Question

如圖a所示，輕質杠桿的A點掛一重物G，繩受的拉力為F₂，O為杠桿的支點．請在杠桿的端點B處畫出使杠桿保持靜止的最小的力F₁的示意圖，并作出F₁和F₂的力臂l₁和l₂．
圖b所示，一輕質杠桿OA在力F₁、F₂的作用下處于靜止狀態(tài)．l₂是力F₂的力臂，請在圖中畫出F₁的力臂l₁和力F₂的示意圖．
用滑輪組將陷在泥中汽車拉出來，試在圖c中畫出最省力的繞繩方法．

Answer 1

【答案】分析：（1）為OB的力臂最長，所以過B點作垂直于OB的力，即為最小的作用力；再根據力臂的畫法，過支點作垂直于動力作用線和阻力作用線的垂線段，即動力臂和阻力臂．
（2）力臂是由支點到力的作用線的距離，而畫力時也可根據其作用線與力臂垂直這一特點，在已知力臂的情況下，畫出對應的力．
（3）要求的是最省力的繞繩方法，已知圖中只有一個動滑輪，那么承重的繩子最多有3條，根據“偶定奇動”的方法進行繞線即可．
解答：解：（1）向延長F₂的作用線，過支點O作F₂的作用線的垂線段，即力臂l₂；由于OB為最長阻力臂l₁，因此過B點作垂直于OB斜向上的動力F₁．如圖所示
（2）做力F_l的延長線，過支點O做力F₁作用線的垂線段l₁，則線段l₁為力F₁的力臂；
過力臂l₂的末端，作垂直于l₂的直線，與杠桿OA的交點為力F₂的作用點，方向斜向右上方，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：

點評：（1）根據力臂越長越省力，作出最小的力，會根據力臂的畫法，作出動力臂和阻力臂．
（2）本題考查了杠桿平衡條件、力臂的概念、力的示意圖的畫法，知道力臂是從支點到力的作用線的垂直距離是關鍵．易錯點將垂足當做動力作用點．
（3）本題畫最省力的繞繩方法：繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過左邊定滑輪，再繞過動滑輪．