Question

17．請按題目要求作答：

（1）如圖甲所示，一根木棒用細線系著懸掛在天花板上，木棒一端吊著一個質(zhì)量為m的重物．為了使木棒能在圖中所示的位置靜止，必須給它施加一個力的作用．請你畫出施加的最小力的示意圖．
（2）在圖乙所示的兩個虛線框內(nèi)分別填入電源或開關的符號，并滿足閉合任何一個開關都能使小燈泡L發(fā)光．
（3）如圖丙所示，站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶．請在圖中畫出滑輪組繩子的繞法．

Answer 1

分析 （1）要使杠桿上的力最小，要求力臂最長．杠桿是直臂杠桿時，力臂在杠桿上力臂最長；根據(jù)阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動，動力使杠桿轉(zhuǎn)動，確定最小力的方向．
（2）可以將開關或電源分別放入空缺處，兩種情況分別試驗，看是否符合題意．
（3）要解決此題，需要掌握滑輪組的組裝．在繞線時，可以從動滑輪或定滑輪繞起，在題目中要根據(jù)實際情況而定．

解答 解：（1）如圖，一根木棒用細線系著懸掛在天花板上，木棒一端吊著一個質(zhì)量為m的重物，杠桿的支點應該在O點，木棒從O點懸掛，當在C處掛一個重物，重物的重力作用在杠桿上，可以看成阻力，要使木棒在圖示位置平衡，并且使動力F最小，用OC作動力臂應該最長，作用點在杠桿的C點，重物使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，所以動力要使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，動力F豎直向上．如圖所示：

（2）若將電源放在上方的空缺處，則當開關閉合時便會造成短路現(xiàn)象，燈不會發(fā)光．若將開關放入上方，電源放入下方，則兩個開關并聯(lián)，閉合任何一個開關都可以使燈發(fā)光．

（3）由題意知，站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶．所以繩子的拉力方向應向下，所以繩子應從動滑輪繞起．

故答案為：見上圖．

點評 此題考查了力臂的畫法，杠桿中最小力的問題，滑輪組的設計與組裝，電路圖的設計等，是一道綜合性較強的題目．
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．