Question

学成同学发现在人体中有许许多多杠杆，甚至踮一下脚尖都是人体杠杆在起作用．如图所示，人以脚尖为支点，通过小腿肌肉用力，踮起脚尖．
（1）请在图上画出F的力臂L；
（2）按杠杆的分类，这是一个

 

杠杆．学成体重为600N，当他双脚踮起脚尖时，假设体重落在 杠杆中心，单腿肌肉用力至少

 

N．

Answer 1

分析：（1）从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．
（2）由图可得，支点在脚尖处，人本身的重力是阻力，肌肉用力F是动力．根据力臂的定义，判断动力臂和阻力臂的关系即可．

解答：解：（1）反向延长F的作用线，过O点作F的垂线即为F的力臂L；
（2）支点在脚尖处，人本身的重力是阻力，肌肉用力F是动力，所以动力臂是阻力臂的两倍，根据杠杆平衡条件，动力是阻力的一半，这是一个省力杠杆．如果双脚着地，每只脚上承担一半的重力，即300N，则肌肉用力为300N的一半，即150N．
故答案为：（1）
；
（2）省力；150．

点评：本题既考查了力臂的画法，杠杆的分类又考查了杠杆平衡条件的应用，是一道很好的考查关于杠杆知识的综合题．