Question

【題目】如圖所示，一根長為1.2米的輕質杠桿OA可繞固定點O轉動，C點處懸掛一重為60牛的物體。（已知AB=BC=CD=DO）

（1）若在B點用豎直向上的力使杠桿在水平位置平衡，求這個力的大小。

（2）若在A點施加一個力使杠桿水平平衡，甲同學認為該杠桿一定是省力杠桿，乙同學認為該杠桿可能是費力杠桿。你贊同哪位同學的觀點，并說明理由。

Answer 1

【答案】（1）40N。（2）乙同學的觀點正確，因為A點力的方向不同，力臂的大小則不同，不能確定動力臂與阻力臂的大小關系，所以此時杠桿可能是等臂杠桿，也可能是省力杠桿，還可能是費力杠桿。

【解析】（1）根據杠桿平衡條件得：，

（2）乙同學的觀點正確，因為當拉力與杠桿垂直時，力臂最長為阻力臂的二倍，當力的方向改變時，即與豎直方向的夾角逐漸增大時動力臂會逐漸減小，當此夾角為60度時，即與水平方向成30度角時，如圖：根據直角三角形的特點知，30度所對的直角邊等于斜邊的一半，即動力臂此時等于阻力臂，故不再省力，夾角再增大，動力臂小于阻力臂，為費力杠桿。