Question

（1）画出图1简易吊车的动力臂与阻力臂．
（2）如图，在杠杆ABCD上挂了一个重为G 的物体．为使杠杆在图中的位置静止．请在杠杆上画出最小的动力F和它的方向．
（3）如图所示，杠杆OA在力F₁、F₂的作用下处于静止状态，L₂是力F₂的力臂，在图中画出F₁的力臂和阻力F₂．
（4）请画出最省力的绕线方法．

Answer 1

分析：（1）此杠杆支点在O点，根据动力臂为支点到动力作用线的距离，阻力臂为支点到阻力作用线的距离，分别作出动力臂L₁和阻力臂L₂．
（2）在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要使动力最小，则动力臂必须最长，先确定最长动力臂的动力的作用点，然后过动力作用点做垂直于杠杆的作用力即可．
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，作图时要把握住力和力臂的垂直关系．
（4）首先要会组装滑轮组．知道承担物重的绳子段数越多越省力．在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下．

解答：解：
（1）从支点向动力作用线引垂线，作出动力臂，并表示出动力臂的起始端，标上字母L₁；
从支点向阻力作用线引垂线，作出阻力臂，并标出阻力臂的起始端，标上字母L₂；如图所示：

（2）A为支点，所以力作用在杠杆的最右端，当动力臂是AD时，力臂最长，此时的力最小．过D做AD的垂线，沿此方向向上施加力即可，如下图所示：

（3）做力F₁的反向延长线，过支点O做力F₁作用线的垂线段l₁，则线段l₁为力F₁的力臂；
过力臂L₂的右端，作垂直于L₂的直线，与杠杆OA的交点为力F₂的作用点B，方向斜向左上方，如图所示：

（4）要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，如图所示：

点评：（1）第一问作力臂首先找到支点和力的作用线，再从支点向力的作用线引垂线，支点到垂足之间的距离为力臂的大小．
（2）第二问考查了力臂的画法、使用杠杆最小力的确定．根据杠杆的平衡条件，要使杠杆上的力最小，必须使该力的力臂最大，而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远，所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点，这两点的连线就是最长的力臂．
（3）第三问考查了力和力臂的作法．当杠杆平衡时，动力和阻力对杠杆的影响是：使杠杆的运动趋势是相反的．
（4）第四问考查了滑轮组的组装．滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起．从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多．