用一根硬棒撬一个大石块(如图),棒的上端A是动力作用点,要使作用在A点的力最小,那么力F应沿哪个方向,在图中画出力F及其力臂.
解:(1)当动力方向向上时,支点为a,Lad为阻力臂,LAa为动力臂,如下图所示:
∵F1LAa=FLad,
∴;-----①
(2)当动力方向向下时,支点为b,Lbd为阻力臂,LAb为动力臂,如下图所示:
∵F2LAb=FLbd,
∴-----②
由图可知,Lad<Lbd,LAa>LAb,阻力F相同,
∴F1<F2.
∴撬动石块动力F为最小时的方向为垂直于杠杆向上.
故答案为:最省力的动力方向同F1,如下图所示:
(1)根据动力的方向画出支点,如下图,当动力方向向上时,杠杆逆时针绕杠杆的下端a转动,a为支点;当动力方向向下时,杠杆顺时针绕杠杆的下边支起点b转动,b为支点;
(2)无论动力方向向上还是向下,垂直于杠杆时的力臂最长、最省力;再比较两种方向用力时的大小,找出最省力的方向.
点评:能够找出两种用力情况下的支点、动力臂和阻力臂,灵活运用杠杆的平衡条件判断动力大小是解决本题的关键.