Question

13．（1）如圖1所示，用滑輪組提升重物．請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出最省力的繞線方法．

（2）如圖2所示中，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．在圖中畫(huà)出力F₁的力臂L₁和力F₂．
（3）如圖3所示，杠桿的N端掛一重物，在M點(diǎn)施加一個(gè)最小的動(dòng)力使杠桿平衡．試畫(huà)出這個(gè)最小的動(dòng)力F₁、動(dòng)力臂L₁和杠桿受到的阻力F₂．

Answer 1

分析 （1）滑輪組的省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子連著動(dòng)滑輪，段數(shù)越多越省力．
（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）力臂是指從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，垂線段即為力臂．
根據(jù)公式F₁L₁=F₂L₂可以知道，力和力臂成反比，要想力最小，必須力臂最長(zhǎng)，即作用在M點(diǎn)時(shí)力F₁最小，力的方向向右下方．

解答 解：（1）從動(dòng)滑輪的掛鉤開(kāi)始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔(dān)物重，這就是最省力的繞法．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）由圖可知，O為支點(diǎn)，重物G對(duì)杠桿的拉力為阻力，方向豎直向下，由支點(diǎn)向阻力作用線引垂線即為阻力臂；
OM為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，力最小，過(guò)M點(diǎn)作出最小動(dòng)力，方向向右下方，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）在滑輪組中，繞過(guò)動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)越多會(huì)越省力，即F=$\frac{1}{n}$G；
（2）畫(huà)力臂的方法是：找到點(diǎn)，找到線（力的作用線），由點(diǎn)向線作垂線即可．我們還可以用口訣來(lái)記：一找點(diǎn)（支點(diǎn)），二作線（力的作用線），點(diǎn)向線作垂線．