四、作图题(每题3分,共6分)
13. 题13图a所示的斜拉桥,可逐步简化成图b、c、d的模型。

(1)以O点为支点,在图d中作出$F_1$、$F_2$的力臂$l_1$、$l_2$。
(2)为了减小钢索承受的拉力,可适当(升高/降低)钢索悬挂点在桥塔上的高度,理由是。
13. 题13图a所示的斜拉桥,可逐步简化成图b、c、d的模型。
(1)以O点为支点,在图d中作出$F_1$、$F_2$的力臂$l_1$、$l_2$。
(2)为了减小钢索承受的拉力,可适当(升高/降低)钢索悬挂点在桥塔上的高度,理由是。
答案
升高
升高钢索悬挂点,可增大拉力的力臂,
在阻力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件,钢索承受的拉力减小
升高钢索悬挂点,可增大拉力的力臂,
在阻力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件,钢索承受的拉力减小
解析
【解析】
1. (1)力臂是支点到力的作用线的垂直距离,过支点$O$作$F_1$作用线的垂线段,即为动力臂$l_1$;过支点$O$作$F_2$作用线的垂线段,即为阻力臂$l_2$。
2. (2)根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,阻力$F_2$(桥面重力)和阻力臂$l_2$不变,升高钢索悬挂点,可增大拉力$F_1$的力臂$l_1$,则钢索承受的拉力$F_1$会减小。
【答案】
(1)如图所示(过$O$点分别作$F_1$、$F_2$作用线的垂线段,标注$l_1$、$l_2$)
(2)升高;升高钢索悬挂点,可增大拉力的力臂,在阻力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件,钢索承受的拉力减小
【知识点】
力臂的画法;杠杆平衡条件
【点评】
本题将实际工程模型转化为杠杆模型,考查力臂画法与杠杆平衡条件的应用,注重物理知识在实际生活中的运用。
【难度系数】
0.6
1. (1)力臂是支点到力的作用线的垂直距离,过支点$O$作$F_1$作用线的垂线段,即为动力臂$l_1$;过支点$O$作$F_2$作用线的垂线段,即为阻力臂$l_2$。
2. (2)根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,阻力$F_2$(桥面重力)和阻力臂$l_2$不变,升高钢索悬挂点,可增大拉力$F_1$的力臂$l_1$,则钢索承受的拉力$F_1$会减小。
【答案】
(1)如图所示(过$O$点分别作$F_1$、$F_2$作用线的垂线段,标注$l_1$、$l_2$)
(2)升高;升高钢索悬挂点,可增大拉力的力臂,在阻力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件,钢索承受的拉力减小
【知识点】
力臂的画法;杠杆平衡条件
【点评】
本题将实际工程模型转化为杠杆模型,考查力臂画法与杠杆平衡条件的应用,注重物理知识在实际生活中的运用。
【难度系数】
0.6
14. 如题14图所示,用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在图中画出最省力的绕绳方法。

答案
解析
【解析】
要使滑轮组最省力,需让动滑轮上承担拉力的绳子段数最多,应从动滑轮的挂钩开始绕绳,先绕过左侧的定滑轮,再绕回动滑轮,此时动滑轮上有3段绳子承担拉力,为最省力的绕绳方式。
【答案】
绕绳方式如图所示:

【知识点】
滑轮组绕绳方法;滑轮组省力特点
【点评】
本题考查滑轮组的最省力绕绳技巧,核心是明确从动滑轮挂钩起始绕绳,可使动滑轮上的承重绳段数最多,省力效果最优,需熟练掌握该类绕绳逻辑。
【难度系数】
0.7
要使滑轮组最省力,需让动滑轮上承担拉力的绳子段数最多,应从动滑轮的挂钩开始绕绳,先绕过左侧的定滑轮,再绕回动滑轮,此时动滑轮上有3段绳子承担拉力,为最省力的绕绳方式。
【答案】
绕绳方式如图所示:
【知识点】
滑轮组绕绳方法;滑轮组省力特点
【点评】
本题考查滑轮组的最省力绕绳技巧,核心是明确从动滑轮挂钩起始绕绳,可使动滑轮上的承重绳段数最多,省力效果最优,需熟练掌握该类绕绳逻辑。
【难度系数】
0.7
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