Question

17．請(qǐng)按題目要求作答：

（1）如圖甲所示，一根木棒用細(xì)線系著懸掛在天花板上，木棒一端吊著一個(gè)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(gè)力的作用．請(qǐng)你畫出施加的最小力的示意圖．
（2）在圖乙所示的兩個(gè)虛線框內(nèi)分別填入電源或開關(guān)的符號(hào)，并滿足閉合任何一個(gè)開關(guān)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(qǐng)?jiān)趫D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(zhǎng)．杠桿是直臂杠桿時(shí)，力臂在杠桿上力臂最長(zhǎng)；根據(jù)阻力阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，確定最小力的方向．
（2）可以將開關(guān)或電源分別放入空缺處，兩種情況分別試驗(yàn)，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(shí)，可以從動(dòng)滑輪或定滑輪繞起，在題目中要根據(jù)實(shí)際情況而定．

解答 解：（1）如圖，一根木棒用細(xì)線系著懸掛在天花板上，木棒一端吊著一個(gè)質(zhì)量為m的重物，杠桿的支點(diǎn)應(yīng)該在O點(diǎn)，木棒從O點(diǎn)懸掛，當(dāng)在C處掛一個(gè)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(dòng)力F最小，用OC作動(dòng)力臂應(yīng)該最長(zhǎng)，作用點(diǎn)在杠桿的C點(diǎn)，重物使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以動(dòng)力要使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)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(dāng)開關(guān)閉合時(shí)便會(huì)造成短路現(xiàn)象，燈不會(huì)發(fā)光．若將開關(guān)放入上方，電源放入下方，則兩個(gè)開關(guān)并聯(lián)，閉合任何一個(gè)開關(guān)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(yīng)向下，所以繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪繞起．

故答案為：見上圖．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了力臂的畫法，杠桿中最小力的問題，滑輪組的設(shè)計(jì)與組裝，電路圖的設(shè)計(jì)等，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．
杠桿中的最小動(dòng)力，可以按照以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：
①確定杠桿中的支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)的位置；
②連接支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)，得到最長(zhǎng)的線段；
③經(jīng)過動(dòng)力作用點(diǎn)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(dòng)力方向．