Question

按題目要求作圖：
（1）作出圖1的閘刀使用中的兩個力臂，并標明L₁和L₂．
（2）如圖2所示，使用羊角錘拔釘子，動力作用在錘柄上A點．請作出拔釘子時所用最小動力F的示意圖． （注意：請在圖上保留為確保作圖準確所畫的輔助線）
（3）站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶．請在圖3中畫出滑輪組繩子的繞法．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知支點、動力和阻力的方向，根據力臂的畫法，過支點作動力作用線和阻力作用線的垂線段，即動力臂和阻力臂；
（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．
（3）根據滑輪組省力情況的分析規律，吊著動滑輪的繩子的段數決定了其省力情況，因此要求最省力時，一般要從動滑輪開始連接，并同時注意最終拉力的方向．
解答：解：（1）延長動力作用線，過支點O作動力作用線的垂線段（即動力臂L₁）；阻力垂直于杠桿，過支點O作阻力作用線的垂線段（即阻力臂L₂），如下圖所示：

（2）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：

（3）從動滑輪的掛鉤開始，先向上繞過下端的定滑輪，再向下繞過動滑輪，最后繞向上端的定滑動，最終由三段繩子承擔物重，人可以站在地面用最小的力提升重物，如圖所示：

點評：（1）力臂即點到線的距離，先找點（支點），再作線（力的作用線），最后作點到線的距離；
（2）畫杠桿最小的力是常見的題型，關鍵是找到最大的動力臂，一般來說，支點與動力作用點的連線就是最大的動力臂；
（3）與動滑輪連接的繩子的段數，決定了滑輪組的省多少力，這是我們計算省力情況的關鍵；連接時，還要注意先內后外，以防交叉．