Question

11．按題目要求作圖．

（1）如圖1所示，杠桿在力F₁、F₂的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，L₁是力F₁的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中作出F₂的力臂L₂和力F₁的示意圖．
（2）如圖2所示，畫出使杠桿AB在如圖所示位置靜止時(shí)所用最小力F及其力臂．
（3）某同學(xué)在安裝滑輪組時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)桌上只有兩種滑輪．現(xiàn)在想設(shè)計(jì)一個(gè)最省力的繞繩的方法．請(qǐng)你在如圖3的甲、乙中只選一個(gè)裝置，并在圖中畫出最省力的繞法．

Answer 1

分析 （1）畫力臂的方法：首先確定支點(diǎn)；然后找到動(dòng)力和阻力，并用虛線延長(zhǎng)動(dòng)力和阻力的作用線，做支點(diǎn)到動(dòng)力作用線和阻力作用線的垂線即可；
根據(jù)力臂的定義，力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離，已知力臂可畫出力．
（2）使用杠桿時(shí)，當(dāng)阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，越省力；因此只需找出使動(dòng)力臂最長(zhǎng)的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可．
（3）與動(dòng)滑輪連接的繩子能分擔(dān)物體的重力，所以與動(dòng)滑輪相連的繩子的股數(shù)越多越省力．

解答 解：（1）由支點(diǎn)向F₂的作用線引垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂l₂如圖：
因?yàn)榱Ρ蹫橹�點(diǎn)到力的作用線的距離，力的作用線與力臂垂直，作力臂l₁的垂線可得力F₁的示意圖：如圖所示：

（2）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，最省力，即動(dòng)力臂最長(zhǎng)，由圖知OB比OA長(zhǎng)，所以O(shè)B做動(dòng)力臂最長(zhǎng)，過B點(diǎn)與OB垂直向上作垂線就得到動(dòng)力F的方向，如下圖所示：

（3）“省力”就是在動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)相同時(shí)，盡量采用繩子與動(dòng)滑輪相連股數(shù)較多的方法；或在動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)不同時(shí)選用動(dòng)滑輪多的一組，因此，應(yīng)選用乙滑輪組．

點(diǎn)評(píng) （1）力臂的畫法：①首先根據(jù)杠桿的示意圖，確定杠桿的支點(diǎn)．②確定力的作用點(diǎn)和力的方向，畫出力的作用線．③從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，而力臂最大時(shí)力的作用點(diǎn)一般離杠桿的支點(diǎn)最遠(yuǎn)，所以在杠桿上找到離杠桿支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)即力的作用點(diǎn)，這兩點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)的力臂，過力的作用點(diǎn)作垂線就是最小的力．
（3）本題考查了兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，一是滑輪組的省力多少是由繞過動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)決定的；二是裝配滑輪組，要根據(jù)要求選擇合適的滑輪組．