Question

6．（1）请在图（a）中画出杠杆的动力臂L₁和阻力F₂．

（2）在图（b）中杠杆的B点挂一重物，在A点对杠杆施加一个最小力F，使杠杆在图示位置平衡，试画出这个力的示意图和力臂l．
（3）请在图（c）中画出滑轮组最省力的绕绳方法．

Answer 1

分析 （1）拉力F₂为物体对杠杆的拉力，其作用点为线与杆的交点，阻力的方向沿绳子向下，过拉力F₂的作用点表示出拉力的方向；
已知支点和动力的方向，根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段．
（2）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，若阻力阻力臂乘积一定，则动力臂最大时动力会最小，而且动力使杠杆转动的效果与阻力（物体重力的拉力）使杠杆转动的效果相反．
（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）过拉力作用点作竖直向下的拉力F₂；过支点O作F₁作用线的垂线段（即动力臂L₁），如图所示：
（2）由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小．图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，然后过A点做动力F与OA垂直，方向斜向下，如图所示：
（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）本题考查力的示意图以及力臂画法的掌握情况；确定力的作用点和方向，是正确画出力的示意图的前提．
（2）力臂是支点到力的作用线的距离，若支点与力的作用点的连线成为力臂，此时的力臂最大．
（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_总．