2018年中考物理 母題題源系列 專題11 力臂的畫法（含解析）

專題11 力臂的畫法【1】（2018年攀枝花卷）如圖所示，一個(gè)繞O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，已知?jiǎng)恿1的方向和阻力F2的力臂L2，請(qǐng)畫出動(dòng)力F1的力臂L1以及阻力F2_。【答案】見解析點(diǎn)睛：已知支點(diǎn)、阻動(dòng)力的方向和阻力臂，根據(jù)力臂的畫法，過支點(diǎn)作阻力作用線的垂線段，即動(dòng)力臂；然后過阻力臂的末端作垂直于阻力臂的作用力，即阻力。【2】（ 2018年山西卷）如圖所示，用一根細(xì)繩將杠桿AOB在O點(diǎn)懸掛起來，B處掛一重物G，在杠桿上施加最小動(dòng)力F，使杠桿在圖示位置平衡，請(qǐng)你在圖中畫出這個(gè)力的示意圖?！敬鸢浮恳娊馕鏊尽窘馕觥糠治觯焊鶕?jù)杠桿平衡的條件，在杠桿中的阻力、阻力臂一定的情況下，要使所用的動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最長(zhǎng)。因此先確定最長(zhǎng)的力臂，即離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)；然后過動(dòng)力作用點(diǎn)做垂直于杠桿的作用力即可。 解答：由圖可知，OB大于OA，故根據(jù)杠桿平衡條件可知，最長(zhǎng)的力臂為OB時(shí)，動(dòng)力最小，過B點(diǎn)作垂直于OB的作用力F，要使杠桿平衡，其方向應(yīng)該向上。如圖所示：【點(diǎn)睛】由杠桿的平衡條件，杠桿中最小作用力問題，可以轉(zhuǎn)化為最大力臂問題，解題的關(guān)鍵是找出最長(zhǎng)的力臂?！倦y點(diǎn)中心】在學(xué)習(xí)杠桿時(shí)，感到力臂是最難畫的，實(shí)際上那是你沒有掌握正確的作圖方法。畫出杠桿的力臂，重點(diǎn)是掌握作圖方法，杠桿的問題再變，畫力臂的方法是不變的，只要掌握住力臂的畫法，杠桿的力臂就能正確找出，杠桿問題就能迎刃而解。實(shí)際上，杠桿的力臂就是一條垂線段，就是數(shù)學(xué)上的點(diǎn)到直線的距離?！究键c(diǎn)難點(diǎn)突破】【知識(shí)鏈節(jié)】1定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。說明：杠桿可直可曲，形狀任意。有些情況下，可將杠桿實(shí)際轉(zhuǎn)一下，來幫助確定支點(diǎn)。如：魚桿、鐵鍬。2五要素組成杠桿示意圖。支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)。用字母O 表示。動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F1表示。阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。用字母 F2 表示。說明：動(dòng)力、阻力都是杠桿的受力，所以作用點(diǎn)在杠桿上。動(dòng)力、阻力的方向不一定相反，但阻力與杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離。用字母l1表示。阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離。用字母l2表示。【技能方法】1畫力臂方法：一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽（1）找支點(diǎn)O；（2）畫力的作用線（虛線）；（3）畫力臂（過支點(diǎn)垂直力的作用線作垂線）；（4）標(biāo)力臂（大括號(hào)）。2解決杠桿平衡時(shí)動(dòng)力最小問題：此類問題中阻力×阻力臂為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大（動(dòng)力作用點(diǎn)與支點(diǎn)的連線是力臂時(shí)最省力），要使動(dòng)力臂最大需要做到。（1）在杠桿上找一點(diǎn)，使這點(diǎn)到支點(diǎn)的距離最遠(yuǎn)；（2）動(dòng)力方向應(yīng)該是過該點(diǎn)且和該連線垂直的方向?！?】如圖所示為釣魚竿釣魚的示意圖，O為支點(diǎn)，畫F1、F2的力臂L1和L2_?！敬鸢浮恳娊馕鳇c(diǎn)睛：要解決此題，需要掌握力臂的概念，知道力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離?！?】如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出杠桿OA的動(dòng)力臂L_.【答案】【解析】力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離。所以過O點(diǎn)向作用于A點(diǎn)的拉線作垂線，則垂線段即為動(dòng)力的力臂L，如圖：點(diǎn)睛：重點(diǎn)要理解力臂是點(diǎn)到線的距離，畫力臂是最常見的考試題型之一，注意多練習(xí)熟練掌握力臂的畫法。【3】如圖所示，杠桿OA在動(dòng)力F1作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請(qǐng)你畫出阻力F2及阻力臂L2.【答案】見解析所示【解析】如圖，阻力為由于物體的重而產(chǎn)生的拉力，所以從B點(diǎn)豎直向下畫出F2；力臂為支點(diǎn)到力的作用線的距離，所以從O點(diǎn)向F2作垂線，垂線段即為力臂L2，如圖：點(diǎn)睛：重點(diǎn)是杠桿上的力和力臂的畫法，注意阻力F2，千萬不要畫成物體的重力，阻力和重力是兩碼事，阻力是物體對(duì)杠桿的拉力，所以方向和大小與物體重力相同，但作用點(diǎn)不同?！?】手機(jī)自拍已成一種時(shí)尚。如圖所示是使用自拍桿輔助手機(jī)進(jìn)行自拍時(shí)的示意圖，將自拍桿看作一個(gè)輕質(zhì)杠桿，O點(diǎn)是支點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出：(1)施加在A點(diǎn)最小的動(dòng)力F1；(2)力F2的力臂L2。_【答案】【解析】當(dāng)AO之間的連線作為力臂時(shí)，力臂是最大的。根據(jù)杠桿平衡條件，阻力、阻力臂一定，動(dòng)力臂最大，此時(shí)動(dòng)力最??；力F2是由重力產(chǎn)生的，故阻力的方向是豎直向下的，從O點(diǎn)作該力的作用線的垂線，即為力臂L2.如圖所示：【5】如圖所示，輕質(zhì)杠桿AB可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出物體M所受重力G和使杠桿保持平衡的最小力F的示意圖?！敬鸢浮奎c(diǎn)睛：本題考查的是杠桿中最小力的問題，解題的關(guān)鍵是確定出最長(zhǎng)的力臂，并根據(jù)力臂的畫法做出最小的力。6