Question

6．（1）請(qǐng)?jiān)趫D（a）中畫出杠桿的動(dòng)力臂L₁和阻力F₂．

（2）在圖（b）中杠桿的B點(diǎn)掛一重物，在A點(diǎn)對(duì)杠桿施加一個(gè)最小力F，使杠桿在圖示位置平衡，試畫出這個(gè)力的示意圖和力臂l．
（3）請(qǐng)?jiān)趫D（c）中畫出滑輪組最省力的繞繩方法．

Answer 1

分析 （1）拉力F₂為物體對(duì)杠桿的拉力，其作用點(diǎn)為線與桿的交點(diǎn)，阻力的方向沿繩子向下，過(guò)拉力F₂的作用點(diǎn)表示出拉力的方向；
已知支點(diǎn)和動(dòng)力的方向，根據(jù)力臂的定義過(guò)支點(diǎn)作力的作用線的垂線段．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，若阻力阻力臂乘積一定，則動(dòng)力臂最大時(shí)動(dòng)力會(huì)最小，而且動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果與阻力（物體重力的拉力）使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的效果相反．
（3）滑輪組的省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子連著動(dòng)滑輪，段數(shù)越多越省力．

解答 解：（1）過(guò)拉力作用點(diǎn)作豎直向下的拉力F₂；過(guò)支點(diǎn)O作F₁作用線的垂線段（即動(dòng)力臂L₁），如圖所示：
（2）由杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小．圖中支點(diǎn)在O點(diǎn)，因此OA作為動(dòng)力臂最長(zhǎng)，然后過(guò)A點(diǎn)做動(dòng)力F與OA垂直，方向斜向下，如圖所示：
（3）從動(dòng)滑輪的掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔(dān)物重，這就是最省力的繞法．如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查力的示意圖以及力臂畫法的掌握情況；確定力的作用點(diǎn)和方向，是正確畫出力的示意圖的前提．
（2）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，若支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線成為力臂，此時(shí)的力臂最大．
（3）在滑輪組中，繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)越多會(huì)越省力，即F=$\frac{1}{n}$G_總．