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1. 跨学科 人体中的肌肉杠杆 如图甲所示为人用手提物体时的情境.手臂桡骨在肱二头肌的牵引下绕肘关节转动的模型如图乙所示,请在图乙中作出力$F$的力臂$l$及物体所受重力的示意图.
答案
1. 作图结果如
所示。解析：过支点$O$作用力$F$的作用线的垂线，该垂线段为$F$的力臂$l$；重力的方向是竖直向下的，作用点在物体的重心上，据此作出重力的示意图。
2. (2025·南京建邺区期中)如图所示,图甲中的夹子夹住物体时可视作杠杆,图乙为其简化示意图,请在图乙中画出动力$F_{1}$的力臂$l_{1}$和作用在$A$点的阻力$F_{2}$.
答案
2. 作图结果如
所示。解析：作$O$点到$F_1$的作用线的垂线段即为力臂$l_1$，作用在$A$点的阻力方向向上。
3. 如图所示是一种活塞式抽水机的示意图,其手柄$AOB$是一支杠杆,杠杆在动力$F_{1}$的作用下绕$O$点匀速转动,请在图中画出杠杆受到的阻力$F_{2}$及其力臂$l_{2}$.
答案
3. 作图结果如
所示。解析：由图可知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕$O$点顺时针转动，则$B$点会受到下面连杆向上的支持力，即阻力的方向竖直向上，过$B$点作竖直向上的阻力$F_2$；反向延长阻力$F_2$，过支点$O$作阻力$F_2$作用线的垂线段，即为阻力臂$l_2$。
思路引导 先确定阻力作用点(即$B$点)，然后过阻力作用点表示阻力的方向(即竖直向上)；已知支点和力的方向，过支点作力的作用线的垂线段即为力臂。
关键提醒 解答此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂，并且作图要规范。
4. (2025·南京鼓楼区期中)在图中画出$F_{1}$的示意图和$F_{2}$的阻力臂.
答案
4. 作图结果如
所示。解析：过点$O$作$F_2$作用线的垂线段，即为$F_2$的力臂$l_2$；过动力臂$l_1$的末端作垂直于$l_1$的作用线，与杠杆的交点为$F_1$的作用点，$F_1$的方向向下，在线段末端标出箭头，标出动力$F_1$。
思路引导 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，据此画出力臂的垂线，与杠杆的交点为$F_1$的作用点，为使杠杆平衡，$F_1$的方向应该向下，据此画出动力示意图。
5. (2025·泰州海陵区月考)杠杆OA可绕固定点O转动,在力$F_1$和$F_2$的作用下处于平衡,$F_1$的方向及$F_2$的力臂$l_2$如图所示,请在图中画出$F_1$的力臂和$F_2$的方向.
答案
5. 作图结果如
所示。解析：从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线，垂线段即为力臂$l_1$；过$l_2$的下端作$l_2$的垂线，$F_2$的方向向上。
6. 在图中画出使杠杆平衡的最小力 $F$ 的示意图和对应的力臂 $l$.
答案
6. 作图结果如
所示。解析：由杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，当$F$作用在杠杆的最右端，且$F$垂直于杠杆向上时，力臂最大，为杠杆的全长，此时需要的力$F$最小。
思路引导 由杠杆的平衡条件可知，杠杆中最小作用力问题可以转化为最大力臂问题，解题的关键是找出最长的力臂。
7. 如图所示,请画出小球所受重力$G$和使杠杆保持平衡的最小力$F$的示意图.
答案
7. 作图结果如
所示。解析：小球所受重力$G$的方向是竖直向下的，作用点在重心；由杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；由图可知，$A$点距离$O$点是最远的，故$AO$为力臂时，力是最小的；由于小球的拉力使杠杆顺时针转动，则动力必须使杠杆逆时针转动，动力方向垂直于$OA$向上，如图所示。
8. (2025·南通通州区期中)如图所示,请在A、B中选取最为合理的一点作为支点,画出拉起鱼竿的最小动力$F_1$及阻力$F_2$的力臂$l_2$.
答案
8. 作图结果如
所示。解析：钓鱼时为了省距离，是费力杠杆，则$A$为支点；动力最小，即动力臂最长，由图可知$AB$作为动力臂最长，过$B$点与$AB$垂直向上作垂线就得到动力$F_1$的方向；过支点$A$向阻力$F_2$画垂线，就得到阻力臂$l_2$。
