Question

（1）如圖1畫出使杠桿AB在圖所示位置靜止時(shí)所用最小力F的作用點(diǎn)和方向（O為支點(diǎn)，OA＜OB）
（2）如圖2所示，使用羊角錘拔釘子，動(dòng)力作用在錘柄上A點(diǎn)．請作出拔釘子時(shí)所用最小動(dòng)力F的示意圖和它的動(dòng)力臂L₁
（3）用滑輪組將陷在泥中汽車?yán)�出來，試在圖3中畫出最省力的繞繩方法．
（4）某同學(xué)在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖4），可將他視為一個(gè)杠桿，支點(diǎn)為O，他的重心在A點(diǎn)，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(shí)，若阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長，越省力；因此只需找出使動(dòng)力臂最大的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可．
（2）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．連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)A即是最大動(dòng)力臂，當(dāng)作用力與之垂直時(shí)，作用力最�。�
（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(dòng)滑輪繞起．要知道從動(dòng)滑輪繞起比從定滑輪繞起多中間一根繞線承擔(dān)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(diǎn)在手與地面的接觸點(diǎn)，支點(diǎn)是點(diǎn)O．力臂是支點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)與作用點(diǎn)的連線，然后根據(jù)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(gè)動(dòng)滑輪，要求最省力，繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動(dòng)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(diǎn)O到F作用線的垂直距離，即為支撐力的力臂．

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