按题目要求作图:
(1)如图甲所示,将一小石块用力竖直向上抛出,请画出石块离开手后在竖直上升过程中所受力的示意图(不计空气阻力和浮力);
(2)如图乙所示是用螺丝刀撬图钉的示意图,画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图.
(3)如图丙所示是一个通电螺线管,电流方向已标出.请在图中标出静止小磁针的N极,并用箭头标出图中磁感线的方向.
解:(1)石块在上升过程中(不计空气阻力和浮力).所以只受到的重力作用,从重心竖直向下画,并标上字母符号G,如下图所示:
(2)找出支点,从O做F1的垂线就是F1的力臂,要使杠杆平衡,F2的方向向下.如下图所示:
(3)根据螺线管中电流的方向和线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为S极,右端为N极.
根据磁极间的作用规律可知,在螺线管磁力的作用下,小磁针静止时靠近螺线管N极的一定是小磁针的S极;靠近螺线管S极的一定是小磁针的N极.由此可确定小磁针的左端为N极,右端为S极;在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极.如图所示:
(1)由于石块离开手后在竖直上升过程中不计空气阻力和浮力,所以只受到重力的作用,重力的作用点在重心上,方向竖直向下;
(2)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(3)利用螺线管中电流的方向和线圈的绕向,根据安培定则确定螺线管的N、S极;然后利用磁极间的作用规律确定小磁针的N、S极;在磁体的周围,磁感线从磁体的N极出发,回到S极.
点评:(1)作力的示意图,要用一条带箭头的线段表示力,线段的长度表示力的大小,箭头表示力的方向,起点或终点表示力的作用点;
(2)作力臂时要找好支点与力的作用线,力臂是从支点到力的作用线的距离.
(3)由于小磁针的N、S极、磁感线的方向都是由螺线管的磁极来决定的,所以确定螺线管的N、S极是解决此题的关键.
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