在2011年春节联欢晚会中，如图弹琴者的小腿被固定于舞台上．这时，我们可将弹琴者的身体看做是一个杠杆，如图．我们将固定架的最下端与腿接触处看作是支点O，固定架上端对演员腿部

Question

在2011年春节联欢晚会中，如图弹琴者的小腿被固定于舞台上．这时，我们可将弹琴者的身体看做是一个杠杆，如图．我们将固定架的最下端与腿接触处看作是支点O，固定架上端对演员腿部的拉力为F，演员的重力为G：
（1）当演员的身体逐渐倾斜、与水平面的夹角变小，则演员所受固定架的拉力F将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）演员身高超过170cm，假定他们的小腿长度为40cm，站立时，重心距地面的高度为90cm，演员的质量60kg，则演员在表演时，固定架上端对演员的最大拉力是______N
（3）在图中画出G的力臂．（设置重心位置不变，g取10N/kg）

Answer 1

（1）如图所示，从图中可以看出，GL=FL′，
当身体倾斜时，G、L′不变，L变大，由GL=FL′可得，F变大；
（2）当演员的小腿长度为40cm，站立时，重心距地面的高度为90cm，演员的质量为60kg，则舞者的体重G=mg=60kg×10N/kg=600N，L′=40cm
从图中可以看出，当身体处于水平位置时，拉力最大，即L=90cm-40cm=50cm．
即GL=FL′
600N×50cm=F×40cm
F=750N．
（3）图中G的力臂为从支点O到重力作用线的垂直距离，如图所示．
故答案为：（1）变大； （2）750； （3）如上图．