Question

圖甲是一種工人在搬運(yùn)玻璃時(shí)用到的吸盤，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖．

（1）圖乙中，提鈕2可以看成是一種

省力

杠桿，請?jiān)趫D乙中畫出它的阻力臂l₂和最小動(dòng)力F₁示意圖．
（2）當(dāng)同時(shí)抓住提鈕1和2時(shí)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞上的閥門在

重力

和

大氣壓

的共同作用下關(guān)閉，這時(shí)吸盤就可以“吸起”玻璃．
（3）若吸盤底面積為3dm²，則此吸盤一次能吸起的最重的玻璃是多少牛？（取大氣壓為10⁵Pa）

Answer 1

分析：（1）先確定支點(diǎn)位置，即轉(zhuǎn)軸；再確定動(dòng)力和阻力的作用點(diǎn)，根據(jù)力臂越長作用力越小的原則確定最小作用力的方向，畫出支點(diǎn)到力作用線的垂直距離即為相應(yīng)的力臂，然后比較動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系，然后判斷杠桿的類型．
（2）活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上的閥門受到豎直向下的重力和大氣壓對閥門的共同作用下關(guān)閉．
（3）當(dāng)活塞和玻璃之間氣體最少（真空）時(shí)吸力最大，根據(jù)F=Ps求出吸盤一次能吸起的最重的玻璃是多少．

解答：（1）用吸盤搬運(yùn)玻璃時(shí)，人作用在手柄上的力是動(dòng)力，連桿作用在提鈕2上的力為阻力，支點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸上，如圖所示．
當(dāng)動(dòng)力的方向與提鈕2垂直向上時(shí)動(dòng)力臂最大，即此時(shí)最省力；
從支點(diǎn)開始分別向動(dòng)力和阻力的作用線作垂線即得力臂，如圖：

由圖可知，動(dòng)力臂遠(yuǎn)大于阻力臂，所以提鈕2可以看成是一種省力杠桿．
（2）活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上的閥門受到豎直向下的重力和大氣壓對閥門的共同作用下關(guān)閉．吸盤可以“吸起”玻璃．
（3）一次能吸起的玻璃最重為：G=F=pS=10⁵pa×3×10^-2m²=3×10³N．
故答案為：（1）省力；如圖所示；（2）重力；大氣壓；（3）一次能吸起的玻璃最重為3×10³N．

點(diǎn)評：本題考查了杠桿最小力問題、省力和費(fèi)力杠桿的判斷、壓力的計(jì)算等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，關(guān)鍵是對吸盤式搬運(yùn)玻璃工具工作原理的理解和涉及相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用．