Question

1．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，能绕O处转轴自由转动（不计摩擦）．在木棒最下端用力，使之由A处缓慢地抬升到B处．下列说法合理的是（　　）

• A． 始终水平方向的拉力F₁大小将保持不变
• B． 始终与杠杆垂直的拉力F₂大小将保持不变
• C． 始终竖直方向的拉力F₃会逐渐增大
• D． 三次拉力抬升木棒的过程中所做的功均相等

Answer 1

分析 （1）（2）（3）画出杠杆的五要素，分析力臂的变化情况，根据杠杆的平衡条件确定动力的变化；
（4）由功的原理分析．

解答 解：分析杠杆的五要素，如下所示：
（1）F₂与杠杆垂直，动力臂大小等于OA，保持不变，杠杆的G不变，在上升的过程中，阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件，F₂逐渐变大，B错误；
（2）设杠杆与坚直方向的夹角为θ，F₁的力臂：
L₁=cosθ×OA，重力的力臂：
L₁′=sinθ×$\frac{1}{2}$OA
根据杠杆的平衡条件：
F₁×cosθ×OA=G×sinθ×$\frac{1}{2}$OA
F₁=$\frac{1}{2}$G×tgθ，因θ变大时，F₁也变大，A错误；

（3）F₃始终沿即沿竖直方向，由图可知，动力臂始终是阻力臂的2倍，根据杠杆的平衡条件，F₃始终等于$\frac{1}{2}$G，故C错误；
（4）由功的原理，使用任何机械不省功，三次拉力抬升木棒的过程中所做的功均相等，D正确；
故选D．

点评 本题考查杠杆平衡条件的运用和功的原理，关键是作出杠杆的五要素，找到变化量和不变的量．难度较大．