Question

【題目】按要求完成下列作圖

（1）如圖1，在豎直懸掛的帶有磁性的黑板上，吸著一個重4N的小鐵塊，小鐵塊靜止不動，如磁性黑板和鐵塊之間的吸引力是10N，請畫出鐵塊在豎直方向上所受力的示意圖；
（2）在圖2中，畫出在斜面上靜止的物體A對斜面壓力的示意圖；
（3）如圖3所示，一凸透鏡放置于水中其主光軸與水面重合，現(xiàn)有一束平行于水面的入射光線通過凸透鏡后折射入水中，請畫出完整的光路；
（4）如圖4，用軟繩懸掛的杠桿，請畫出重物G所受重力示意圖，并在A點畫出能使杠桿在圖示位置平衡的最小拉力的示意圖．

Answer 1

【答案】
（1）解：小鐵塊物體靜止，則受平衡力，豎直方向上所受力為：豎直向下的重力G和豎直向上的摩擦力f，大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，如圖所示：

（2）解：在斜面上選取物體與接觸面的中點為壓力的作用點，過壓力作用點畫垂直于斜面、帶箭頭的線段即為壓力示意圖，如圖所示：

（3）解：平行于主光軸的入射光線經(jīng)過凸透鏡折射后，折射光線過焦點，由此可以確定對應的入射光線；

過入射點（焦點）垂直界面作出法線，根據(jù)折射角小于入射角，在水中法線的另一側(cè)作出折射光線，如圖所示：

（4）解：過重物G的重心，沿豎直向下的方向畫一條有向線段，用G表示，即為其所受重力示意圖；

右端物體的重力不變，即阻力不變，且阻力臂不變，故要想使A點的動力最小，也就是動力臂最大，即以支點O點到A的長度為力臂時動力臂最大，故過A點作垂直于OA的斜向下的作用力（即最小拉力）．如圖所示：

【解析】（1）首先對小鐵塊進行受力分析，小鐵塊靜止不動，是平衡狀態(tài)，豎直方向上受到的重力G與摩擦力F是一對平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用點都在重心，重力的方向是豎直向下，摩擦力的方向是豎直向上．水平方向上受磁力和支持力的作用；（2）先確定壓力的作用點，即壓力是接觸面受到的力，因此作用點在斜面上，然后根據(jù)壓力與接觸面垂直的關(guān)系確定壓力的方向；
物體位于斜面上，壓力與重力的大小、方向、作用點均不相同．（3）根據(jù)入射光線的特點，根據(jù)凸透鏡的三條特殊關(guān)系畫出對應的折射光線．
折射與入射的關(guān)系：折射光線、入射光線、法線在同一個平面內(nèi)，折射光線與入射光線分居法線兩側(cè)，光由空氣斜射入水中時，折射光線向法線偏折，折射角小于入射角．（4）根據(jù)重力的方向是豎直向下的，過重心做豎直向下的力即可．根據(jù)杠桿的平衡條件，力臂越長，作用力越小的思路，先確定最長的力臂，然后根據(jù)力與力臂垂直的關(guān)系確定杠桿的最小作用力．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用力的示意圖和杠桿中最小力的問題的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握用一根帶箭頭的線段把力的三要素都表示出來的方法，叫力的圖示法．（力的示意圖只表示出力的方向和作用點）；判斷是省力杠桿還是費力杠桿，先確定動力臂和阻力臂，再比較動力臂和阻力臂的大小．動力臂大，動力就小．為省力杠桿．反之，為費力杠桿．