Question

8．（1）如图1，请在A点画出能使杠杆OA在图示位置保持平衡的最小拉力的示意图．
（2）请在图2中画出动力F_l的力臂以及作用于B点的阻力F₂的示意图．
（3）如图3所示装置是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，现用这个装置去提升一个重2000N的物体，而所用的绳索最多只能承受800N的拉力，在图中画出最安全的绕法．（不计滑轮重及摩擦）

Answer 1

分析 （1）根据力臂越长，作用力越小的思路，先确定最长的力臂，然后根据力与力臂垂直的关系确定杠杆的最小作用力；
（2）先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向上）；已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）．
（3）滑轮组最省力问题：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”．

解答 解：（1）为使拉力最小，动力臂为OA最长，故过A点作垂直于OA的力，方向斜向上，如下图所示：

（2）过B点作竖直向上的力（即阻力F₂）；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段（即动力臂L₁）．如图所示

（3）由题意得，绳子的段数：$\frac{2000N}{800N}$=2.5，取整数，为3段绳子，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，如图所示：

点评 （1）考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用，根据阻力和阻力臂一定时，动力臂最长时最省力找出动力臂是本题的关键．
（2）此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂，并且作图要求规范．
（3）根据物体的重和与绳索能承受的最大拉力，可求绳子的段数．注意一定要取整数，且要用进一法．