Question

15．（1）如图甲所示是一侧带有书柜的办公桌，现在要用一个最小的力将其一端稍抬离地面，请画出这个力的方向和这个力的力臂，并用“O”标明这个“杠杆”的支点．
（2）如图乙所示，有三个滑轮组，小明想用最小的力提起500N的重物，请你帮小明选择一个恰当的滑轮组，并画出它的装配图．（动滑轮重、摩擦均不计）
（3）如图丙所示是一个不完整的电路图，其中箭头所指的方向表示电路接通时的电流方向，请在图中的两个空缺的位置分别补画电池和电压表的符号，使之成为一个完整的串联电路．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂，在阻力相同的情况下，阻力臂越短、动力臂越长，所用的动力越小，越省力，所以关键是确定支点．
（2）滑轮组绳子的绕法，有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮．
（3）要使灯泡发光则必须有电源；电压表在电路中相当于断路．

解答 解：（1）由图知，抽屉在书桌的右侧，所以当作用力在左侧时，以右侧下端为支点，此时阻力臂最小；连接支点与书桌的左上角，这个距离则是最长的动力臂，根据杠杆平衡条件可知，此时动力最小，动力F应与连线垂直且方向向上，如图所示：

（2）滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数．
由乙图可知，左边和右边的滑轮组最多只能由三股绳子承担物重，中间的滑轮组最多可以由四股绳子承担物重，绳端从定滑轮的开始绕起，如图所示：

（3）若电源在右侧，电压表在左侧，电压表在电路中相当于断路，则只有灯泡L₂发光，L₁不发光；因此只有电源在左侧，电压表在右侧，两灯泡才能正常发光，且是一个完整的串联电路；电源在左侧，根据电流的方向可知，电源下端应为负极、上端为正极，电路图如下图所示．

点评 （1）此题属于杠杆的最小力问题，掌握杠杆平衡条件是解决杠杆问题的基础，要确定最小的力，应正确的确定支点使阻力臂最小，并找出最长的力臂，便可得出最小的力，同时考查了力臂的画法，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离．
（2）滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数，明确了这一点，滑轮组的绕法就变得非常简单．
（3）此类型题目要求对电路中各元件的作用及使用方法要非常明确，然后根据串并联电路的特点正确连接电路．