Question

13．（1）如图1所示，用滑轮组提升重物．请在图中画出最省力的绕线方法．

（2）如图2所示中，杠杆OA在力F₁、F₂的作用下处于静止状态，L₂是力F₂的力臂．在图中画出力F₁的力臂L₁和力F₂．
（3）如图3所示，杠杆的N端挂一重物，在M点施加一个最小的动力使杠杆平衡．试画出这个最小的动力F₁、动力臂L₁和杠杆受到的阻力F₂．

Answer 1

分析 （1）滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力．
（2）力臂是由支点到力的作用线的距离，而画力时也可根据其作用线与力臂垂直这一特点，在已知力臂的情况下，画出对应的力．
（3）力臂是指从支点向力的作用线作垂线，垂线段即为力臂．
根据公式F₁L₁=F₂L₂可以知道，力和力臂成反比，要想力最小，必须力臂最长，即作用在M点时力F₁最小，力的方向向右下方．

解答 解：（1）从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法．如图所示：

（2）做力F_l的延长线，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的末端，作垂直于L₂的直线，与杠杆OA的交点为力F₂的作用点，方向斜向右上方，如图所示：

（3）由图可知，O为支点，重物G对杠杆的拉力为阻力，方向竖直向下，由支点向阻力作用线引垂线即为阻力臂；
OM为动力臂时，动力臂最长，力最小，过M点作出最小动力，方向向右下方，如图所示：

点评 （1）在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即F=$\frac{1}{n}$G；
（2）画力臂的方法是：找到点，找到线（力的作用线），由点向线作垂线即可．我们还可以用口诀来记：一找点（支点），二作线（力的作用线），点向线作垂线．