Question

（1）如圖1a所示：玩具“不倒翁”被扳倒后會自動立起來．請在圖中畫出此“不倒翁”所受的重力示意圖．（其中“?”O(jiān)為不倒翁的重心）
（2）在圖 1b中畫出使用滑輪組提起物體時最省力的繞繩方法

（3）如圖2所示是右側(cè)帶書柜的辦公桌，我們可以把它抽象成一個“杠桿”．現(xiàn)在要用一個最小的力將這張辦公桌的一端稍抬離地面．請畫出這個力F和這個力的力臂L，并用“O”標明這個“杠桿”的支點．

Answer 1

解：（1）重力的方向是豎直向下的，所受重力如圖所示：

（2）只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪，如圖所示．

（3）題意知，右側(cè)書柜中裝滿了書，所以書柜的重心偏右，施加的動力應(yīng)該在左側(cè)，所以要使最小的力抬起書柜一端，動力作用點在左上角A點，支點在右下角．連接O與書柜的左上角A點就是最長的動力臂．力和力臂如下圖：

分析：（1）根據(jù)力的示意圖的定義，將“不倒翁”所受重力的大小、方向、作用點表示出來即可．
（2）滑輪組繩子的繞法，有兩種：一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上，繞過下面的動滑輪，再繞過上面的定滑輪；二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪．本題中，要求最省力，屬于第二種．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長．
點評：本題考查了重力示意圖和滑輪組的組裝與設(shè)計以及杠桿中的最小力問題，知道重力的分析始終豎直向下、滑輪組最省力時繩子的有效股數(shù)最大、杠桿最省力時動力臂最長是關(guān)鍵．