Question

15．作图题与简答．
（1）如图1所示，请画出斜面上的物体所受重力和产生压力的示意图．
（2）一个边长为a的立方体铁块从如图2所示的实线位置（此时该立方体的下表面恰与水面齐平）下降至图中的虚线位置，请在给定坐标系图3中画出大致反映测力计示数F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象．
（3）火车站台上要设置一条“安全性”，如果人站在“安全线”外，离急速行驶的火车过近，会发生怎样的危险？并请说明原因．

Answer 1

分析 （1）重力是物体受到的力，因此根据规则物体的重心在物体的几何中心，重力的方向总是竖直向下的，过物体的重心表示出重力的方向即可；
压力是接触面受到的力，因此压力的作用点在接触面上，即物体与接触面的中点；然后根据压力的方向垂直于受力面，并过压力作用点表示出压力的方向即可．
（2）当立方体铁块没有完全浸没在水中时，铁块排开水的体积越大，铁块受到的浮力越大，弹簧测力计受到的拉力越小，弹簧测力计示数越小；
当铁块完全浸没在水中，铁块浸没深度不同，但是铁块排开水的体积相同，铁块受到的浮力相同，弹簧测力计的示数相同．
（3）火车在运行过程中，会带动火车周围空气随火车一起以一定的速度运动，根据流体压强与流速的关系可知，火车周围空气流速大，压强小，人若站在火车附近，人靠近火车一侧压强小，外侧压强大，在压强差的作用下，人会被“压”向火车，容易发生危险．

解答 解：
（1）根据长方体对角线的交点确定出重心，然后过物体重心画带箭头的线段，方向竖直向下，即重力G的示意图；
在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段即压力F的示意图．如图所示：
；
（2）当铁块在实线位置开始下沉时，铁块排开水的体积增大，根据F_浮=ρ_水gV_排，铁块受到的浮力增大，铁块的重力不变，铁块受到的拉力减小，弹簧测力计示数不断减小；当铁块完全浸没在水中，铁块浸没的深度增加，但是铁块排开水的体积相同，根据F_浮=ρ_水gV_排，铁块受到的浮力相同，弹簧测力计的示数相同，弹簧测力计示数不变．图象如下图：
；
（3）火车通过时，人体与火车之间空气流速比外侧快、压强小，人容易被外侧空气压向火车，发生危险．

点评 （1）本题的关键是确定压力和重力的作用点和方向，并会用力的图示表示力的三要素；
（2）物体浸在液体中受到的浮力大小，跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，跟物体浸没在液体的深度无关；
（3）考查了流体压强与流速的关系，加强安全教育，学以致用，属于常见的中考题型．