Question

作圖題
（1）在圖1中畫出小球受力的示意圖．
（2）如圖2所示，使用羊角錘拔釘子，動(dòng)力作用在錘柄上的A點(diǎn)，請(qǐng)作出拔釘時(shí)所用最小動(dòng)力的示意圖（保留作圖痕跡）．
（3）如圖3所示，F(xiàn)₁是作用在活塞式抽水機(jī)手柄A點(diǎn)處的動(dòng)力，請(qǐng)畫出動(dòng)力F₁的力臂L₁，阻力F₂和阻力臂L₂．
（4）請(qǐng)?jiān)趫D4中畫出AB經(jīng)凸透鏡成像的光路圖．

Answer 1

分析：（1）畫力的示意圖分三個(gè)步驟：①在受力物體上畫出力的作用點(diǎn)；②確定力的方向后沿力的方向畫一條線段；③在線段的末端標(biāo)箭頭，在箭頭的旁邊標(biāo)出所畫力的符號(hào)，力有大小的要寫上數(shù)值與單位；
重力的用點(diǎn)在物體的重心，方向豎直向下；支持力的方向垂直接觸面指向被支持的物體；拉力的方向沿繩指向繩收縮的方向．
（2）由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，當(dāng)動(dòng)力臂最大時(shí)，動(dòng)力最小，即最省力．連接支點(diǎn)和力的作用點(diǎn)A即是最大動(dòng)力臂，當(dāng)作用力與之垂直時(shí)，作用力最�。�
（3）先確定阻力作用點(diǎn)（即B點(diǎn)），然后過阻力作用點(diǎn)表示阻力的方向（即豎直向上）；力臂的畫法：首先確定支點(diǎn)0；然后延長(zhǎng)動(dòng)力的作用線（用虛線）；再由支點(diǎn)向動(dòng)力作用線做垂線（用虛線）；最后畫上大括號(hào)，標(biāo)出L₁．
（4）要解決此題，需要掌握凸透鏡成像的規(guī)律．
設(shè)凸透鏡的焦距為f，物距為u，則凸透鏡成像的規(guī)律為：當(dāng)u＞2f時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像，此時(shí)f＜v＜2f．
當(dāng)u=2f時(shí)，成倒立、等大的實(shí)像，此時(shí)v=2f．當(dāng)f＜u＜2f時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像，此時(shí)v＞2f．
當(dāng)u=f時(shí)，無像．經(jīng)凸透鏡折射后的光線是平行的，沒有會(huì)聚點(diǎn)．當(dāng)u＜f時(shí)，成正立、放大的虛像．

解答：解：
（1）小球受到三個(gè)力的作用：重力、墻對(duì)它的支持力、繩子對(duì)它的拉力；物體受多個(gè)力作用時(shí)，作用點(diǎn)放在物體的重心．如圖所示：

（2）力臂越長(zhǎng)越省力，最長(zhǎng)的力臂即支點(diǎn)與作用點(diǎn)的連線，然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可．
故答案為：

（3）阻力作用點(diǎn)在點(diǎn)B，方向豎直向上，力臂為支點(diǎn)到力作用線的距離．如圖所示：

（4）由圖知，物體在1倍焦距到2倍焦距之間，所以此時(shí)像在2倍焦距之外，此時(shí)成倒立、放大的實(shí)像．如圖所示：

點(diǎn)評(píng)：（1）考查力的三要素，關(guān)鍵是能對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，受力分析一般按照重力、彈力、摩擦力、其它力的順序作圖．
（2）求最小的力是常見的題型，關(guān)鍵是找到最大的動(dòng)力臂，一般來說，支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)的連線就是最大的動(dòng)力臂．
（3）此類題的關(guān)鍵是掌握杠桿五要素，然后根據(jù)杠桿的五要素作出相應(yīng)的作用力或力臂．
（4）此題主要考查了凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，一定要掌握物距、像距、物體和像大小之間的關(guān)系．