Question

（1）如图甲所示，一根质量分布均匀的木棒重为G，靠在墙角，现在A处施加一个力使靠墙的A点稍稍离开墙面．试画出木棒重力的力臂和在A点施加最小力的方向．
（2）将氢气球用细线系住，让风从右方水平吹来．请在图乙中内画出气球保持静止时的受力示意图．
（3）如图丙，O是简易晾衣架的支点，请在图中作出绳子拉力F的力臂和衣服所受重力的示意图．

Answer 1

【答案】分析：（1）力臂是指支点到力的作用线的距离，画力臂时，先要找到支点，然后过支点向力的作用线作垂线，这个垂线段就是力臂；最小力问题，根据杠杆的平衡条件，可以转化为最大动力臂问题；
（2）将氢气球用细线系住，让风从右方水平吹来，此时气球受到重力、浮力、拉力、风吹的力，画出各力的示意图；
（3）画出衣服重心，过衣服重心作竖直向下的力，即重力；已知支点和力F，根据力臂的画法过支点做动力作用线的垂线段，即为拉力F的力臂．
解答：解：（1）施加力使木棒的A点稍稍离开墙面，此杠杆的支点是B点，作出重力的作用线，过支点B向其作垂线，就是重力的力臂，如下图中L₂所示；在A点施加力使其稍稍离开墙面，因此动力的方向向右，根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂最长时，动力最小；因此AB作为动力臂最长，过A点向右作出AB的垂线就是动力的方向，如下图中F所示：

（2）此时气球受到重力G（竖直向下）、浮力F_浮（竖直向上）、拉力F_拉、风吹的力F_风，示意图如图所示；

（3）过支点O做拉力F作用线的垂线段，即为动力臂L；由于重力的方向始终竖直向下，找出衣服的重心，过重心做竖直向下的力，然后标出力的符号G；如图所示：

点评：（1）力臂是指支点到力的作用线的距离，是一个垂线段，不是直线；（2）最小动力问题可以转化为最大动力臂问题，一般情况下，支点到动力作用点的距离作为动力臂最大．