Question

【題目】如圖所示，一根質量分布均勻的木棒，能繞O處轉軸自由轉動（不計摩擦）．現有拉力F1始終水平方向、拉力F2始終與桿垂直和拉力F3始終豎直向上，分別作用在木棒最下端，使木棒由A處緩慢地抬升到B處，在此過程中，拉力_____（選填“F1”、“F2”或“F3”）的大小保持不變；抬升木棒的過程中，三拉力所做的功_____（選填“F1大”、“F2大”、“F3大”或“一樣大”）

Answer 1

【答案】F3 一樣大

【解析】

[1] F2與杠桿垂直，動力臂大小等于OA，保持不變，杠桿的G不變，在上升的過程中，阻力臂變大，根據杠桿的平衡條件，F2逐漸變大；

設杠桿與豎直方向的夾角為θ，F1的力臂：

重力的力臂：

根據杠桿的平衡條件：

因此θ變大時，F1也變大

F3始終沿即沿豎直方向，由圖可知，動力臂始終是阻力臂的2倍，根據杠桿的平衡條件，F3始終等于，所以F3大小始終不變；

[2] 由功的原理，使用任何機械不省功，三次拉力抬升木棒的過程中所做的功均相等。