Question

（1）如圖甲所示是小明同學(xué)在課堂上演示的有趣的磁性實驗，當(dāng)磁性陀螺在磁性鋼板上空旋轉(zhuǎn)時，不會掉落下來．不計空氣阻力，請你在陀螺上作出受力示意圖和陀螺的兩個磁極．
（2）根據(jù)平面鏡成像特點，畫出圖中物體AB在平面鏡MN中所成的像
（3）在圖中畫出使杠桿OA平衡時最小動力F₁的方向和阻力F₂的力臂l₂．

Answer 1

分析：（1）磁極間的相互作用規(guī)律是：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，陀螺能夠在鋼板上空旋轉(zhuǎn)不掉下來，說明受到斥力的作用；陀螺旋轉(zhuǎn)不掉下來，說明在豎直方向受到的力是平衡力．
（2）首先要知道平面鏡成像的特點：像與物到平面鏡的距離相等、連線與鏡面垂直、大小相等、左右相反，即像與物關(guān)于平面鏡對稱；
其次掌握本題的基本作法：作出兩個端點A、B的像點，連接像點即為物體AB在平面鏡中的像．
（3）根據(jù)杠桿平衡的條件，F(xiàn)₁×L₁=F₂×L₂，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動力最小，必須使動力臂最長．而在通常情況下，連接杠桿中支點和動力作用點這兩點所得到的線段最長，據(jù)此可解決此題．

解答：解：（1）因為同名磁極相互排斥，所以陀螺下端為S極，上端為N極，受到重力和向上排斥的力的作用，如圖所示．

（2）先作出物體AB的端點A、B在平面鏡中的對稱點A′、B′，連接A′、B′點即為物體AB在平面鏡中的像，注意輔助線和像用虛線，如圖所示：

（3）①連接OA就是最長的動力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件，要使杠桿平衡動力方向向上，據(jù)此可畫出最小的動力；
②O為支點，點O到F₂的垂線段就是F₂的力臂，故答案如下圖所示：

點評：（1）能根據(jù)陀螺的運動情況，結(jié)合磁極間作用規(guī)律判斷出陀螺的磁極；
（2）由運動情況，畫出陀螺的受力示意圖，考查了學(xué)生知識的理解和運用能力．
（3）在平面鏡成像作圖中，若作出物體在平面鏡中所成的像，要先根據(jù)像與物關(guān)于平面鏡對稱，先作出端點和關(guān)鍵點的像點，再用虛線連接各點即為物體的像．
（4）力臂作圖就是從支點向力的作用線畫垂線，最小力問題轉(zhuǎn)化成最大力臂問題．