Question

3．（1）一根細(xì)繩把重為G的小球掛在墻上，畫出小球所受重力和小球?qū)�墻的壓力的示意圖．
（2）一小球懸浮于盛水杯中，在圖中畫出小球所受各力的示意圖．
（3）水桶在-個(gè)外力作用下所與如圖所示的狀態(tài)．作出它此時(shí)的最小力的示意圖．
（4）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，畫出力F的力臂L．
（5）站在地上的人利用如圖所示的滑輪組，用300N向下的拉力將重為900N的物體勻速提升到高處（繩、滑輪的自重及摩擦不計(jì)），請畫出滑輪組上繩的繞法．

Answer 1

分析 （1）重力的示意圖的畫法，即從重心起，沿重力的方向畫條帶箭頭的線段．
壓力的方向總是垂直于接觸面，并且指向接觸面；根據(jù)壓力的作用點(diǎn)在接觸面上，確定出壓力的作用點(diǎn)，然后過作用點(diǎn)表示壓力的方向．
（2）由圖可見，小球在水中靜止，處于懸浮狀態(tài)，受到平衡力的作用，重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一直線上．
（3）題干告訴了“在一個(gè)最小外力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)”，那么肯定有一個(gè)“最小力”，這就要從杠桿的平衡條件入手分析；
以杯子右下端為支點(diǎn)，若用最小力保持杯子的狀態(tài)，力臂需最大，即杯子左上端與右下端的連線；由此可做出這個(gè)力．
（4）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離；由支點(diǎn)向力的作用線做垂線，垂線段的長度即為力臂．
（5）要解決此題，需要掌握滑輪組的省力特點(diǎn)：滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重，提起繩子的力就是物重的幾分之一．
首先根據(jù)拉力和物重確定繩子的段數(shù)，后確定繩子的繞法．

解答 解：（1）物體的重心一般在物體的幾何重心，重力的方向是豎直向下的．過小球重心沿豎直方向畫一條線段，末端帶上箭頭．
壓力的作用點(diǎn)是球與墻壁的接觸點(diǎn)，然后過作用點(diǎn)作垂直于墻壁，并指向墻里面的壓力．如圖所示：

（2）小球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，由于小球靜止這兩個(gè)力是一對平衡力，大小相等，如下圖所示：

（3）要達(dá)到如圖的狀態(tài)，若施加的力最小，那么此時(shí)力的力臂最長，即以杯子右下端為支點(diǎn)，以杯子左上端和右下端的連線為最長力臂；那么過杯子左上端，作垂直于此連線的力即為所施加的最小力．

（4）支點(diǎn)為O，從支點(diǎn)O作力F的作用線的垂線段，垂線段即為力F的力臂，如下圖所示：

（5）此滑輪組承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)為：
n=$\frac{G}{F}$=$\frac{900N}{300N}$=3
同時(shí)用力方向向下．

點(diǎn)評 （1）力的示意圖是用一個(gè)帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)要素表示出來，線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，線段起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)．
（2）本題主要考查了有關(guān)力臂的畫法，首先要掌握力臂的概念，找出支點(diǎn)和力的作用線，從而正確地畫出力臂；
（3）此題主要考查了滑輪組繞法，首先要掌握滑輪組的省力特點(diǎn)．確定承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)．