Question

如圖所示，壓力抽水機的活塞及水作用于B處的豎直向下的力F₂為150N，力臂L₂為OA長度的，加在A端的力至少是________ N，才能將水和活塞提起，此力的方向與OA________．

Answer 1

50    垂直向下
分析：根據杠桿平衡的條件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據此可解決此題．
解答：該題中的阻力和阻力臂是不變的，故據公式F₁×L₁=F₂×L₂可知，若想使得A端的動力最小，即需要動力臂最大，故在OA之間，以OA的長度為動力臂時最大，故此時所施加的動力的方向應該是與OA垂直且向下；
此時阻力是150N，動力臂OA是阻力臂的3倍，故據公式F₁×L₁=F₂×L₂可得：F₁===50N．
故答案為：50；垂直向下．
點評：能從力臂變化的角度分析杠桿的平衡條件是解決該題的關鍵，應特別注意的是，當力和力臂的乘積不變時，力臂越大，力就越小．