Question

小明在學校參加植樹，使用圖示的鋼絲鉗，剪鐵絲固定小樹苗．
（1）他使用的鉗子是省力的還是費力的？
（2）畫出作用在鉗子上動力的力臂．
（3）剪鐵絲時動力臂長10cm，阻力臂長1cm，若鐵絲被剪斷需要1000N的力，小明至少要用多大的力才能將鐵絲剪斷？
（4）小明在剪一根較粗的鐵絲時，怎么也剪不斷，請你利用學過的杠桿知識幫小明想辦法剪斷這根鐵絲，并說明這么做的道理．

Answer 1

分析：①判斷杠桿的類型可結合生活經驗和動力臂與阻力臂的大小關系來判斷．
②動力臂是從支點到動力的作用線的距離，作出從支點到動力作用線的垂線段即可．
③已知阻力、阻力臂和動力臂，根據杠桿的平衡條件可以求出動力的大小．
④根據杠桿的平衡條件，相同條件下，動力臂越長越省力．

解答：解：（1）我們使用鉗子是為了省力，并且在使用過程中動力臂大于阻力臂，所以鉗子是省力杠桿．
故答案為：他使用的鉗子是省力的．
（2）動力作用在鉗子的手柄上，方向與手柄垂直，如下圖所示．從支點向動力所在的直線作垂線，支點到動力作用線的距離即為動力臂．如圖：

（3）根據杠桿的平衡條件F₁l₁=F₂l₂
可得：F₁=

F2l2

l1

=

1000N×1cm

10cm

=100N
答：小明至少要用100N的力才能將鐵絲剪斷．
（4）根據杠桿的平衡條件，阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力，所以我們可以想辦法增加動力臂的長度．
故答案為：在鉗柄上套鐵管等．

點評：本題較全面地考查了杠桿方面的知識，綜合性很強．畫力臂是學生的薄弱環節，我們可以把問題簡單化：力臂即點到線的距離（在數學中早有接觸）．畫力臂的方法是：找到點（支點O），找到線（力的作用線--力所在的直線），由點向線作垂線即可．我們還可以用口訣來記：一找點（支點），二作線（力的作用線），點向線作垂線．