如图所示,轻质杠杆OA的中点悬挂一重G=100N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则F=________N.保持F的方向不变,在将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F将________(选填“变大”、“不变”或“变小”).如果物体上升2m,则不计摩擦的情况下,拉力做的功________(选填“大于”、“等于”或“小于”)200J.
网友回答
50 不变 等于
解析分析:(1)在A位置如图,OA、OC为动力F和阻力G的力臂,知道C是OA的中点,也就知道两力臂的大小关系,知道阻力G的大小,利用杠杆的平衡条件求动力F的大小;
(2)在B位置,画出动力和阻力的作用线,找出动力臂的阻力臂,利用三角形的相似关系,确定动力臂和阻力臂的大小关系,再利用杠杆平衡条件分析拉力F的大小变化情况;
(3)不计摩擦,根据功的原理分析计算.
解答:
(1)如图,杠杆在A位置,LOA=2LOC,
∵杠杆平衡,
∴FLOA=GLOC,
∴F==G=×100N=50N;
(2)杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
∵△OC′D∽△OA′B,
∴OC′:OA′=OD:OB=1:2,
∵杠杆平衡,
∴F′LOA′=GLOC′,
∴F′==G=×100N=50N;由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变;
(3)不计摩擦的情况下,拉力做的功W=Fs=Gh=100N×2m=200J.
故