杠杆力臂作图题题目精选.docx
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杠杆力臂作图题题目精选
杠杆作图作业
1、如图所示,利用轻质杠杆将重物提升(杠杆从竖直位置拉到水平位置)。
请在图上作出杠杆的动力臂(l1)和阻力臂(l2)。
在重物提升的过程中拉力F将(选填:
“变大”、“不变”、“变小”)。
2、如图所示,人的手臂相当于一个(选填:
“省力”、“费力”)杠杆,它的支点在O点。
请画出图中铅球对手的作用力F的力臂l。
当曲肘弯曲将手中的铅球举起时,阻力臂的大小将,肌肉产生的力将。
3、如图所示,请画出阻力F2的力臂(l2),并作出动力臂为l1的动力(F1)的作用线。
4、如图所示,将一根粗细均匀的硬棒从水平地面抬起,所用的力F始终与棒垂直,请画出图示位置的动力臂(l1)和阻力臂(l2)。
在抬起的过程中力F将(选填:
“变大”、“不变”、“变小”)。
5、如图所示,请画出铡刀上的动力臂(l1)和阻力臂(l2)。
在把物体铡断时,如果把物体向铡刀的内侧移动一点,则所用的力将(选填:
“变大”、“不变”、“变小”)。
6、如图所示,杠杆AOB能绕与地面的接触点O转动。
在B端挂上重物G,在A端施加一个与OA垂直的力F,使杠杆在图示位置平衡。
请画出动力臂(l1)和阻力臂(l2)。
如果把力F的方向转动到竖直向下,则在转动的过程中,为了使杠杆仍在原来的位置平衡,力F的大小必须(选填:
“变大”、“不变”、“变小”)。
7、如图所示,AOB为轻质杠杆,O为支点,OA=OB,在杠杆的B端挂一重20N的物体,要使杠杆在图示位置平衡,则在A端施加的力F至少为N。
并把这个力的作用线在图上画出。
8、如图所示,O为杠杆AC的支点,在B处挂一个物体,AO=OB=BC,为使杠杆在图示位置平衡,画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂l1,并画出F1的作用线。
9、在我国古代,简单机械就有了许多巧妙的应用,城墙外的护城河上安装的吊桥装置就是一个例子,如图所示。
请标明吊桥被拉起时的动力臂l1及阻力臂l2。
(阻力的吊桥的重力,其重心在吊桥的中心)
10、如图所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上的A点。
请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图。
11、如图甲所示的钢丝钳,其中A为剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴,图乙为单侧钳柄及相关部分示意图,请在图乙中画出剪铁丝时的动力(F1)、动力臂(l1)、阻力(F2)、阻力臂(l2)。
专题十杠杆作图题
杠杆作图是初中物理力学中的重点,也是每年各地中考的常考点,还是同学们学习的难点,为帮助同学们全面了解杠杆作图在中考中的考查方向,及时准确掌握其作图要领,为此,笔者对其作了专门的研究,现举例分类点拨,以供大家学习参考.
一、杠杆力臂的作法
例1.如图1所示,画出杠杆受力的力臂.
解析:
要正确画出杠杆上各力的力臂,首先要明确力臂的概念,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,题中已知了杠杆的支点O、动力F1和阻力F2,根据力臂的概念,就可以分别从支点O向动力F1和阻力F2的作用线画垂线,得到的两垂线才是动力F1和阻力F2的力臂,画完后要在图上分别用字母l1、l2标出动力臂和阻力臂(如图2所示).
点拨:
(1)杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点都必须在杠杆上,力臂和力的作用线必须垂直,千万不能把支点到力的作用点的距离当做力臂.
(2)力臂的画法一般分如下几步:
①首先根据题意确定支点O;②画好动力作用线和阻力作用线,必要的时候要用虚线将力的作用线延长;③从支点O向力的作用线引垂线,画出垂足,则从支点到力的作用线的垂直距离就是力臂,力臂用虚线或实线表示,并用大括号标出力臂的长短,在旁边标上字母l1和l2分别表示动力臂和阻力臂.总之,力臂的画法可以用以下顺口溜记住:
一找点,二画线,三作垂线段,四标符号.
二、最大动力臂和最小动力的作法
例2.在图3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(要求保留作图痕迹).
解析:
根据杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小,现要求使轻质杠杆保持平衡的最小动力,就必须先求出最大动力臂.根据力臂的定义,结合图3可以看出,从支点O到杠杆的各点的距离中只有到A点的距离OA最长,即l就是所求的力F的力臂,故A点就是动力的作用点,所以过A点向上作OA的垂线就是最小的动力F,最后标上箭头(如图4所示).
点拨:
根据杠杆平衡公式F1l1=F2l2可知,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力就越小,现要求使轻质杠杆保持平衡的最小动力,就必须先求出最大动力臂.
(1)寻找最大动力臂的方法:
①动力的作用点确定了的时候,则支点到动力作用点之间的线段长即为最大动力臂;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.
三、根据力臂画力的作法
例3.如图5所示,杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态,l1为F1的力臂.请在图中作出力F1.
解析:
以前考查大家的都是已知力的作用线作出对应力臂,而此题考查的是根据力臂作出对应力的作用线,所以,解此题的关键是过力臂l1的末端(不是支点)作力臂的垂线,与杠杆的交点就是该力作用在杠杆上的作用点,由于阻力F2使杠杆沿逆时针转动,所以动力F1的方向只能使杠杆向顺时针转动才能使杠杆平衡,故动力F1的方向朝上(如图6所示).
点拨:
此题考查的是大家的逆向思维能力,解此题型必须具备三点知识:
(1)熟知力臂的概念内涵;
(2)熟知要从力臂的末端出发作力臂的垂线,与杠杆的交点就是力在杠杆上的作用点;
(3)会熟练地根据杠杆平衡条件确定所作作用力的方向.
中考杠杆作图易错题例析
江苏沛县张街中学 张振楼
一、画错力臂
例1(2008年杭州)画出作用在压水泵摇柄上力
的力臂
。
错解:
支点到力的作用点的连线当作力臂。
如图1-甲。
正解:
如图1-乙。
解析:
力臂是支点到力的作用线的距离。
如何正确理解力臂的概念呢?
其几何模型就是“点到直线的距离”。
画好力臂是学好杠杆的重中之重。
■相关链接:
(2008年青岛)下列关于
的力臂的作图中,正确的是()
例2(2007年南通)杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用,护城河上安装的吊桥(图3)就是一个杠杆,它的支点是C点,画出绳对吊桥的拉力及拉力的力臂。
错解:
如图4—甲。
正解:
如图4—乙。
解析:
杠杆的动力和阻力指的都是作用在杠杆的力,此题中动力是绳对吊桥的作用力,而不是人对绳子的拉力。
二、画错动力方向
例3(2008年辽宁)请你在图3—1中画出使用剪刀时,杠杆AOB所受动力
的示意图。
错解:
如图5—甲,认为作用在杠杆上的两个力的方向相反。
正解:
如图5—乙。
解析:
如何确定作用在杠杆上力的方向,如果已知的力使杠杆绕支点作顺时针转动,则现在施加的动力应使杠杆绕支点作逆时针转动。
反之,也成立。
动力和阻力使杠杆转动方向相反,但它们的方向不一定相反。
三、画错动力作用点
例4(2007年连云港市)如图6所示,杠杆在力
、
作用下处于平衡状态,
为
的力臂。
请在图中作出力
。
错解:
如图7—甲,A点作为动力作用点。
正解:
如图7—乙。
B点作为动力作用点。
解析:
此题要求我们要逆向思维。
根据力臂是支点到力的作用线的距离,过
的末端作
的垂线交杠杆的点B才是
的作用点,从而画出动力
。
注意动力的作用点要画在杠杆上。
四、求作最小动力
1.动力臂在杠杆上
例5(2006年天门)小华在动物园参观时,看到了如图8所示的场景,为使小熊猫不致与石头相撞而受伤害,请你在杠杆AOB上作出使杠杆AOB在图所示位置静止时的最小力
的示意图,图中O为旋转点。
错解:
如图9—甲。
正解:
如图9—乙。
解析:
O点相当于杠杆的支点,根据满足最小力的两个条件可知:
(1)在杠杆上离支点O最远的点是点B;
(2)OB就是最长的动力臂。
最小力的作用线与OB垂直,已知的力G使杠杆作顺时针转动,则现在施加的动力应使杠杆作逆时针转动,应指向右上方。
本题最常见的错误答案是把A点看作动力的作用点。
思维的误区就在于作用在杠杠上的两个力必须分居在支点两侧,由于阻力在杠杆的左边,从而将动力作到杠杆的右端。
2.动力臂不在杠杆上
例6(2008年苏州样卷)如图10所示,使用羊角锤拔钉子,动力作用在锤柄上A点。
请作出拔钉子时所用最小动力
的示意图。
(注意:
请在图上保留为确保作图准确所画的辅助线)
错解:
如图11—甲。
正解:
如图11—乙。
解析:
错误的认为力臂一定在杠杆上,以杠杆的全长做力臂最长。
求作最小动力问题,就是转化为找最长力臂问题。
找最长力臂,一般分两种情况:
(1)在动力的作用点明确的情况下,就是以支点到力的作用点的连线作为力臂,这个力臂最长,过力的作用点作力臂的垂线,正确确定力的方向从而作出最小的力;
(2)在动力作用点未明确规定时,首先应找出距支点最远的点作为动力作用点,然后再按
(1)的步骤完成。
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