Question

5．如圖是一種拉桿式旅行箱的示意圖，使用時它相當于一個省力杠桿（選填“省力”或“費力”）．若旅行箱內裝滿物體且質量分布均勻，其總質量為21kg，則總重為210N，輕質拉桿拉出的長度是箱體長度的二分之一，要使旅行箱和拉桿構成的杠桿水平平衡，則豎直向上的拉力F為70N．g=10N/kg．

Answer 1

分析 （1）由示意圖分析動力和阻力，然后看動力臂和阻力臂的大小，確定杠桿種類；
（2）知道總質量，利用G=mg求其重力；
（3）根據杠桿的平衡條件進行計算求出豎直向上的力．

解答 解：
（1）由圖可知，豎直向上的力F為動力，箱體的重力為阻力，支點在輪上，故動力臂大于阻力臂，所以使用時它相當于一個省力杠桿；
（2）總重力G=mg=21kg×10N/kg=210N；
（3）當旅行箱和拉桿構成的杠桿水平平衡時，如圖所示：

由“輕質拉桿拉出的長度是箱體長度的二分之一”可知，L₁=3L₂；
根據杠桿平衡條件可得：FL₁=GL₂，
所以，豎直向上的拉力為：F=$\frac{{L}_{2}G}{{L}_{1}}$=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}$×210N=70N．
故答案為：省力；210；70．

點評 此題考查的是杠桿的分類、重力計算及平衡條件的應用，明確阻力臂的大小是解答此題的關鍵．