Question

如图所示，是铁路建设中使用道钉撬撬道钉的示意图．它是一个________杠杆，当刚好把道钉撬动时，道钉对道钉撬的阻力F₂是4000N，那么此时需要施加竖直向下的动力F₁为________N（不计道钉撬重）．请在图中画出撬动道钉所需最小动力F₁的示意图．

Answer 1

省力    200
分析：（1）结合图片和生活经验，判断道钉撬在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆．
（2）由图确定阻力、阻力臂和动力臂的值，然后利用杠杆平衡公式的变形公式F₁=来计算竖直向下的动力F₁．
（3）使用道钉撬撬道钉时，要想最省力，则动力臂要最长，只有让道钉撬的撬杆的长度成为动力臂时，动力最小．
解答：（1）如图，在使用道钉撬时，阻力臂为6cm，动力臂为1.2m，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
（2）根据杠杆平衡公式F₁L₁=F₂L₂可得：
F₁===200N．
（3）如图，撬动道钉所需最小动力F₁

点评：这是一道综合题目，对于杠杆分类可以按动力臂与阻力臂的长短来分；动力的计算可以根据杠杆平衡条件来计算；最小力的作用线的做法：过力的作用点向杠杆做垂线，在这条垂线上标上箭头表示方向．