Question

12．根据要求作图

（1）如图1所示，杠杆在力F₁、F₂作用下处于平衡状态，L₁为F₁的力臂．请在图中作出F₂的力臂以及力F₁．
（2）某剧组为拍摄节目需要，设计了如图2所示拉力装置来改变照明灯的高度，轻质杠杆ABO可绕O点转动．请在图中画出：①杠杆所受拉力的力臂l₁ ②杠杆所受阻力F₂的示意图．
（3）请在图3中画出使用该滑轮组最省力的绕线方式．

Answer 1

分析 （1）根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可作出F₂的力臂L₂，根据力的作用线与力臂垂直，可作出力的作用线，与杠杆的交点就是力的作用点，根据动力和阻力的关系可确定力的方向．
（2）先确定阻力作用点（即A点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向下）；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）首先要会组装滑轮组．知道承担物重的绳子段数越多越省力．在此题中，画出滑轮组最省力的绕线方式，所以要从动滑轮绕起．

解答 解：
（1）由图可知，O为支点，由O向力F₂的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂L₂，如图：
从力臂L₁的左上端作L₁的垂线，即为力F₁的作用线，与杠杆的交点就是F₁的作用点，F₁使杠杆的转动方向与力F₂的相反，所以力F₁的方向斜向上，如图所示：

（2）过A点作竖直向下的力（即阻力F₂）；杠杆所受绳子的拉力斜向上，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）要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮上面的挂钩绕起．

点评 （1）此题主要考查了有关力臂的画，滑轮组的设计与组装等知识点，明确从支点向力的作用线引垂线．垂线段的长度即为力臂．
（2）此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）此题考查了滑轮组的组装．滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起．从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多．