Question

【題目】王明用如圖所示的夾子夾核桃，發現下面兩種情況：

①如果將核桃放在夾子里的同一位置（C或D），當力垂直作用于桿上時，在B點比A點省力。

②如果將力作用在同一點（A或B）時，將核桃放在C點更易夾開。

請你利用所學的物理知識完成以下兩個問題：

(1)請畫出F對支點O的力臂L；

(2)請你選擇上述現象中的一個進行分析。

Answer 1

【答案】(1)(2)詳見解析

【解析】

(1)根據力臂的定義作圖。

(2)根據實際情況確定杠桿的五要素，找到變化的量和不變的量，根據杠桿的平衡條件討論。

(1)[1]從支點O向力F的作用線作垂線并交力的作用線于H，則OH為力F的力臂，如下所示：

(2)[2]①夾開核桃時核桃受到的力大小是一定的，根據力的作用是相互的，核桃對夾子的阻力F2大小也是一定的，將核桃放在夾子里的同一位置（C或D），阻力臂l2是一定的；由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知，F2l2一定時，l1越長，F1越小；動力在B點時動力臂較長，所以在B點比A點省力；

或②由上面分析可知，阻力F2大小是一定的，將力作用在同一點（A或B）時，動力臂l1一定；將核桃放在C點比D點的阻力臂l2更短，由平衡條件F1l1=F2l2可知，當F2、l1一定時，l2越短，F1越小，所以將核桃放在C點更易夾開。