Question

4．在圖中，分別畫出向上、向下用力撬動大石頭時最小力的作用點和方向．并比較二次最小力的大小、得到真正的最小力．

Answer 1

分析 （1）支點是杠桿繞著轉動的固定點，動力向下作用時，杠桿應繞D點轉動，動力向上作用時，杠桿應繞B點轉動；
（2）根據杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情況下，動力臂越大，動力將越小．

解答 解：
動力向下作用時，支點為D；最大動力臂為AD，阻力臂為DC，此時最小的作用力應垂直杠桿斜向下；
動力向上作用時，支點為B；最大動力臂為AB，阻力臂為BC，此時最小的作用力應垂直杠桿斜向下上．如圖所示：

由圖可知，阻力一定，BC=DC，即阻力臂一定，AB＞AD，即向上用力時動力臂大于向下用力時的動力臂，根據杠桿平衡條件可知，向上用力時的動力小于向下用力時的動力，即F₂＜F₁．

點評 本題考查杠桿平衡條件的應用，在力與力臂乘積一定的情況下，若支點與力的作用點成為力臂，此時的力臂最大，使用杠桿最省力．