杠杆作图例析

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作图题是物理中考的必考题型之一，而杠杆作图在其中出现的频率是比较高的.许多同学在作图时往往由于概念不清，或者审题不明，会出现一些无谓的失误，造成失分.实际上，杠杆作图题就那么几种类型，只要同学们清楚有关杠杆的基本概念，审清题意，此类作图题完全可以轻松解决.

类型一：已知力与支点，作力臂

例1　如图1所示，O为支点，杠杆在力F的作用下静止，请在图中画出力F的力臂l.

解析　此类型作图题比较简单，只要理解力臂的概念“从支点到力的作用线的垂直距离”就能准确画出，如果不能直接作垂线，则只要将力的作用线延长即可，注意延长线要用虚线.

例2　如图2所示，杠杆AO可绕支点O转动，在B点悬挂一重物G，细绳固定于A点，绕过定滑轮在力F的作用下，使杠杆绕O点沿逆时针匀速转动，请画出此杠杆的动力臂l1.

解析　本题虽然也已知支点和力，但是要注意图中的力F并不是杠杆的动力，常见错误就是有同学会直接作O点到图中力F的垂线段.动力的定义是“使杠杆转动的力”，故受力物体必须是杠杆，作用点应在杠杆上.本题必须先作出动力F1，才能准确作出动力臂l1.

类型二：已知支点和力臂，作动（阻）力

例3　如图3所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂.请在图中作出F2的力臂l2及力F1.

例4　如图4所示，请画出动力臂为l1的动力F1的示意图.

解析　此类型题在解决时，不仅要让力的作用线和已有的力臂垂直，还要注意力的作用点要画在杠杆上，以及标出力的方向.例3的动力和阻力在支点的同侧，所以两力的方向相反，而例4的动力和阻力在支点的两侧，故两力方向大致相同.

类型三：生活中的杠杆

例5　如图5为从井中取水的装置，如图所示，其在力F1的作用下工作，请画出此时作用于B点的力F2.

例6　如图6用羊角锤拔木板中的钉子，作出此时的阻力F2.

解析　现在的很多同学有一个共同点，就是严重缺乏生活体验，对于以上的工具，大多数同学都没有见过.所以同学们有机会最好找些实物感受一下，也可以利用身边的物品，如铅笔、小刀、塑料尺来模拟题中的装置，先准确找到支点，再作出力与力臂.

类型四：作出最小力

例7　在图7中，画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图和这个力的力臂l（要求保留作图痕迹）.

例8　如图8所示，画出使轻质杠杆AB在图示位置静止时，作用于A点的所用最小力F的示意图.

解析　根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力就越小.若要作出使杠杆保持平衡的最小动力，就必须先找出最大动力臂.

（1）寻找最大动力臂的方法：①动力的作用点确定的时候，则支点到动力作用点之间的线段即为最大动力臂；②动力的作用点没有确定时，应观察杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂.

（2）作最小动力的方法：①找出最大动力臂后过动力作用点作动力臂的垂线；②根据杠杆平衡的实际情况确定动力的方向，最后标上箭头和字母F或F1.

类型五：人体中的杠杆

例9　如图9所示，某同学在做运动时，可将他视为一个杠杆，支点为O，他的重心在A点，请画出此“杠杆”的动力F的示意图.

解析　当人在进行一些体育锻炼或劳动时，人体或人体的某一部分也可以看作是杠杆，比如做俯卧撑.结合杠杆力与力臂的概念思考，动力的作用点应在杠杆上，故地面对手的支持力为动力F.

例题参考答案：

延伸拓展：滑轮和轮轴——变形的杠杆

例10　如图10有一动滑轮提升重物，要求在图中标明支点O，画出F1、F2的力臂l1、l2.

例11　如图11辘轳就是轮轴的一种，它的侧面图如图所示，辘轳也可以看成是变形的杠杆，辘轳绕着转动的轴心就是支点，辘轳的把手转动一圈就是如图所示的轮，作用在把手上的力为动力F1，井筒对轴向下的拉力是阻力F2，请在辘轳的侧面图上画出辘轳的杠杆示意图.通过示意图可以发现辘轳是

杠杆.

变式训练：

1.在图12、13中，画出动力F1的力臂和阻力F2的示意图.

2.如图14中ABO可看成杠杆，O为支点，请在图中画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图.