Question

4．（1）在如圖1中，一個(gè)站在地面上的工人利用滑輪組將重物G提起來(lái)，請(qǐng)畫(huà)出滑輪組的繞線．
（2）直角輕棒AOB可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，AB=30cm，0B=40cm，現(xiàn)在C點(diǎn)（在OB的中間）懸掛一重物100N物體，要使0B在雨墻面垂直的位置上保持平衡，則在A點(diǎn)施的力F大小至少為40 N；請(qǐng)?jiān)谌鐖D2上畫(huà)出力F的方向．

Answer 1

分析 （1）省力多少和繩子的繞法，決定滑輪組的使用效果，要向下拉物體向上移動(dòng)，則應(yīng)從定滑輪開(kāi)始繞．
（2）如圖所示，設(shè)在A點(diǎn)需加最小的力為F，并使F的方向垂直于OA，此時(shí)力臂最長(zhǎng)，用力最少，首先可以根據(jù)勾股定理求出AO的長(zhǎng)度，然后利用杠桿的平衡條件F•OA=G•OC即可解決問(wèn)題．

解答 解：（1）要使該滑輪組向下用力物體向上運(yùn)動(dòng)，應(yīng)從定滑輪開(kāi)始繞，如下圖所示：

（2）連接AO，即為最長(zhǎng)動(dòng)力臂，阻力的方向向下，因此，要使杠桿平衡，動(dòng)力的方向應(yīng)該向上，過(guò)A點(diǎn)垂直于AO，沿斜向上的方向畫(huà)出動(dòng)力F，如圖所示；
OA=$\sqrt{0{B}^{2}+A{B}^{2}}$=$\sqrt{（40cm）^{2}+（30cm）^{2}}$=50cm，
再由杠桿的平衡條件F•OA=G•OC，
得F=$\frac{G×OC}{OA}$=$\frac{100N×20cm}{50cm}$=40N．
故答案為：（1）見(jiàn)解答圖；（2）40；見(jiàn)解答圖．

點(diǎn)評(píng) （1）繩子的繞線決定滑輪組的使用效果，一般的兩股繩子配一個(gè)動(dòng)滑輪，本題要求站在地面勻速提起物體，應(yīng)再加一定滑輪．
滑輪組設(shè)計(jì)原則可歸納為：奇動(dòng)偶定；一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定．
（2）此題和物理知識(shí)結(jié)合起來(lái)，要求學(xué)生物理知識(shí)比較熟練，也要求數(shù)學(xué)知識(shí)比較熟練，這樣才能比較好的解決問(wèn)題．