Question

17．（1）如图1所示，重为4N的小球正在盛水的杯中下沉，用力的示意图表示小球所受的力．
（2）小明杨想用最小的力将轮胎从台阶A推上台阶B，如图2所示，请在轮胎上画出这个最小的推力F及其力臂L．
（3）如图3所示，某人站在A处用一根绳子和滑轮组拉小车，请画出最省力的绕线．

Answer 1

分析 （1）小球在水中受重力与浮力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上；因为小球正在下沉，所以重力比浮力大，线段的长度不同．
（2）由杠杆的平衡条件可知：当阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，则动力越小；因此解答此题，只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可．
（3）滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力．

解答 解：（1）浮力的示意图画法和重力相同，只是浮力的方向是沿竖直向上的，作用点都可以画在重心，因为下沉重力大于浮力，如下图：

（2）由杠杆的平衡条件可知，在阻力乘阻力臂不变时，动力臂越长所用的动力越小；
如图，支点为O′，过支点O′做直径O′C，过C做O′C的垂线，可得动力的作用线，按这个方向用力，动力臂L最长，最省力，如图所示．

（3）从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F=$\frac{G}{3}$为最省力的绕法，如图所示：

点评 （1）画力的示意图时，首先根据物体的运动状态，判断出物体受力的大小关系；
（3）在处理此类杠杆中最小力的问题时，可按以下步骤进行：
①确定支点和动力作用点；②过动力作用点做出与动力臂垂直的直线，即动力作用线．
（3）此题考查了有关滑轮组的组装，在进行滑轮组的绕线时，可以从定滑轮或动滑轮绕起，可根据要求确定绳子的始端或末端依次绕线．