解题思路:(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.
(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:
点评:
本题考点: 力的示意图;力臂的画法;磁感线及其特点.
考点点评: (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)本题考查了最小动力和力臂的作法.作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段.
(3)此题考查了磁极间作用规律、磁感线的特点等知识点,题目的难度不大.