿所受的兩個力及力臂的變化情況，根據杠桿的平衡條件分析出力F和F₁的變化．

解答：解：（1）F豎直向上，如圖所示：

根據杠桿的平衡條件：F×OD=G×OC

F

G

=

OC

OD

桿在上升過程中，由于拉力方向不變，根據三角形相似性，則：

OC

OD

=

OA

OB

，力臂的比值及G不變，所以F不變；
（2）F始終與桿垂直，則F的力臂不變，根據杠桿的平衡條件：
F₁×L_F1=G×L_G
桿在上升過程中，L_F不變，G不變，L_G變小，所以F變小．
答：（1）若用豎直向上的力F提起，在這過程中，力F不變；
（2）若用垂直于木棒的力F₁提起，則力F₁不變．

點評：在判斷杠桿受力變化情況的題目時，首先確定杠桿受到的力及力臂，分析杠桿在運動過程中受力及力臂的變化情況，判斷出動力的變化，此題將兩種相似的情況放在一起，注意（1）中作用力F的力臂與阻力的力臂一起變化，而（2）中作用力F₁的力臂始終不變，而阻力的力臂在減小．