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20. (2025·河南)如图所示,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水.水桶挂在水平竹竿的$P$处,到前、后同学的距离分别为$PM$、$PN$,水桶对竹竿的作用力为$F$,其中$PM$、$PN$及$F$的大小均已知,竹竿的重力忽略不计.若要分析前面同学抬水的力$F_1$的大小,则下列构建的杠杆示意图正确的是（
A
）答案
20. A 解析:分析前面同学抬水的力$F_1$时,支点为N点,水桶对竹竿的作用力向下,前面同学对竹竿的力作用在M点,方向是向上的,A正确.
解析
【分析】
要计算前面同学抬水的力$F_1$，首先要明确杠杆支点的选取逻辑：为了避免引入后面同学的未知抬力，我们将后面同学手与竹竿的接触点$N$设为支点，此时后面同学的抬力的力臂为0，不会出现在杠杆平衡方程中，可直接求解$F_1$。接下来判断两个力的方向：抬水时同学对竹竿的作用力是向上的支撑力，因此作用在$M$点的$F_1$方向竖直向上；水桶挂在竹竿上，对竹竿的拉力竖直向下，作用在$P$点。最后对照选项的杠杆示意图，匹配上述支点、力的作用点和方向的即为正确选项。
【解析】
分析前面同学的抬力$F_1$时，选择后面同学的施力点$N$作为杠杆的支点，可消去后面同学的抬力的影响，无需额外考虑该力。其中前面同学在$M$点对竹竿的抬力方向向上，水桶在$P$点对竹竿的作用力方向向下，符合该杠杆五要素设置的示意图只有A选项，因此A正确。
【答案】
A
【知识点】
杠杆支点选取；杠杆五要素
【点评】
本题结合生活抬水场景考察杠杆模型的构建，核心考察支点的灵活选取技巧，求解某一未知力时将其余未知力的作用点设为支点，可大幅简化杠杆平衡的计算过程，易错点是误将支点选在$M$点，混淆前后同学的施力对应的求解目标。
【难度系数】
0.7
要计算前面同学抬水的力$F_1$，首先要明确杠杆支点的选取逻辑：为了避免引入后面同学的未知抬力，我们将后面同学手与竹竿的接触点$N$设为支点，此时后面同学的抬力的力臂为0，不会出现在杠杆平衡方程中，可直接求解$F_1$。接下来判断两个力的方向：抬水时同学对竹竿的作用力是向上的支撑力，因此作用在$M$点的$F_1$方向竖直向上；水桶挂在竹竿上，对竹竿的拉力竖直向下，作用在$P$点。最后对照选项的杠杆示意图，匹配上述支点、力的作用点和方向的即为正确选项。
【解析】
分析前面同学的抬力$F_1$时，选择后面同学的施力点$N$作为杠杆的支点，可消去后面同学的抬力的影响，无需额外考虑该力。其中前面同学在$M$点对竹竿的抬力方向向上，水桶在$P$点对竹竿的作用力方向向下，符合该杠杆五要素设置的示意图只有A选项，因此A正确。
【答案】
A
【知识点】
杠杆支点选取；杠杆五要素
【点评】
本题结合生活抬水场景考察杠杆模型的构建，核心考察支点的灵活选取技巧，求解某一未知力时将其余未知力的作用点设为支点，可大幅简化杠杆平衡的计算过程，易错点是误将支点选在$M$点，混淆前后同学的施力对应的求解目标。
【难度系数】
0.7
21. 如图所示是指甲剪的示意图,$F$是剪指甲时施加的一个力,则下列关于指甲剪的说法正确的是（
A.指甲剪只由一个杠杆组成
B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆$ABC$来说,若以$B$为支点,则动力臂是$l$
D.对杠杆$ABC$来说,若以$B$为支点,则动力臂是$BC$
C
）A.指甲剪只由一个杠杆组成
B.指甲剪由两个杠杆组成
C.对杠杆$ABC$来说,若以$B$为支点,则动力臂是$l$
D.对杠杆$ABC$来说,若以$B$为支点,则动力臂是$BC$
答案
21. C 解析:由题图可知,杠杆ABC的下面由两个杠杆组成,这两个杠杆分别为指甲剪的上、下压板,所以指甲剪由三个杠杆组成,A、B错误;对杠杆ABC来说,若以B为支点,动力臂为支点到动力作用线的垂线段,所以l为动力臂,C正确,D错误.
解析
【分析】
首先我们回忆杠杆的基本概念：能绕固定点转动的硬棒就是杠杆，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。解题第一步先判断指甲剪的杠杆总数：观察指甲剪的结构，除了按压的ABC部分是杠杆之外，下方带动刀口剪指甲的还有两个独立的杠杆，总共有3个杠杆，直接排除A、B两个错误选项。接下来分析杠杆ABC的动力臂：题目设定支点为B，我们只需要找到支点B到动力F的作用线的垂线段，就能判断动力臂的大小，对比C、D选项的描述即可选出正确答案。
【解析】
1. 判断指甲剪的杠杆数量：
由题图可知，指甲剪一共包含3个杠杆：分别是按压部分的杠杆ABC，以及下方上下两个带刀口的压板杠杆，因此“指甲剪只由一个杠杆组成”、“指甲剪由两个杠杆组成”的描述都是错误的，即A、B选项错误。
2. 判断杠杆ABC的动力臂：
根据力臂的定义：动力臂是支点到动力作用线的垂直距离。当杠杆ABC以B为支点时，图中标注的l就是支点B向动力F的作用线作出的垂线段，也就是该杠杆的动力臂；而BC是杠杆上从B到C的线段长度，并不是支点到动力作用线的垂线段，不属于动力臂，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆识别，力臂判断
【点评】
本题结合生活中常见的指甲剪场景考查杠杆相关知识，易错点有两处：一是容易误判指甲剪的杠杆总数，误以为只有2个杠杆；二是容易混淆杠杆长度和力臂的概念，错把支点到力的作用点的连线当成力臂，解题时要牢记力臂的核心定义是支点到力的作用线的垂直距离，结合实物结构拆分杠杆即可顺利解题。
【难度系数】
0.6
首先我们回忆杠杆的基本概念：能绕固定点转动的硬棒就是杠杆，力臂是支点到力的作用线的垂直距离。解题第一步先判断指甲剪的杠杆总数：观察指甲剪的结构，除了按压的ABC部分是杠杆之外，下方带动刀口剪指甲的还有两个独立的杠杆，总共有3个杠杆，直接排除A、B两个错误选项。接下来分析杠杆ABC的动力臂：题目设定支点为B，我们只需要找到支点B到动力F的作用线的垂线段，就能判断动力臂的大小，对比C、D选项的描述即可选出正确答案。
【解析】
1. 判断指甲剪的杠杆数量：
由题图可知，指甲剪一共包含3个杠杆：分别是按压部分的杠杆ABC，以及下方上下两个带刀口的压板杠杆，因此“指甲剪只由一个杠杆组成”、“指甲剪由两个杠杆组成”的描述都是错误的，即A、B选项错误。
2. 判断杠杆ABC的动力臂：
根据力臂的定义：动力臂是支点到动力作用线的垂直距离。当杠杆ABC以B为支点时，图中标注的l就是支点B向动力F的作用线作出的垂线段，也就是该杠杆的动力臂；而BC是杠杆上从B到C的线段长度，并不是支点到动力作用线的垂线段，不属于动力臂，因此C选项正确，D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
杠杆识别，力臂判断
【点评】
本题结合生活中常见的指甲剪场景考查杠杆相关知识，易错点有两处：一是容易误判指甲剪的杠杆总数，误以为只有2个杠杆；二是容易混淆杠杆长度和力臂的概念，错把支点到力的作用点的连线当成力臂，解题时要牢记力臂的核心定义是支点到力的作用线的垂直距离，结合实物结构拆分杠杆即可顺利解题。
【难度系数】
0.6
22. 有一种弹性门,结构如图所示. 现用力 $F_1$ 把门推开,弹性绳会被拉长,门处于静止状态,画出此时弹性绳对门的拉力 $F_2$ 以及 $F_1$ 的力臂 $l_1$.
答案
22. 如图所示
解析:O为支点,反向延长$F_1$的作用线,过O点作力$F_1$作用线的垂线段,即为$F_1$的力臂$l_1$;弹性绳对门的拉力$F_2$为阻力,方向沿弹性绳斜向下.解析
【分析】
解题时我们分两步完成作图要求：首先明确两个作图目标，画出弹性绳的拉力$F_2$、画出$F_1$的力臂$l_1$。首先确定支点，图中O是门绕着转动的固定支点。画$F_2$时，弹性绳被拉长，拉力方向一定沿弹性绳收缩的方向，也就是沿弹性绳斜向下，作用点在弹性绳和门的连接位置。接下来画力臂，根据力臂的定义：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先把$F_1$的作用线适当反向延长，再从支点O向这条延长后的作用线作垂线，这条垂线段就是$F_1$的力臂，最后标注对应符号即可。
【解析】
1. 绘制拉力$F_2$：弹性绳发生拉伸形变，对门的拉力方向沿弹性绳指向绳收缩的方向，即沿弹性绳斜向下，在门与弹性绳的接触点沿该方向画出带箭头的线段，标注符号$F_2$。
2. 绘制力臂$l_1$：① 反向延长$F_1$的作用线，得到$F_1$所在的直线；② 从支点O向$F_1$的作用线作垂线段，标注垂足，该垂线段就是$F_1$对应的力臂，标注符号$l_1$。
【答案】
【知识点】
力的示意图，杠杆力臂作图
【点评】
本题属于杠杆相关的基础作图题，核心考察对力臂概念的理解，常见易错点是误将支点到力的作用点的连线当作力臂，或是把弹性绳拉力的方向画成斜向上，作图时要牢记拉力沿弹性绳收缩方向，力臂必须是支点到力的作用线的垂直距离，标注清晰垂足和力臂符号。
【难度系数】
0.7
解题时我们分两步完成作图要求：首先明确两个作图目标，画出弹性绳的拉力$F_2$、画出$F_1$的力臂$l_1$。首先确定支点，图中O是门绕着转动的固定支点。画$F_2$时，弹性绳被拉长，拉力方向一定沿弹性绳收缩的方向，也就是沿弹性绳斜向下，作用点在弹性绳和门的连接位置。接下来画力臂，根据力臂的定义：力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先把$F_1$的作用线适当反向延长，再从支点O向这条延长后的作用线作垂线，这条垂线段就是$F_1$的力臂，最后标注对应符号即可。
【解析】
1. 绘制拉力$F_2$：弹性绳发生拉伸形变，对门的拉力方向沿弹性绳指向绳收缩的方向，即沿弹性绳斜向下，在门与弹性绳的接触点沿该方向画出带箭头的线段，标注符号$F_2$。
2. 绘制力臂$l_1$：① 反向延长$F_1$的作用线，得到$F_1$所在的直线；② 从支点O向$F_1$的作用线作垂线段，标注垂足，该垂线段就是$F_1$对应的力臂，标注符号$l_1$。
【答案】
【知识点】
力的示意图，杠杆力臂作图
【点评】
本题属于杠杆相关的基础作图题，核心考察对力臂概念的理解，常见易错点是误将支点到力的作用点的连线当作力臂，或是把弹性绳拉力的方向画成斜向上，作图时要牢记拉力沿弹性绳收缩方向，力臂必须是支点到力的作用线的垂直距离，标注清晰垂足和力臂符号。
【难度系数】
0.7
23. 如图所示,杠杆处于静止状态,$l_{1}$是动力$F_{1}$的力臂,画出$F_{2}$的力臂$l_{2}$和动力$F_{1}$.
答案
23. 如图所示
解析:过$l_1$的右端点作$l_1$的垂线段,与杠杆的交点为动力作用点,动力$F_1$的方向为斜向上,$F_1＞F_2$;延长$F_2$的作用线,过O点作$F_2$作用线的垂线段,即为$F_2$的力臂$l_2$.解析
【分析】
这是一道杠杆相关的作图题，我们可以分两步梳理思路：首先画F₂的力臂l₂，根据力臂的定义——力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先把F₂的作用线适当延长，再从支点O向这条作用线作垂线，得到的垂线段就是l₂。接下来画动力F₁，已知l₁是F₁的力臂，根据力和力臂的几何关系：力的作用线必然和它对应的力臂垂直，所以过l₁远离支点O的端点作l₁的垂线，这条线就是F₁的作用线，它和杠杆的交点就是F₁的作用点；最后根据杠杆转动趋势判断方向：图中F₂会让杠杆绕O顺时针转动，为了让杠杆保持平衡，F₁需要让杠杆有逆时针转动的趋势，因此F₁方向为斜向上，最后标注好符号和箭头即可。
【解析】
1. 绘制F₂的力臂l₂：
① 用虚线适当延长F₂的作用线；
② 从支点O向F₂的延长线作垂线段，标注垂直符号，该垂线段就是F₂的力臂，标记为l₂。
2. 绘制动力F₁：
① 过力臂l₁远离O的端点作l₁的垂线，该垂线即为F₁的作用线；
② 找到该垂线与杠杆的交点，该点就是F₁的动力作用点；
③ 由于F₂使杠杆绕O点顺时针转动，为维持杠杆平衡，F₁需使杠杆有逆时针转动的效果，因此沿垂线从作用点斜向上画出带箭头的力，标记为F₁；根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，因为l₁＜l₂，所以F₁＞F₂，绘制时F₁的线段长度可适当长于F₂体现该关系。
【答案】
【知识点】
力臂的画法；杠杆平衡条件；力的示意图
【点评】
本题是杠杆部分的经典基础作图题，核心考察力与力臂的对应关系，易错点集中在两处：一是容易将动力F₁的方向画反，导致两个力让杠杆同向转动无法平衡，二是遗漏力臂的垂直符号标注，要牢记力和对应力臂一定互相垂直，通过杠杆转动方向判断力的朝向是这类题的核心解题技巧。
【难度系数】
0.6
这是一道杠杆相关的作图题，我们可以分两步梳理思路：首先画F₂的力臂l₂，根据力臂的定义——力臂是支点到力的作用线的垂直距离，先把F₂的作用线适当延长，再从支点O向这条作用线作垂线，得到的垂线段就是l₂。接下来画动力F₁，已知l₁是F₁的力臂，根据力和力臂的几何关系：力的作用线必然和它对应的力臂垂直，所以过l₁远离支点O的端点作l₁的垂线，这条线就是F₁的作用线，它和杠杆的交点就是F₁的作用点；最后根据杠杆转动趋势判断方向：图中F₂会让杠杆绕O顺时针转动，为了让杠杆保持平衡，F₁需要让杠杆有逆时针转动的趋势，因此F₁方向为斜向上，最后标注好符号和箭头即可。
【解析】
1. 绘制F₂的力臂l₂：
① 用虚线适当延长F₂的作用线；
② 从支点O向F₂的延长线作垂线段，标注垂直符号，该垂线段就是F₂的力臂，标记为l₂。
2. 绘制动力F₁：
① 过力臂l₁远离O的端点作l₁的垂线，该垂线即为F₁的作用线；
② 找到该垂线与杠杆的交点，该点就是F₁的动力作用点；
③ 由于F₂使杠杆绕O点顺时针转动，为维持杠杆平衡，F₁需使杠杆有逆时针转动的效果，因此沿垂线从作用点斜向上画出带箭头的力，标记为F₁；根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，因为l₁＜l₂，所以F₁＞F₂，绘制时F₁的线段长度可适当长于F₂体现该关系。
【答案】
【知识点】
力臂的画法；杠杆平衡条件；力的示意图
【点评】
本题是杠杆部分的经典基础作图题，核心考察力与力臂的对应关系，易错点集中在两处：一是容易将动力F₁的方向画反，导致两个力让杠杆同向转动无法平衡，二是遗漏力臂的垂直符号标注，要牢记力和对应力臂一定互相垂直，通过杠杆转动方向判断力的朝向是这类题的核心解题技巧。
【难度系数】
0.6
24. (2025·遂宁)如图甲所示,拉行李箱时,可将行李箱视为杠杆,图乙是其简化图,O点为支点,A点为行李箱的重心.请在图乙中画出重力的示意图以及拉力F的力臂l.
答案
24. 如图所示
解析:重力的方向是竖直向下的,从重心A点画一条带箭头的竖直向下的线段,用G表示;反向延长拉力F的作用线,从支点O作F的作用线的垂线段,即为拉力F的力臂l,如答图所示.解析
【分析】
这是一道杠杆相关的基础作图题，解题思路分两步完成：第一步画重力示意图，首先明确重力的三要素，作用点在重心A，方向始终竖直向下，只需从A点沿竖直向下方向画带箭头的线段并标注G即可；第二步画拉力F的力臂，牢记力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离，先将拉力F的作用线适当反向延长，再从支点O向这条作用线作垂线，支点到垂足的线段就是力臂l，最后标注好垂直符号和l即可。要注意不要把重力方向画成垂直于拉杆，重力方向永远是竖直向下，这是本题的高频易错点。
【解析】
1. 绘制重力示意图：重力的方向为竖直向下，作用点在行李箱的重心A处，从A点出发沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，在箭头旁标注符号G，即为重力的示意图。
2. 绘制拉力F的力臂：首先反向延长拉力F的作用线，随后从支点O向F的作用线作垂线段，该垂线段就是拉力F对应的力臂，标注垂直符号和字母l，完成作图。
【答案】
【知识点】
重力示意图画法；力臂的作图；杠杆五要素
【点评】
本题属于杠杆模块的常规基础作图题，核心考查重力的方向特点和力臂的定义，学生容易出现的错误是误将重力方向画为垂直拉杆向下，或是作力臂时遗漏垂直符号、没有先延长力的作用线，解题时要牢记重力方向始终竖直向下，力臂是支点到力的作用线的垂线段这两个核心规则，就能顺利完成作图。
【难度系数】
0.7
这是一道杠杆相关的基础作图题，解题思路分两步完成：第一步画重力示意图，首先明确重力的三要素，作用点在重心A，方向始终竖直向下，只需从A点沿竖直向下方向画带箭头的线段并标注G即可；第二步画拉力F的力臂，牢记力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离，先将拉力F的作用线适当反向延长，再从支点O向这条作用线作垂线，支点到垂足的线段就是力臂l，最后标注好垂直符号和l即可。要注意不要把重力方向画成垂直于拉杆，重力方向永远是竖直向下，这是本题的高频易错点。
【解析】
1. 绘制重力示意图：重力的方向为竖直向下，作用点在行李箱的重心A处，从A点出发沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，在箭头旁标注符号G，即为重力的示意图。
2. 绘制拉力F的力臂：首先反向延长拉力F的作用线，随后从支点O向F的作用线作垂线段，该垂线段就是拉力F对应的力臂，标注垂直符号和字母l，完成作图。
【答案】
【知识点】
重力示意图画法；力臂的作图；杠杆五要素
【点评】
本题属于杠杆模块的常规基础作图题，核心考查重力的方向特点和力臂的定义，学生容易出现的错误是误将重力方向画为垂直拉杆向下，或是作力臂时遗漏垂直符号、没有先延长力的作用线，解题时要牢记重力方向始终竖直向下，力臂是支点到力的作用线的垂线段这两个核心规则，就能顺利完成作图。
【难度系数】
0.7
25. 如图所示,举着哑铃的前臂骨骼可看成杠杆,画出肱二头肌作用在 A 点的动力 $F_1$ 的示意图及阻力 $F_2$ 的力臂 $l_2$.
答案
25. 如图所示
解析:当手握哑铃向上曲肘时,若把前臂骨骼看成杠杆,支点在肘关节的O点位置,使前臂抬起的是肱二头肌收缩产生的动力$F_1$,方向斜向上;哑铃作用在手上的力是阻力,延长$F_2$作用线,从支点O作$F_2$作用线的垂线段,即为$F_2$的力臂$l_2$.解析
【分析】
解题时我们可以分三步思考：第一步先确定杠杆的支点，前臂绕着肘关节O点转动，所以支点就是O点；第二步确定动力F₁：动力是肱二头肌收缩拉动前臂抬起的力，作用点在A点，方向沿肱二头肌的收缩方向斜向上，直接从A点沿该方向画出带箭头的力的示意图即可；第三步画阻力F₂的力臂，按照力臂的绘制规则，先将阻力F₂的作用线适当延长，再从支点O向F₂的作用线作垂线段，这个垂线段就是阻力臂l₂，最后标注好垂直符号和l₂即可。
【解析】
1. 确定支点：前臂作为杠杆，绕肘关节的O点转动，因此支点为O。
2. 绘制动力F₁：肱二头肌收缩牵拉前臂向上抬起，作用在A点的动力方向沿肱二头肌斜向上，从A点出发沿斜向上方向画出带箭头的线段，标注F₁。
3. 绘制阻力臂l₂：沿F₂的方向将其作用线适当延长，从支点O向F₂的作用线作垂线段，标注垂直符号，该垂线段即为阻力F₂的力臂l₂，标注符号l₂。
【答案】
【知识点】
力臂的画法，杠杆示意图绘制，人体杠杆
【点评】
本题结合人体前臂的实际运动场景考察杠杆作图，属于生活中的物理应用类题型，易错点是误将动力方向画为斜向下，或是绘制力臂时遗漏垂直符号、找错支点，解题时要先结合前臂抬起的运动逻辑判断动力方向，严格按照“找支点、延作用线、作垂线”的步骤绘制力臂，就能避免出错。
【难度系数】
0.6
解题时我们可以分三步思考：第一步先确定杠杆的支点，前臂绕着肘关节O点转动，所以支点就是O点；第二步确定动力F₁：动力是肱二头肌收缩拉动前臂抬起的力，作用点在A点，方向沿肱二头肌的收缩方向斜向上，直接从A点沿该方向画出带箭头的力的示意图即可；第三步画阻力F₂的力臂，按照力臂的绘制规则，先将阻力F₂的作用线适当延长，再从支点O向F₂的作用线作垂线段，这个垂线段就是阻力臂l₂，最后标注好垂直符号和l₂即可。
【解析】
1. 确定支点：前臂作为杠杆，绕肘关节的O点转动，因此支点为O。
2. 绘制动力F₁：肱二头肌收缩牵拉前臂向上抬起，作用在A点的动力方向沿肱二头肌斜向上，从A点出发沿斜向上方向画出带箭头的线段，标注F₁。
3. 绘制阻力臂l₂：沿F₂的方向将其作用线适当延长，从支点O向F₂的作用线作垂线段，标注垂直符号，该垂线段即为阻力F₂的力臂l₂，标注符号l₂。
【答案】
【知识点】
力臂的画法，杠杆示意图绘制，人体杠杆
【点评】
本题结合人体前臂的实际运动场景考察杠杆作图，属于生活中的物理应用类题型，易错点是误将动力方向画为斜向下，或是绘制力臂时遗漏垂直符号、找错支点，解题时要先结合前臂抬起的运动逻辑判断动力方向，严格按照“找支点、延作用线、作垂线”的步骤绘制力臂，就能避免出错。
【难度系数】
0.6
