Question

20．按題目要求作圖

（1）如圖甲所示的杠桿ABC可繞A點的轉軸轉動，請畫出要使杠桿ABC在圖中位置保持平衡時所需最小力的示意圖．
（2）請在圖乙虛線框內畫出手電筒的電路圖．
（3）人站在地面上用圖丙所示的滑輪組提升重物，請你畫出最省力繞繩方法．

Answer 1

分析 （1）根據杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂，要使動力最小，則動力臂需最長；
從支點到力的作用點的距離最長，畫出最長的力臂，根據力臂的概念作出力F的示意圖．
（2）手電筒中，按鈕向上推，燈泡發光，向下推，燈泡熄滅，相當于一個開關，干電池做電源，燈泡作為用電器，由金屬外殼和彈簧連接起來．
（3）滑輪組的省力情況取決于承擔物重的繩子的段數，也就是看有幾段繩子連著動滑輪，段數越多越省力．

解答 解：
（1）根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，要使動力最小，則動力臂最長；動力F應作用在C端，連接AC，AC為最長的動力臂；F與AC垂直，又因為物重使杠桿沿順時針轉動，所以F應使杠桿沿逆時針轉動，則F的方向應垂直AC向上．如圖所示：

（2）在手電筒中，按鈕相當于開關，燈泡相當于用電器，干電池相當于電源，金屬外殼和彈簧相當于導線，電路圖如圖：

（3）從動滑輪上面的掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔物重，這是最省力的繞法．如圖所示：

點評 （1）此題考查了杠桿中的最小力問題，根據杠桿的平衡條件，關鍵是確定最長的力臂即從支點到力的作用點之間的距離．
（2）牢記手電筒的電路是基本電路，并且會根據實物圖畫出電路圖．
（3）在滑輪組中，繞過動滑輪的繩子股數越多會越省力，即F=$\frac{1}{n}$G．