Question

13．如今城市普遍存在著停車難的問題，圖甲是集存車、綠化、景觀、防盜、戶外廣告等多功能為一體的“路邊空中綠化存車亭”；存車時只需40秒就可以把車子從地面升起停在2米高空．圖乙為“路邊空中綠化存車亭”的工作原理圖，其中A為存車架，O為桿OB的轉動軸，桿的B端固定懸掛泊車裝置，BC為牽引OB桿轉動的鋼絲繩，由電動機牽引．存車時，汽車開到存架上，電動機通過鋼絲繩BC將桿OB拉到一定高度固定；取車時，OB桿放下使存車架落回地面．請根據以上信息回答下列問題（忽略OB的重力和機械各部分的摩擦力）：

（1）圖乙中，C輪的作用是改變力的方向．杠桿OB屬于省力（填“省力”或“費力”）杠桿．
（2）如圖乙所示，若此時汽車的質量為1.2t，B點到地面的垂直距離為3m，車的重心距離地面2m，OB長為5m，BC間距離為1m，此時鋼絲繩所受到的拉力大小為9600N．

Answer 1

分析 （1）使用定滑輪不省力也不費力，但可以改變力的方向；當動力臂大于阻力臂時，為省力杠桿；當動力臂小于阻力臂，為費力杠桿；當動力臂等于阻力臂時，為等臂杠桿；
（2）先畫出作用在杠桿上的阻力和阻力臂以及動力和動力臂，然后根據直角三角形中各邊間的關系求出阻力臂，再利用杠桿平衡的條件求出鋼絲繩所受到的拉力．

解答 解：
（1）圖乙中C輪為定滑輪，使用定滑輪的特點不省力，但可以改變力的方向；
由下圖可知，動力臂L₁大于阻力臂L₂，因此杠桿OB為省力杠桿；
（2）作用在杠桿上的阻力、阻力臂以及動力、動力臂，如下圖所示：

已知直角三角形OBE中，OB=5m，BE=3m，則L₂=OE=$\sqrt{（5m）^{2}-（3m）^{2}}$=4m，
B點受到拉力F₂=G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
由杠桿平衡條件可得F₁L₁=F₂L₂，
所以，F₁=$\frac{{F}_{2}{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N×4m}{5m}$=9600N．
故答案為：（1）改變力的方向；省力；（2）9600．

點評 本題考查了定滑輪的特點、杠桿的分類、杠桿平衡的條件的應用，畫圖確定動力臂和阻力臂的大小是關鍵．