【例 2】如图所示,在 C 点用力把左侧桌腿抬离地面时,右侧桌腿始终没有移动,请在 C 点画出最小作用力 F 及其力臂 l 的示意图。

答案
解析
【分析】
要画出C点的最小作用力,需结合杠杆平衡条件分析:在阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小。首先确定支点:抬左侧桌腿时,右侧桌腿B为支点;最长的动力臂是支点B到作用点C的距离BC(因为力臂是支点到力的作用线的垂直距离,当力的作用线与BC垂直时,力臂长度等于BC,是最长的动力臂);此时作用力F垂直于BC,方向需使杠杆绕B点逆时针转动以抬起左侧桌腿,最后画出力F和对应的力臂l。
【解析】
1. 确定支点:抬起左侧桌腿时,右侧桌腿B为杠杆的支点;
2. 确定最长力臂:连接B、C两点,线段BC就是最长的动力臂$ l $(根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小,支点到动力作用点的距离为最长动力臂);
3. 作最小作用力$ F $:在C点作垂直于BC向上的力$ F $,该力的方向能使杠杆绕B点逆时针转动,从而抬起左侧桌腿;
4. 标注:标注力臂$ l $(即线段BC)和作用力$ F $,示意图如下:

【答案】
如上述解析中的示意图所示
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的画法、最小动力的确定
【点评】
本题考查杠杆中最小力的作图,解题核心是理解“阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小”,准确找到支点和最长动力臂是关键,需要结合杠杆的基本原理和力臂的定义完成作图。
【难度系数】
0.6
要画出C点的最小作用力,需结合杠杆平衡条件分析:在阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小。首先确定支点:抬左侧桌腿时,右侧桌腿B为支点;最长的动力臂是支点B到作用点C的距离BC(因为力臂是支点到力的作用线的垂直距离,当力的作用线与BC垂直时,力臂长度等于BC,是最长的动力臂);此时作用力F垂直于BC,方向需使杠杆绕B点逆时针转动以抬起左侧桌腿,最后画出力F和对应的力臂l。
【解析】
1. 确定支点:抬起左侧桌腿时,右侧桌腿B为杠杆的支点;
2. 确定最长力臂:连接B、C两点,线段BC就是最长的动力臂$ l $(根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小,支点到动力作用点的距离为最长动力臂);
3. 作最小作用力$ F $:在C点作垂直于BC向上的力$ F $,该力的方向能使杠杆绕B点逆时针转动,从而抬起左侧桌腿;
4. 标注:标注力臂$ l $(即线段BC)和作用力$ F $,示意图如下:
【答案】
如上述解析中的示意图所示
【知识点】
杠杆平衡条件、力臂的画法、最小动力的确定
【点评】
本题考查杠杆中最小力的作图,解题核心是理解“阻力和阻力臂一定时,动力臂越长动力越小”,准确找到支点和最长动力臂是关键,需要结合杠杆的基本原理和力臂的定义完成作图。
【难度系数】
0.6
【例 3】如图所示,要想用最小的力拖动汽车,请用笔画线给滑轮组绕线。

答案
解析
【分析】
要想用最小的力拖动汽车,需让滑轮组的省力效果最大化。根据滑轮组的省力原理,动滑轮上承担拉力的绳子段数越多,拉力越小。图中左侧是固定在墙上的定滑轮(仅改变力的方向),右侧是与汽车相连的动滑轮(可省力)。因此绕线时应从动滑轮的挂钩开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,此时动滑轮上有3段绳子承担拉力,拉力最小。
【解析】
绕线步骤:
1. 将绳子的一端固定在右侧动滑轮的挂钩上;
2. 向左绕过左侧的定滑轮;
3. 再向右绕回右侧动滑轮的上端滑轮,在绳子自由端施加拉力,即可用最小的力拖动汽车。
绕线示意图如下:
【答案】
如上述解析中的绕线示意图所示(从动滑轮挂钩开始,依次绕过定滑轮、动滑轮的绕线方式)。
【知识点】
滑轮组最省力绕法、滑轮组省力原理
【点评】
本题属于滑轮组绕线的基础应用题型,核心考查对滑轮组省力规律的理解,关键是明确“动滑轮上绳子段数越多,拉力越小”,同时需准确区分定滑轮与动滑轮的作用,掌握绕线起始端的选择技巧。
【难度系数】
0.7
要想用最小的力拖动汽车,需让滑轮组的省力效果最大化。根据滑轮组的省力原理,动滑轮上承担拉力的绳子段数越多,拉力越小。图中左侧是固定在墙上的定滑轮(仅改变力的方向),右侧是与汽车相连的动滑轮(可省力)。因此绕线时应从动滑轮的挂钩开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,此时动滑轮上有3段绳子承担拉力,拉力最小。
【解析】
绕线步骤:
1. 将绳子的一端固定在右侧动滑轮的挂钩上;
2. 向左绕过左侧的定滑轮;
3. 再向右绕回右侧动滑轮的上端滑轮,在绳子自由端施加拉力,即可用最小的力拖动汽车。
绕线示意图如下:
【答案】
如上述解析中的绕线示意图所示(从动滑轮挂钩开始,依次绕过定滑轮、动滑轮的绕线方式)。
【知识点】
滑轮组最省力绕法、滑轮组省力原理
【点评】
本题属于滑轮组绕线的基础应用题型,核心考查对滑轮组省力规律的理解,关键是明确“动滑轮上绳子段数越多,拉力越小”,同时需准确区分定滑轮与动滑轮的作用,掌握绕线起始端的选择技巧。
【难度系数】
0.7
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