Question

小明發現教室內的日光燈都是由兩條豎直平行的吊鏈吊在天花板上的（圖甲所示），兩條吊鏈豎直平行除了美觀外，是不是還能減小燈對吊鏈的拉力呢？
（1）甲圖中a、b是掛日光燈的吊鏈，若以吊鏈a的固定點O作為支點，分析吊鏈b對燈的拉力時，可將日光燈視作______（選填“省力”、“等臂”或“費力”）杠桿．
（2）同一盞日光燈若按甲圖、乙圖兩種方式懸掛，甲圖吊鏈受到的拉力大小為F_甲，乙圖吊鏈受到的拉力大小為F_乙，則F_甲______F_乙（選填“＜”、“=”或“＞”），依據杠桿平衡原理分析并說明理由______．
（3）甲圖中b吊鏈突然斷開后日光燈將繞O點轉動，此時日光燈的重力勢能將______（選填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）結合圖片，先判斷杠桿動力臂和阻力臂的大小關系，再判斷它是屬于哪種類型的杠桿；
（2）根據杠桿平衡條件，當阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力；
（3）判斷日光燈重心高芳的變化即可判斷重力勢能的變化．
解答：解：（1）甲圖中將日光燈看作杠桿，若以吊鏈a的固定點O作為支點，重力是阻力，作用點在垂心上，F_甲是動力，可見動力臂大于阻力臂，所以是省力杠桿；
（2）甲圖、乙圖兩種方式懸掛，支點都是0點，阻力和阻力臂都一樣，只是F_甲的力臂大于F_乙的力臂，根據杠桿平衡條件可知，當阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力，所以F_甲＜F_乙；
（3）甲圖中b吊鏈突然斷開后日光燈將在重力作用下繞O點轉動，由于重心降低，所以重力勢能減小．
故答案為：（1）省力；（2）＜；甲圖、乙圖兩種方式懸掛，支點都是0點，阻力和阻力臂都一樣，只是F_甲的力臂大于F_乙的力臂，根據杠桿平衡條件可知，當阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力；（3）減小．
點評：本題考查了杠桿的分類、杠桿平衡條件的應用及影響重力勢能大小的因素．在利用杠桿平衡條件分析杠桿問題時，正確畫出杠桿示意圖，找出杠桿五個要素是關鍵．