北方課堂初中物理杠桿力臂畫法專題

北方老師原創(chuàng)

1．如圖所示，舉著啞鈴的前臂骨骼可看成杠桿，請畫出圖中阻力F2的力臂l2及肱二頭肌作用在A點的動力F1的示意圖。

【解答】當(dāng)手握啞鈴向上曲肘時，若把前臂看成杠桿，支點在肘關(guān)節(jié)的O位置，肱二頭肌收縮抬起前臂是動力F1，作用點在A點，方向斜向上；啞鈴作用在手上產(chǎn)生的力是阻力，從支點向F2做垂線段，得到F2的力臂L2．如圖所示：

2．一根質(zhì)量忽略不計的杠桿，支點為O，在A點懸掛一重為20N的物體G．為使杠桿在水平位置保持平衡，還要給杠桿施加一個大小為12N的拉力F2，請在圖中畫出：

（1）拉力F1的力臂L1；

（2）拉力F2的示意圖。（圖中杠桿所標(biāo)每小格刻度均勻）

【解答】

（1）在A點懸掛物體G，則物體對杠桿的拉力F1是豎直向下的，過支點O作力F1作用線的垂線段，即為F1的力臂L1；

（2）設(shè)杠桿上一個小格的長為L，拉力F2作用在n格處，

根據(jù)杠桿平衡條件可得：F1×3L＝F2×nL，

即：20N×3L＝12N×nL，

則n＝

＝5，因為拉力F1的方向豎直向下，已知拉力F2的方向豎直向上，所以為了使杠桿平衡，則F2與F1應(yīng)作用在支點的同側(cè)（即F2作用在O點左側(cè)5格處），過F2的作用點沿豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段，并標(biāo)出力的大小，如圖所示：

3．按題目要求作圖：在圖甲中，畫出該滑輪的動力臂和阻力臂。

【解答】

動滑輪的支點O在繩與輪最左邊的接觸點；F為動力，支點到動力作用線的距離為動力臂L1；

物體對滑輪的拉力為阻力，支點到阻力作用線的距離為阻力臂L2；如圖所示：

4．賽艇的船槳是費力杠桿，請在圖中畫出運動員把船槳從位置①拉到位置②時作用在槳柄A處的動力F1和槳葉B處受到的阻力F2及阻力臂l2。

【解答】從位置①拉到位置②時，A處受到的力F1方向向上，作用點在A處；B處受到的阻力F2方向向上，作用點在B處，過支點O向力F2的作用線作垂線，該垂線段即為阻力F2的力臂l2．如圖所示：

5．請按照題目要求作圖

請畫出拉力F1的力臂。

【解答】過支點O作F1作用線的垂線段，即L1．如圖所示：

6．如圖所示的撬棒，O為支點，請畫出動力F的力臂L。

【解答】過支點O做力F作用線的垂線段，即為所求作的動力臂L；如下圖所示：

7．要使杠桿在圖中水平位置靜止，請畫出動力F1的力臂L1和阻力F2。

【解答】做力F1的延長線，過支點O做力F1作用線的垂線段L1，則線段L1為力F1的力臂；

過力臂L2的右端，作垂直于L2的直線，與杠桿OA的交點為力F2的作用點，方向斜向左上方，如圖所示：

8．（1）畫出拉力F1的力臂l1；

（2）畫出重物G對杠桿的拉力F2的示意圖，并畫出F2的力臂l2。

【解答】（1）由圖可知，杠桿的支點為O，反向延長拉力F1畫出力的作用線，然后過支點O做拉力F1的垂線段，即為其力臂L1；

（2）重物G對杠桿的拉力F2的作用點在杠桿上，方向豎直向下；過支點O作F2的作用線的垂線段，即為力臂L2；如圖所示：

9．請作出圖中F1的力臂L1和阻力F2；

【解答】過支點O作垂直于F1作用線的垂線段，即為F1的力臂L1；過L2的末端作用垂直于杠桿的阻力F2．如圖所示：

10．如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請畫出力F2及其對應(yīng)的力臂l2．

【解答】已知輕質(zhì)杠桿AB在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，為使杠桿平衡，阻力F2的方向向下，從支點向阻力F2的作用線引垂線段，垂線段的長即為阻力臂L2，如圖所示：

11．如圖是生活中羊角錘拔釘子的情景，請畫出工人拔釘子時所施加動力的動力臂和羊角錘受到的阻力示意圖。

【解答】過釘子與羊角錘的接觸點作豎直向下的力，即為阻力F2；

然后過支點O作動力F1作用線的垂線段，即為動力臂L1．如下圖所示：

12．根據(jù)要求作圖。

如圖是一種常見的晾衣夾，使用時O為支點，A為動力作用點，F(xiàn)2為彈性鋼圈對夾子的阻力，畫出動力F1以及阻力臂l2。

【解答】過動力作用點A垂直于接觸面向下畫出動力F1的示意圖；由支點O向F2的作用線作垂線段，即為阻力臂l2，如圖所示：

13．如圖所示，杠桿在力的作用下處于水平平衡狀態(tài)，L1為動力F1的力臂。請在圖中作出阻力臂L2及動力F1的示意圖。

【解答】由圖可知，O為支點，物體對杠桿的拉力是阻力F2，由O向力F2的作用線引垂線，支點到垂足的距離就是力臂L2；

作力臂L1的垂線即力F1的作用線，與杠桿的交點就是作用點，F(xiàn)1使杠桿的轉(zhuǎn)動方向與力F2的相反；如下圖所示：

14．如圖是抽水機(jī)手柄示意圖，畫出F1和F2的力臂。

【解答】反向延長F1畫出力的作用線，然后由支點O分別向F1和F2的作用線做垂線段，標(biāo)出對應(yīng)的符號L1和L2，如圖所示：

15．如圖，a圖是一種新型開瓶器，該開瓶器可看作一個杠桿，O為其支點。請在b圖中畫出它工作時作用在A點的動力F1的示意圖和阻力F2的力臂L2。

【解答】

圖中的起瓶器在打開瓶蓋時，支點在O點，由支點O向阻力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂L2。

由圖知，阻力的方向斜向左下方，阻力有繞著O點順時針轉(zhuǎn)動的效果，為使杠桿平衡，則動力F1應(yīng)繞著O點按逆時針方向轉(zhuǎn)動，故動力F1的方向斜向右下方，作用點在A點，如圖所示：

16．如圖所示，硬質(zhì)杠桿AOB上掛一重物M，O為支點，請你在杠桿AOB上作出使重物在圖示位置靜止時的最小拉力F1的示意圖和力F2的力臂l2。

【解答】由杠桿平衡條件F1 L1＝F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小；圖中支點在O點，因此OA作為動力臂最長，過A點垂直于OA作出最小力的示意圖，由圖知，最小力的方向向右上方，然后由O點向力F2的作用線做垂線，這就是力臂L2．如圖所示：

17．古代護(hù)城河上安裝的吊橋可以看成一個以O(shè)為支點的杠桿。請在圖中畫出杠杠的動力臂和阻力示意圖。

【解答】（1）O點為支點，繩對吊橋的動力F1沿斜向上方向，過支點O作垂直于動力作用線的垂線段（即動力臂L1）。

（2）阻力為吊橋的重力，作用點為吊橋的重心（即中點處），然后過重心作豎直向下的力，即為阻力F2的示意圖，

如圖所示：

18．如圖，（a）圖所示是一種新型開瓶器，借助它可單手輕易開啟啤酒瓶蓋，該開瓶器可看作一個杠桿。請在（b）圖中畫出該開瓶器工作時作用在A點的動力F1的示意圖和阻力F2的力臂L2。

【解答】圖中的起瓶器在打開瓶蓋時，支點在O點，由支點O向阻力F2的作用線作垂線段，即為阻力臂L2。

由圖知，阻力的方向斜向左下方，阻力有繞著O點順時針轉(zhuǎn)動的效果，為使杠桿平衡，則動力F1應(yīng)繞著O點按逆時針方向轉(zhuǎn)動，故動力F1的方向斜向右下方，作用點在A點，如圖所示：

19．根據(jù)要求作圖

如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點轉(zhuǎn)動，請在圖中畫出杠桿OA的動力臂L1及重物所受重力的示意圖。

【解答】杠桿受到的動力作用在A點，方向豎直向上，從支點O作動力F作用線的垂線段，垂線段的長度即為動力臂L1；

重力的作用點在物體的重心，方向豎直向下，據(jù)此作出重力的示意圖。如圖所示：

20．如圖所示，用螺絲刀撬起圖釘。請在圖上畫出螺絲刀受到動力F1的力臂；

【解答】過支點O作垂直于動力作用線的垂線段，可得動力臂L1，如圖所示；

21．如圖是盆栽植物的支撐架，作出圖中的兩個力臂，并標(biāo)明l1和l2。

【解答】過支點O作動力作用線的垂線段，即動力臂L1；過支點O作阻力作用線的垂線段，即阻力臂L2，如下圖所示：

22．畫出圖乙中拉力F的力臂l；

【解答】延長力F畫出力的作用線，從支點向力的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是力臂l。如圖所示：

23．如圖，釣魚桿處于平衡狀態(tài)，畫出F1的力臂。

【解答】過支點O作F1作用線的垂線段，即為動力臂L1，如圖所示：

24．如圖所示，某同學(xué)正在做俯臥撐，a點是該同學(xué)的重心，畫出該同學(xué)做俯臥撐時身體所受的動力F1、阻力F2、動力臂L1。

【解答】重力的方向豎直向下，過重心a作豎直向下的力即為重力G，為阻力F2＝G；

支持力的方向豎直向上為動力F1，作用點在手掌與地面的接觸處，先作出支持力的即為動力F1示意圖，然后過支點O作支持力作用線的垂線段L1，即為地面對手支持力的動力臂L1．如圖所示：

25．在圖中畫出力F的力臂，并用字母L標(biāo)明。

【解答】從支點O向F的作用線引垂線，垂線段的長度即為F的力臂L，如圖所示：

26．完成作圖題：

如圖，為利用汽車吊車電氣貨物的場景，已知起重臂推力為F1，受到貨物向下拉力為F2，試畫出F1的力臂和貨物受到的重力示意圖。

【解答】反向延長力F1的作用線，再從支點向作用線引垂線，標(biāo)出力臂L1；

從貨物的重心豎直向下畫一條有向線段，標(biāo)出重力的符號G，如圖所示：

27．某劇組為拍攝節(jié)目需要，設(shè)計了如圖所示的拉力裝置來改變照明燈的高度，輕質(zhì)杠桿ABO可能繞O點轉(zhuǎn)動。請畫出：提升杠桿的力及其力臂。

【解答】繩子對杠桿的拉力作用在B點，拉力的方向沿繩子斜向右上方，過支點O作拉力作用線的垂線段，即拉力的力臂L，如圖所示：

28．如圖所示是一種抽水馬桶水箱自動上水裝置的示意圖。當(dāng)水箱內(nèi)的水達(dá)到一定高度時，浮標(biāo)帶動杠桿AOB壓住入水口，停止上水。請在圖中畫出動力F1、阻力F2和動力臂L1。

【解答】由圖和題意可知，O為支點，水對浮標(biāo)的向上作用力為動力，入水口對B端的向上作用力為阻力；

過杠桿B點作豎直向上的力即為阻力F2；過浮標(biāo)重心作豎直向上的力即為動力F1，過支點O作動力F1作用線的垂線段即為動力臂L1．如圖所示：

29．圖所示的杠桿可以繞固定點O轉(zhuǎn)動，請在圖中畫出繩子對杠桿的拉力F的力臂（用l表示）。

【解答】過支點O作拉力F作用線的垂線段，即為其力臂L．如圖所示：

30．如圖甲所示是電工所用的鉗子，圖乙是它的杠桿示意圖，圖中已畫出了鉗子所受的動力F1，請在圖乙中畫出鉗子所受的動力F1的力臂L1及鉗子所受的阻力F2

【解答】圖乙中支點為O點，過支點O向動力F1作用線作垂線段，即為動力臂L1；阻力是阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，所以阻力方向向上，由于阻力臂比動力臂短，所以阻力大于動力，表示F2的線段要長一些。如圖所示：

31．如圖所示，踮腳時，腳掌與地面接觸的地方是支點，小腿肌肉對腳的拉力向上，請在圖中畫出動力的力臂

【解答】由圖知，O為支點，小腿肌肉對腳的拉力為動力；先畫出拉力F的作用線，再從支點O向力F的作用線作垂線段，即為動力F的力臂L，如圖所示：

32．如圖是自行車的剎車手柄示意圖，手柄在力F1的作用下繞點O轉(zhuǎn)動，請畫出動力F1的力臂L1，阻力F2和阻力臂L2。

【解答】

杠桿的支點為O，從支點O作力F1的作用線的垂線段，垂線段即為力F1的力臂L1；

阻力F2的方向沿閘線向右，作用點在閘線與剎車手柄接觸處，由支點向力F2的作用線做垂線，垂線段的長度即為F2的力臂L2．如圖所示：

33．請在下面圖中畫出杠桿的動力F1和阻力F2的力臂。

【解答】從O做動力F1的垂線段就是F1的力臂L1；從O做動力F2的垂線段就是F2的力臂L2；如圖：

34．如圖是生活中常用的桿秤，桿秤可以繞支點O轉(zhuǎn)動，請在圖中作出F1和F2的力臂L1、L2．

【解答】圖中O為支點，從支點O分別作F1、F2作用線的垂線段，支點到垂足的距離為相應(yīng)的力臂L1、L2．如圖所示：

35．如圖所示是一款可以讓你單手開啟瓶蓋的啟瓶器（瓶起子），請在圖b中畫出F1的力臂L1和F2的力臂L2。

【解答】由題知，O為支點，反向延長畫出F1的作用線，從O向F1的作用線畫垂線，則支點到垂足的距離為F1的力臂L1；

反向延長畫出F2的作用線，從O向F2的作用線畫垂線，則支點到垂足的距離為F2的力臂L2．如圖所示：

36．如圖是使用手機(jī)和自拍桿進(jìn)行自拍時的示意圖，將自拍桿看作一個杠桿，O為支點，請在圖中畫出F1的力臂L1。

【解答】從支點O向F1的作用線作垂線段，即為力F1的力臂L1，如圖所示：

37．如圖甲是教室里的學(xué)生座椅，乙圖是它的側(cè)面圖，要在C點用最小的力F使座椅繞A開始逆時針轉(zhuǎn)動，請在圖乙中畫出；①F的力臂②F的示意圖。

【解答】由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；圖中支點在A點，要求在C點用力，連接AC，則AC就是最長的動力臂L；由題意可知，要在C點用最小的力F使座椅繞A開始逆時針轉(zhuǎn)動，則動力應(yīng)垂直于力臂L向左，據(jù)此可畫出最小動力F的示意圖；如下圖所示：

38．如圖是汽車踩剎車時的示意圖，杠桿AOB的支點為O，請畫出動力臂和阻力示意圖。

【解答】踩下汽車踏板時，腳會對剎車踏板就會施加一個和踏板垂直向下的力F1，作用點在踏板上；過支點O做力F1的垂線段，用大括號標(biāo)出這段距離，記為L，就是動力臂；剎車踏板運動時，液壓裝置中的液體就會對B點施加了以水平向右的力F，即阻力。如圖所示：

39．作出圖中杠桿的動力和阻力臂。

【解答】杠桿與墻壁的連接處O是杠桿的支點，沿繩子斜向上畫出動力F1的示意圖；重物G對桿豎直向下的拉力為阻力F2，從支點O向阻力的作用線作垂線段，垂線段就是阻力臂L2，如圖所示：

40．如圖甲所示，自拍桿可以看成一個杠桿，其簡化示意圖如圖乙所示，O是支點，請在乙圖中畫出相機(jī)受到的重力示意圖和重力的力臂大小。

【解答】相機(jī)受到的重力的作用點在重心，過重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并用符號G表示；過支點O作垂直于重力作用線的垂線段，即為其力臂，如下圖所示：