Question

18．（1）如圖1甲所示的鋼絲鉗，其中A是剪鋼絲處，B為手的用力點(diǎn)，O為轉(zhuǎn)動(dòng)軸（支點(diǎn)），圖乙為單側(cè)鉗柄及相連部分示意圖．請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出鋼絲鉗剪鋼絲時(shí)的動(dòng)力臂L₁，并在A點(diǎn)作出阻力F₂．
（2）如圖2所示，在杠桿AB上掛了一個(gè)重為G的物體．為使杠桿在圖中的位置靜止，請(qǐng)?jiān)诟軛U上畫(huà)出最小的動(dòng)力F；
（3）用如圖3所示的滑輪組提升一重物有兩種繞繩方法，請(qǐng)畫(huà)出最省力的一種．
（4）請(qǐng)?jiān)趫D4中的兩個(gè)虛線框內(nèi)，選填“電源”和“開(kāi)關(guān)”的符號(hào)，并滿足當(dāng)開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)兩燈組成并聯(lián)電路

Answer 1

分析 （1）力臂的畫(huà)法：①首先根據(jù)杠桿的示意圖，確定杠桿的支點(diǎn)．
②確定力的作用點(diǎn)和力的方向，畫(huà)出力的作用線．
③從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件“動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂”可知：在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，要使動(dòng)力最小，則動(dòng)力臂必須最長(zhǎng)，先確定最長(zhǎng)的力臂--即離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)，然后過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)做垂直于杠桿的作用力即可．
（3）最省力時(shí)繩子段數(shù)n與滑輪個(gè)數(shù)n'的關(guān)系是：n=n'+1；
若n為偶數(shù)，繩子固定端在定滑輪上；若n為奇數(shù)，繩子固定端在動(dòng)滑輪上；即：“奇動(dòng)偶定”．
（4）開(kāi)關(guān)跟用電器之間屬于串聯(lián)使用，要使開(kāi)關(guān)都閉合時(shí)兩燈組成并聯(lián)電路，把開(kāi)關(guān)和電燈看作一個(gè)整體后，它們的首跟首相連，尾跟尾相連．

解答 解：（1）找出支點(diǎn)，從O做F₁的垂線段就是F₁的力臂；過(guò)A點(diǎn)做豎直向上的阻力F₂；如圖所示：
（2）在阻力與阻力臂的乘積一定的情況下，動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí)最省力，由圖知OB比OA長(zhǎng)，所以O(shè)B作動(dòng)力臂最長(zhǎng)，過(guò)B點(diǎn)與OB垂直向上作垂線就得到動(dòng)力F的方向，如下圖所示：
（3）動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力就是物體和動(dòng)滑輪總重的幾分之一，由圖知：滑輪個(gè)數(shù)n'=2，所以繩子段數(shù)n=3，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的方法，繩子從定滑輪開(kāi)始繞，每個(gè)滑輪只能繞一次，此題最多可由3段繩子承擔(dān)動(dòng)滑輪的重．
如下圖：

（4）由圖可知把圖中的開(kāi)關(guān)和與其串聯(lián)的電燈看作一個(gè)整體后，另一個(gè)電燈和下面的虛線框跟它并列連接，所以下面的虛線框?yàn)殚_(kāi)關(guān)，上面的虛線框?yàn)殡娫�，如下圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）作力臂時(shí)要找好支點(diǎn)與力的作用線，因?yàn)榱Ρ凼菑闹�點(diǎn)到力的作用線的距離．
（2）此題既考查了力臂的畫(huà)法，也考查了最小力的確定．根據(jù)杠桿的平衡條件，要使杠桿上的力最小，必須使該力的力臂最大，而力臂最大時(shí)力的作用點(diǎn)一般離杠桿的支點(diǎn)最遠(yuǎn)，所以在杠桿上找到離杠桿支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)即力的作用點(diǎn)，這兩點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)的力臂，過(guò)力的作用點(diǎn)作垂線就是最小的力．
（3）此題主要考查的是學(xué)生繞制滑輪組的能力，重點(diǎn)是繩子股數(shù)的判斷，然后根據(jù)“奇動(dòng)偶定”的原則來(lái)繞制滑輪組．
（4）本題考查電路圖的分析，能否熟知并聯(lián)電路的連接特點(diǎn)是本題的解題關(guān)鍵所在．