Question

14．作圖題

（1）如圖1所示，某人在A處提升物體，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出最省力的繩子繞法．
（2）如圖2所示是空調(diào)室外機(jī)支架，以O(shè)為支點(diǎn)，在支架P孔處拉一根鐵線到墻上固定，且使鐵線受到的拉力最�。�請(qǐng)畫出P孔與墻連接的鐵線，并畫出鐵線拉力的力臂l．
（3）公交車后門兩個(gè)扶桿上均裝有一個(gè)按鈕，每一個(gè)按鈕相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)．當(dāng)乘客按下任一按鈕，駕駛臺(tái)上的指示燈亮，提醒司機(jī)有人下車．請(qǐng)?jiān)趫D3虛線框內(nèi)設(shè)計(jì)出符合要求的電路．

Answer 1

分析 （1）最省力的繞繩方法即是承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，先分析出應(yīng)由3段繩子承擔(dān)物重，才按照“奇動(dòng)偶定”的原則確定繞繩方案．
（2）據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長(zhǎng)，據(jù)此可解決此題．
（3）根據(jù)“當(dāng)乘客按下任一按鈕，駕駛臺(tái)上的指示燈亮”結(jié)合串并聯(lián)電路特點(diǎn)判斷兩個(gè)開關(guān)的連接方式，然后分析電路圖答題．

解答 解：（1）從動(dòng)滑輪上掛鉤開始，依次繞過定滑輪和動(dòng)滑輪，繩端回到人的手中，提升物體繩子條數(shù)為3，是最省力的繞法，如圖所示：

（2）在阻力與阻力臂一定時(shí)，由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，由圖示可知，連接OP，即為力臂l，過P點(diǎn)做垂直于OP的作用力F，如圖所示：

（3）當(dāng)乘客按下任一按鈕，駕駛臺(tái)上的指示燈都會(huì)發(fā)光，說明這兩個(gè)開關(guān)可以獨(dú)立工作、互不影響即為并聯(lián)，且指示燈位于干路上，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）省力多少和繩子的繞法，決定滑輪組的使用效果．動(dòng)滑輪被幾根繩子承擔(dān)，拉力就是物體和動(dòng)滑輪總重的幾分之一．
（2）熟練應(yīng)用杠桿平衡條件、掌握力臂的作法即可正確解題．知道支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)的連線為最長(zhǎng)的力臂．
（3）根據(jù)題意得出兩開關(guān)的連接方式是解決本題的關(guān)鍵，解決此類問題要抓住題干中有用的信息，即電路元件是否可以獨(dú)立工作（并聯(lián)），還是相互影響（串聯(lián)）．