Question

14．如圖是人抬獨輪車把車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當一個省力杠桿；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重G為1200N，則抬起車把的力F為400N，若力F的方向始終豎直向上，則在抬起過程中，力F將不變（選填“不變”“變大”“不變”）．

Answer 1

分析 根據動力臂與阻力臂的大小關系判斷杠桿的類型；根據杠桿的平衡條件計算動力的大小；根據杠桿的平衡條件，由力F的力臂與木棒重力的力臂的關系可以得出用力的大小變化．

解答 解：
由示意圖可知，獨輪車在使用時動力臂大于阻力臂，所以它屬于省力杠桿；
由杠桿的平衡條件可得：FL₁=GL₂，
F=$\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}}$G=$\frac{1}{3}$×1200N=400N；
如圖所示：支點為輪子的中心，然后過支點作垂直于動力作用線的垂線段（即動力臂L₁），過支點作垂直于物體重力作用線的垂線段（即阻力臂L₂），如下圖所示：

如圖，若動力總是豎直向上，所以 $\frac{{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{F}{G}$，為定值，即動力臂和阻力臂的比值為定值，因為阻力（重力）不變，根據杠桿平衡條件FL₁=GL可得：動力F保持不變．
故答案為：省力；400；不變．

點評 判斷杠桿的類型及計算力或力臂的大小是有關杠桿的最常見的兩個題型，所以該題是很好的一道關于杠桿的知識應用題．