Question

14．按要求作圖．

（1）如圖甲所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出杠桿OA的動(dòng)力臂L₁和其受到的阻力F₂．
（2）如圖乙所示，一輕質(zhì)杠桿AC可繞支點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在B點(diǎn)掛一重為G的物體．為使杠桿在水平位置保持平衡，畫出施加在杠桿上最小力F的示意圖．
（3）請(qǐng)?jiān)趫D丙中用筆畫線代替繩子，將兩個(gè)滑輪連成滑輪組，要求人力往下拉繩使重物升起．

Answer 1

分析 （1）作用在杠桿上的動(dòng)力是繩子拉杠桿的力，方向沿繩子向上；阻力是物重對(duì)杠桿的力，方向豎直向下；已知支點(diǎn)、動(dòng)力和阻力的方向，根據(jù)力臂的畫法，過(guò)支點(diǎn)作動(dòng)力作用線和阻力作用線的垂線段，即動(dòng)力臂和阻力臂．
（2）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)．因此先確定最長(zhǎng)的力臂，即離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)；然后過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)做垂直于杠桿的作用力即可．
（3）人用力往下拉繩使重物升起，因此人的動(dòng)力方向向下，重物運(yùn)動(dòng)方向向上，故由兩根繩子承擔(dān)物重，繩子固定在定滑輪上．

解答 解：
（1）由圖知F為動(dòng)力，過(guò)支點(diǎn)O做動(dòng)力F的垂線段，即為動(dòng)力臂L₁．重物對(duì)杠桿的豎直向下的拉力為阻力，作用點(diǎn)在杠桿上，方向豎直向下．如圖所示：

（2）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)．C點(diǎn)離支點(diǎn)最遠(yuǎn)，故最長(zhǎng)的力臂為OC，過(guò)C點(diǎn)作垂直于OC的作用力F，即最小的力，如圖所示：

（3）人用力往下拉繩使重物升起，說(shuō)明最后繞過(guò)的是定滑輪，按此反向繞線，繩子的起始端系在定滑輪上，如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）判斷作用在杠桿上的動(dòng)力和阻力，會(huì)根據(jù)力臂的畫法，準(zhǔn)確作出動(dòng)力臂和阻力臂．
（2）由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問(wèn)題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問(wèn)題，解題的關(guān)鍵是找出最長(zhǎng)的力臂．
（3）此題主要考查了有關(guān)滑輪組的繞線．在設(shè)計(jì)滑輪組時(shí)，要注意題目的要求，若知道拉力方向可以從繩端繞起．