Question

16．（1）如图1所示，乒乓球漂浮在水面上，请画出乒乓球受力的示意图．
（2）在如图2中画出使杠杆OA平衡时的最小动力F₁的方向和阻力F₂的力臂L₂．
（3）一辆车陷入泥中，司机想用随车携带的两个滑轮和一根很结实的绳子，并借助路边的树将车拉出泥地，如下图所示，请在图3中画出所用最小拉力的绕绳情况．

Answer 1

分析 （1）漂浮在水面上的物体，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力；
（2）根据杠杆平衡的条件，F₁×L₁=F₂×L₂，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长．而在通常情况下，连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，据此可解决此题．
（3）若想使滑轮组的拉力最小，应使承担物重的绳子的段数尽量多一些，即用更多股的绳子吊着动滑轮

解答 解：（1）过球心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力，二者大小相等，并标出G和F_浮，如下图所示：
（2）①连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；
②O为支点，点O到F₂的垂线段就是F₂的力臂，如图所示：
（3）用最小的力气，则承担拉力的绳子段数最多，则应从动滑轮绕起．因此将绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮．如图所示：

点评 （1）本题考查了力臂的概念、力的示意图的画法，知道力臂是从支点到力的作用线的垂直距离是关键；
（2）滑轮组在绕绳子时要先根据题意进行分析，再找准起始点，依次绕过每一只滑轮，最后在绳端标上箭头．