Question

17．（1）體積為120cm³的物塊，重1.8N，將它浸沒在水中如圖甲．在圖中畫出松開手時，該物塊受力的示意圖．
（2）如圖乙是一輕質杠桿，O是支點，為了使杠桿在此位置平衡，請畫出在A點所施加的最小動力F及其力臂L．

Answer 1

分析 （1）首先求出物塊浸沒在水中受到的浮力，然后根據(jù)物體的浮沉條件判定物塊所受重力和浮力的關系，再按照力的示意圖的畫法畫出其所受重力和浮力的示意圖．
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件，動力臂越長越省力，首先確定出最長的力臂，然后畫出的示意圖；由支點到力的作用點的距離是最長的力臂．

解答 解：（1）物塊完全浸沒在水中時，V_排=V=120cm³=1.2×10^-4m³，
木塊所受的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.2×10^-4m³=1.2N＜1.8N，
所以，松開手時物塊下沉；
過物塊的重心，分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條有向線段，并分別用F_浮和G表示，并標明大小，即為其受力示意圖，如圖所示：

（2）連接OA，則OA是最長的力臂，做OA的垂線，物體對杠桿的力使杠桿向時逆針方向轉動，所以F應使其向順時針方向轉動，如圖所示：

點評 （1）考查浮力的大小計算和力的示意圖的畫法，關鍵是求出物塊所受浮力，然后與重力相比較，得出松開手時物塊的浮沉狀態(tài)．
（2）考查了有關力臂的畫法和最小力的示意圖的畫法，要畫出最小的力，關鍵是確定最長的力臂，即從支點到作用點的距離．