13. 作图题。
(1) 如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆上吊一重物M,在力F作用下杠杆静止在水平位置,l为F的力臂,请在图中作出力F的示意图及重物M所受重力G的示意图。

(2) 过去农村用的舂米工具是一个杠杆,如图所示是它的结构示意图。O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷。
请在图中画出动力F的力臂和石球所受重力G的示意图。

(3) 筷子是我国传统的用餐工具,它应用了杠杆的原理,如图甲所示,请你在图乙中标出这根筷子使用时的支点O,并画出动力F₁和阻力臂l₂。


(4) 如图所示,一根粗细均匀的棒一端置于地面,另一端与支点O相连,请作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图,并画出重力的力臂。
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(1) 如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆上吊一重物M,在力F作用下杠杆静止在水平位置,l为F的力臂,请在图中作出力F的示意图及重物M所受重力G的示意图。
(2) 过去农村用的舂米工具是一个杠杆,如图所示是它的结构示意图。O为固定转轴,在A端连接着石球,脚踏B端可以使石球升高,抬起脚,石球会落下击打稻谷。
请在图中画出动力F的力臂和石球所受重力G的示意图。
(3) 筷子是我国传统的用餐工具,它应用了杠杆的原理,如图甲所示,请你在图乙中标出这根筷子使用时的支点O,并画出动力F₁和阻力臂l₂。
(4) 如图所示,一根粗细均匀的棒一端置于地面,另一端与支点O相连,请作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图,并画出重力的力臂。
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答案
(1)
力$F$的示意图:过力臂$l$的末端作垂直于$l$的直线,与杠杆的交点为力$F$的作用点,方向斜向右下方。
重物$M$所受重力$G$的示意图:过重物$M$的重心作竖直向下的带箭头的直线,标上$G$。
(2)
动力$F$的力臂:过支点$O$作动力$F$作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出力臂。
石球所受重力$G$的示意图:过石球的重心作竖直向下的带箭头的直线,标上$G$。
(3)
支点$O$:如图乙所示,在筷子与手接触的一端上方标出$O$点。
动力$F_1$:过手施加的力的作用点作带箭头的直线表示动力方向。
阻力臂$l_2$:过支点$O$作阻力(食物对筷子的力)作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出阻力臂$l_2$。
(4)
地面对棒的支持力示意图:过棒与地面接触点作垂直于地面向上的带箭头的直线。
棒所受重力示意图:过棒的重心作竖直向下的带箭头的直线。
重力的力臂:过支点$O$作重力作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出重力的力臂。
力$F$的示意图:过力臂$l$的末端作垂直于$l$的直线,与杠杆的交点为力$F$的作用点,方向斜向右下方。
重物$M$所受重力$G$的示意图:过重物$M$的重心作竖直向下的带箭头的直线,标上$G$。
(2)
动力$F$的力臂:过支点$O$作动力$F$作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出力臂。
石球所受重力$G$的示意图:过石球的重心作竖直向下的带箭头的直线,标上$G$。
(3)
支点$O$:如图乙所示,在筷子与手接触的一端上方标出$O$点。
动力$F_1$:过手施加的力的作用点作带箭头的直线表示动力方向。
阻力臂$l_2$:过支点$O$作阻力(食物对筷子的力)作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出阻力臂$l_2$。
(4)
地面对棒的支持力示意图:过棒与地面接触点作垂直于地面向上的带箭头的直线。
棒所受重力示意图:过棒的重心作竖直向下的带箭头的直线。
重力的力臂:过支点$O$作重力作用线的垂线,标上垂足,用大括号标出重力的力臂。
14. 如图所示AB为一可绕O点转动的杠杆,在A端通过绳子作用一个拉力,使杠杆平衡,保持重物不动,使绳绕A点沿图中虚线缓慢逆时针转动,则F的力臂(

A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.不变
D.无法判断
A
)A.先变大后变小
B.先变小后变大
C.不变
D.无法判断
答案
A
解析
力臂是支点到力的作用线的垂直距离。杠杆平衡时,阻力(重物G)和阻力臂(OB)不变,动力F的力臂需根据其作用线方向变化分析。
F的作用点始终在A点,方向绕A点逆时针转动。初始时,F的作用线与OA(支点到作用点的连线)成一锐角,力臂较小;随着F逆时针转动,其作用线逐渐靠近与OA垂直的方向,力臂逐渐增大;当F方向与OA垂直时,力臂达到最大(等于OA);继续逆时针转动,F的作用线偏离垂直方向,力臂逐渐减小。因此,F的力臂先变大后变小。
F的作用点始终在A点,方向绕A点逆时针转动。初始时,F的作用线与OA(支点到作用点的连线)成一锐角,力臂较小;随着F逆时针转动,其作用线逐渐靠近与OA垂直的方向,力臂逐渐增大;当F方向与OA垂直时,力臂达到最大(等于OA);继续逆时针转动,F的作用线偏离垂直方向,力臂逐渐减小。因此,F的力臂先变大后变小。
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