Question

按要求作图：
（1）在如图1中画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图及力臂．
（2）如图2所示，小明站在地面上，欲用滑轮组提升重物，请画出最合适的绕线方法．
（3）如图3所示的元件，按下列要求连接电路（连线不得交叉）：
 ①L₁和L₂并联；
 ②电压表测总电压；
 ③电流表测L₁的电流（L₁的电流约为0.3A）；
 ④开关控制整个电路．

Answer 1

分析：（1）已知力的作用点，连接支点与力的作用点（即最长的力臂）；根据力臂越长，作用力越小的思路进行分析，然后再根据力与力臂的关系以及阻力的作用画出最小力的方向．
（2）在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向．
（3）两灯泡并联，电压表测总电压说明电压表与电源并联，电流表测L₁的电流说明电流表串联在L₁的支路，开关控制整个电路说明开关位于干路．

解答：解：（1）解：根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，可知在阻力和阻力臂不变的情况下，要使动力最小，就要使动力臂L₁最大，即在杠杆上找一点，使其到支点的距离最长，这个距离即为动力臂．由图可知，在杠杆上A点到支点O的距离最大，过A沿斜向上的方向做OA的垂线即为最小的动力F，如图所示：

（2）因为滑轮组要求小明站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，如图所示，由两段绳子承担物重．

（3）根据题意可得，两灯泡并联，电流表串联在L₁的支路，开关位于干路，电源的电压为3V，所以电压表3V的量程与电源并联，如下图所示：

点评：（1）本题考查杠杆中最小力的问题以及力的示意图画法的掌握情况，知道支点与力的作用点的连线为最长的力臂．
（2）设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑，一是省力情况，二是绳子自由端的朝向．
（3）本题考查了根据题意连接实物电路图，关键是得出各电路元件的连接方式和根据电源的电压确定电压表的量程．