Question

（1）如圖1所示，一個小球正在下沉，請用力的示意圖畫出木球所受到的力．
（2）作出圖2的閘刀使用中的兩個力臂，并標明L₁和L₂．
（3）畫出滑輪組最省力的繞法

Answer 1

分析：（1）小球在水中受重力與浮力的作用，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上；因為小球正在下沉，所以重力比浮力大，線段的長度不同．
（2）已知支點、動力和阻力的方向，根據力臂的畫法，過支點作動力作用線和阻力作用線的垂線段，即動力臂和阻力臂．
（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．

解答：解：浮力的示意圖畫法和重力相同，只是浮力的方向是沿豎直向上的，作用點都可以畫在重心，因為下沉重力大于浮力，如下圖：

（2）延長動力作用線，過支點O作動力作用線的垂線段（即動力臂L₁）；阻力垂直于杠桿，過支點O作阻力作用線的垂線段（即阻力臂L₂），如下圖所示：

（3）對由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，可繞線方法有兩股和三股兩種，兩種方法都達到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股繞線的方法拉力方向向上；有兩股繞線的方法拉力方向向下，在不計滑輪自重及摩擦的情況下，動滑輪和重物由幾股繩子承擔，拉力就是滑輪組提升物重的幾分之一．由此可知繩子股數越多越省力，根據題意滑輪組最省力的繞法是繩子股數最多，即三股繞線的方法，如下圖：

點評：（1）力的示意圖是用一個帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點三個要素表示出來，線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，線段起點或終點表示力的作用點．
（2）力臂即點到線的距離，先找點（支點），再作線（力的作用線），最后作點到線的距離．
（3）滑輪組的繞線方法不同，拉力的方向不同，達到省力程度也不同，繩子股數越多越省力．