题目内容

3.(1)一根细绳把重为G的小球挂在墙上,画出小球所受重力和小球对墙的压力的示意图.
(2)一小球悬浮于盛水杯中,在图中画出小球所受各力的示意图.
(3)水桶在-个外力作用下所与如图所示的状态.作出它此时的最小力的示意图.
(4)杠杆OB可绕O点转动,在力F的作用下在水平位置平衡,画出力F的力臂L.
(5)站在地上的人利用如图所示的滑轮组,用300N向下的拉力将重为900N的物体匀速提升到高处(绳、滑轮的自重及摩擦不计),请画出滑轮组上绳的绕法.

分析 (1)重力的示意图的画法,即从重心起,沿重力的方向画条带箭头的线段.
压力的方向总是垂直于接触面,并且指向接触面;根据压力的作用点在接触面上,确定出压力的作用点,然后过作用点表示压力的方向.
(2)由图可见,小球在水中静止,处于悬浮状态,受到平衡力的作用,重力和浮力大小相等、方向相反、作用在同一直线上.
(3)题干告诉了“在一个最小外力作用下处于静止状态”,那么肯定有一个“最小力”,这就要从杠杆的平衡条件入手分析;
以杯子右下端为支点,若用最小力保持杯子的状态,力臂需最大,即杯子左上端与右下端的连线;由此可做出这个力.
(4)力臂是支点到力的作用线的距离;由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂.
(5)要解决此题,需要掌握滑轮组的省力特点:滑轮组由几段绳子承担物重,提起绳子的力就是物重的几分之一.
首先根据拉力和物重确定绳子的段数,后确定绳子的绕法.

解答 解:(1)物体的重心一般在物体的几何重心,重力的方向是竖直向下的.过小球重心沿竖直方向画一条线段,末端带上箭头.
压力的作用点是球与墙壁的接触点,然后过作用点作垂直于墙壁,并指向墙里面的压力.如图所示:

(2)小球受到重力和浮力的作用,重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上,由于小球静止这两个力是一对平衡力,大小相等,如下图所示:

(3)要达到如图的状态,若施加的力最小,那么此时力的力臂最长,即以杯子右下端为支点,以杯子左上端和右下端的连线为最长力臂;那么过杯子左上端,作垂直于此连线的力即为所施加的最小力.

(4)支点为O,从支点O作力F的作用线的垂线段,垂线段即为力F的力臂,如下图所示:

(5)此滑轮组承担物重的绳子的段数为:
n=$\frac{G}{F}$=$\frac{900N}{300N}$=3
同时用力方向向下.

点评 (1)力的示意图是用一个带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来,线段的长短表示力的大小,箭头表示力的方向,线段起点或终点表示力的作用点.
(2)本题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线,从而正确地画出力臂;
(3)此题主要考查了滑轮组绕法,首先要掌握滑轮组的省力特点.确定承担物重的绳子的段数.

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