Question

（1）如图1画出使杠杆AB在图所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向（O为支点，OA＜OB）
（2）如图2所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点．请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图和它的动力臂L₁
（3）用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图3中画出最省力的绕绳方法．
（4）某同学在做俯卧撑运动时（如图4），可将他视为一个杠杆，支点为O，他的重心在A点，支撑力为F，请画出重力和支撑力F的力臂．

Answer 1

分析：（1）使用杠杆时，若阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
（2）由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（3）要解决此题，需要知道滑轮组的绕线方法．可以从定滑轮或动滑轮绕起．要知道从动滑轮绕起比从定滑轮绕起多中间一根绕线承担阻力，更省力．
（4）重力G的方向是竖直向下的，支撑力F的作用点在手与地面的接触点，支点是点O．力臂是支点到力的作用线的距离．

解答：解：（1）从图中可以看出，OB的长度大于OA的长度，则最长的力臂为OB，因此过B点作垂直于0B的力，如图所示：

（2）力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．如图所示：

（3）只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮．如图所示：

（4）重力作用在人的重心，方向竖直向下，用G表示．支撑力作用在人的手上，方向竖直向上，从支点O到F作用线的垂直距离，即为支撑力的力臂．

点评：（1）在处理杠杆最小力的问题时，需要先确定最长的力臂；此题中，易出现的错误是以A为动力作用点，但实际上这样得到的动力臂不是最长的，注意解题的关键是找出最长的力臂．
（2）求最小的力是常见的题型，关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂．
（3）最省力的滑轮组绕绳方法：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，再绕过动滑轮．
（4）考查了重力的示意图和力臂的画法．力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段．