Question

動(dòng)滑輪在使用時(shí)相當(dāng)于一個(gè)杠桿，如圖所示，某人用繩子沿著豎直方向通過(guò)動(dòng)滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為F，鉤碼重力為G．
（1）請(qǐng)你在圖中標(biāo)出這只“杠桿”的支點(diǎn)O，畫(huà)出拉力F、阻力G的力臂（保留作圖痕跡）
（2）若不計(jì)摩擦，滑輪重和繩重，請(qǐng)用杠桿平衡條件推證：F=

G

2

．

Answer 1

分析：1）在外力作用下，杠桿可以繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)杠桿的定義中的某一固定點(diǎn)確定支點(diǎn)O；手作用在繩子上的力為拉力F，過(guò)鉤碼的重心作豎直向下的力即重力；最后根據(jù)力臂的定義畫(huà)出相應(yīng)的力臂．
（2）從圖中找出動(dòng)力臂和阻力臂的關(guān)系，利用杠桿平衡條件的即可驗(yàn)證拉力和鉤碼重力的關(guān)系．

解答：解：（1）動(dòng)滑輪的支點(diǎn)是固定上端的那段繩子與動(dòng)滑輪相切的點(diǎn)，動(dòng)力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑．如圖所示：
；
（2）
根據(jù)杠桿平衡條件：F₁?L₁=F₂?L₂，
而L₁=2L₂，
∴F=

1

2

G．

點(diǎn)評(píng)：此類作圖題的關(guān)鍵是掌握杠桿的五要素，然后根據(jù)力臂的定義正確畫(huà)出力臂；會(huì)結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理證明．