Question

15．（1）畫出圖1中靜止在水平桌面上的物體A所受重力及支持力的示意圖．
（2）如圖2，杠桿OB可繞O點轉(zhuǎn)動，在力F的作用下在水平位置平衡，畫出力F的力臂L．
（3）如圖3所示，某人站在A處用一根繩子和兩個滑輪提起物體B，畫出最省力的繞線．
（4）如圖4所示的曲棒ABC可繞A點的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，請畫出要使曲棒ABC在圖中位置保持平衡時所需最小力的示意圖．

Answer 1

分析 （1）物體靜止，受到的重力和支持力是一對平衡力，大小相等、方向相反，作用在同一直線上，在畫時注意線段長度相等，作用點都畫在物體的重心；
（2）過支點O做力F作用線的垂線，即為力F的力臂．
（3）最省力的繞繩方法即是承擔物重的繩子段數(shù)最多，先分析出應由3段繩子承擔物重，才按照“奇動偶定”的原則確定繞繩方案．
（4）由杠桿的平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，知阻力×阻力臂是定值時，當力臂最大時，即AC是力臂時，力是最小的．

解答 解：
解：（1）重力從重心豎直向下畫，標出符號G，支持力從重心豎直向上畫，標出符號F，注意兩個力大小相等，所畫的長度要相等，如圖所示：
（2）延長力F的作用線，過支點O做拉力作用線F的垂線，即為拉力F的力臂．如圖所示：
（3）從動滑輪上掛鉤開始，依次繞過定滑輪和動滑輪，繩端回到人的手中，則F=$\frac{1}{3}$G為最省力的繞法，如圖所示：
（4）由題意知，最長的力臂為OC，連接OC，則F與OC垂直，又因為G使杠桿沿順時針轉(zhuǎn)動，所以F應使杠桿沿逆時針轉(zhuǎn)動，因此F方向應垂直O(jiān)C向上．如圖所示：

點評 （1）作力的示意圖，要用一條帶箭頭的線段表示力，線段的長度表示力的大小，箭頭表示力的方向，起點或終點表示力的作用點，是平衡力的長度要相等．
（2）畫杠桿的力臂則要找準支點和力的作用線，并從支點向力的作用線做垂線．
（3）考查了滑輪組的繞繩方法，應先分析承擔物重的繩子的段數(shù)，再按一定的要求進行繞繩．
（4）考查了杠桿中的最小力問題，根據(jù)杠桿的平衡條件，關鍵是確定最長的力臂即從支點到力的作用點之間的距離．