Question

作图题
（1）在图1中画出小球受力的示意图．
（2）如图2所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上的A点，请作出拔钉时所用最小动力的示意图（保留作图痕迹）．
（3）如图3所示，F₁是作用在活塞式抽水机手柄A点处的动力，请画出动力F₁的力臂L₁，阻力F₂和阻力臂L₂．
（4）请在图4中画出AB经凸透镜成像的光路图．

Answer 1

分析：（1）画力的示意图分三个步骤：①在受力物体上画出力的作用点；②确定力的方向后沿力的方向画一条线段；③在线段的末端标箭头，在箭头的旁边标出所画力的符号，力有大小的要写上数值与单位；
重力的用点在物体的重心，方向竖直向下；支持力的方向垂直接触面指向被支持的物体；拉力的方向沿绳指向绳收缩的方向．
（2）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）先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向上）；力臂的画法：首先确定支点0；然后延长动力的作用线（用虚线）；再由支点向动力作用线做垂线（用虚线）；最后画上大括号，标出L₁．
（4）要解决此题，需要掌握凸透镜成像的规律．
设凸透镜的焦距为f，物距为u，则凸透镜成像的规律为：当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，此时f＜v＜2f．
当u=2f时，成倒立、等大的实像，此时v=2f．当f＜u＜2f时，成倒立、放大的实像，此时v＞2f．
当u=f时，无像．经凸透镜折射后的光线是平行的，没有会聚点．当u＜f时，成正立、放大的虚像．

解答：解：
（1）小球受到三个力的作用：重力、墙对它的支持力、绳子对它的拉力；物体受多个力作用时，作用点放在物体的重心．如图所示：

（2）力臂越长越省力，最长的力臂即支点与作用点的连线，然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力即可．
故答案为：

（3）阻力作用点在点B，方向竖直向上，力臂为支点到力作用线的距离．如图所示：

（4）由图知，物体在1倍焦距到2倍焦距之间，所以此时像在2倍焦距之外，此时成倒立、放大的实像．如图所示：

点评：（1）考查力的三要素，关键是能对物体进行正确的受力分析，受力分析一般按照重力、弹力、摩擦力、其它力的顺序作图．
（2）求最小的力是常见的题型，关键是找到最大的动力臂，一般来说，支点与动力作用点的连线就是最大的动力臂．
（3）此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂．
（4）此题主要考查了凸透镜成像规律的应用，一定要掌握物距、像距、物体和像大小之间的关系．