Question

8．按題目要求作圖．

（1）畫出圖（1）中物體在光滑斜面上下滑時受力示意圖；
（2）畫出圖（2）中潛水艇在上浮時所受重力和浮力的示意圖（O表示艇的重心）；
（3）小林用水平推力F把木箱向前推動，此過程中，推力F和木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖（3）甲、乙所示．請在圖丙中，畫出0～6s內木箱所受的摩擦力f隨時間t變化的圖線．

Answer 1

分析 （1）首先對物體的受力情況進行分析，可知，它受到重力、斜面對它的支持力，因為斜面是光滑的，不受摩擦力的作用，再用畫圖法將這幾個力表示出來．
（2）潛水艇在水中受重力與浮力的作用，要使?jié)撍�艇上浮則浮力應大于重力，據(jù)此畫出重力和浮力的示意圖；
（3）物體處于平衡狀態(tài)時受到的力就是平衡力，根據(jù)平衡力的大小相等判斷出摩擦力的大�。�

解答 解：（1）由于斜面是光滑的，故物體下滑時不受摩擦力作用；物體受到的重力方向豎直向下，作用點（重心）在其幾何中心上，即對角線的交點位置；斜面對物體的支持力方向垂直斜面向上，作用點也在物體的幾何中心上．如下圖所示：

（2）潛水艇受到的重力方向豎直向下，而浮力方向豎直向上；由于潛水艇在上浮，所以浮力應大于重力，如圖所示：

（3）由圖可知，3～5s內，用200N的水平推力能使木箱勻速前進，說明此時木箱所受的摩擦力和推力是一對平衡力，滑動摩擦力=推力=200N．
木箱在1～3s內做加速運動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力與推力大小無關，接觸面的粗糙程度與物體間壓力均不變，物體受到的滑動摩擦力不變，則1s～3s木箱受到的摩擦力大小為200N．
5～6s內，不再施加推力，木箱做減速運動，但壓力和接觸面的粗糙程度仍不變，所以摩擦力不變，仍為200N．
在0～1s內物體沒有移動，處于靜止狀態(tài)，摩擦力與推力相平衡，即此時摩擦力為100N，
0～6s內木箱所受的摩擦力f隨時間t變化的圖線如下圖：

點評 （1）在畫力的示意圖時，若需要畫出物體受到的多個力的示意圖時，要將這幾個力畫成共點力．判斷此種狀態(tài)下的物體受力情況，關鍵是要看是不是有摩擦力，如果說斜面光滑，一般認為是沒有摩擦力的；
（2）本題中要注意浮力與重力的大小關系，并用線段的長短來表示力的大��；
（3）本題考查了學生對力學圖象的分析能力，能從圖象上得到有用的物理信息是解題的關鍵，是一道鍛煉學生分析思考能力的好題．