1. 杠杆AO在力$F_1$、$F_2$的作用下处于静止状态,$l_2$是力$F_2$的力臂,在图中画出力$F_1$的力臂$l_1$和力$F_2$.

答案
1. 如图所示
解析:作$F_{1}$的反向延长线,过O点作该延长线的垂线段即为力臂$l_{1}$;过力臂$l_{2}$另一端点,作垂线,即为力$F_{2}$的作用线,$F_{2}$的作用点需在杠杆上,且$F_{2}$要向上才能保持杠杆平衡;另外需注意,由杠杆的平衡条件,$F_{2}$的长度要大于$F_{1}$.
解析
【分析】
这道题是杠杆的基础作图题,我们可以分两步梳理思路:第一步画F₁的力臂l₁,首先明确支点是O,回忆力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离,所以先把F₁的作用线适当反向延长,再从O点向这条作用线作垂线段,就能得到l₁,记得标注直角符号。第二步画F₂,已知l₂是F₂的力臂,根据力和力臂始终相互垂直的特点,过l₂远离O的端点作l₂的垂线,这条线就是F₂的作用线,作用点必须落在杠杆AO上;接下来判断方向:F₁向下拉A端会让杠杆绕O顺时针转动,为了让杠杆平衡,F₂需要让杠杆绕O逆时针转动,所以F₂的方向是斜向上,最后标注F₂即可,同时结合杠杆平衡条件可以确定F₂的线段长度要大于F₁。
【解析】
1. 绘制力臂$l_1$:将力$F_1$的作用线适当反向延长,从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线段,该垂线段就是$F_1$的力臂$l_1$,标注垂直符号和$l_1$标识。
2. 绘制力$F_2$:过力臂$l_2$远离支点$O$的端点,作$l_2$的垂线,该垂线就是$F_2$的作用线,作用线与杠杆AO的交点即为$F_2$的作用点;由于$F_1$使杠杆绕O点顺时针转动,为维持杠杆静止平衡,$F_2$需使杠杆绕O点逆时针转动,因此$F_2$方向为斜向上,标注$F_2$即可。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,因$l_2<l_1$,故$F_2>F_1$,作图时$F_2$的线段长度要大于$F_1$。
【答案】

【知识点】
杠杆力臂作图,杠杆平衡条件
【点评】
本题属于杠杆的基础作图题,核心考察力臂的定义、力与力臂的垂直对应关系,易错点集中在$F_2$的方向判断、漏画垂直符号,不少同学会误将$F_2$画为向下的方向,导致杠杆无法满足平衡要求,解题时要牢记:杠杆平衡时两个力使杠杆的转动方向是相反的。
【难度系数】
0.6
这道题是杠杆的基础作图题,我们可以分两步梳理思路:第一步画F₁的力臂l₁,首先明确支点是O,回忆力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离,所以先把F₁的作用线适当反向延长,再从O点向这条作用线作垂线段,就能得到l₁,记得标注直角符号。第二步画F₂,已知l₂是F₂的力臂,根据力和力臂始终相互垂直的特点,过l₂远离O的端点作l₂的垂线,这条线就是F₂的作用线,作用点必须落在杠杆AO上;接下来判断方向:F₁向下拉A端会让杠杆绕O顺时针转动,为了让杠杆平衡,F₂需要让杠杆绕O逆时针转动,所以F₂的方向是斜向上,最后标注F₂即可,同时结合杠杆平衡条件可以确定F₂的线段长度要大于F₁。
【解析】
1. 绘制力臂$l_1$:将力$F_1$的作用线适当反向延长,从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线段,该垂线段就是$F_1$的力臂$l_1$,标注垂直符号和$l_1$标识。
2. 绘制力$F_2$:过力臂$l_2$远离支点$O$的端点,作$l_2$的垂线,该垂线就是$F_2$的作用线,作用线与杠杆AO的交点即为$F_2$的作用点;由于$F_1$使杠杆绕O点顺时针转动,为维持杠杆静止平衡,$F_2$需使杠杆绕O点逆时针转动,因此$F_2$方向为斜向上,标注$F_2$即可。根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,因$l_2<l_1$,故$F_2>F_1$,作图时$F_2$的线段长度要大于$F_1$。
【答案】
【知识点】
杠杆力臂作图,杠杆平衡条件
【点评】
本题属于杠杆的基础作图题,核心考察力臂的定义、力与力臂的垂直对应关系,易错点集中在$F_2$的方向判断、漏画垂直符号,不少同学会误将$F_2$画为向下的方向,导致杠杆无法满足平衡要求,解题时要牢记:杠杆平衡时两个力使杠杆的转动方向是相反的。
【难度系数】
0.6
2. 如图,图(a)是一款水管扳手钳,其中AOB部分可视为一个杠杆,其简化示意图如图(b)所示.请在图(b)中画出杠杆平衡时阻力臂$l_2$及作用在B点的最小动力$F_1$.

答案
2. 如图所示
解析
【分析】
这道题属于杠杆作图类题目,我们可以分两步梳理思路完成作图:第一步先画阻力臂,首先回忆力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,所以我们先找到支点O,直接从O点向阻力F₂的作用线作垂线段,这个垂线段就是阻力臂l₂,注意要标注直角符号。第二步找B点的最小动力,根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,当阻力和阻力臂的大小固定时,动力臂越长,对应的动力就越小,要得到作用在B点的最长动力臂,直接连接支点O和动力作用点B,OB就是能取到的最长动力臂,此时动力方向要和OB垂直,同时保证动力和阻力让杠杆的转动方向相反,杠杆才能平衡,最后标注出F₁就完成了。
【解析】
1. 绘制阻力臂$l_2$:确定支点O,从支点O向阻力$F_2$的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段即为阻力臂$l_2$,标注垂直符号和$l_2$标识。
2. 绘制最小动力$F_1$:根据杠杆平衡规律,阻力、阻力臂一定时,动力臂越长动力越小,连接支点O与动力作用点B,OB即为最长动力臂,过B点作垂直于OB的线段,方向满足杠杆转动平衡要求,标注为$F_1$,就是作用在B点的最小动力。
【答案】

【知识点】
杠杆力臂画法;杠杆平衡条件;最小动力作图
【点评】
本题是杠杆部分的经典基础作图题,核心考察力臂的定义和最小动力的推导逻辑,易错点是容易漏标垂直符号,或者搞错最小动力的方向,牢记“支点到动力作用点的连线是最长动力臂”这个核心规律,就能快速准确完成作图。
【难度系数】
0.6
这道题属于杠杆作图类题目,我们可以分两步梳理思路完成作图:第一步先画阻力臂,首先回忆力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,所以我们先找到支点O,直接从O点向阻力F₂的作用线作垂线段,这个垂线段就是阻力臂l₂,注意要标注直角符号。第二步找B点的最小动力,根据杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂,当阻力和阻力臂的大小固定时,动力臂越长,对应的动力就越小,要得到作用在B点的最长动力臂,直接连接支点O和动力作用点B,OB就是能取到的最长动力臂,此时动力方向要和OB垂直,同时保证动力和阻力让杠杆的转动方向相反,杠杆才能平衡,最后标注出F₁就完成了。
【解析】
1. 绘制阻力臂$l_2$:确定支点O,从支点O向阻力$F_2$的作用线作垂线,支点到垂足之间的垂线段即为阻力臂$l_2$,标注垂直符号和$l_2$标识。
2. 绘制最小动力$F_1$:根据杠杆平衡规律,阻力、阻力臂一定时,动力臂越长动力越小,连接支点O与动力作用点B,OB即为最长动力臂,过B点作垂直于OB的线段,方向满足杠杆转动平衡要求,标注为$F_1$,就是作用在B点的最小动力。
【答案】
【知识点】
杠杆力臂画法;杠杆平衡条件;最小动力作图
【点评】
本题是杠杆部分的经典基础作图题,核心考察力臂的定义和最小动力的推导逻辑,易错点是容易漏标垂直符号,或者搞错最小动力的方向,牢记“支点到动力作用点的连线是最长动力臂”这个核心规律,就能快速准确完成作图。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示,搭在台阶上的长木板ABC上放着一个重物(木板自重忽略不计),若要在C点用最小的力将重物抬起,请在图中画出阻力和最小动力的示意图.

答案
3. 如图所示
易错提醒 阻力不是重物的重力,而是重物对杠杆的压力,
故不能画成竖直向下的;分析阻力、动力时需要以杠杆作为受力分析对象.
解析
【分析】
要解决这道找最小动力、画阻力的题,首先回忆杠杆平衡原理:杠杆平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力大小、阻力臂长度基本固定的情况下,动力臂越长,所需的动力就越小。首先第一步先确定合适的支点:要抬起C点,木板有两个可选的支点A和B,对比两个支点对应的动力臂长度:如果选B为支点,动力臂是线段BC的长度;如果选A为支点,动力臂最长可以达到线段AC的全长,AC远长于BC,因此选A作为支点能得到最大的动力臂,对应的动力最小。第二步确定最小动力的方向:最长动力臂就是支点A到动力作用点C的连线AC,因此动力方向要垂直于AC向上,才能让动力臂刚好等于AC的长度,此时动力最小。第三步确定阻力:阻力是杠杆(木板)受到的力,是重物对木板的压力,作用点在重物和木板的接触面中点,方向垂直于木板向下,指向木板,阻碍木板转动。
【解析】
1. 确定支点:根据杠杆平衡条件,动力臂越大动力越小,对比A、B两个潜在支点,以A为支点时可获得远长于以B为支点的动力臂,因此选择A作为杠杆的支点。
2. 绘制最小动力:最大动力臂为支点A到C点的连线AC,因此在C点作垂直于AC向上的带箭头线段,标注为动力$F_1$,即为所需的最小动力。
3. 绘制阻力:阻力是重物对木板的压力,作用点取重物与木板接触面的中心,作垂直于木板ABC向下的带箭头线段,标注为阻力$F_2$,注意阻力方向垂直于接触面,不可画为竖直向下。
【答案】

【知识点】
杠杆平衡条件;最小力判断;力的示意图绘制
【点评】
本题的易错点有两处:一是容易误将支点选在B点,导致动力臂选取错误,得到的动力不是最小的;二是容易将阻力错画为重物的重力,方向竖直向下,忽略阻力的受力物体是木板,属于接触面的压力,方向必须垂直于木板指向木板。解题核心是牢记“支点到动力作用点的连线作为动力臂时动力臂最长,对应动力最小”的规律,先对比不同支点的动力臂长度选出最优支点,再完成作图。
【难度系数】
0.4
要解决这道找最小动力、画阻力的题,首先回忆杠杆平衡原理:杠杆平衡时满足$F_1L_1=F_2L_2$,在阻力大小、阻力臂长度基本固定的情况下,动力臂越长,所需的动力就越小。首先第一步先确定合适的支点:要抬起C点,木板有两个可选的支点A和B,对比两个支点对应的动力臂长度:如果选B为支点,动力臂是线段BC的长度;如果选A为支点,动力臂最长可以达到线段AC的全长,AC远长于BC,因此选A作为支点能得到最大的动力臂,对应的动力最小。第二步确定最小动力的方向:最长动力臂就是支点A到动力作用点C的连线AC,因此动力方向要垂直于AC向上,才能让动力臂刚好等于AC的长度,此时动力最小。第三步确定阻力:阻力是杠杆(木板)受到的力,是重物对木板的压力,作用点在重物和木板的接触面中点,方向垂直于木板向下,指向木板,阻碍木板转动。
【解析】
1. 确定支点:根据杠杆平衡条件,动力臂越大动力越小,对比A、B两个潜在支点,以A为支点时可获得远长于以B为支点的动力臂,因此选择A作为杠杆的支点。
2. 绘制最小动力:最大动力臂为支点A到C点的连线AC,因此在C点作垂直于AC向上的带箭头线段,标注为动力$F_1$,即为所需的最小动力。
3. 绘制阻力:阻力是重物对木板的压力,作用点取重物与木板接触面的中心,作垂直于木板ABC向下的带箭头线段,标注为阻力$F_2$,注意阻力方向垂直于接触面,不可画为竖直向下。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件;最小力判断;力的示意图绘制
【点评】
本题的易错点有两处:一是容易误将支点选在B点,导致动力臂选取错误,得到的动力不是最小的;二是容易将阻力错画为重物的重力,方向竖直向下,忽略阻力的受力物体是木板,属于接触面的压力,方向必须垂直于木板指向木板。解题核心是牢记“支点到动力作用点的连线作为动力臂时动力臂最长,对应动力最小”的规律,先对比不同支点的动力臂长度选出最优支点,再完成作图。
【难度系数】
0.4
4. 如图是一种常见的一侧带有书柜的办公桌.现在要用一个最小的力将其一端抬离地面,请画出这个最小的力$ F $的示意图并作出其力臂,并标明支点$ O $.

答案
4. 如图所示
解析
【分析】
要解决找最小力抬升办公桌的问题,首先依托杠杆平衡原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,在阻力(办公桌自身重力)和阻力臂固定的前提下,动力臂越长,所需的动力就越小。首先观察办公桌结构,右侧带有书柜,整体重心偏向右端,抬起左端时办公桌会绕右侧和地面接触的点转动,这个点就是支点O。接下来寻找最长动力臂:支点到杠杆上距离最远点的连线就是最长动力臂,这里离右下支点O最远的点是办公桌的左上角端点,连接O和该端点就得到最长动力臂,最后作垂直于这条动力臂、方向向上的力,就是符合要求的最小力F。
【解析】
1. 确定支点:由于办公桌重心偏右,抬起左端时,办公桌绕右下角与地面的接触点转动,将该点标记为支点O。
2. 确定最长动力臂:根据杠杆平衡条件,要动力最小需动力臂最大,支点O到办公桌左上角的距离是整个结构中可获取的最长动力臂,将两点连线,该线段即为最大动力臂L。
3. 绘制最小力:过左上角的动力作用点,作垂直于动力臂L、方向斜向上的力F,即为最小的抬升力。
【答案】

【知识点】
杠杆平衡条件,最小力判断,力臂作图
【点评】
本题是杠杆最小力应用的典型题型,核心考点是“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”的规律,易错点是误将左侧接触点作为支点,忽略办公桌重心偏右的结构特点,导致支点判断错误,进而画错力的方向和力臂。
【难度系数】
0.5
要解决找最小力抬升办公桌的问题,首先依托杠杆平衡原理:动力×动力臂=阻力×阻力臂,在阻力(办公桌自身重力)和阻力臂固定的前提下,动力臂越长,所需的动力就越小。首先观察办公桌结构,右侧带有书柜,整体重心偏向右端,抬起左端时办公桌会绕右侧和地面接触的点转动,这个点就是支点O。接下来寻找最长动力臂:支点到杠杆上距离最远点的连线就是最长动力臂,这里离右下支点O最远的点是办公桌的左上角端点,连接O和该端点就得到最长动力臂,最后作垂直于这条动力臂、方向向上的力,就是符合要求的最小力F。
【解析】
1. 确定支点:由于办公桌重心偏右,抬起左端时,办公桌绕右下角与地面的接触点转动,将该点标记为支点O。
2. 确定最长动力臂:根据杠杆平衡条件,要动力最小需动力臂最大,支点O到办公桌左上角的距离是整个结构中可获取的最长动力臂,将两点连线,该线段即为最大动力臂L。
3. 绘制最小力:过左上角的动力作用点,作垂直于动力臂L、方向斜向上的力F,即为最小的抬升力。
【答案】
【知识点】
杠杆平衡条件,最小力判断,力臂作图
【点评】
本题是杠杆最小力应用的典型题型,核心考点是“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”的规律,易错点是误将左侧接触点作为支点,忽略办公桌重心偏右的结构特点,导致支点判断错误,进而画错力的方向和力臂。
【难度系数】
0.5
5. 新趋势 跨学科实践 舞蹈诗剧《只此青绿》用舞蹈复活了《千里江山图》.舞蹈演员借助重力下腰的过程中,其身体可视为杠杆,简化为如图所示,A、B两点为地面对该舞蹈演员两脚支持力的作用点,O为舞蹈演员的重心,请画出以A为支点的大致阻力$F_2$和动力臂$l$.

答案
5. 如图所示
解析
【分析】
我们先梳理这道作图题的解题思路:首先明确题目指定支点为A,第一步先区分动力和阻力:以A为支点时,演员自身的重力是使杠杆绕A转动的动力,作用在重心O点,方向竖直向下;阻碍杠杆转动的力是地面对B点的支持力,也就是题目要求的阻力F₂,地面对脚的支持力方向始终竖直向上,作用点在B点。接下来画动力臂,根据力臂的定义,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,只需要从支点A向O点重力的竖直作用线作垂线,这条垂线段就是动力臂l,最后标注对应符号即可。
【解析】
解:① 确定支点为A,阻力F₂是地面对B点的支持力,作用点在B点,方向竖直向上,沿竖直向上方向画出带箭头的线段,标注为F₂;
② 动力是作用在O点的演员重力,方向竖直向下,先沿竖直方向画出O点重力的作用辅助线;
③ 从支点A向重力的作用线作垂线段,该垂线段就是动力臂l,标注对应的字母标识即可。
【答案】

【知识点】
杠杆力臂作图,重力方向
【点评】
本题结合传统文化舞蹈情境考查杠杆基础作图,属于跨学科实践类的基础题型,易错点是容易混淆动力、阻力的方向,或是画力臂时遗漏垂直符号、力臂标识,解题时按照“明确支点→确定力的方向→作支点到力作用线的垂线”的步骤操作即可顺利完成作图。
【难度系数】
0.6
我们先梳理这道作图题的解题思路:首先明确题目指定支点为A,第一步先区分动力和阻力:以A为支点时,演员自身的重力是使杠杆绕A转动的动力,作用在重心O点,方向竖直向下;阻碍杠杆转动的力是地面对B点的支持力,也就是题目要求的阻力F₂,地面对脚的支持力方向始终竖直向上,作用点在B点。接下来画动力臂,根据力臂的定义,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,只需要从支点A向O点重力的竖直作用线作垂线,这条垂线段就是动力臂l,最后标注对应符号即可。
【解析】
解:① 确定支点为A,阻力F₂是地面对B点的支持力,作用点在B点,方向竖直向上,沿竖直向上方向画出带箭头的线段,标注为F₂;
② 动力是作用在O点的演员重力,方向竖直向下,先沿竖直方向画出O点重力的作用辅助线;
③ 从支点A向重力的作用线作垂线段,该垂线段就是动力臂l,标注对应的字母标识即可。
【答案】
【知识点】
杠杆力臂作图,重力方向
【点评】
本题结合传统文化舞蹈情境考查杠杆基础作图,属于跨学科实践类的基础题型,易错点是容易混淆动力、阻力的方向,或是画力臂时遗漏垂直符号、力臂标识,解题时按照“明确支点→确定力的方向→作支点到力作用线的垂线”的步骤操作即可顺利完成作图。
【难度系数】
0.6
6. 学校组织学生参加劳动实践活动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠杆 C 处用力便可取水.请在图中画出:
(1)阻力 $ F_2 $ 的力臂 $ L_2 $;
(2)在 C 处所用最小力 $ F_1 $ 的示意图.

(1)阻力 $ F_2 $ 的力臂 $ L_2 $;
(2)在 C 处所用最小力 $ F_1 $ 的示意图.
答案
6. 如图所示
(2)根据杠杆平衡条件,阻力与阻力臂不变时,要使动力最小,则动力臂应最长,连接支点O与C点,则OC为最长的动力臂$L_{1}$;阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,从C点作OC的垂线就得到在C点施加的最小动力$F_{1}$.
解析
【分析】
首先梳理这道作图题的思考逻辑:第一部分画阻力臂,先找准杠杆的支点O,根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,因此只需要从支点向阻力F₂的作用线作垂线段,就能得到对应的阻力臂L₂。第二部分画C处的最小力,结合杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知,本题中阻力和阻力臂都是固定值,动力臂越长,所需的动力就越小;支点到动力作用点C的连线OC是可取得的最长动力臂,动力方向需要垂直于OC,同时要保证动力的作用效果和阻力F₂匹配,带动活塞向下运动,因此动力方向斜向下即可。
【解析】
(1) 确定支点O,从支点O向阻力F₂的作用线作垂直的垂线段,将该垂线段标注为L₂,即为阻力F₂的力臂。
(2) 根据杠杆平衡条件,阻力、阻力臂一定时,动力臂越大动力越小,连接支点O和作用点C,线段OC就是最长的动力臂;为匹配杠杆的转动方向,动力方向斜向下,过C点作垂直于OC向下的带箭头线段,标注为F₁,即为C处的最小力。
【答案】

【知识点】
力臂的画法;杠杆平衡条件;最小力作图
【点评】
本题是杠杆作图的常规基础考题,核心是掌握最长动力臂的判断规律,只要牢记“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”,结合力臂的基础作图规则就可以顺利完成,注意不要将动力方向画反,避免出现杠杆转动方向矛盾的错误。
【难度系数】
0.7
首先梳理这道作图题的思考逻辑:第一部分画阻力臂,先找准杠杆的支点O,根据力臂的定义,力臂是支点到力的作用线的垂直距离,因此只需要从支点向阻力F₂的作用线作垂线段,就能得到对应的阻力臂L₂。第二部分画C处的最小力,结合杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知,本题中阻力和阻力臂都是固定值,动力臂越长,所需的动力就越小;支点到动力作用点C的连线OC是可取得的最长动力臂,动力方向需要垂直于OC,同时要保证动力的作用效果和阻力F₂匹配,带动活塞向下运动,因此动力方向斜向下即可。
【解析】
(1) 确定支点O,从支点O向阻力F₂的作用线作垂直的垂线段,将该垂线段标注为L₂,即为阻力F₂的力臂。
(2) 根据杠杆平衡条件,阻力、阻力臂一定时,动力臂越大动力越小,连接支点O和作用点C,线段OC就是最长的动力臂;为匹配杠杆的转动方向,动力方向斜向下,过C点作垂直于OC向下的带箭头线段,标注为F₁,即为C处的最小力。
【答案】
【知识点】
力臂的画法;杠杆平衡条件;最小力作图
【点评】
本题是杠杆作图的常规基础考题,核心是掌握最长动力臂的判断规律,只要牢记“支点到动力作用点的连线为最长动力臂”,结合力臂的基础作图规则就可以顺利完成,注意不要将动力方向画反,避免出现杠杆转动方向矛盾的错误。
【难度系数】
0.7
7. 利用如图所示的滑轮组拉着物体A水平向左做匀速直线运动,请画出滑轮组最省力的绕线情况.

答案
7. 如图所示
解析
【分析】
首先识别图中两个滑轮的属性:左侧固定在墙面上的是定滑轮,右侧和物体A相连、会随物体同步运动的是动滑轮。题目要求滑轮组最省力,核心思路是尽可能增加拉动动滑轮的绳子段数,一个定滑轮搭配一个动滑轮的滑轮组,最多可实现3段绳子共同承担拉动物体的力。根据滑轮组绕线的“奇动偶定”规律,当承担力的绳子段数n为奇数时,绳子的固定端要系在动滑轮的挂钩上,之后依次绕过定滑轮、动滑轮,就能得到段数最多、最省力的绕线方式。
【解析】
1. 确定最大省力段数:该滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成,最多可让3段绳子作用在动滑轮上,此时拉力最小,符合最省力要求。
2. 按照“奇动偶定”规则绕线:将绳子起始端固定在动滑轮左侧的挂钩上,向左绕过左侧的定滑轮,再向右绕过右侧的动滑轮,完成绕线即可。
【答案】

【知识点】
滑轮组绕线,奇动偶定规则
【点评】
本题考查水平放置的滑轮组最省力绕法,逻辑和竖直滑轮组完全一致,重点是理解“最省力”对应动滑轮上绳子段数最多的要求,牢记奇动偶定的绕线规则,避免误绕成仅2段绳子拉动物体的非最省力形式。
【难度系数】
0.6
首先识别图中两个滑轮的属性:左侧固定在墙面上的是定滑轮,右侧和物体A相连、会随物体同步运动的是动滑轮。题目要求滑轮组最省力,核心思路是尽可能增加拉动动滑轮的绳子段数,一个定滑轮搭配一个动滑轮的滑轮组,最多可实现3段绳子共同承担拉动物体的力。根据滑轮组绕线的“奇动偶定”规律,当承担力的绳子段数n为奇数时,绳子的固定端要系在动滑轮的挂钩上,之后依次绕过定滑轮、动滑轮,就能得到段数最多、最省力的绕线方式。
【解析】
1. 确定最大省力段数:该滑轮组由1个定滑轮和1个动滑轮组成,最多可让3段绳子作用在动滑轮上,此时拉力最小,符合最省力要求。
2. 按照“奇动偶定”规则绕线:将绳子起始端固定在动滑轮左侧的挂钩上,向左绕过左侧的定滑轮,再向右绕过右侧的动滑轮,完成绕线即可。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线,奇动偶定规则
【点评】
本题考查水平放置的滑轮组最省力绕法,逻辑和竖直滑轮组完全一致,重点是理解“最省力”对应动滑轮上绳子段数最多的要求,牢记奇动偶定的绕线规则,避免误绕成仅2段绳子拉动物体的非最省力形式。
【难度系数】
0.6
8. 小明用如图甲所示的滑轮组提升重物,物体上升的$s-t$图像如图乙所示,绳子的自由端移动的速度是$3\ \mathrm{m/s}$,请你在图甲中画出绳子绕法.

答案
8. 如图所示
解析
【分析】
要完成这道滑轮组绕线题,我们可以按三步思考:第一步先从给出的s-t图像中计算出物体上升的速度,从图乙能看到4s内物体上升的距离是6m,用速度公式v=s/t就能算出物体速度;第二步结合题目给出的绳子自由端移动速度,利用滑轮组的速度关系v绳 = n v物,反推出承担物重的绳子段数n;第三步根据得到的n值,按照滑轮组绕线的“奇动偶定”规则确定绕线起点,完成绕线即可。
【解析】
1. 计算物体上升的速度:由图乙的s-t图像可知,物体在t=4s时上升的距离s=6m,根据速度公式可得:
$v_{物}=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{4\ \mathrm{s}}=1.5\ \mathrm{m/s}$
2. 推导承担物重的绳子段数:已知绳子自由端移动的速度$v_{自}=3\ \mathrm{m/s}$,滑轮组中自由端速度和物体上升速度满足关系$v_{自}=n v_{物}$,代入数据得:
$n=\frac{v_{自}}{v_{物}}=\frac{3\ \mathrm{m/s}}{1.5\ \mathrm{m/s}}=2$
说明有2段绳子承担动滑轮和物重,根据“奇动偶定”的绕线规则,n为偶数时,绳子固定端要系在定滑轮的下挂钩处,依次向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,即可完成绕线。
【答案】

【知识点】
s-t图像求速度;滑轮组速度关系;滑轮组绕线
【点评】
本题是运动图像和简单机械结合的基础综合题,没有直接给出绳子段数,需要先通过图像计算物体速度,再推导得到绳子段数,最后完成绕线,解题时要牢记滑轮组“奇动偶定”的绕线规律,避免绕线起点选错的问题。
【难度系数】
0.6
要完成这道滑轮组绕线题,我们可以按三步思考:第一步先从给出的s-t图像中计算出物体上升的速度,从图乙能看到4s内物体上升的距离是6m,用速度公式v=s/t就能算出物体速度;第二步结合题目给出的绳子自由端移动速度,利用滑轮组的速度关系v绳 = n v物,反推出承担物重的绳子段数n;第三步根据得到的n值,按照滑轮组绕线的“奇动偶定”规则确定绕线起点,完成绕线即可。
【解析】
1. 计算物体上升的速度:由图乙的s-t图像可知,物体在t=4s时上升的距离s=6m,根据速度公式可得:
$v_{物}=\frac{s}{t}=\frac{6\ \mathrm{m}}{4\ \mathrm{s}}=1.5\ \mathrm{m/s}$
2. 推导承担物重的绳子段数:已知绳子自由端移动的速度$v_{自}=3\ \mathrm{m/s}$,滑轮组中自由端速度和物体上升速度满足关系$v_{自}=n v_{物}$,代入数据得:
$n=\frac{v_{自}}{v_{物}}=\frac{3\ \mathrm{m/s}}{1.5\ \mathrm{m/s}}=2$
说明有2段绳子承担动滑轮和物重,根据“奇动偶定”的绕线规则,n为偶数时,绳子固定端要系在定滑轮的下挂钩处,依次向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,即可完成绕线。
【答案】
【知识点】
s-t图像求速度;滑轮组速度关系;滑轮组绕线
【点评】
本题是运动图像和简单机械结合的基础综合题,没有直接给出绳子段数,需要先通过图像计算物体速度,再推导得到绳子段数,最后完成绕线,解题时要牢记滑轮组“奇动偶定”的绕线规律,避免绕线起点选错的问题。
【难度系数】
0.6
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