Question

【題目】如圖所示，用一根硬棒撬一個大石塊，棒的上端A是動力作用點．

（1）在圖上標出：當動力方向向上時，杠桿的支點a，當動力方向向下時，杠桿的支點b；

（2）在圖上畫出撬動石塊動力F為最小時的方向．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

試題分析：（1）根據動力的方向畫出支點：當動力方向向上時，杠桿逆時針繞杠桿的下端a轉動，a為支點；當動力方向向下時，杠桿順時針繞杠桿的下邊支起點b轉動，b為支點；

（2）無論動力方向向上還是向下，垂直于杠桿時的力臂最長、最省力；再比較兩種方向用力時的大小，找出最省力的方向．

解：當動力方向向上時，支點為a，

Lad為阻力臂，LAa為動力臂，如右上圖所示，

∵F1LAa=FLad，

∴； ①

當動力方向向下時，支點為b，

Lbd為阻力臂，LAb為動力臂，如右下圖所示，

∵F2LAb=FLbd，

∴； ②

由圖可知，Lad＜Lbd，LAa＞LAb，阻力F相同，

所以F1＜F2．

撬動石塊動力F為最小時的方向為垂直于杠桿向上．

答：當動力為F1時，支點在a，當動力為F2時，杠桿在b，最省力的動力方向同F1，如圖所示．