Question

9．學(xué)校新安裝了分類垃圾桶，此類垃圾鋪通過(guò)安裝在桶壁的突軸可以掛在支架的卡孔上，并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)．某次轉(zhuǎn)移垃圾時(shí)小永拔掉了鎖扣，在垃圾箱上端邊緣施加了一個(gè)始終垂直于桶壁的力F將垃圾桶由圖甲位置壓到圖乙位置．

（1）為了粗略知道圖乙中所用的力F的大小，小永畫(huà)出了圖丙模型，并測(cè)得一數(shù)據(jù)：AB=54cm，AD=36cm，突軸O到BC距離為30cm，如果桶和垃圾的總質(zhì)量為18kg，重心X到BC距離為18cm且位置不變．那么，圖乙中所用的力F=90N．
（2）在將垃圾桶由圖甲位置壓到圖乙位置的過(guò)程中，小永所用力F的大小將一直變大（選填“一直變小”“一直變大”“始終不變”或“無(wú)法確定”）．

Answer 1

分析 （1）找出各力的力臂（力的方向與支點(diǎn)和作用點(diǎn)連線垂直），利用杠桿平衡條件求解．
（2）分別找出在A和桶和垃圾的重力X位置的動(dòng)力、阻力作用線，找出動(dòng)力臂和阻力臂，確定動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再利用杠桿平衡條件分析拉力F的大小變化情況．

解答 解：
（1）由圖可知：突軸O為支點(diǎn)，壓力F的力臂L₁=54cm-30cm=24cm，重力的力臂L₂=OX=30cm-18cm=12cm，
桶和垃圾的重力G=mg=18kg×10N/kg=180N；
根據(jù)杠桿的平衡條件，F(xiàn)L₁=GL₂，
所以，F(xiàn)=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{180N×12cm}{24cm}$=90N；
（2）在垃圾箱上端邊緣施加了始終一個(gè)垂直于桶壁的力F將垃圾桶由圖甲位置壓到圖乙位置，突軸O為支點(diǎn)，動(dòng)力F的力臂為O到AD的垂直距離保持不變；而桶和垃圾的重力不變，重心X位置偏離O的豎直線，力臂變大，
則根據(jù)杠桿的平衡條件FL₁=GL₂可知，力F變大．
故答案為：90；一直變大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查杠桿平衡條件的應(yīng)用，能正確找出杠桿中各力的力臂是本題的關(guān)鍵所在．