Question

（1）畫出圖1簡易吊車的動力臂與阻力臂．
（2）如圖，在杠桿ABCD上掛了一個重為G 的物體．為使杠桿在圖中的位置靜止．請在杠桿上畫出最小的動力F和它的方向．
（3）如圖所示，杠桿OA在力F₁、F₂的作用下處于靜止狀態，L₂是力F₂的力臂，在圖中畫出F₁的力臂和阻力F₂．
（4）請畫出最省力的繞線方法．

Answer 1

分析：（1）此杠桿支點在O點，根據動力臂為支點到動力作用線的距離，阻力臂為支點到阻力作用線的距離，分別作出動力臂L₁和阻力臂L₂．
（2）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要使動力最小，則動力臂必須最長，先確定最長動力臂的動力的作用點，然后過動力作用點做垂直于杠桿的作用力即可．
（3）力臂是支點到力的作用線的距離，作圖時要把握住力和力臂的垂直關系．
（4）首先要會組裝滑輪組．知道承擔物重的繩子段數越多越省力．在此題中，人在地面用力，所以拉力方向下．

解答：解：
（1）從支點向動力作用線引垂線，作出動力臂，并表示出動力臂的起始端，標上字母L₁；
從支點向阻力作用線引垂線，作出阻力臂，并標出阻力臂的起始端，標上字母L₂；如圖所示：

（2）A為支點，所以力作用在杠桿的最右端，當動力臂是AD時，力臂最長，此時的力最小．過D做AD的垂線，沿此方向向上施加力即可，如下圖所示：

（3）做力F₁的反向延長線，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的右端，作垂直于L₂的直線，與杠桿OA的交點為力F₂的作用點B，方向斜向左上方，如圖所示：

（4）要使滑輪組最省力，需要承擔物重的繩子段數最多，所以要從動滑輪繞起，如圖所示：

點評：（1）第一問作力臂首先找到支點和力的作用線，再從支點向力的作用線引垂線，支點到垂足之間的距離為力臂的大小．
（2）第二問考查了力臂的畫法、使用杠桿最小力的確定．根據杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，而力臂最大時力的作用點一般離杠桿的支點最遠，所以在杠桿上找到離杠桿支點最遠的點即力的作用點，這兩點的連線就是最長的力臂．
（3）第三問考查了力和力臂的作法．當杠桿平衡時，動力和阻力對杠桿的影響是：使杠桿的運動趨勢是相反的．
（4）第四問考查了滑輪組的組裝．滑輪組的組裝有兩種方法，從定滑輪繞起或從動滑輪繞起．從動滑輪開始繞，承擔物重的繩子段數多．