Question

9．（1）一个绕O点转动的杠杆，已知阻力F₂的方向，以及动力F₁的力臂，在图1中补全F₂的力臂以及动力F₁．
（2）画出使杠杆AB在如图2所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向；
（3）在图3中用线代表绳子，将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人用力往下拉绳使重物升起．

Answer 1

分析 （1）已知支点、阻力的方向和动力臂，根据力臂的画法，过支点作阻力作用线的垂线段，即阻力臂；然后过动力臂的末端作垂直于动力臂的作用力，即动力．
（2）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．
（3）人用力往下拉绳使重物升起，因此人的动力方向向下，重物运动方向向上，故由两根绳子承担物重，绳子固定在定滑轮上．

解答 解：（1）延长力F₂，过支点O做力F₂作用线的垂线段，即为力臂L₂；
根据力和力臂的垂直关系，过力臂L₁的右端，作垂直于力臂L₁的直线，与杠杆的交点为力F₁的作用点，已知阻力F₂的方向向下，那么力F₁的方向应向上，然后标出力的方向，作图如下：

（2）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．如图所示：

（3）人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图所示：

点评 （1）力臂是支点到力的作用线的距离，具体做法是过支点向力的作用线作垂线．
（2）杠杆上的最小力必然对应最大力臂，离杠杆支点最远的点即力的作用点，两点的连线就是最长的力臂．
（3）用绳子连接滑轮组时，可以从定滑轮的下端挂钩绕滑轮引线，也可以从动滑轮的上端挂勾绕滑轮引线，找出符合题意的即可．也可以采用逆绕法连线，人用力往下拉绳使重物升起，可以从人的手向上绕定滑轮引线、连接即可．