Question

14．作图题

（1）如图1所示，某人在A处提升物体，请在图中画出最省力的绳子绕法．
（2）如图2所示是空调室外机支架，以O为支点，在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定，且使铁线受到的拉力最小．请画出P孔与墙连接的铁线，并画出铁线拉力的力臂l．
（3）公交车后门两个扶杆上均装有一个按钮，每一个按钮相当于一个开关．当乘客按下任一按钮，驾驶台上的指示灯亮，提醒司机有人下车．请在图3虚线框内设计出符合要求的电路．

Answer 1

分析 （1）最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案．
（2）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．
（3）根据“当乘客按下任一按钮，驾驶台上的指示灯亮”结合串并联电路特点判断两个开关的连接方式，然后分析电路图答题．

解答 解：（1）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，提升物体绳子条数为3，是最省力的绕法，如图所示：

（2）在阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡条件可知，动力臂越大，动力越小，由图示可知，连接OP，即为力臂l，过P点做垂直于OP的作用力F，如图所示：

（3）当乘客按下任一按钮，驾驶台上的指示灯都会发光，说明这两个开关可以独立工作、互不影响即为并联，且指示灯位于干路上，如图所示：

点评 （1）省力多少和绳子的绕法，决定滑轮组的使用效果．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．
（2）熟练应用杠杆平衡条件、掌握力臂的作法即可正确解题．知道支点与力的作用点的连线为最长的力臂．
（3）根据题意得出两开关的连接方式是解决本题的关键，解决此类问题要抓住题干中有用的信息，即电路元件是否可以独立工作（并联），还是相互影响（串联）．