Question

8．（1）如图所示，请画出摆动的小球在A点时的受力示意图（忽略空气阻力）
（2）图中的独轮车工作时可以看作是一个杠杆，请在图中画出：①阻力F₂的力臂L₂；②作用在A点的最小动力F₁及其力臂L₁的示意图．
（3）请在图中画出使用该滑轮组时最省力的绕绳方法．

Answer 1

分析 （1）空气阻力忽略不计，小球受拉力和重力作用，重力是物体由于受到地球的吸引而产生的力，方向竖直向下，作用在物体的重心上．
（2）力臂即点到线的距离．先找点（支点），再作线（F₂的作用线），最后作点到线的距离．
由杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，当动力臂最大时，动力最小，即最省力．连接支点和力的作用点A即是最大动力臂，当作用力与之垂直时，作用力最小．
（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）过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力．用力的示意图表示重力和拉力的三个要素：作用点是重心；方向竖直向下；具体做法，从力的作用点起沿力的方向画一条直线，在直线的末端画上箭头表示力的方向．拉力的方向是沿绳子斜向上．如图所示：

（2）作出力F₂所在的直线，由支点O向这条线作垂线标出力臂l₂．
力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，根据力臂的画法作出垂直于OA的作用力即可．如图所示：

（3）从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这就是最省力的绕法．如图所示：

点评 （1）本题考查了力的示意图的画法，要注意所画力的作用点和方向，并注意在线段末端标明所画的力．本题的关键是明确小球摆动到A点时受到重力和拉力的作用．
（2）力臂画法的关键是牢记力臂与力的作用线的关系；确定杠杆中最小力是该题的难点．
（3）在滑轮组中，绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力，即F=$\frac{1}{n}$G．