Question

16．（1）如圖1所示，乒乓球漂浮在水面上，請(qǐng)畫(huà)出乒乓球受力的示意圖．
（2）在如圖2中畫(huà)出使杠桿OA平衡時(shí)的最小動(dòng)力F₁的方向和阻力F₂的力臂L₂．
（3）一輛車陷入泥中，司機(jī)想用隨車攜帶的兩個(gè)滑輪和一根很結(jié)實(shí)的繩子，并借助路邊的樹(shù)將車?yán)�出泥地，如下圖所示，請(qǐng)?jiān)趫D3中畫(huà)出所用最小拉力的繞繩情況．

Answer 1

分析 （1）漂浮在水面上的物體，受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力；
（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)．而在通常情況下，連接杠桿中支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)這兩點(diǎn)所得到的線段最長(zhǎng)，據(jù)此可解決此題．
（3）若想使滑輪組的拉力最小，應(yīng)使承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)盡量多一些，即用更多股的繩子吊著動(dòng)滑輪

解答 解：（1）過(guò)球心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫(huà)一條帶箭頭的線段表示出重力和浮力，二者大小相等，并標(biāo)出G和F_浮，如下圖所示：
（2）①連接OA就是最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動(dòng)力方向向上，據(jù)此可畫(huà)出最小的動(dòng)力；
②O為支點(diǎn)，點(diǎn)O到F₂的垂線段就是F₂的力臂，如圖所示：
（3）用最小的力氣，則承擔(dān)拉力的繩子段數(shù)最多，則應(yīng)從動(dòng)滑輪繞起．因此將繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后繞過(guò)左邊的定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪．如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）本題考查了力臂的概念、力的示意圖的畫(huà)法，知道力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離是關(guān)鍵；
（2）滑輪組在繞繩子時(shí)要先根據(jù)題意進(jìn)行分析，再找準(zhǔn)起始點(diǎn)，依次繞過(guò)每一只滑輪，最后在繩端標(biāo)上箭頭．