Question

11．（1）如图1所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点．请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图．
（2）如图2所示，杠杆处于平衡状态，L₁为F₁的力臂．请作出力F₁．
（3）如图3利用滑轮组向上提升重物，请画出最省力的绕绳方法．

Answer 1

分析 （1）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（2）已知动力臂L₁，根据力臂的画法，画出动力的作用线，根据F₂的方向和支点位置，确定F₁的方向；
（3）滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力．

解答 解：（1）力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．如下图所示：

（2）由图可知，O为支点，力臂L₁已知，它与力F₁的作用线垂直，方向斜向上；如下图所示：

（3）从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法．如图所示．

点评 （1）求最小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连线就是最大的动力臂．
（2）本题考查了力的示意图的画法，由力臂的概念即可画力臂，也可确定力的方向和作用点．
（3）在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即F=$\frac{1}{n}$G．