Question

17．（1）如圖1所示，重為4N的小球正在盛水的杯中下沉，用力的示意圖表示小球所受的力．
（2）小明楊想用最小的力將輪胎從臺(tái)階A推上臺(tái)階B，如圖2所示，請?jiān)谳喬ド袭嫵鲞@個(gè)最小的推力F及其力臂L．
（3）如圖3所示，某人站在A處用一根繩子和滑輪組拉小車，請畫出最省力的繞線．

Answer 1

分析 （1）小球在水中受重力與浮力的作用，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上；因?yàn)樾∏蛘�在下沉，所以重力比浮力大，線段的長度不同．
（2）由杠桿的平衡條件可知：當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，則動(dòng)力越小；因此解答此題，只需找出使動(dòng)力臂最大的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可．
（3）滑輪組的省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，也就是看有幾段繩子連著動(dòng)滑輪，段數(shù)越多越省力．

解答 解：（1）浮力的示意圖畫法和重力相同，只是浮力的方向是沿豎直向上的，作用點(diǎn)都可以畫在重心，因?yàn)橄鲁林亓Υ笥诟×�，如下圖：

（2）由杠桿的平衡條件可知，在阻力乘阻力臂不變時(shí)，動(dòng)力臂越長所用的動(dòng)力越小；
如圖，支點(diǎn)為O′，過支點(diǎn)O′做直徑O′C，過C做O′C的垂線，可得動(dòng)力的作用線，按這個(gè)方向用力，動(dòng)力臂L最長，最省力，如圖所示．

（3）從動(dòng)滑輪上掛鉤開始，依次繞過定滑輪和動(dòng)滑輪，繩端回到人的手中，則F=$\frac{G}{3}$為最省力的繞法，如圖所示：

點(diǎn)評(píng) （1）畫力的示意圖時(shí)，首先根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，判斷出物體受力的大小關(guān)系；
（3）在處理此類杠桿中最小力的問題時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行：
①確定支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)；②過動(dòng)力作用點(diǎn)做出與動(dòng)力臂垂直的直線，即動(dòng)力作用線．
（3）此題考查了有關(guān)滑輪組的組裝，在進(jìn)行滑輪組的繞線時(shí)，可以從定滑輪或動(dòng)滑輪繞起，可根據(jù)要求確定繩子的始端或末端依次繞線．