Question

15．如圖所示，AB為一根能繞B點轉動的輕質杠桿，在桿上C處用細線懸掛一重物，且BC：AC=1：2，在A端施加一個豎直向上大小為30N的拉力F，可使杠桿在水平位置保持平衡，則物重G=90N，該杠桿屬于省力（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿．若保持拉力方向豎直向上，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F的大小將不變（選填“增大”、“不變”或“減小”）．

Answer 1

分析 （1）如圖，BA、BC為動力F和阻力G的力臂，知道C是BA的中點，也就知道兩力臂的大小關系，知道阻力G的大小，利用杠桿的平衡條件求G的大小；
（2）根據動力臂和阻力臂的大小關系，得出杠桿類型；
（3）畫出將A端緩慢向上提升一小段距離后動力和阻力的作用線，找出動力臂的阻力臂，利用三角形的相似關系，確定動力臂和阻力臂的大小關系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況

解答 解：
（1）由題知，杠桿在水平位置，BC：AC=1：2，則L_BA=3L_BC，
由杠桿平衡條件可得FL_BA=GL_BC，
則物重：G=$\frac{F{L}_{BA}}{{L}_{BC}}$=$\frac{30N×3}{1}$=90N；
（2）由于動力臂L_BA大于阻力臂L_BC，所以該杠桿屬于省力杠桿；
（3）保持拉力方向豎直向上，杠桿被拉起后，如圖所示，

BA′為現在的動力臂，BC′為現在的阻力臂，阻力不變為G，
因為△BC′D∽△BA′D′，
所以BC′：BA′=BD：BD′=1：3，
杠桿仍然平衡，
所以F′L_BA′=GL_BC′，
F′=$\frac{G{L}_{BC}′}{{L}_{BA}′}$=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}$×90N=30N；
由此可知，當杠桿從A位置緩慢提到B位置的過程中，力F的大小不變；
故答案為：90；省力；不變．

點評 本題考查了學生對杠桿平衡條件的了解和掌握，能畫出將A端緩慢向上提升一小段距離后的力臂并借助三角形相似確定其關系是本題的關鍵．