Question

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

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．

解答：解：当动力方向向上时，支点为a，
L_ad为阻力臂，L_Aa为动力臂，如右上图所示，
∵F₁L_Aa=FL_ad，
∴F1=

FLad

LAa

；-----①
当动力方向向下时，支点为b，
L_bd为阻力臂，L_Ab为动力臂，如右下图所示，
∵F₂L_Ab=FL_bd，
∴F2=

FLbd

LAb

；-----②
由图可知，L_ad＜L_bd，L_Aa＞L_Ab，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．

点评：找出两种用力情况下的支点、动力臂和阻力臂是本题的关键，注意灵活运用杠杆的平衡条件．