Question

9．如圖所示，用一根硬棒撬一個大石塊，棒的上端A是動力作用點．
（1）在圖上標出：當動力方向向上時，杠桿的支點C；當動力方向向下時，杠桿的支點B；
（2）在圖上畫出撬動石塊動力F為最小時的方向．

Answer 1

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

解答 解：
當動力方向向上時，支點為C，
L_CD為阻力臂，L_AC為動力臂，如圖所示：

根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L_AC=FL_CD，
所以：F₁=$\frac{F{L}_{CD}}{{L}_{AC}}$；
當動力方向向下時，支點為B，
L_BD為阻力臂，L_AB為動力臂，如下圖所示：

根據(jù)杠桿的平衡條件：F₂L_AB=FL_BD，
所以：F₂=$\frac{F{L}_{BD}}{{L}_{AB}}$；
由圖可知，L_CD＜L_BD，L_AC＞L_AB，阻力F相同，
所以F₁＜F₂．
所以撬動石塊動力F為最小時的方向為垂直于杠桿向上，如圖所示：

答：當動力方向向上時，杠桿的支點C；當動力方向向下時，杠桿的支點B，撬動石塊動力F為最小見上圖．

點評 找出兩種用力情況下的支點、動力臂和阻力臂是本題的關鍵，注意靈活運用杠桿的平衡條件．