Question

9．如圖所示，用一根硬棒撬一個(gè)大石塊，棒的上端A是動(dòng)力作用點(diǎn)．
（1）在圖上標(biāo)出：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，杠桿的支點(diǎn)C；當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，杠桿的支點(diǎn)B；
（2）在圖上畫出撬動(dòng)石塊動(dòng)力F為最小時(shí)的方向．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)力的方向畫出支點(diǎn)：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，杠桿逆時(shí)針繞杠桿的下端a轉(zhuǎn)動(dòng)，a為支點(diǎn)；當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，杠桿順時(shí)針繞杠桿的下邊支起點(diǎn)b轉(zhuǎn)動(dòng)，b為支點(diǎn)；
（2）無(wú)論動(dòng)力方向向上還是向下，垂直于杠桿時(shí)的力臂最長(zhǎng)、最省力；再比較兩種方向用力時(shí)的大小，找出最省力的方向．

解答 解：
當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，支點(diǎn)為C，
L_CD為阻力臂，L_AC為動(dòng)力臂，如圖所示：

根據(jù)杠桿的平衡條件：F₁L_AC=FL_CD，
所以：F₁=$\frac{F{L}_{CD}}{{L}_{AC}}$；
當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，支點(diǎn)為B，
L_BD為阻力臂，L_AB為動(dòng)力臂，如下圖所示：

根據(jù)杠桿的平衡條件：F₂L_AB=FL_BD，
所以：F₂=$\frac{F{L}_{BD}}{{L}_{AB}}$；
由圖可知，L_CD＜L_BD，L_AC＞L_AB，阻力F相同，
所以F₁＜F₂．
所以撬動(dòng)石塊動(dòng)力F為最小時(shí)的方向?yàn)榇怪庇诟軛U向上，如圖所示：

答：當(dāng)動(dòng)力方向向上時(shí)，杠桿的支點(diǎn)C；當(dāng)動(dòng)力方向向下時(shí)，杠桿的支點(diǎn)B，撬動(dòng)石塊動(dòng)力F為最小見上圖．

點(diǎn)評(píng) 找出兩種用力情況下的支點(diǎn)、動(dòng)力臂和阻力臂是本題的關(guān)鍵，注意靈活運(yùn)用杠桿的平衡條件．