Question

（1）請你在圖1中畫出用滑輪組提升重物的最省力的繞繩方法．
（2）如圖2所示，畫出杠桿所受動力F的力臂．
（3）小軍用釘錘拔釘子的情景如圖3所示．①作出釘錘受到的重力和支持力的示意圖．②作出小軍拔鐵釘時最小力的示意圖．
（4）輕質杠桿ABO可繞O點轉動，在圖4中畫出ABO所受阻力F₂的示意圖，并畫出動力臂L₁和阻力臂L₂．

Answer 1

分析：（1）要使滑輪組省力，就是使最多的繩子段數來承擔動滑輪的拉力．
（2）力臂是支點到力的作用線的距離，由支點向力的作用線做垂線，垂線段的長度即為力臂．
（3）①物體的重力G的作用點在重心，方向是豎直向下；支持力F的作用點在接觸面上，方向是垂直支撐面向上．
②由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當動力臂最大時，動力最小，即最省力．連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，當作用力與之垂直時，作用力最小．
（4）力臂是支點到力的作用線的距離，因此要先確定支點，然后判斷力的方向，再過支點做出力的作用線的垂線，支點到力的作用線的距離，即為所求作的力臂．

解答：解：（1）動滑輪被幾根繩子承擔，拉力就是物體和動滑輪總重的幾分之一，此題最多可由3段繩子承擔動滑輪的重，如下圖：

（2）從支點O向動力F的作用線的垂線段，垂線段L即為動力的力臂，如下圖所示：

（3）重力的方向是豎直向下的，支持力的方向總是垂直于接觸面；力臂越長越省力，最長的力臂即支點與作用點的連線，然后根據力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可，如下圖所示：

（4）圖中支點為O點，阻力F₂的方向與杠桿OB垂直，動力臂是支點到動力作用線的垂線段，阻力臂是支點到阻力作用線的垂線段，如圖所示：

點評：（1）滑輪組最省力的繞繩方法，其實就是尋找連接動滑輪最多的繩子的段數，明確了這一點，滑輪組的繞法就變得非常簡單．
（2）力臂的作法關鍵是要作出支點到力的作用線的垂線段，掌握作圖的基本方法，并且作圖要規范．
（3）杠桿中最小力的問題，關鍵是確定出最長的力臂，并根據力臂的畫法做出最小的力．