Question

按照题目要求作图：
（1）如图所示，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）为了使杠杆ON在图位置能保持静止，需在M点施加一个力F．画出在M点对杠杆施加的最小拉力F，并标出其对应的力臂L；

（3）请在图中用箭头标出磁感线a的方向，并将磁感线b上小磁针的N极涂黑．

Answer

（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）由杠杆平衡的条件知，当阻力与阻力的力臂的积为定值时，动力臂最大时，动力是最小的，此时的动力臂是支点到动力的作用点的距离．
（3）利用磁感线是从磁体的N极出发，回到S极这一特点，确定磁感线的方向．利用螺线管的磁极结合磁极间作用规律确定小磁针的N、S极．
【解析】
（1）石块在上升过程中受到的重力从重心竖直向下画，并标上字母符号G，如图所示：

（2）由杠杆平衡的条件知，动力臂最大时，拉力F最小，其对应的力臂为L1；如图所示：

（3）磁感线是从磁体的N极出发，回到S极，所以可以确定磁感线a的方向是向右的．
小磁针的左端靠近了螺线管的右端（N极），异名磁极相互吸引，所以小磁针的左端与螺线管的右端为异名磁极，故为S极，小磁针的右端为N极．
综上分析可得答案如下图：