Question

2．作图题
（1）“节约用水，人人有责”．如图1是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，请你在图2所示的示意图中画出F₂的力臂及施加在A点的最小动力F₁的示意图．
（2）用滑轮组提升重物，请在图3中画出拉力F=$\frac{G}{3}$的绳子的绕法．（不计动滑轮，绳重和摩擦）

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（2）省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果．不计动滑轮重与摩擦，动滑轮被几根绳子承担，拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一．

解答 解：（1）过O点作阻力F₂的垂线，即为阻力F₂对支点O的力臂L₂；
动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F₁，OA即为动力臂L₁，如下图所示．

（2）拉力F=$\frac{1}{3}$G，物重由3段绳子承担重力，应从定滑轮下面挂钩开始绕，依次绕过动滑轮、定滑轮，如图所示：

点评 （1）根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）滑轮组设计原则可归纳为：奇动偶定；一动配一定，偶数减一定，变向加一定．