Question

10．按照題目要求作圖：

（1）如圖1是活塞式抽水機(jī)的示意圖．其手柄相當(dāng)于一個(gè)杠桿，O是支點(diǎn)．請(qǐng)畫(huà)出阻力F₂對(duì)支點(diǎn)O的力臂l₂；并畫(huà)出在a點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F₁的示意圖．
（2）請(qǐng)?jiān)趫D2中用筆畫(huà)線，畫(huà)出用滑輪組提升重物最省力的繞法．
（3）請(qǐng)根據(jù)圖3實(shí)物電路，在方框內(nèi)畫(huà)出電路圖．

Answer 1

分析 （1）根據(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)；
（2）滑輪組的省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子連著動(dòng)滑輪，段數(shù)越多越省力；
（3）首先對(duì)電路進(jìn)行分析，明確燈泡的連接關(guān)系及開(kāi)關(guān)的控制作用，然后根據(jù)燈泡連接關(guān)系及開(kāi)關(guān)位置畫(huà)出電路圖．

解答 解：
（1）過(guò)O點(diǎn)作阻力F₂的垂線，即為阻力F₂對(duì)支點(diǎn)O的力臂L₂；
動(dòng)力最小，即動(dòng)力臂最長(zhǎng)，阻力的方向已標(biāo)出，所以動(dòng)力的方向應(yīng)該向下，連接支點(diǎn)O與a點(diǎn)，過(guò)a點(diǎn)作Oa的垂線就得到在a點(diǎn)施加的最小動(dòng)力F₁，如下圖所示：
；
（2）從動(dòng)滑輪的掛鉤開(kāi)始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔(dān)物重，這就是最省力的繞法．如圖所示：
；
（3）由實(shí)物圖知：電流從電源正極出發(fā)經(jīng)開(kāi)關(guān)S₁分為兩支：一支經(jīng)燈泡L₁；另一支經(jīng)燈泡L₂、開(kāi)關(guān)S₂然后共同負(fù)極．所以兩只燈泡并聯(lián)，開(kāi)關(guān)S₁在干路，電路圖設(shè)計(jì)如下：
．

點(diǎn)評(píng) （1）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(guò)力的作用點(diǎn)作垂線就是最小的力；
（2）在滑輪組中，繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)越多會(huì)越省力，即F=$\frac{1}{n}$G；
（3）根據(jù)實(shí)物圖畫(huà)電路圖，屬于基本技能，分析實(shí)物連接，明確連接關(guān)系，是畫(huà)出正確電路圖的關(guān)鍵．