12. 如图所示的杠杆可绕固定点O转动,且其自重不计,要使杠杆在图示位置保持平衡,请作出物块所受重力的示意图和施加在A点的使杠杆保持平衡的最小力$F$的示意图。
答案
解析
【分析】
首先,绘制物块的重力示意图:重力的方向始终竖直向下,作用点在物块的重心(即物块的几何中心),所以只需过物块重心画一条竖直向下的带箭头线段即可。
其次,确定A点的最小平衡动力:根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小。支点O到A点的连线OA是最长的动力臂,因此施加在A点的最小力F的方向应垂直于OA向上,此时力臂最大,力最小,过A点作垂直于OA向上的带箭头线段即可。
【解析】
1. 重力示意图:过物块的重心(几何中心),沿竖直向下方向画带箭头的线段,标注为$G$;
2. 最小力$F$的示意图:连接OA,过A点作垂直于OA向上的带箭头线段,标注为$F$,此时OA为最长动力臂,$F$为最小力。
【答案】
如参考答案所示的正确示意图
【知识点】
重力示意图绘制,杠杆最小力确定
【点评】
本题考查重力的基本性质与杠杆平衡条件的应用,需牢记重力方向竖直向下,理解杠杆平衡中力臂与力的大小关系,找准最长动力臂是确定最小力的关键,属于基础作图题。
【难度系数】
0.7
首先,绘制物块的重力示意图:重力的方向始终竖直向下,作用点在物块的重心(即物块的几何中心),所以只需过物块重心画一条竖直向下的带箭头线段即可。
其次,确定A点的最小平衡动力:根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂固定时,动力臂越长,动力越小。支点O到A点的连线OA是最长的动力臂,因此施加在A点的最小力F的方向应垂直于OA向上,此时力臂最大,力最小,过A点作垂直于OA向上的带箭头线段即可。
【解析】
1. 重力示意图:过物块的重心(几何中心),沿竖直向下方向画带箭头的线段,标注为$G$;
2. 最小力$F$的示意图:连接OA,过A点作垂直于OA向上的带箭头线段,标注为$F$,此时OA为最长动力臂,$F$为最小力。
【答案】
如参考答案所示的正确示意图
【知识点】
重力示意图绘制,杠杆最小力确定
【点评】
本题考查重力的基本性质与杠杆平衡条件的应用,需牢记重力方向竖直向下,理解杠杆平衡中力臂与力的大小关系,找准最长动力臂是确定最小力的关键,属于基础作图题。
【难度系数】
0.7
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