Question

14．圖甲是一種工人在搬運(yùn)玻璃時用到的吸盤，當(dāng)同時抓住提鈕1和2時，活塞向上運(yùn)動，活塞上的閥門在重力和的共同作用下關(guān)閉，這時吸盤就可以“吸起”玻璃，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖． 

（1）圖乙中，提鈕2可以看成是一種省力杠桿，請?jiān)趫D乙中畫出它的阻力F₂、阻力臂l₂和最小動力F₁示意圖．
（2）若吸盤底面積為3dm²，則此吸盤一次能吸起的最重的玻璃是3×10³N（取大氣壓為10⁵Pa）．

Answer 1

分析 （1）先確定支點(diǎn)位置，即轉(zhuǎn)軸；再確定動力和阻力的作用點(diǎn)，根據(jù)力臂越長作用力越小的原則確定最小作用力的方向，畫出支點(diǎn)到力作用線的垂直距離即為相應(yīng)的力臂，然后比較動力臂與阻力臂的大小關(guān)系，然后判斷杠桿的類型．
（2）當(dāng)活塞和玻璃之間氣體最少（真空）時吸力最大，根據(jù)F=pS求出吸盤一次能吸起的最重的玻璃是多少．

解答 解：
（1）用吸盤搬運(yùn)玻璃時，人作用在手柄上的力是動力，連桿作用在提鈕2上的力為阻力，支點(diǎn)在轉(zhuǎn)軸上，如圖所示：
當(dāng)動力的方向與提鈕2垂直向上時動力臂最大，即此時最省力；
從支點(diǎn)開始分別向動力和阻力的作用線作垂線即得力臂，如圖：

由圖可知，動力臂遠(yuǎn)大于阻力臂，所以提鈕2可以看成是一種省力杠桿．
（2）一次能吸起的玻璃最重為：
G=F=pS=10⁵pa×3×10^-2m²=3×10³N．
故答案為：（1）省力；如圖所示；（2）3×10³．

點(diǎn)評 本題考查了杠桿最小力問題、省力和費(fèi)力杠桿的判斷、壓力的計(jì)算等，涉及的知識點(diǎn)較多，關(guān)鍵是對吸盤式搬運(yùn)玻璃工具工作原理的理解和涉及相應(yīng)知識點(diǎn)的應(yīng)用．