Question

动滑轮在使用时相当于一个杠杆，如图所示，某人用绳子沿着竖直方向通过动滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G．
（1）请你在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、阻力G的力臂（保留作图痕迹）
（2）若不计摩擦，滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F=．

Answer 1

解：（1）动滑轮的支点是固定上端的那段绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径．如图所示：
；
（2）
根据杠杆平衡条件：F₁?L₁=F₂?L₂，
而L₁=2L₂，
∴F=G．
分析：1）在外力作用下，杠杆可以绕某一固定点转动，根据杠杆的定义中的某一固定点确定支点O；手作用在绳子上的力为拉力F，过钩码的重心作竖直向下的力即重力；最后根据力臂的定义画出相应的力臂．
（2）从图中找出动力臂和阻力臂的关系，利用杠杆平衡条件的即可验证拉力和钩码重力的关系．
点评：此类作图题的关键是掌握杠杆的五要素，然后根据力臂的定义正确画出力臂；会结合数学知识进行简单的物理证明．