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如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图,它是应用杠杆平衡原理进行工作的.图中O为固定转轴,杆右侧的A端连接着石球,脚踏杆左侧B端可以使石球升高到P处,放开脚,石球会落下击打
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问题描述:

如图是过去农村用的舂米工具的结构示意图,它是应用杠杆平衡原理进行工作的.图中O为固定转轴,杆右侧的A端连接着石球,脚踏杆左侧B端可以使石球升高到P处,放开脚,石球会落下击打稻谷.假定在石球从最低点升起到P处的过程中,每个位置杆都处于平衡状态,若脚用力F,并且方向始终竖直向下,则()

A.力F的大小始终不变

B.力F先变大后变小

C.力F和它的力臂的乘积始终不变

D.力F和它的力臂的乘积先变大后变小

郭常忠回答:
  由力臂的定义可知,动力臂L1=0Bcosα,阻力臂L2=OAcosβ,   由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得:F×0Bcosα=G×OAcosβ,   因为OA、OB的长度不变,cosα=cosβ(α与β为对顶角),石球受到的重力G保持不变,所以动力F的大小保持不变.   又因为动力F大小不变,cosα先变大后变小,所以动力F和它的力臂的乘积先变大后变小.   由上叙述可知选项B、C的说法不正确.   故选A、D.
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