Question

按要求作圖：
（1）在如圖1中畫出使輕質杠桿保持平衡的最小的力F的示意圖及力臂．
（2）如圖2所示，小明站在地面上，欲用滑輪組提升重物，請畫出最合適的繞線方法．
（3）如圖3所示的元件，按下列要求連接電路（連線不得交叉）：
 ①L₁和L₂并聯；
 ②電壓表測總電壓；
 ③電流表測L₁的電流（L₁的電流約為0.3A）；
 ④開關控制整個電路．

Answer 1

分析：（1）已知力的作用點，連接支點與力的作用點（即最長的力臂）；根據力臂越長，作用力越小的思路進行分析，然后再根據力與力臂的關系以及阻力的作用畫出最小力的方向．
（2）在使用滑輪組提升重物時，既要考慮到它的省力情況，還應注意動力的施力方向．
（3）兩燈泡并聯，電壓表測總電壓說明電壓表與電源并聯，電流表測L₁的電流說明電流表串聯在L₁的支路，開關控制整個電路說明開關位于干路．

解答：解：（1）解：根據杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂，可知在阻力和阻力臂不變的情況下，要使動力最小，就要使動力臂L₁最大，即在杠桿上找一點，使其到支點的距離最長，這個距離即為動力臂．由圖可知，在杠桿上A點到支點O的距離最大，過A沿斜向上的方向做OA的垂線即為最小的動力F，如圖所示：

（2）因為滑輪組要求小明站在地面上提升重物，因此，在繞繩時，最終的繩子自由端方向應該向下，如圖所示，由兩段繩子承擔物重．

（3）根據題意可得，兩燈泡并聯，電流表串聯在L₁的支路，開關位于干路，電源的電壓為3V，所以電壓表3V的量程與電源并聯，如下圖所示：

點評：（1）本題考查杠桿中最小力的問題以及力的示意圖畫法的掌握情況，知道支點與力的作用點的連線為最長的力臂．
（2）設計滑輪組的繞繩方案應從兩方面考慮，一是省力情況，二是繩子自由端的朝向．
（3）本題考查了根據題意連接實物電路圖，關鍵是得出各電路元件的連接方式和根據電源的電壓確定電壓表的量程．