Question

9．如图所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端A是动力作用点．
（1）在图上标出：当动力方向向上时，杠杆的支点C；当动力方向向下时，杠杆的支点B；
（2）在图上画出撬动石块动力F为最小时的方向．

Answer 1

分析 （1）根据动力的方向画出支点：当动力方向向上时，杠杆逆时针绕杠杆的下端a转动，a为支点；当动力方向向下时，杠杆顺时针绕杠杆的下边支起点b转动，b为支点；
（2）无论动力方向向上还是向下，垂直于杠杆时的力臂最长、最省力；再比较两种方向用力时的大小，找出最省力的方向．

解答 解：
当动力方向向上时，支点为C，
L_CD为阻力臂，L_AC为动力臂，如图所示：

根据杠杆的平衡条件：F₁L_AC=FL_CD，
所以：F₁=$\frac{F{L}_{CD}}{{L}_{AC}}$；
当动力方向向下时，支点为B，
L_BD为阻力臂，L_AB为动力臂，如下图所示：

根据杠杆的平衡条件：F₂L_AB=FL_BD，
所以：F₂=$\frac{F{L}_{BD}}{{L}_{AB}}$；
由图可知，L_CD＜L_BD，L_AC＞L_AB，阻力F相同，
所以F₁＜F₂．
所以撬动石块动力F为最小时的方向为垂直于杠杆向上，如图所示：

答：当动力方向向上时，杠杆的支点C；当动力方向向下时，杠杆的支点B，撬动石块动力F为最小见上图．

点评 找出两种用力情况下的支点、动力臂和阻力臂是本题的关键，注意灵活运用杠杆的平衡条件．