Question

12．（1）节约用水，人人有责”．如图1甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L₂，并画出施加在A点的最小动力F₁．

（2）王健是学校升旗手，她想利用滑轮组来升旗．若将国旗挂在乙轮下的挂钩上，则应怎样在滑轮上绕绳，既可将国旗升上旗杆，又可省力？请在图2中画出你的绕法．
（3）按图3所示的实物图在虚线框内画出它的电路图，并标明相应的元件符号．

Answer 1

分析 （1）根据杠杆平衡的条件，F₁L₁=F₂L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（2）图中定滑轮、动滑轮的个数相等，滑轮组绕法有两种：
一是承担力的绳子股数与滑轮的总个数相等，自由端最后从定滑轮经过，这种绕法既省力又能改变力的方向；
二是承担力的绳子股数比滑轮总个数多1，自由端最后从动滑轮绕过，这种绕法不能改变力的方向，但比第一种省力．
（3）串联电路只有一条电流路径，并联有多条电流路径，根据实物电路图，应用分支法分析清楚电路结构，明确各电路元件的连接情况，然后根据实物电路图作出实验电路图．

解答 解：过O点作阻力F₂的垂线，即为阻力F₂对支点O的力臂L₂；
动力最小，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F₁，如下图所示．

（2）根据题意，国旗挂在动滑轮上，需要既省力又能改变力的方向．如图所示：

（3）由实物电路图可知，从电源正极开始分为两条支路，一路经灯L₂，开关S₂；另一路经灯L₁、开关S₁，然后共同回到电源负极，即两灯泡并联，开关S₂灯L₂所在支路，开关S₁控制灯L₁所在支路．根据实物电路图作出电路图，如图所示：

点评 （1）根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂，过力的作用点作垂线就是最小的力．
（2）本题考查滑轮组的组装，需要根据实际情况选定绕线方法，定滑轮不能省力，只能改变力的方法，动滑轮可以省一半的力．
（3）本题考查了根据实物电路图作实验电路图的问题，分析清楚电路结构、明确各电路元件的连接方式，是正确解题的前提与关键．