如图所示,用一根硬棒撬一块大石头,当在硬棒的A点上用竖直向下的力F1压硬棒,石头未能撬起,则在力的大小不变的情况下,下列措施中最有效地把石头撬起来的是
A.把垫着的小石头移近大石头,且用力的方向改为F2所示的方向
B.把垫着的小石头移远大石头,且用力的方向改为F2所示的方向
C.把垫着的小石头移远大石头,且用力的方向仍为竖直向下,即F1所示方向
D.把垫着的小石头移近大石头,且用力的方向仍为竖直向下,即F1所示方向
A
使用杠杆时,根据杠杆的平衡条件FL动=GL阻可得:F=,由此可知,阻力相同,阻力臂越短、动力臂越长,越省力,找出什么情况下动力臂最长、阻力臂最短,即最有效的方法.
解答:解:如图,用硬棒撬大石头,把垫着的小石头移近大石头,这时阻力臂最短;
沿F2的方向施加动力,动力臂为OA;沿F1的方向施加动力,动力臂为OB.由图可知沿F2的方向施加动力,动力臂最长.
∵FL动=GL阻,
∴F=,
又∵撬同一块石头,阻力不变,
∴把垫着的小石头移近大石头(阻力臂最短),且用力的方向改为F2所示的方向(动力臂最长)时最省力、最有效.
故选A.
点评:画出杠杆示意图,分析出何时动力臂最长、何时阻力臂最短是本题的关键.