Question

按下列要求作图．
（1）如果将如图甲所示的斜拉索桥梁的结构进行简化，取其部分抽象成如图乙所示的模型，O为支点，请在简化后的模型中标出拉力F₁的力臂l₁和F₂的力臂l₂．
（2）请在图丙中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）
（3）如图1中，为使杠杆OA保持静止，画出在A点所加最小力F₁的示意图和阻力F₂的力臂l₂．
（4）如图2所示，某人站在A处用一根绳子和两个滑轮提起物体B，画出最省力的绕线．

Answer 1

解：（1）分别过O点，做F₁和F₂的垂线，标上垂足，用双箭头标出这段距离，就是力臂L₁和L₂．如图所示：
（2）由杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小．力的示意图如下图所示：
（3）由图知O是支点，F₁作用在A点，最长力臂是OA，所以F₁的方向要与OA垂直，这样才能保证其力臂是OA．向力F₂的作用线作垂线，作出力臂l₂．如图所示：
（4）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F=为最省力的绕法，如图所示．
分析：（1）做力臂首先找出支点，过支点做力作用线的垂线段，用双箭头标出这段距离，即为力臂．
（2）根据杠杆平衡条件（F₁l₁=F₂l₂），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小．
（3）力臂是支点到力的作用线的距离．由杠杆的平衡条件可知，当杠杆平衡时，力臂最长，力最小．
（4）最省力的绕绳方法即是承担物重的绳子段数最多，先分析出应由3段绳子承担物重，才按照“奇动偶定”的原则确定绕绳方案．
点评：本题主要考查三个知识点：（1）对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离．
（2）对杠杆平衡条件（F₁l₁=F₂l₂）的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小．（3）滑轮组的绕绳方法．