Question

4．在图中，分别画出向上、向下用力撬动大石头时最小力的作用点和方向．并比较二次最小力的大小、得到真正的最小力．

Answer 1

分析 （1）支点是杠杆绕着转动的固定点，动力向下作用时，杠杆应绕D点转动，动力向上作用时，杠杆应绕B点转动；
（2）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小．

解答 解：
动力向下作用时，支点为D；最大动力臂为AD，阻力臂为DC，此时最小的作用力应垂直杠杆斜向下；
动力向上作用时，支点为B；最大动力臂为AB，阻力臂为BC，此时最小的作用力应垂直杠杆斜向下上．如图所示：

由图可知，阻力一定，BC=DC，即阻力臂一定，AB＞AD，即向上用力时动力臂大于向下用力时的动力臂，根据杠杆平衡条件可知，向上用力时的动力小于向下用力时的动力，即F₂＜F₁．

点评 本题考查杠杆平衡条件的应用，在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点成为力臂，此时的力臂最大，使用杠杆最省力．