Question

4．（1）如圖a所示，畫(huà)出力F的力臂（圖中O點(diǎn)為支點(diǎn)）．
（2）如圖b所示，輕質(zhì)杠桿AOB處于靜止?fàn)顟B(tài)，O為支點(diǎn)，作出作用在A(yíng)點(diǎn)的最小力F和力臂l．
（3）如圖c所示，小球在A(yíng)點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，向右側(cè)擺動(dòng)．B點(diǎn)是小球擺動(dòng)的最低點(diǎn)，C點(diǎn)是小球擺到右側(cè)最高點(diǎn)（C處高度低于A(yíng)處），在小球從A點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，①作出小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)所受重力示意圖；②請(qǐng)標(biāo)出小球機(jī)械能最大的位置并涂黑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)力臂的畫(huà)法表示出動(dòng)力臂，即過(guò)支點(diǎn)作動(dòng)力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段．
（2）由杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，根據(jù)圖示確定最大動(dòng)力臂，然后作出力與力臂．
（3）①根據(jù)重力的方向是豎直向下的，過(guò)重心做豎直向下的力即可；
②機(jī)械能為動(dòng)能和重力勢(shì)能之和，根據(jù)動(dòng)能和勢(shì)能的影響因素，分析何時(shí)小球具有的機(jī)械能最大，然后將小球涂黑即可．

解答 解：（1）已知O點(diǎn)為支點(diǎn)，反向延長(zhǎng)動(dòng)力的作用線(xiàn)，然后過(guò)支點(diǎn)O作動(dòng)力作用線(xiàn)的垂線(xiàn)段L（即動(dòng)力臂）．如圖所示：
（2）由圖示可知，線(xiàn)段OA是最大的動(dòng)力臂l，此時(shí)力F最小，過(guò)A點(diǎn)作線(xiàn)段OA的垂線(xiàn)即可作出動(dòng)力F，力與力臂如圖所示：
（3）①重力的方向是豎直向下的，過(guò)重心畫(huà)一條帶箭頭的豎直向下的有向線(xiàn)段，用G表示；
②由圖可知，小球在A(yíng)點(diǎn)時(shí)小球位置最高，勢(shì)能最大，小球在A(yíng)點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，向右側(cè)擺動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，速度增大，高度降低，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但在此過(guò)程中需要克服空氣阻力做功，機(jī)械能減小，在從B點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中，也要克服空氣阻力做功，機(jī)械能還會(huì)減小．所以機(jī)械能最大的位置是在A(yíng)點(diǎn)，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）力臂一定是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的垂直線(xiàn)段，力臂作圖題是中考考查的重點(diǎn)，要重點(diǎn)掌握．
（2）本題的解題關(guān)鍵是通過(guò)杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小的結(jié)論．
（3）此題考查重力示意圖的畫(huà)法和機(jī)械能大小大小的變化，在分析能量變化時(shí)，一定要注意空氣阻力對(duì)能量的影響．