1. 如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图,将自拍杆看作一个轻质杠杆,O 点是支点,请在图中画出力 $ F_{2} $ 的力臂 $ l_{2} $。

答案
解析
【解析】
1. 确定杠杆的支点O;
2. 延长力$F_{2}$的作用线(用虚线表示);
3. 过支点O作力$F_{2}$作用线的垂线段,标注该垂线段为$l_{2}$,此垂线段即为$F_{2}$的力臂。
【答案】
见参考答案中的图示(过支点O作$F_{2}$作用线的垂线段,标注$l_{2}$)
【知识点】
力臂的画法
【点评】
画力臂时需明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,要注意区分力的作用点与力的作用线,确保垂线与力的作用线垂直,标注规范。
【难度系数】
0.7
1. 确定杠杆的支点O;
2. 延长力$F_{2}$的作用线(用虚线表示);
3. 过支点O作力$F_{2}$作用线的垂线段,标注该垂线段为$l_{2}$,此垂线段即为$F_{2}$的力臂。
【答案】
见参考答案中的图示(过支点O作$F_{2}$作用线的垂线段,标注$l_{2}$)
【知识点】
力臂的画法
【点评】
画力臂时需明确:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,要注意区分力的作用点与力的作用线,确保垂线与力的作用线垂直,标注规范。
【难度系数】
0.7
2. 杠杆在我国古代就有了许多巧妙应用,护城河上安装使用的吊桥 $ OA $ 就是一个杠杆,如图所示,桥的重心在桥的中心,请在图中画出动力臂 $ l_{1} $ 和阻力臂 $ l_{2} $。

答案
解析
【解析】
1. 确定杠杆的支点为O;
2. 动力是绳子对吊桥的拉力,过支点O作动力作用线的垂线段,此垂线段即为动力臂$ l_1 $;
3. 阻力是吊桥的重力,方向竖直向下,过支点O作阻力作用线的垂线段,此垂线段即为阻力臂$ l_2 $,作图参考给出的参考答案图。
【答案】
如参考答案图所示,画出动力臂$ l_1 $(过O作动力作用线的垂线)和阻力臂$ l_2 $(过O作重力作用线的垂线),并标注$ l_1 $、$ l_2 $。
【知识点】
力臂的画法;杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆力臂的画法,核心是理解力臂的定义:从支点到力的作用线的垂直距离,作图时需注意力臂是垂线段,而非支点到力的作用点的连线。
【难度系数】
0.7
1. 确定杠杆的支点为O;
2. 动力是绳子对吊桥的拉力,过支点O作动力作用线的垂线段,此垂线段即为动力臂$ l_1 $;
3. 阻力是吊桥的重力,方向竖直向下,过支点O作阻力作用线的垂线段,此垂线段即为阻力臂$ l_2 $,作图参考给出的参考答案图。
【答案】
如参考答案图所示,画出动力臂$ l_1 $(过O作动力作用线的垂线)和阻力臂$ l_2 $(过O作重力作用线的垂线),并标注$ l_1 $、$ l_2 $。
【知识点】
力臂的画法;杠杆的五要素
【点评】
本题考查杠杆力臂的画法,核心是理解力臂的定义:从支点到力的作用线的垂直距离,作图时需注意力臂是垂线段,而非支点到力的作用点的连线。
【难度系数】
0.7
3. 如图甲所示是人单脚站立踮脚时骨骼绕关节转动的情景,其简化杠杆示意图如图乙所示,O 是这个杠杆的支点,A 点表示小腿肌肉产生的拉力 $ F_{1} $ 的作用点,$ F_{2} $ 为阻力。请你在图乙中画出动力 $ F_{1} $ 及阻力 $ F_{2} $ 的力臂 $ l_{2} $。

答案
解析
【解析】
1. 画动力$F_1$:作用点在A点,方向垂直于OA向上,画出带箭头的线段表示$F_1$;
2. 画阻力臂$l_2$:过支点O作阻力$F_2$作用线的垂线段,标注$l_2$。
【答案】
如图所示:

【知识点】
力的示意图绘制、力臂的画法
【点评】
本题结合实际情景考查杠杆的动力作图与阻力臂的画法,需结合杠杆转动趋势判断动力方向,掌握力臂的规范作图方法。
【难度系数】
0.6
1. 画动力$F_1$:作用点在A点,方向垂直于OA向上,画出带箭头的线段表示$F_1$;
2. 画阻力臂$l_2$:过支点O作阻力$F_2$作用线的垂线段,标注$l_2$。
【答案】
如图所示:

【知识点】
力的示意图绘制、力臂的画法
【点评】
本题结合实际情景考查杠杆的动力作图与阻力臂的画法,需结合杠杆转动趋势判断动力方向,掌握力臂的规范作图方法。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示是生活中用羊角锤拔钉子的情景。请画出工人拔钉子时所施加动力的动力臂 $ l_{1} $ 和羊角锤受到的阻力示意图。

答案
解析
【解析】
1. 确定支点:羊角锤与地面的接触点为支点$O$;
2. 绘制动力臂$l_1$:过支点$O$作动力$F_1$作用线的垂线段,该垂线段即为动力臂$l_1$;
3. 绘制阻力示意图:钉子对羊角锤的阻力方向竖直向下,作用点为羊角锤与钉子的接触位置,据此画出阻力$F_2$的示意图。
【答案】

【知识点】
力臂的画法、阻力示意图绘制
【点评】
本题为杠杆基础作图题,需明确杠杆支点、力的作用线,掌握力臂的定义,侧重考查对杠杆五要素的理解,是力学常考题型。
【难度系数】
0.7
1. 确定支点:羊角锤与地面的接触点为支点$O$;
2. 绘制动力臂$l_1$:过支点$O$作动力$F_1$作用线的垂线段,该垂线段即为动力臂$l_1$;
3. 绘制阻力示意图:钉子对羊角锤的阻力方向竖直向下,作用点为羊角锤与钉子的接触位置,据此画出阻力$F_2$的示意图。
【答案】
【知识点】
力臂的画法、阻力示意图绘制
【点评】
本题为杠杆基础作图题,需明确杠杆支点、力的作用线,掌握力臂的定义,侧重考查对杠杆五要素的理解,是力学常考题型。
【难度系数】
0.7
5. 如图所示,在 $ C $ 点用力把桌腿 $ A $ 抬离地面时,桌腿 $ B $ 始终没有移动,请在 $ C $ 点画出最小作用力 $ F $ 及其力臂 $ l $。

答案
解析
【解析】
根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。以桌腿B为支点,连接BC,BC即为最长的动力臂$ l $;过C点作垂直于BC向上的力$ F $,该力就是使桌腿A抬离地面的最小作用力。
【答案】
如参考答案图所示(力$ F $垂直BC向上,力臂$ l $为线段BC)
【知识点】
杠杆平衡条件;力臂的画法;杠杆最小力确定
【点评】
本题考查杠杆最小力的作图,核心是理解“支点到动力作用点的距离为最长动力臂,此时动力最小”这一规律,需准确掌握力臂与力的垂直关系。
【难度系数】
0.6
根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。以桌腿B为支点,连接BC,BC即为最长的动力臂$ l $;过C点作垂直于BC向上的力$ F $,该力就是使桌腿A抬离地面的最小作用力。
【答案】
如参考答案图所示(力$ F $垂直BC向上,力臂$ l $为线段BC)
【知识点】
杠杆平衡条件;力臂的画法;杠杆最小力确定
【点评】
本题考查杠杆最小力的作图,核心是理解“支点到动力作用点的距离为最长动力臂,此时动力最小”这一规律,需准确掌握力臂与力的垂直关系。
【难度系数】
0.6
6. 如图所示是中医用切刀切药材的示意图,请你在图中画出施加在手柄上 $ A $ 点的最小力 $ F $ 及其力臂 $ l $。

答案
解析
【解析】
根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。连接支点$O$与$A$点,$OA$即为最长的动力臂$l$;过$A$点作垂直于$OA$向下的力$F$,该力就是施加在$A$点的最小力。
【答案】
见参考答案中的图示(或画出:以$OA$为力臂$l$,过$A$点作垂直于$OA$向下的力$F$)
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆最小力作图
【点评】
本题考查杠杆最小力的作图方法,核心是利用杠杆平衡条件确定最长动力臂,进而画出最小动力,需明确支点与动力作用点的位置关系。
【难度系数】
0.6
根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。连接支点$O$与$A$点,$OA$即为最长的动力臂$l$;过$A$点作垂直于$OA$向下的力$F$,该力就是施加在$A$点的最小力。
【答案】
见参考答案中的图示(或画出:以$OA$为力臂$l$,过$A$点作垂直于$OA$向下的力$F$)
【知识点】
杠杆平衡条件、杠杆最小力作图
【点评】
本题考查杠杆最小力的作图方法,核心是利用杠杆平衡条件确定最长动力臂,进而画出最小动力,需明确支点与动力作用点的位置关系。
【难度系数】
0.6
7. 在图中分别画出水壶的重力(点 $ B $ 为重心),及作用在 $ A $ 点打开壶盖最小力 $ F $ 的示意图。

答案
解析
【解析】
1. 绘制重力:重力方向竖直向下,过重心$B$画一条竖直向下的带箭头线段,标注为$G$;
2. 绘制最小力:根据杠杆平衡条件,当动力臂最长时动力最小,连接$OA$,$OA$为最长动力臂,过$A$点画垂直于$OA$向上的带箭头线段,标注为$F$。
【答案】
如图所示(过$B$竖直向下画标注为$G$的线段,过$A$垂直$OA$向上画标注为$F$的线段,与参考答案示意图一致)
【知识点】
重力的示意图、杠杆最小力
【点评】
本题考查重力的方向特点及杠杆平衡条件的应用,需掌握重力示意图的画法和杠杆最小力的确定方法。
【难度系数】
0.6
1. 绘制重力:重力方向竖直向下,过重心$B$画一条竖直向下的带箭头线段,标注为$G$;
2. 绘制最小力:根据杠杆平衡条件,当动力臂最长时动力最小,连接$OA$,$OA$为最长动力臂,过$A$点画垂直于$OA$向上的带箭头线段,标注为$F$。
【答案】
如图所示(过$B$竖直向下画标注为$G$的线段,过$A$垂直$OA$向上画标注为$F$的线段,与参考答案示意图一致)
【知识点】
重力的示意图、杠杆最小力
【点评】
本题考查重力的方向特点及杠杆平衡条件的应用,需掌握重力示意图的画法和杠杆最小力的确定方法。
【难度系数】
0.6
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