Question

14．图甲是一种工人在搬运玻璃时用到的吸盘，当同时抓住提钮1和2时，活塞向上运动，活塞上的阀门在重力和的共同作用下关闭，这时吸盘就可以“吸起”玻璃，图乙是它的结构示意图． 

（1）图乙中，提钮2可以看成是一种省力杠杆，请在图乙中画出它的阻力F₂、阻力臂l₂和最小动力F₁示意图．
（2）若吸盘底面积为3dm²，则此吸盘一次能吸起的最重的玻璃是3×10³N（取大气压为10⁵Pa）．

Answer 1

分析 （1）先确定支点位置，即转轴；再确定动力和阻力的作用点，根据力臂越长作用力越小的原则确定最小作用力的方向，画出支点到力作用线的垂直距离即为相应的力臂，然后比较动力臂与阻力臂的大小关系，然后判断杠杆的类型．
（2）当活塞和玻璃之间气体最少（真空）时吸力最大，根据F=pS求出吸盘一次能吸起的最重的玻璃是多少．

解答 解：
（1）用吸盘搬运玻璃时，人作用在手柄上的力是动力，连杆作用在提钮2上的力为阻力，支点在转轴上，如图所示：
当动力的方向与提钮2垂直向上时动力臂最大，即此时最省力；
从支点开始分别向动力和阻力的作用线作垂线即得力臂，如图：

由图可知，动力臂远大于阻力臂，所以提钮2可以看成是一种省力杠杆．
（2）一次能吸起的玻璃最重为：
G=F=pS=10⁵pa×3×10^-2m²=3×10³N．
故答案为：（1）省力；如图所示；（2）3×10³．

点评 本题考查了杠杆最小力问题、省力和费力杠杆的判断、压力的计算等，涉及的知识点较多，关键是对吸盘式搬运玻璃工具工作原理的理解和涉及相应知识点的应用．