13. 图16-13是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请在图中画出阻力臂$L_2$,并画出施加在A点的最小动力$F_1$。

图16-13
图16-13
答案
13.
解析
【分析】
要解决该问题,需掌握杠杆的核心知识:①阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离,需先确定阻力作用线,再作支点到该线的垂线;②根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,最大动力臂是支点到动力作用点的距离,据此确定最小动力的方向。
【解析】
1. 画阻力臂$L_2$:阻力是$F_2$,先延长$F_2$的作用线,过支点$O$向$F_2$的作用线作垂线,垂线段即为阻力臂$L_2$;
2. 画最小动力$F_1$:连接支点$O$和动力作用点$A$,$OA$是最大动力臂,因此过$A$点作垂直于$OA$的力,方向向下(使杠杆转动方向与$F_2$相反),该力就是最小动力$F_1$。
【答案】

【知识点】
杠杆、阻力臂、最小动力
【点评】
本题考查杠杆力臂的画法和最小动力的确定,是杠杆章节的基础应用题型,需熟练掌握力臂定义和杠杆平衡条件的应用。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需掌握杠杆的核心知识:①阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离,需先确定阻力作用线,再作支点到该线的垂线;②根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,最大动力臂是支点到动力作用点的距离,据此确定最小动力的方向。
【解析】
1. 画阻力臂$L_2$:阻力是$F_2$,先延长$F_2$的作用线,过支点$O$向$F_2$的作用线作垂线,垂线段即为阻力臂$L_2$;
2. 画最小动力$F_1$:连接支点$O$和动力作用点$A$,$OA$是最大动力臂,因此过$A$点作垂直于$OA$的力,方向向下(使杠杆转动方向与$F_2$相反),该力就是最小动力$F_1$。
【答案】
【知识点】
杠杆、阻力臂、最小动力
【点评】
本题考查杠杆力臂的画法和最小动力的确定,是杠杆章节的基础应用题型,需熟练掌握力臂定义和杠杆平衡条件的应用。
【难度系数】
0.5
14. 如图16-14甲所示,劳动实践课上,同学们尝试用不同的方式用铲子铲土,寻找适合的劳动方法,图乙是其简化图,O为支点,请在图乙中画出作用在A处的最小动力F及其力臂L。

答案
14.
解析
【分析】要画出作用在A处的最小动力,需依据杠杆平衡原理:阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。因此先确定最长的动力臂,即连接支点O与动力作用点A的线段OA,OA是从支点到动力作用点的最大距离,为最长动力臂;再根据力臂与力垂直的关系,过A点作垂直于OA向上的力,该力即为最小动力,对应的力臂就是OA。
【解析】1. 确定支点为O;2. 连接OA,得到最长动力臂L=OA;3. 过A点作垂直于OA、方向向上的力F,此力为最小动力。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂作图、最小动力
【点评】本题考查杠杆最小动力的作图,核心是利用杠杆平衡条件找到最长动力臂,属于杠杆应用的基础题型,需掌握力臂与力的垂直关系。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定支点为O;2. 连接OA,得到最长动力臂L=OA;3. 过A点作垂直于OA、方向向上的力F,此力为最小动力。
【答案】
【知识点】杠杆平衡条件、力臂作图、最小动力
【点评】本题考查杠杆最小动力的作图,核心是利用杠杆平衡条件找到最长动力臂,属于杠杆应用的基础题型,需掌握力臂与力的垂直关系。
【难度系数】0.5
15. 请在图16-15中画出用滑轮组提升水桶最省力的绕绳方法。
图16-15
答案
15.
解析
【分析】要画出滑轮组提升水桶最省力的绕绳,需明确:由1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组,最省力时承担物重的绳子段数最多(为3段)。绕绳时应从动滑轮的挂钩开始,依次绕过定滑轮和动滑轮,这样拉力方向向上,能达到最省力的效果。
【解析】绕绳步骤:1. 将绳子一端固定在动滑轮的上端挂钩;2. 绳子向上绕过定滑轮;3. 再向下绕过动滑轮;4. 拉力方向斜向上,完成绕绳,此时承担物重的绳子段数为3,是该滑轮组最省力的绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组绕绳、滑轮组省力
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,需掌握滑轮组省力与绳子段数的关系,属于基础作图题。
【难度系数】0.6
【解析】绕绳步骤:1. 将绳子一端固定在动滑轮的上端挂钩;2. 绳子向上绕过定滑轮;3. 再向下绕过动滑轮;4. 拉力方向斜向上,完成绕绳,此时承担物重的绳子段数为3,是该滑轮组最省力的绕法。
【答案】
【知识点】滑轮组绕绳、滑轮组省力
【点评】本题考查滑轮组最省力绕法的应用,需掌握滑轮组省力与绳子段数的关系,属于基础作图题。
【难度系数】0.6
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