Question

17．如圖AB為能繞B點轉動的輕質杠桿，中點C處用細線懸掛一重物，在A端施加一個豎直向上大小為10N的拉力F，使杠桿在水平位置保持平衡，則物重G=20N，此杠桿為省力（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿．若保持拉力方向不變，將A端緩慢向上提升一小段距離，在提升的過程中，拉力F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）畫出動力和阻力的作用線，找出動力臂的阻力臂，判斷杠桿是否省力，并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）如圖，杠桿在水平位置，

L_BA=2L_BC，
杠桿平衡，FL_BA=GL_BC，
所以G=$\frac{F×{L}_{BA}}{{L}_{BC}}$=$\frac{10N×2{L}_{BC}}{{L}_{BC}}$=2×10N=20N；
由圖示可知，F的力臂大于G的力臂故為省力杠桿；
（2）杠桿被拉起后，如圖所示，

BA′為動力臂，BC′為阻力臂，阻力不變為G，
△BC′D∽△BA′D′，
BC′：BA′=BD：BD′=1：2，
杠桿平衡，
所以F′L_BA′=GL_BC′，
F′=$\frac{G×{L}_{BC′}}{{L}_{BA′}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×20N=10N；由此可知當杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F的大小不變；
故答案為：20；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，能畫出杠桿在B位置的力臂并借助三角形相似確定其關系是本題的關鍵．