Question

20．按各類要求完成作圖：

（1）一個(gè)重為3N的小球漂浮在水面上，如圖甲所示，畫出小球受力的示意圖．
（2）如圖乙中用一根細(xì)繩將杠桿AOB在O點(diǎn)懸掛起來(lái)，并在B處掛一重物G，欲在杠桿A端施加一最小動(dòng)力F，使其在圖示位置平衡，作出該最小動(dòng)力F示意圖和力臂L．
（3）已知物重600N，繩子最大承受力為250N，請(qǐng)?jiān)谌鐖D丙畫出繩子的繞線．

Answer 1

分析 （1）小球在水中受到重力和浮力的作用，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上，由于小球漂浮，因此受到的力是平衡力，重力和浮力大小相等．
（2）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)．
（3）根據(jù)滑輪組的省力特點(diǎn)判斷出滑輪組承擔(dān)物重的繩子段數(shù)，然后根據(jù)偶定奇動(dòng)的特點(diǎn)組裝滑輪組．

解答 解：（1）小球漂浮在水面上，重力和浮力是一對(duì)平衡力，二者大小相等，即F=G=3N，過(guò)小球重心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條有向線段，注意兩條線段長(zhǎng)度要相等，如下圖所示：

（2）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)，由圖可知，當(dāng)動(dòng)力臂為OA時(shí)，在A端施加的最小動(dòng)力F最小；過(guò)A點(diǎn)作垂直于OA向下的作用力，即為在A端施加的最小動(dòng)力F的示意圖；如圖所示：

（3）承擔(dān)物重的繩子段數(shù)應(yīng)為n=$\frac{G}{F}$=$\frac{600N}{250N}$=2.4，
所以滑輪組應(yīng)由3段繩子承擔(dān)物重，應(yīng)從動(dòng)滑輪繞起，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）畫力的示意圖時(shí)要考慮到物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的力就是平衡力．
（2）由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問(wèn)題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問(wèn)題，解題的關(guān)鍵是找出最長(zhǎng)的力臂．
（3）滑動(dòng)組的繞線有兩種，可從定滑輪或動(dòng)滑輪繞起，但在實(shí)際題目中，應(yīng)該根據(jù)要求選擇合適的繞法．