Question

8．（1）如圖所示，請畫出擺動的小球在A點時的受力示意圖（忽略空氣阻力）
（2）圖中的獨輪車工作時可以看作是一個杠桿，請在圖中畫出：①阻力F₂的力臂L₂；②作用在A點的最小動力F₁及其力臂L₁的示意圖．
（3）請在圖中畫出使用該滑輪組時最省力的繞繩方法．

Answer 1

分析 （1）空氣阻力忽略不計，小球受拉力和重力作用，重力是物體由于受到地球的吸引而產(chǎn)生的力，方向豎直向下，作用在物體的重心上．
（2）力臂即點到線的距離．先找點（支點），再作線（F₂的作用線），最后作點到線的距離．
由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當動力臂最大時，動力最小，即最省力．連接支點和力的作用點A即是最大動力臂，當作用力與之垂直時，作用力最�。�
（3）滑輪組的省力情況取決于承擔物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子連著動滑輪，段數(shù)越多越省力．

解答 解：（1）過球心作豎直向下的重力和沿繩子斜向上的拉力．用力的示意圖表示重力和拉力的三個要素：作用點是重心；方向豎直向下；具體做法，從力的作用點起沿力的方向畫一條直線，在直線的末端畫上箭頭表示力的方向．拉力的方向是沿繩子斜向上．如圖所示：

（2）作出力F₂所在的直線，由支點O向這條線作垂線標出力臂l₂．
力臂越長越省力，最長的力臂即支點與作用點的連線，根據(jù)力臂的畫法作出垂直于OA的作用力即可．如圖所示：

（3）從動滑輪的掛鉤開始依次繞繩子，最后有三段繩子承擔物重，這就是最省力的繞法．如圖所示：

點評 （1）本題考查了力的示意圖的畫法，要注意所畫力的作用點和方向，并注意在線段末端標明所畫的力．本題的關鍵是明確小球擺動到A點時受到重力和拉力的作用．
（2）力臂畫法的關鍵是牢記力臂與力的作用線的關系；確定杠桿中最小力是該題的難點．
（3）在滑輪組中，繞過動滑輪的繩子股數(shù)越多會越省力，即F=$\frac{1}{n}$G．