Question

小明在學(xué)校參加植樹，使用圖示的鋼絲鉗，剪鐵絲固定小樹苗．
（1）他使用的鉗子是省力的還是費(fèi)力的？
（2）畫出作用在鉗子上動力的力臂．
（3）剪鐵絲時(shí)動力臂長10cm，阻力臂長1cm，若鐵絲被剪斷需要1000N的力，小明至少要用多大的力才能將鐵絲剪斷？
（4）小明在剪一根較粗的鐵絲時(shí)，怎么也剪不斷，請你利用學(xué)過的杠桿知識幫小明想辦法剪斷這根鐵絲，并說明這么做的道理．

Answer 1

分析：①判斷杠桿的類型可結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)和動力臂與阻力臂的大小關(guān)系來判斷．
②動力臂是從支點(diǎn)到動力的作用線的距離，作出從支點(diǎn)到動力作用線的垂線段即可．
③已知阻力、阻力臂和動力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件可以求出動力的大小．
④根據(jù)杠桿的平衡條件，相同條件下，動力臂越長越省力．

解答：解：（1）我們使用鉗子是為了省力，并且在使用過程中動力臂大于阻力臂，所以鉗子是省力杠桿．
故答案為：他使用的鉗子是省力的．
（2）動力作用在鉗子的手柄上，方向與手柄垂直，如下圖所示．從支點(diǎn)向動力所在的直線作垂線，支點(diǎn)到動力作用線的距離即為動力臂．如圖：

（3）根據(jù)杠桿的平衡條件F₁l₁=F₂l₂
可得：F₁=

F2l2

l1

=

1000N×1cm

10cm

=100N
答：小明至少要用100N的力才能將鐵絲剪斷．
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件，阻力和阻力臂一定時(shí)，動力臂越長越省力，所以我們可以想辦法增加動力臂的長度．
故答案為：在鉗柄上套鐵管等．

點(diǎn)評：本題較全面地考查了杠桿方面的知識，綜合性很強(qiáng)．畫力臂是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，我們可以把問題簡單化：力臂即點(diǎn)到線的距離（在數(shù)學(xué)中早有接觸）．畫力臂的方法是：找到點(diǎn)（支點(diǎn)O），找到線（力的作用線--力所在的直線），由點(diǎn)向線作垂線即可．我們還可以用口訣來記：一找點(diǎn)（支點(diǎn)），二作線（力的作用線），點(diǎn)向線作垂線．