Question

2．作圖題
（1）“節(jié)約用水，人人有責”．如圖1是用水后及時關(guān)閉水龍頭時的情景，水龍頭手柄看作是一個杠桿，請你在圖2所示的示意圖中畫出F₂的力臂及施加在A點的最小動力F₁的示意圖．
（2）用滑輪組提升重物，請在圖3中畫出拉力F=$\frac{G}{3}$的繩子的繞法．（不計動滑輪，繩重和摩擦）

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）省力多少和繩子的繞法，決定滑輪組的使用效果．不計動滑輪重與摩擦，動滑輪被幾根繩子承擔，拉力就是物體和動滑輪總重的幾分之一．

解答 解：（1）過O點作阻力F₂的垂線，即為阻力F₂對支點O的力臂L₂；
動力最小，即動力臂最長，阻力的方向已標出，所以動力的方向應(yīng)該向下，連接支點O與A點，過A點作OA的垂線就得到在A點施加的最小動力F₁，OA即為動力臂L₁，如下圖所示．

（2）拉力F=$\frac{1}{3}$G，物重由3段繩子承擔重力，應(yīng)從定滑輪下面掛鉤開始繞，依次繞過動滑輪、定滑輪，如圖所示：

點評 （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，而力臂最大時力的作用點一般離杠桿的支點最遠，所以在杠桿上找到離杠桿支點最遠的點即力的作用點，這兩點的連線就是最長的力臂，過力的作用點作垂線就是最小的力．
（2）滑輪組設(shè)計原則可歸納為：奇動偶定；一動配一定，偶數(shù)減一定，變向加一定．