Question

作图：
（1）如图1所示，在抽水机的手柄上画出抽水时最省力的动力F₁，然后再画出F₁和F₂的力臂，并标明l₁和l₂．
（2）请在图2中画出木棒受到的重力和木棒对墙壁的压力的示意图．
（3）如图3所示，杠杆在力F₁、F₂作用下处于平衡状态，l₁为F₁的力臂．请在图中作出F₂的力臂l₂及力F₁．
（4）站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶，请在图4中画出滑轮组绳子的绕法．

（5）传送带上有一个物体M，它与传送带一起以1m/s的速度在水平方向向右匀速运动，不计空气阻力．请在图5中画出M受力情况的示意图．

Answer 1

解：（1）由杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小．由图可知，支点为O点，过手柄的末端作垂直于杠杆向下的作用力；
过支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段，分别用L₁和L₂表示．

（2）过木棒重心做竖直向下的重力；过木棒与墙壁的接触点做垂直于墙面的压力．如图所示：

（3）过L₁的上端作L₁的垂线，交杠杆于一点A，即为F₁的作用点，为了使杠杆平衡，F₁的方向向上，连接支点O与F₂的作用点即为力臂L₂，

（4）由题意知，站在地面上提升水桶；绳子的拉力方向应向下，所以绳子应从定滑轮绕起．如图所示：

（5）由于物体M和传送带一起匀速运动，相对静止，所以M不受摩擦力的作用，只受重力和支持力的作用，如图所示：

分析：（1）根据杠杆平衡条件可知：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小．
（2）根据均匀的规则物体的重心在物体的几何中心，然后过重心表示出重力的方向；木棒与墙接触的部位为压力的作用点，根据压力的方向与接触面垂直，过压力的作用点表示出压力的方向即可．
（3）F₂与杠杆垂直，故连接支点O与F₂的作用点即为力臂L₂，过L₁的上端作L₁的垂线，交杠杆于一点，即为F₁的作用点，F₁的方向向上．
（4）根据滑轮组省力情况的分析规律，吊着动滑轮的绳子的段数决定了其省力情况，在绕线时，可以从动滑轮或定滑轮绕起，在题目中要根据实际情况而定．
（5）物体M做水平方向向右匀速运动，由于不计空气阻力，所以物体受到两个力：它的重力G，传送带对它的支持力F，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心．
点评：本题考查了力的示意图和力臂的画法．画力臂时，找准力的作用线是关键，画力臂时，一定要从支点开始向作用线画垂线，不要受到杠杆自身形状的干扰；
与动滑轮连接的绳子的段数，决定了滑轮组的省多少力，这是我们计算省力情况的关键．连接时，还要注意先内后外，以防交叉．