Question

9．如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA中點懸掛一重G=50 N的物體，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，則F=25N；保持F的方向不變，將杠桿從A位置勻速提到B位置的過程中，力F將不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）；請你提出一種能提高該杠桿機械效率的建議：使用輕便的杠桿．

Answer 1

分析 （1）在A位置如圖，OA、OC為動力F和阻力G的力臂，知道C是OA的中點，也就知道兩力臂的大小關(guān)系，知道阻力G的大小，利用杠桿的平衡條件求動力F的大小；
（2）在B位置，畫出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(guān)系，確定動力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況；
（3）在提升物體時，克服杠桿的重力做的功為額外功，所以利用更輕便的杠桿可以提高機械效率．

解答 解：（1）如圖，杠桿在A位置，L_OA=2L_OC，
根據(jù)杠桿平衡條件，
F•L_OA=G•L_OC，
F=$\frac{G×{L}_{OC}}{{L}_{OA}}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×50N=25N；
（2）杠桿在B位置，OA′為動力臂，OC′為阻力臂，阻力不變?yōu)镚，
由題意知，△OC′D∽△OA′B，
OC′：OA′=OD：OB=1：2，
杠桿平衡，所以：
F′•L_OA′=G•L_OC′，
F′=$\frac{G×{L}_{OC}′}{{L}_{OA}′}$=$\frac{1}{2}$G=$\frac{1}{2}$×50N=25N；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；
（3）要提高杠桿的機械效率，可使用輕便的杠桿，可以減少額外功．
故答案為：25；不變；使用輕便的杠桿．

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(guān)系是本題的關(guān)鍵．