Question

（1）如圖1所示，使用羊角錘拔釘子，動力作用在錘柄上A點．請作出拔釘子時所用最小動力F的示意圖．
（2）如圖2所示，F₁是作用在抽水機手柄A點處的動力，O為支點．請畫出杠桿AOB所受動力F₁的力臂L₁及所受阻力的示意圖．
（3）如圖3所示，輕質杠桿可繞O轉動，杠桿上吊一重物G，在動力F作用下杠桿靜止在水平位置，l為F的力臂，請在圖中作出動力F的示意圖及杠桿所受阻力F₂的示意圖．
（4）如圖4所示，小明站在地面上，欲用滑輪組提升重物，畫出最合適的繞線方法．

Answer 1

分析：（1）由杠桿平衡的條件知，當阻力與阻力的力臂的積為定值時，動力臂最大時，動力是最小的，此時的動力臂是支點到動力的作用點的距離，支點為錘與木材的接觸點．
（2）過阻力作用點表示阻力的方向（即豎直向上），得出阻力示意圖；延長動力的作用線（用虛線）；再由支點向動力作用線做垂線，標出L₁．
（3）支點O、力臂l已知，根據力臂的作法：從支點向力的作用線作垂線段，作出動力F的示意圖，重物對杠桿的作用力為阻力F₂；
（4）人用力往下拉繩使重物升起，因此人的動力方向向下，重物運動方向向上，故由兩根繩子承擔物重，繩子開始端固定在定滑輪上．

解答：解：
（1）連接A點與支點O即為動力臂，再做OA的垂線即為在A點施加最小作用力，方向是斜向上，如圖所示：
（2）阻力作用點在點B，方向豎直向上；動力臂為支點到動力作用線的距離．如圖所示：
（3）根據力臂的作法，過力臂l的末端作力臂的垂線，垂線與輕質桿的交點是動力F的作用點，F的作用線沿與力臂的垂線方向，重物對杠桿的作用力為阻力F₂；如圖所示：
（4）人用力往下拉繩使重物升起，說明最后繞過的是定滑輪，按此反向繞線，繩子的起始端系在定滑輪上，如圖所示：

點評：第一問，是求最小的力常見的題型，關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂．
第二問，掌握杠桿五要素，然后根據杠桿的五要素作出相應的作用力或力臂．
第三問，知道力臂與力的作用線垂直是解題的關鍵．
第四問，用繩子連接滑輪組時，可以從定滑輪的下端掛鉤繞滑輪引線，也可以從動滑輪的上端掛勾繞滑輪引線，找出符合題意的即可；也可以采用逆繞法連線，人用力往下拉繩使重物升起，可以從人的手向上繞定滑輪引線、連接即可．