Question

14．按要求作图．

（1）如图甲所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L₁和其受到的阻力F₂．
（2）如图乙所示，一轻质杠杆AC可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体．为使杠杆在水平位置保持平衡，画出施加在杠杆上最小力F的示意图．
（3）请在图丙中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起．

Answer 1

分析 （1）作用在杠杆上的动力是绳子拉杠杆的力，方向沿绳子向上；阻力是物重对杠杆的力，方向竖直向下；已知支点、动力和阻力的方向，根据力臂的画法，过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即动力臂和阻力臂．
（2）根据杠杆平衡的条件，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．因此先确定最长的力臂，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）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）由图知F为动力，过支点O做动力F的垂线段，即为动力臂L₁．重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下．如图所示：

（2）根据杠杆平衡的条件，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．C点离支点最远，故最长的力臂为OC，过C点作垂直于OC的作用力F，即最小的力，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）判断作用在杠杆上的动力和阻力，会根据力臂的画法，准确作出动力臂和阻力臂．
（2）由杠杆的平衡条件，杠杆中最小作用力问题，可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂．
（3）此题主要考查了有关滑轮组的绕线．在设计滑轮组时，要注意题目的要求，若知道拉力方向可以从绳端绕起．