Question

6、如圖所示，一根鐵棒在水平拉力F的作用下，以O點為轉軸，由豎直逆時針勻速轉向水平位置的過程中，動力F與動力臂L的大小變化（　　）

A、F增大，L增大

B、F減小，L減小

C、F增大，L減小

D、F減小，L增大

Answer 1

分析：（1）杠桿的平衡條件是：動力×動力臂=阻力×阻力臂（或F₁L₁=F₂L₂）；
（2）杠桿的支點如圖所示，動力為F，阻力為杠桿的重力，分別畫出杠桿在豎直、水平兩位置的阻力G的力臂L₂、動力F的力臂L₁，阻力G不變，分析L₂和L₁的變化，從而判斷出動力F的變化．
可看出阻力臂變大，由于動力F的方向始終與杠桿垂直，所以F的力臂始終等于杠桿長，因此動力臂不變．根據杠桿的平衡條件，因為阻力F₂不變，動力臂L₁不變，而阻力臂L₂變大，所以動力F₁變大．

解答：解：（1）當杠桿豎直時，動力F、阻力G、動力臂L₁、阻力臂L₂如下圖所示：

由于重力的方向也豎直向下，因此重力的作用線穿過支點，因此阻力臂L₂為零；動力臂為整個杠桿的長度，如圖中L₁所示；
（2）當杠桿被拉到水平位置時，動力F′、阻力G、動力臂L₁′、阻力臂L₂′如下圖所示：

由圖可見，阻力臂變成了L₂′，變大了；動力水平，動力作用線穿過支點，動力臂L₁′為零．
（3）杠桿由豎直被拉到水平時，阻力不變，阻力臂增大，動力臂減小，根據杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，因此動力增大．
故選C．

點評：此類題目解答關鍵在于認為杠桿在轉動的過程中是平衡的，然后分析杠桿從一個位置變化到另一個位置的過程中力臂是否變化，再根據杠桿的平衡條件對動力的變化做出判斷．