Question

15．按照題目要求作圖：
（1）如圖1所示的鋼絲鉗，其中A是剪鋼絲處，B為手的用力點，O為轉(zhuǎn)動軸（支點），圖2為單側(cè)鉗柄及相連部分示意圖，請在圖2中畫出鋼絲鉗剪鋼絲時的動力臂L₁和阻力F₂．

（2）杠桿AB上掛了一個重物，為使杠桿在圖3中位置靜止，根據(jù)已畫出的力臂畫出動力F．
（3）如圖4所示，曲桿AOBC自重不計，O為支點，AO=60cm，OB=40cm，BC=30cm，要使曲桿在圖示位置平衡，請作出最小的力F的示意圖及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）力臂的畫法：①首先根據(jù)杠桿的示意圖，確定杠桿的支點．
②確定力的作用點和力的方向，畫出力的作用線．
③從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂．
（2）根據(jù)力與力臂垂直的關(guān)系進行作圖，即過支點作阻力作用線的垂線段；過動力臂的末端作垂直于杠桿的作用力．
（3）根據(jù)杠桿平衡條件，在阻力和阻力臂一定時，動力臂越長越省力，當(dāng)動力臂最長時動力最�。�

解答 解：（1）找出支點，從O做F₁的垂線段就是F₁的力臂，從O做F₂的垂線段就是F₂的力臂，如下圖所示．

（2）已知阻力的方向豎直向下，為使杠桿平衡，過L的末端做垂直于杠桿的作用力F；方向斜向下，如圖所示：

（3）因為在阻力和阻力臂一定時，當(dāng)動力臂最長時動力最�。甇為支點，OB=40cm，BC=30cm，所以O(shè)C=50cm，又AO=60cm，當(dāng)動力作用在A點，動力臂可以是AO=60cm，當(dāng)動力作用在C點，動力臂可以是OC=50cm，所以最小力應(yīng)作用在A點，與OA垂直即力臂是OA，故最小的力F的示意圖及其力臂L如圖：

點評 （1）作力臂時要找好支點與力的作用線，因為力臂是從支點到力的作用線的距離．
（2）此題考查了根據(jù)力臂畫力的畫法，根據(jù)力的作用線與力臂垂直，可作出力的作用線，與杠桿的交點就是力的作用點，根據(jù)動力和阻力的關(guān)系可確定力的方向．
（3）杠桿中的最小動力，可以按照以下幾個步驟進行：
①確定杠桿中的支點和動力作用點的位置；
②連接支點與動力作用點，得到最長的線段；
③經(jīng)過動力作用點做出與該線段垂直的直線；
④根據(jù)杠桿平衡原理，確定出使杠桿平衡的動力方向．