(2018广西)在“探究杠杆平衡条件”的实验中,杠杆在力F作用下水平平衡,如图所示。现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F与其力臂的乘积变化情况是( )
A.一直变小 B.一直变大
C.一直不变 D.先变小后变大
答案:C
答案解析:弹簧测力计在a处竖直向下拉,力臂刚好落在杠杆上,刚好是OB这段距离。当弹簧测力计在b处斜着拉时,过支点O做一条垂直于力的作用线的垂线,我们可以看出这条垂线比OB短,也就是说力臂变短了。而这个过程中,杠杆左边的拉力与力臂的大小始终不变,两者乘积不变。杠杆右边虽说力臂变短了,根据杠杆平衡条件可知,右边的拉力变大了,但两者的乘积却保持不变,这样杠杆才能平衡。
像这种问题,一般都是因为力臂变化了才引起了力的变化,遇到这种题,我们一定得先明确力臂的变化才能解题。
牛刀小试:
如图所示,重为G的均匀木棒竖直悬于O点,在其下端施一始终垂直于木棒的拉力F,让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中( )
A.动力臂逐渐变大 B.阻力臂逐渐变小
C.动力F逐渐变大 D.动力F保持不变
提示:这个过程中,动力臂大小不变,始终等于杆的长。阻力大小等于杆的重,通过画图可以看出阻力臂却慢慢变长了。