Question

（1）如圖甲所示，利用動(dòng)滑輪來(lái)提升一個(gè)物體，拉力F豎直向上．動(dòng)滑輪其實(shí)就是一個(gè)變形的杠桿，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出它的支點(diǎn)O，并畫(huà)出F的力臂L．
（2）在圖乙中用線代表繩子，將兩個(gè)滑輪連成滑輪組，要求人用力往下拉繩使重物升起．
（3）請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出拔釘子時(shí)所需的最小動(dòng)力F₁和阻力F₂的示意圖．

Answer 1

分析：（1）動(dòng)滑輪的本質(zhì)是動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿，使用時(shí)可以省一半的力，但是不能改變力的方向．
（2）人用力往下拉繩使重物升起，因此人的動(dòng)力方向向下，重物運(yùn)動(dòng)方向向上，故由兩根繩子承擔(dān)物重，繩子固定在定滑輪上．
（3）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離，由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，即最省力．

解答：解：（1）動(dòng)滑輪的支點(diǎn)O在繩子與邊框的接觸點(diǎn)上，動(dòng)力F為繩子的拉力，方向向上，過(guò)支點(diǎn)O向動(dòng)力作用線畫(huà)垂線，就得到動(dòng)力臂L，如圖所示：
（2）人用力往下拉繩使重物升起，說(shuō)明最后繞過(guò)的是定滑輪，按此反向繞線，繩子的起始端系在定滑輪上，如下圖所示：
（3）力臂越長(zhǎng)越省力，最長(zhǎng)的力臂即支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線，然后根據(jù)力臂的畫(huà)法作出垂直于力臂的作用力即可．過(guò)O點(diǎn)作垂直于F₂的垂線即為阻力F₂的力臂L₂．如下圖所示：

點(diǎn)評(píng)：（1）本題考查了力臂的畫(huà)法．動(dòng)滑輪是變了形的杠桿，根據(jù)杠桿五個(gè)要素的概念，確定支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂、阻力臂，考查了學(xué)生對(duì)概念的理解和應(yīng)用能力．
（2）用繩子連接滑輪組時(shí)，可以從定滑輪的下端掛鉤繞滑輪引線，也可以從動(dòng)滑輪的上端掛勾繞滑輪引線，找出符合題意的即可．
（3）求最小的力是常見(jiàn)的題型，關(guān)鍵是要找到離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)從而做出最長(zhǎng)的力臂．