Question

（1）如圖1畫出使杠桿AB在圖所示位置靜止時所用最小力F的作用點和方向（O為支點，OA＜OB）
（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的示意圖和它的動力臂L₁
（3）用滑輪組將陷在泥中汽車拉出來，試在圖3中畫出最省力的繞繩方法．
（4）某同學在做俯臥撐運動時（如圖4），可將他視為一個杠桿，支點為O，他的重心在A點，支撐力為F，請畫出重力和支撐力F的力臂．

Answer 1

分析：（1）使用杠桿時，若阻力和阻力臂一定時，動力臂越長，越省力；因此只需找出使動力臂最大的動力作用點，然后作動力臂的垂線即可．
（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）要解決此題，需要知道滑輪組的繞線方法．可以從定滑輪或動滑輪繞起．要知道從動滑輪繞起比從定滑輪繞起多中間一根繞線承擔阻力，更省力．
（4）重力G的方向是豎直向下的，支撐力F的作用點在手與地面的接觸點，支點是點O．力臂是支點到力的作用線的距離．

解答：解：（1）從圖中可以看出，OB的長度大于OA的長度，則最長的力臂為OB，因此過B點作垂直于0B的力，如圖所示：

（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．如圖所示：

（3）只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪．如圖所示：

（4）重力作用在人的重心，方向豎直向下，用G表示．支撐力作用在人的手上，方向豎直向上，從支點O到F作用線的垂直距離，即為支撐力的力臂．

點評：（1）在處理杠桿最小力的問題時，需要先確定最長的力臂；此題中，易出現的錯誤是以A為動力作用點，但實際上這樣得到的動力臂不是最長的，注意解題的關鍵是找出最長的力臂．
（2）求最小的力是常見的題型，關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂．
（3）最省力的滑輪組繞繩方法：繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，再繞過動滑輪．
（4）考查了重力的示意圖和力臂的畫法．力臂關鍵是要畫出支點到力的作用線的垂線段．