Question

【题目】按要求完成下列作图

（1）如图1，在竖直悬挂的带有磁性的黑板上，吸着一个重4N的小铁块，小铁块静止不动，如磁性黑板和铁块之间的吸引力是10N，请画出铁块在竖直方向上所受力的示意图；
（2）在图2中，画出在斜面上静止的物体A对斜面压力的示意图；
（3）如图3所示，一凸透镜放置于水中其主光轴与水面重合，现有一束平行于水面的入射光线通过凸透镜后折射入水中，请画出完整的光路；
（4）如图4，用软绳悬挂的杠杆，请画出重物G所受重力示意图，并在A点画出能使杠杆在图示位置平衡的最小拉力的示意图．

Answer 1

【答案】
（1）解：小铁块物体静止，则受平衡力，竖直方向上所受力为：竖直向下的重力G和竖直向上的摩擦力f，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，如图所示：

（2）解：在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段即为压力示意图，如图所示：

（3）解：平行于主光轴的入射光线经过凸透镜折射后，折射光线过焦点，由此可以确定对应的入射光线；

过入射点（焦点）垂直界面作出法线，根据折射角小于入射角，在水中法线的另一侧作出折射光线，如图所示：

（4）解：过重物G的重心，沿竖直向下的方向画一条有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图；

右端物体的重力不变，即阻力不变，且阻力臂不变，故要想使A点的动力最小，也就是动力臂最大，即以支点O点到A的长度为力臂时动力臂最大，故过A点作垂直于OA的斜向下的作用力（即最小拉力）．如图所示：

【解析】（1）首先对小铁块进行受力分析，小铁块静止不动，是平衡状态，竖直方向上受到的重力G与摩擦力F是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用点都在重心，重力的方向是竖直向下，摩擦力的方向是竖直向上．水平方向上受磁力和支持力的作用；（2）先确定压力的作用点，即压力是接触面受到的力，因此作用点在斜面上，然后根据压力与接触面垂直的关系确定压力的方向；
物体位于斜面上，压力与重力的大小、方向、作用点均不相同．（3）根据入射光线的特点，根据凸透镜的三条特殊关系画出对应的折射光线．
折射与入射的关系：折射光线、入射光线、法线在同一个平面内，折射光线与入射光线分居法线两侧，光由空气斜射入水中时，折射光线向法线偏折，折射角小于入射角．（4）根据重力的方向是竖直向下的，过重心做竖直向下的力即可．根据杠杆的平衡条件，力臂越长，作用力越小的思路，先确定最长的力臂，然后根据力与力臂垂直的关系确定杠杆的最小作用力．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用力的示意图和杠杆中最小力的问题的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握用一根带箭头的线段把力的三要素都表示出来的方法，叫力的图示法．（力的示意图只表示出力的方向和作用点）；判断是省力杠杆还是费力杠杆，先确定动力臂和阻力臂，再比较动力臂和阻力臂的大小．动力臂大，动力就小．为省力杠杆．反之，为费力杠杆．