Question

18．（1）如圖1所示，杠桿的B點掛一個重物，在A點施加一個最小的動力使杠桿平衡．請畫出最小的動力F₁和它的動力臂L₁以及杠桿受到的阻力F₂．
（2）如圖2所示為教室中投影儀的不完整電路．投影儀燈泡的很大，需要風扇給其散熱．使用時，先閉合開關(guān)S₁，風扇轉(zhuǎn)動，再閉合開關(guān)S₂開關(guān)，燈泡發(fā)光，若只閉合開關(guān)S₂，燈泡不亮．請把電路連接完整．

Answer 1

分析 （1）阻力是重物G 對杠桿的拉力，作用點在杠桿上，方向豎直向下．力臂是指從支點向力的作用線作垂線，垂線段即為力臂．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，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據(jù)此可解決此題．
（2）先閉合開關(guān)S₁風扇轉(zhuǎn)動，再閉合開關(guān)S₂燈泡發(fā)光說明燈泡與風扇可以獨立工作即為并聯(lián)；閉合開關(guān)S₁再閉合開關(guān)S₂燈泡發(fā)光，若只閉合開關(guān)S₂燈泡不發(fā)光說明S₁在干路上，S₂和燈泡在同一支路上．

解答 解：
由圖可知，O為支點，重物G對杠桿的拉力為阻力，作用點在杠桿上，方向豎直向下；
根據(jù)杠桿平衡條件F₁×L₁=F₂×L₂可知，在阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長；由圖知，OA為動力臂時，動力臂最長，動力最��；
連接OA即為最長的動力臂，過A點作垂直于OA的力F₁，即為最小力的示意圖，方向向左上方，如圖所示：
；
（2）由題意知，S₁在干路上，S₂和燈泡串聯(lián)在一條支路上，燈泡與電動機并聯(lián)．如下圖所示：
．

點評 此題主要考查杠桿最小力的問題，杠桿中的最小動力，可以按照以下幾個步驟進行：
①確定杠桿中的支點和動力作用點的位置；
②連接支點與動力作用點，得到最長的線段；
③經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線；
④根據(jù)杠桿平衡原理，確定出使杠桿平衡的動力方向．