解:(1)物體的重心在物體的幾何重心,如圖O點,重力的方向是豎直向下的,從O點起沿豎直向下的方向,畫一條線段,在線段的末尾標上箭頭和力的大小.如圖:
(2)連接OA就是最長的動力臂,根據杠桿平衡的條件,要使杠桿平衡動力方向向上,據此可畫出最小的動力;O為支點,點O到F
2的垂線段就是F
2的力臂,如下圖:
(3)在繩子自由端的拉力方向向下,有三段繩子承擔物重,繩子段數為奇數,因此繩子的起始端應從動滑輪的掛鉤開始,如下圖:
(4)過入射點O垂直界面作出法線,當光由空氣斜射進入水中時,折射光線向法線偏折,折射角小于入射角,用γ標出折射角,如圖
分析:(1)要畫重力的示意圖首先要找力的作用點,即重心,從力的作用點起沿重力的方向畫一條帶箭頭的線段,在線段的末尾標上力的大。
(2)根據杠桿平衡的條件,F
1×L
1=F
2×L
2,在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下,要使所用的動力最小,必須使動力臂最長.而在通常情況下,連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長.
(3)滑輪組繩子的繞法有兩種:
一是繩子先系在定滑輪的固定掛鉤上,然后再繞過下面的動滑輪再向上繞到定滑輪上,依次反復繞,這種繞法有偶數段繩子承擔物重;
二是繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上,然后再繞過上面的定滑輪再向下,依次反復繞,這種繞法有奇數段繩子承擔物重.
(4)知道光由空氣斜射入水中所遵循的折射規(guī)律,才能作出折射光線,并標出折射光線與法線之間的夾角.
點評:(1)力的示意圖,關鍵是找準力的作用點,沿力的方向畫一條線段;
(2)力臂作圖就是從支點向力的作用線畫垂線,最小力問題轉化成最大力臂問題;
(3)省力多少和繩子的繞法,決定滑輪組的使用效果,滑輪組設計原則可歸納為:奇動偶定;一動配一定,偶數減一定,變向加一定.
(4)本題考查光的折射定律:折射光線、入射光線、法線在同一平面內,折射光線、入射光線分居法線兩側,光由空氣斜射入其它透明介質時,折射光線向法線偏折,折射角小于入射角;當光由其它透明介質斜射進入空氣中時,折射光線遠離法線偏折,折射角大于入射角.