Question

動滑輪在使用時相當于一個杠桿，如圖所示，某人用繩子沿著豎直方向通過動滑輪拉住鉤碼，已知人手的拉力為F，鉤碼重力為G．
（1）請你在圖中標出這只“杠桿”的支點O，畫出拉力F、阻力G的力臂（保留作圖痕跡）
（2）若不計摩擦，滑輪重和繩重，請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轉(zhuǎn)動，根據(jù)杠桿的定義中的某一固定點確定支點O；手作用在繩子上的力為拉力F，過鉤碼的重心作豎直向下的力即重力；最后根據(jù)力臂的定義畫出相應(yīng)的力臂．
（2）從圖中找出動力臂和阻力臂的關(guān)系，利用杠桿平衡條件的即可驗證拉力和鉤碼重力的關(guān)系．

解答：解：（1）動滑輪的支點是固定上端的那段繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的直徑，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．

點評：此類作圖題的關(guān)鍵是掌握杠桿的五要素，然后根據(jù)力臂的定義正確畫出力臂；會結(jié)合數(shù)學(xué)知識進行簡單的物理證明．