Question

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(diǎn)．
（1）在圖上標(biāo)出：當(dāng)動力方向向上時，杠桿的支點(diǎn)a，當(dāng)動力方向向下時，杠桿的支點(diǎn)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(diǎn)：當(dāng)動力方向向上時，杠桿逆時針繞杠桿的下端a轉(zhuǎn)動，a為支點(diǎn)；當(dāng)動力方向向下時，杠桿順時針繞杠桿的下邊支起點(diǎn)b轉(zhuǎn)動，b為支點(diǎn)；
（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(dāng)動力方向向上時，支點(diǎn)為a，
L_ad為阻力臂，L_Aa為動力臂，如右上圖所示，
∵F₁L_Aa=FL_ad，
∴F1=

FLad

LAa

；-----①
當(dāng)動力方向向下時，支點(diǎn)為b，
L_bd為阻力臂，L_Ab為動力臂，如右下圖所示，
∵F₂L_Ab=FL_bd，
∴F2=

FLbd

LAb

；-----②
由圖可知，L_ad＜L_bd，L_Aa＞L_Ab，阻力F相同，
所以F₁＜F₂．
撬動石塊動力F為最小時的方向?yàn)榇怪庇诟軛U向上．
答：當(dāng)動力為F₁時，支點(diǎn)在a，當(dāng)動力為F₂時，杠桿在b，最省力的動力方向同F(xiàn)₁，如圖所示．

點(diǎn)評：找出兩種用力情況下的支點(diǎn)、動力臂和阻力臂是本題的關(guān)鍵，注意靈活運(yùn)用杠桿的平衡條件．