Question

【题目】如图所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端A是动力作用点．

（1）在图上标出：当动力方向向上时，杠杆的支点a，当动力方向向下时，杠杆的支点b；

（2）在图上画出撬动石块动力F为最小时的方向．

Answer 1

【答案】见解析

【解析】

试题分析：（1）根据动力的方向画出支点：当动力方向向上时，杠杆逆时针绕杠杆的下端a转动，a为支点；当动力方向向下时，杠杆顺时针绕杠杆的下边支起点b转动，b为支点；

（2）无论动力方向向上还是向下，垂直于杠杆时的力臂最长、最省力；再比较两种方向用力时的大小，找出最省力的方向．

解：当动力方向向上时，支点为a，

Lad为阻力臂，LAa为动力臂，如右上图所示，

∵F1LAa=FLad，

∴； ①

当动力方向向下时，支点为b，

Lbd为阻力臂，LAb为动力臂，如右下图所示，

∵F2LAb=FLbd，

∴； ②

由图可知，Lad＜Lbd，LAa＞LAb，阻力F相同，

所以F1＜F2．

撬动石块动力F为最小时的方向为垂直于杠杆向上．

答：当动力为F1时，支点在a，当动力为F2时，杠杆在b，最省力的动力方向同F1，如图所示．