Question

5．按照要求作圖

（1）玩具“不倒翁”被扳倒后會自動立起來．請在圖1中畫出此“不倒翁”所受重力的示意圖，并畫出重力相對于支點O的力臂用L表示（黑點表示“不倒翁”的重心）．
（2）如圖2是用螺絲刀撬起圖釘?shù)氖疽鈭D，O為支點，A為動力作用點，F(xiàn)為阻力．請在圖2中畫出阻力F₂的力臂L₂及作用在A點的最小動力F₁的示意圖
（3）如圖3所示是用羊角錘拔釘子的示意圖，畫出將釘子拔出時所用最小力的方向及其力臂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)重力的方向總是豎直向下的，過不倒翁的重心表示出重力的方向；根據(jù)力臂與力的作用線垂直的關系，過支點O做垂直于重力作用線的垂線段即可．
（2）畫力臂應從支點向力的作用線畫垂線；畫最小的動力則要找到最長的力臂，使力的作用線方向與力臂垂直．
（3）由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當動力臂最大時，動力最小，即最省力．連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，當作用力與之垂直時，作用力最�。�

解答 解：
（1）過重心做豎直向下的力，即重力；過支點O做垂直于重力作用線的垂線段L，即重力的力臂．如下圖所示：
（2）過支點O作垂直于阻力作用線的垂線段L₂（即阻力臂）；過A點作垂直于OA、斜向上的力F₁（即最小動力）；如下圖所示：
（3）力臂越長越省力，最長的力臂即支點與作用點的連線，然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可．過O點作垂直于F₂的垂線即為阻力F₂的力臂L₂．如下圖所示：

點評 （1）本題的關鍵是牢記重力的方向總是豎直向下的，并且會用示意圖表示力的三要素；知道力與力臂的關系是正確畫出力臂的前提．
（2）本題考查了力和力臂的作法，關鍵是要作出支點到力的作用線的垂線段，力臂就是支點到力的作用線的垂直距離．
（3）求最小的力是常見的題型，關鍵是要找到離支點最遠的點從而做出最長的力臂．