题目内容

18.(1)如图1甲所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图乙为单侧钳柄及相连部分示意图.请在图乙中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1,并在A点作出阻力F2.
(2)如图2所示,在杠杆AB上挂了一个重为G的物体.为使杠杆在图中的位置静止,请在杠杆上画出最小的动力F;
(3)用如图3所示的滑轮组提升一重物有两种绕绳方法,请画出最省力的一种.
(4)请在图4中的两个虚线框内,选填“电源”和“开关”的符号,并满足当开关都闭合时两灯组成并联电路

分析 (1)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(2)根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”可知:在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要使动力最小,则动力臂必须最长,先确定最长的力臂--即离支点最远的点,然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可.
(3)最省力时绳子段数n与滑轮个数n'的关系是:n=n'+1;
若n为偶数,绳子固定端在定滑轮上;若n为奇数,绳子固定端在动滑轮上;即:“奇动偶定”.
(4)开关跟用电器之间属于串联使用,要使开关都闭合时两灯组成并联电路,把开关和电灯看作一个整体后,它们的首跟首相连,尾跟尾相连.

解答 解:(1)找出支点,从O做F1的垂线段就是F1的力臂;过A点做竖直向上的阻力F2;如图所示:
(2)在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,动力臂最长时最省力,由图知OB比OA长,所以OB作动力臂最长,过B点与OB垂直向上作垂线就得到动力F的方向,如下图所示:
(3)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,由图知:滑轮个数n'=2,所以绳子段数n=3,根据“奇动偶定”的方法,绳子从定滑轮开始绕,每个滑轮只能绕一次,此题最多可由3段绳子承担动滑轮的重.
如下图:

(4)由图可知把图中的开关和与其串联的电灯看作一个整体后,另一个电灯和下面的虚线框跟它并列连接,所以下面的虚线框为开关,上面的虚线框为电源,如下图所示:

点评 (1)作力臂时要找好支点与力的作用线,因为力臂是从支点到力的作用线的距离.
(2)此题既考查了力臂的画法,也考查了最小力的确定.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)此题主要考查的是学生绕制滑轮组的能力,重点是绳子股数的判断,然后根据“奇动偶定”的原则来绕制滑轮组.
(4)本题考查电路图的分析,能否熟知并联电路的连接特点是本题的解题关键所在.

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