Question

11．请按题目要求作答：
（1）在图中1画出小球对斜面的压力的示意图．
（2）如图2所示，一块正在水中上浮的木块，请画出木块在水中所受重力G和浮力F_浮的受力示意图．
（3）如图3所示，一个重1N体积为0.1m³的氢气球在地面附近沿竖直方向匀速升空的照片，请画出它受力的示意图（地面附近空气的密度为1.29kg/m³）．

Answer 1

分析 （1）物体对斜面的压力，作用在斜面上，作用点就画在斜面上，方向是垂直斜面向下的．
（2）首先分析出物体受到的两个力：重力和浮力，然后根据物体的浮沉条件判断出重力和浮力的大小关系，根据力的示意图的画法表示出两个力．注意线段的长度与力的大小关系相对应．
（3）知道氢气球的体积，根据阿基米德原理求出氢气球受到的浮力．
分析气球重力和受到的浮力关系，可知氢气球升空时还受到阻力作用，可见氢气球受到竖直向上的浮力、竖直向下的阻力、竖直向下的重力作用，两个以上的力作用在物体上，一般情况下作用点都画在重心上，沿力的方向画出浮力、阻力、重力，线段末端画上箭头表示力的方向，标上力的大小．

解答 解：（1）在物体和斜面的接触面上找一点作为力的作用点，画一垂直斜面向下的线段，标出箭头，记为F_压．

（2）因为物体在水中，所以受浮力和重力的关系，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下；又物体上浮，所以物体受到的浮力大于重力，作用点都画在重心处，如图所示：

（3）氢气球受到的浮力：F_浮=ρ_空气gV=1.29kg/m³×9.8N/kg×0.1m³≈1.3N．
因为氢气球匀速升空，所以氢气球受到的阻力f=F_浮-G=1.3N-1N=0.3N，
氢气球受到竖直向下的重力G、竖直向下的阻力f、竖直向上的浮力F_浮，如图所示：

点评 （1）此题中关键要分清压力与重力方向和作用点的不同，重力方向是竖直向下，而压力则与斜面垂直，重力作用点在重心，而压力则作用在接触面上．
（2）此题考查了重力和浮力示意图的画法，此题中有关浮力和重力的大小关系是容易被遗忘的地方，在考查的同时涉及到了物体的浮沉条件的应用．
（3）物体浸在液体中受到液体的浮力，浸没在空气中也受到空气的浮力，物体在空气中受到的浮力同样根据阿基米德原理进行计算，本题进行正确的受力方向是关键．