Question

15．（1）畫(huà)出圖1中靜止在水平桌面上的物體A所受重力及支持力的示意圖．
（2）如圖2，杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在力F的作用下在水平位置平衡，畫(huà)出力F的力臂L．
（3）如圖3所示，某人站在A處用一根繩子和兩個(gè)滑輪提起物體B，畫(huà)出最省力的繞線．
（4）如圖4所示的曲棒ABC可繞A點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出要使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時(shí)所需最小力的示意圖．

Answer 1

分析 （1）物體靜止，受到的重力和支持力是一對(duì)平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一直線上，在畫(huà)時(shí)注意線段長(zhǎng)度相等，作用點(diǎn)都畫(huà)在物體的重心；
（2）過(guò)支點(diǎn)O做力F作用線的垂線，即為力F的力臂．
（3）最省力的繞繩方法即是承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，先分析出應(yīng)由3段繩子承擔(dān)物重，才按照“奇動(dòng)偶定”的原則確定繞繩方案．
（4）由杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值時(shí)，當(dāng)力臂最大時(shí)，即AC是力臂時(shí)，力是最小的．

解答 解：
解：（1）重力從重心豎直向下畫(huà)，標(biāo)出符號(hào)G，支持力從重心豎直向上畫(huà)，標(biāo)出符號(hào)F，注意兩個(gè)力大小相等，所畫(huà)的長(zhǎng)度要相等，如圖所示：
（2）延長(zhǎng)力F的作用線，過(guò)支點(diǎn)O做拉力作用線F的垂線，即為拉力F的力臂．如圖所示：
（3）從動(dòng)滑輪上掛鉤開(kāi)始，依次繞過(guò)定滑輪和動(dòng)滑輪，繩端回到人的手中，則F=$\frac{1}{3}$G為最省力的繞法，如圖所示：
（4）由題意知，最長(zhǎng)的力臂為OC，連接OC，則F與OC垂直，又因?yàn)镚使杠桿沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以F應(yīng)使杠桿沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因此F方向應(yīng)垂直O(jiān)C向上．如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）作力的示意圖，要用一條帶箭頭的線段表示力，線段的長(zhǎng)度表示力的大小，箭頭表示力的方向，起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)，是平衡力的長(zhǎng)度要相等．
（2）畫(huà)杠桿的力臂則要找準(zhǔn)支點(diǎn)和力的作用線，并從支點(diǎn)向力的作用線做垂線．
（3）考查了滑輪組的繞繩方法，應(yīng)先分析承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，再按一定的要求進(jìn)行繞繩．
（4）考查了杠桿中的最小力問(wèn)題，根據(jù)杠桿的平衡條件，關(guān)鍵是確定最長(zhǎng)的力臂即從支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離．