Question

2．按下列要求作圖．

（1）如圖甲所示，要用向下的力提升重物，請(qǐng)畫(huà)出滑輪組繩子的繞法．
（2）如圖乙所示，為節(jié)省電能，樓道中的照明燈只有同時(shí)滿(mǎn)足“天黑和有人路過(guò)樓道”時(shí)，才會(huì)自動(dòng)亮．為滿(mǎn)足用戶(hù)要求，小強(qiáng)設(shè)計(jì)出了樓道照明燈的“智能控制電路”，控制電路由“光控開(kāi)關(guān)”和“聲控開(kāi)關(guān)”組成，請(qǐng)按要求完成電路的連接．
（3）如圖丙所示，是為空調(diào)室外機(jī)設(shè)計(jì)的支架，支架可以看做杠桿，以O(shè)為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵線到墻上固定，要使鐵線受到的拉力最小，請(qǐng)從P孔處畫(huà)出鐵線到墻的連線，并畫(huà)出鐵線拉力F的力臂L．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)向下用力的要求先確定繩子的末端，然后順次繞線．
（2）由題意可知，居民樓的樓道里燈泡亮的條件是：①必須是晚上，白天不亮；②必須有人經(jīng)過(guò)，沒(méi)人不亮；所以光控開(kāi)關(guān)和聲控開(kāi)關(guān)不能獨(dú)立工作，即串聯(lián)．
（3）據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長(zhǎng)，據(jù)此可解決此題．

解答 解：（1）根據(jù)拉力方向向下先確定末端拉力，然后依次繞線，如圖所示：

（2）晚上，天黑光控開(kāi)關(guān)閉合，有人走動(dòng)發(fā)出聲音，聲控開(kāi)關(guān)閉合，燈亮，說(shuō)明兩個(gè)開(kāi)關(guān)不能獨(dú)立工作，即兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)，再和燈泡串聯(lián)．設(shè)計(jì)電路如下：

（3）在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，由圖示可知，連接OP，即為力臂l，過(guò)P點(diǎn)做垂直于OP的作用力F，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）此題考查了有關(guān)滑輪組的組裝，在繞線時(shí)有時(shí)根據(jù)繩子的末端拉力確定滑輪組的繞線，有時(shí)根據(jù)承擔(dān)物重的繩子段數(shù)來(lái)確定滑輪組的繞線，遵循奇動(dòng)偶定的原則．
（2）設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先考慮開(kāi)關(guān)和用電器之間的連接，再考慮用電器之間的連接，最后和電源構(gòu)成通路．
（3）熟練應(yīng)用杠桿平衡條件、掌握力臂的作法即可正確解題．知道支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線為最長(zhǎng)的力臂．