Question

如圖所示，用一根硬棒撬一個(gè)大石塊，棒的上端A是動(dòng)力作用點(diǎn)．
（1）在圖上標(biāo)出：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，杠桿的支點(diǎn)a，當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，杠桿的支點(diǎn)b；
（2）在圖上畫出撬動(dòng)石塊動(dòng)力F為最小時(shí)的方向．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)動(dòng)力的方向畫出支點(diǎn)：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，杠桿逆時(shí)針繞杠桿的下端a轉(zhuǎn)動(dòng)，a為支點(diǎn)；當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，杠桿順時(shí)針繞杠桿的下邊支起點(diǎn)b轉(zhuǎn)動(dòng)，b為支點(diǎn)；
（2）無論動(dòng)力方向向上還是向下，垂直于杠桿時(shí)的力臂最長、最省力；再比較兩種方向用力時(shí)的大小，找出最省力的方向．

解答：解：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，支點(diǎn)為a，
L_ad為阻力臂，L_Aa為動(dòng)力臂，如右上圖所示，
∵F₁L_Aa=FL_ad，
∴F1=

FLad

LAa

；-----①
當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，支點(diǎn)為b，
L_bd為阻力臂，L_Ab為動(dòng)力臂，如右下圖所示，
∵F₂L_Ab=FL_bd，
∴F2=

FLbd

LAb

；-----②
由圖可知，L_ad＜L_bd，L_Aa＞L_Ab，阻力F相同，
所以F₁＜F₂．
撬動(dòng)石塊動(dòng)力F為最小時(shí)的方向?yàn)榇怪庇诟軛U向上．
答：當(dāng)動(dòng)力為F₁時(shí)，支點(diǎn)在a，當(dāng)動(dòng)力為F₂時(shí)，杠桿在b，最省力的動(dòng)力方向同F(xiàn)₁，如圖所示．

點(diǎn)評(píng)：找出兩種用力情況下的支點(diǎn)、動(dòng)力臂和阻力臂是本題的關(guān)鍵，注意靈活運(yùn)用杠桿的平衡條件．