Question

5．如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时它相当于一个省力杠杆（选填“省力”或“费力”）．若旅行箱内装满物体且质量分布均匀，其总质量为21kg，则总重为210N，轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一，要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡，则竖直向上的拉力F为70N．g=10N/kg．

Answer 1

分析 （1）由示意图分析动力和阻力，然后看动力臂和阻力臂的大小，确定杠杆种类；
（2）知道总质量，利用G=mg求其重力；
（3）根据杠杆的平衡条件进行计算求出竖直向上的力．

解答 解：
（1）由图可知，竖直向上的力F为动力，箱体的重力为阻力，支点在轮上，故动力臂大于阻力臂，所以使用时它相当于一个省力杠杆；
（2）总重力G=mg=21kg×10N/kg=210N；
（3）当旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时，如图所示：

由“轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的二分之一”可知，L₁=3L₂；
根据杠杆平衡条件可得：FL₁=GL₂，
所以，竖直向上的拉力为：F=$\frac{{L}_{2}G}{{L}_{1}}$=$\frac{1}{3}$G=$\frac{1}{3}$×210N=70N．
故答案为：省力；210；70．

点评 此题考查的是杠杆的分类、重力计算及平衡条件的应用，明确阻力臂的大小是解答此题的关键．