例题 1 杠杆在我国古代就有许多巧妙的应用。护城河上安装的吊桥就利用了杠杆原理。由图 11 - 1 - 2(a) 可知,吊桥的支点是______($ A/B/C $ 点)。在匀速拉起吊桥时,它属于一个______(省力/费力)杠杆。请在图中画出动力臂 $ l_1 $。

例题 2 如图 11 - 1 - 3 所示是列车上用于出售食品的手推车。若货物在车内摆放均匀,当前轮遇到障碍物 $ A $ 时,售货员向下按扶手,此时支点是______(填字母)；当后轮遇到障碍物 $ A $ 时,售货员向上提扶手,此时支点是______(填字母),手推车可以视为______力杠杆。

解析 当前轮遇到障碍物 $ A $ 时,售货员向下按扶手,此时车的整体绕着后轮的轴心转动,所以支点在车后轮的车轴上,即图中的 $ C $ 点。
当车的后轮遇到障碍物 $ A $ 时,售货员向上提扶手,此时车的整体绕着前轮的轴心转动,所以支点在车前轮的车轴上,即图中的 $ B $ 点。此时的手推车可视为是一个省力杠杆。
说明 学会从常见物品中抽象出具体的杠杆模型,并能确定杠杆的几个要素,熟练地将所学的物理知识应用于实际生活。

例题 3 用一根硬棒撬一个大石块,如图 11 - 1 - 4 所示。棒的上端 $ A $ 点是动力的作用点,当动力方向向上时,在图上标出杠杆的支点 $ B $；当动力方向向下时,标出杠杆的支点 $ C $。比较上述两种情况,在 $ A $ 点画出撬动石块所需的最小动力 $ F_1 $。

解析 解答本题的关键首先是确定支点。当动力方向向上时,撬棒绕着地点 $ B $ 转动,撬棒的着地点 $ B $ 为支点；当动力方向向下时,撬棒绕垫在下面的小石头转动,撬棒与小石头的接触点 $ C $ 为支点。

其次,要确定最省力的方式。先根据杠杆的平衡条件 $ F_1l_1 = F_2l_2 $ 可知,当阻力与阻力臂一定时,动力臂最长时动力最小,所以无论向上用力还是向下用力,垂直于撬棒用力时,动力臂是最长的,动力 $ F_1 $ 也是最小的；再结合本题题意“阻力 $ F_2 $ 一定”,只有当 $ l_1 : l_2 $ 最大时,$ F_1 $ 才最小；最后分别画出两种情况下的动力臂和阻力臂并进行比较,得出结论。正确解答如图 11 - 1 - 5 所示。
说明 本题要综合考虑三个方面,施力的方向不同时,支点不同；当力的作用线垂直于支点到力的作用点的连线时,力臂最大；动力臂与阻力臂的比值越大,越省力。