Question

15．（1）画出图1中静止在水平桌面上的物体A所受重力及支持力的示意图．
（2）如图2，杠杆OB可绕O点转动，在力F的作用下在水平位置平衡，画出力F的力臂L．
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线．
（4）如图4所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需最小力的示意图．

Answer 1

分析 （1）物体静止，受到的重力和支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一直线上，在画时注意线段长度相等，作用点都画在物体的重心；
（2）过支点O做力F作用线的垂线，即为力F的力臂．
（3）最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案．
（4）由杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值时，当力臂最大时，即AC是力臂时，力是最小的．

解答 解：
解：（1）重力从重心竖直向下画，标出符号G，支持力从重心竖直向上画，标出符号F，注意两个力大小相等，所画的长度要相等，如图所示：
（2）延长力F的作用线，过支点O做拉力作用线F的垂线，即为拉力F的力臂．如图所示：
（3）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F=$\frac{1}{3}$G为最省力的绕法，如图所示：
（4）由题意知，最长的力臂为OC，连接OC，则F与OC垂直，又因为G使杠杆沿顺时针转动，所以F应使杠杆沿逆时针转动，因此F方向应垂直OC向上．如图所示：

点评 （1）作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等．
（2）画杠杆的力臂则要找准支点和力的作用线，并从支点向力的作用线做垂线．
（3）考查了滑轮组的绕绳方法，应先分析承担物重的绳子的段数，再按一定的要求进行绕绳．
（4）考查了杠杆中的最小力问题，根据杠杆的平衡条件，关键是确定最长的力臂即从支点到力的作用点之间的距离．