Question

如圖a所示，輕質(zhì)杠桿的A點(diǎn)掛一重物G，繩受的拉力為F₂，O為杠桿的支點(diǎn)．請(qǐng)?jiān)诟軛U的端點(diǎn)B處畫(huà)出使杠桿保持靜止的最小的力F₁的示意圖，并作出F₁和F₂的力臂l₁和l₂．
圖b所示，一輕質(zhì)杠桿OA在力F₁、F₂的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)．l₂是力F₂的力臂，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出F₁的力臂l₁和力F₂的示意圖．
用滑輪組將陷在泥中汽車?yán)�出�?lái)，試在圖c中畫(huà)出最省力的繞繩方法．

Answer 1

解：（1）向延長(zhǎng)F₂的作用線，過(guò)支點(diǎn)O作F₂的作用線的垂線段，即力臂l₂；由于OB為最長(zhǎng)阻力臂l₁，因此過(guò)B點(diǎn)作垂直于OB斜向上的動(dòng)力F₁．如圖所示
（2）做力F_l的延長(zhǎng)線，過(guò)支點(diǎn)O做力F₁作用線的垂線段l₁，則線段l₁為力F₁的力臂；
過(guò)力臂l₂的末端，作垂直于l₂的直線，與杠桿OA的交點(diǎn)為力F₂的作用點(diǎn)，方向斜向右上方，如圖所示：
（3）只有一個(gè)動(dòng)滑輪，要求最省力，繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后繞過(guò)左邊的定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪，如圖所示：

分析：（1）為OB的力臂最長(zhǎng)，所以過(guò)B點(diǎn)作垂直于OB的力，即為最小的作用力；再根據(jù)力臂的畫(huà)法，過(guò)支點(diǎn)作垂直于動(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）力臂是由支點(diǎn)到力的作用線的距離，而畫(huà)力時(shí)也可根據(jù)其作用線與力臂垂直這一特點(diǎn)，在已知力臂的情況下，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的力．
（3）要求的是最省力的繞繩方法，已知圖中只有一個(gè)動(dòng)滑輪，那么承重的繩子最多有3條，根據(jù)“偶定奇動(dòng)”的方法進(jìn)行繞線即可．
點(diǎn)評(píng)：（1）根據(jù)力臂越長(zhǎng)越省力，作出最小的力，會(huì)根據(jù)力臂的畫(huà)法，作出動(dòng)力臂和阻力臂．
（2）本題考查了杠桿平衡條件、力臂的概念、力的示意圖的畫(huà)法，知道力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離是關(guān)鍵．易錯(cuò)點(diǎn)將垂足當(dāng)做動(dòng)力作用點(diǎn)．
（3）本題畫(huà)最省力的繞繩方法：繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，繞過(guò)左邊定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪．