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- 2021-05-10 发布
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力臂的画法
一.填空题(共15小题)
1.如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图.当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水.请在图中作出F1、F2的力臂L1、L2,O为支点.
2.如图所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点.请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图.
3.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动.在图上画出动力臂L1和阻力臂L2.
4.如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆上吊一重物G,在动力F作用下,杠杆静止在水平位置.图中的L为动力F的力臂,请作出动力F的示意图(温馨提示:注意标明力F的方向和作用点).
5.如图(甲)是果农用剪子修剪树枝的情景,乙图是甲图的简化图,A点是杠杆动力的作用点,O点是支点,F2是杠杆受到的阻力.请画出阻力臂和最小动力F1的示意图.
6.作图题
(1)请作出如图1杠杆所受拉力F的力臂.
(2)螺线管通电后,请在图2标出螺线管的N、S极.
7.如图所示是铁路建设中使用道钉撬撬道钉的示意图.请在图中画出动力F1的力臂L1;
8.图中杠杆OA可以绕O点转动,使杠杆在图示位置平衡,画出阻力臂和最省力时作用力的方向.
9.如图所示,o点为杠杆的支点,则图中线段 是力F的力臂.
10.(1)如图1是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图,O是轮子的转轴,O′是箱体的重心.以O为支点,画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图.
(2)如图2所示,如闭合开关,请用箭头符号标出小磁针N极的偏转方向.
11.如图所示是液压汽车起重机的示意图.请分别画出作用在吊臂上的动力F的力臂和重物A受到的拉力.
12.小芳探索人体内的杠杆,发现脖子里有一根杠杆,将脑袋往后仰时,颈关节相当于杠杆的支点,图1是她画的简化图,帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的输入力如图所示.
(1)请在图1中画出输入力的力臂;
(2)小明认为:杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下,该杠杆不能平衡.若要平衡,输出力必须如图2所示那样换为杠杆受到的阻力.你觉得 (选填“小芳”或“小明”)的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;
(3)在上述正确的杠杆平衡图中,根据公式 ,可判断输入力 输出力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
13.如图所示,以B为支点,重10N的匀质木棒AB在细绳拉力作用下保持静止,请画出木棒所受拉力的力臂以及所受重力的示意图.
14.请在图中画出F1的力臂(o是支点).
15.画出图中杠杆的动力F的力臂l.
二.解答题(共12小题)
16.如图所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1,在B点施加F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa.(OB=3OA,g取10N/kg)
(1)画出F2的力臂.
(2)求合金块的质量.
(3)求F2的大小.
17.如图是一种健身器械,AOB可视为杠杆.图中小明同学用力竖直向下拉杠杆,重物被抬起,此时阻力臂 (选填“大于”、“小于”或“等于”)动力臂.小明同学想通过增大向下拉力来加大训练强度,请你利用杠杆平衡条件,给小明提出一条合理的建议: .
18.胶棉拖把的主要结构如图甲所示,使用时先将棉头浸泡于水中吸水,再拉动拉手,使之绕O点转动,胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板,请在图乙示意图中画出:
(1)动力F1的力臂l1;
(2)作用在B点的阻力F2.
19.杠杆OA可绕O点转动,受力情况如图所示.请作出力F的力臂L.
20.如图中活塞抽水机的柄是一根弯曲的杠杆,请画出动力F的力臂L.
21.图中OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1,使杠杆在水平位置平衡.请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂L1.
22.如图甲所示,当用指甲剪剪指甲时,指甲剪可以看成是多个杠杆的组合.乙中画出剪指甲时其中一个杠杆DBE的动力臂L1和阻力F2.
23.(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,使杠杆平衡,如图1所示.请画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂.
(2)如图2所示,开关闭合.①请在图中标出通电螺线管的N、S极;②用箭头标出图中磁感线的方向.
24.如图是用钓鱼竿钓鱼的情景,其中动力为F1,阻力为F2,请在图中作出阻力F2的力臂2.
25.图中,杠杆OBA在图示位置静止,请画出作用在A点的力F的力臂l.
26.如图1所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图2为单侧钳柄及相连部分示意图.请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2.
27.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上.动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O,并画出F的力臂L.
力臂的画法
参考答案与试题解析
一.填空题(共15小题)
1.如图是一种抽水马桶的水箱自动上水装置示意图.当水箱内的水达到一定深度时,浮标带动杠杆压住入水口,停止上水.请在图中作出F1、F2的力臂L1、L2,O为支点.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 力臂是指支点到力的作用线的距离.已知支点、动力和阻力的方向,过支点作力的作用线的垂线段即可.
解答: 解:
过支点O分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段(即动力臂L1和阻力臂L2).如图所示:
.
点评: 要能找出杠杆的五要素,并且会根据力臂的画法画出正确的作用力或力臂.
2.如图所示,用轻质杆将一电灯吊起,O点是支点.请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,从支点向动力作用线和阻力作用线引垂线段,线段的长度即为动力臂和阻力臂.
解答: 解:
从支点作动力F1作用线的垂线段,线段的长度即为动力臂;电灯对杠杆的拉力是阻力,方向竖直向下,由此画出阻力的示意图.如图所示:
点评: 明确力臂的概念,从支点向力的作用线画垂线,即可找出力臂的位置,阻力是阻碍杠杆转动的力,明确了这些基本概念便不难解决.
3.如图是一个杠杆式简易起吊机,它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向,杠杆OBA可绕O点转动.在图上画出动力臂L1和阻力臂L2.
考点: 力臂的画法.
专题: 作图题.
分析: 此杠杆支点在O点,根据动力臂为支点到动力作用线的距离,阻力臂为支点到阻力作用线的距离,分别作出动力臂L1和阻力臂L2.
解答: 解:从支点向动力作用线引垂线,作出动力臂,用大括号标出,标上字母L1;
从支点向阻力作用线引垂线,作出阻力臂,用大括号标出,标上字母L2;
如图:
点评: 作力臂要先找到支点和力的作用线,再从支点向力的作用线引垂线,支点到垂足之间的距离为力臂的大小.
4.如图所示,轻质杠杆可绕O点转动,杠杆上吊一重物G,在动力F作用下,杠杆静止在水平位置.图中的L为动力F的力臂,请作出动力F的示意图(温馨提示:注意标明力F的方向和作用点).
考点: 力臂的画法;力的示意图.
专题: 简单机械.
分析: 支点O、力臂L已知,根据力臂的作法:从支点向力的作用线作垂线段,作出动力F的示意图.
解答: 解:做出力臂L的垂线,与杠杆相交于一点,即F的作用点,由于G使杠杆沿顺时针方向转动,所以F方向应使杠杆沿逆时针方向转动,作用点在A点.
如图所示:
点评: 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,并且作图要求规范.
5.如图(甲)是果农用剪子修剪树枝的情景,乙图是甲图的简化图,A点是杠杆动力的作用点,O点是支点,F2是杠杆受到的阻力.请画出阻力臂和最小动力F1的示意图.
考点: 力臂的画法;杠杆中最小力的问题.
专题: 图像综合题.
分析: 根据力臂是指从支点到力的作用线的距离作出阻力臂;
根据杠杆平衡的条件,F1×L1=F2×L2,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题.
解答: 解:已知支点为O,过支点做阻力作用线的垂线段,用L2表示,即为阻力臂的示意图:
已知动力的作用点为A,OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向左,据此可画出最小的动力.如图所示:
点评: 本题考查了最小动力和力臂的作法.作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段.要知道力和力臂成反比的关系.
6.作图题
(1)请作出如图1杠杆所受拉力F的力臂.
(2)螺线管通电后,请在图2标出螺线管的N、S极.
考点: 力臂的画法;通电螺线管的磁场.
专题: 磁现象、电生磁;简单机械.
分析: (1)力臂是指从支点到力的作用线的距离,过支点O作F作用线的垂线段即可.
(2)根据螺线管的线圈绕向和电流方向,利用安培定则可以确定螺线管的N、S极.
解答: 解:(1)反向延长力的作用线,然后过支点做力的作用线的垂线段,即为其力臂L,如图所示:
(2)由图可知,电流从螺线管的右端流入、左端流出,结合线圈的绕向,利用安培定则可以确定螺线管的左端为N极,右端为S极.如图所示:
点评: (1)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(2)安培定则涉及三个方向:磁场方向;电流方向;线圈绕向.告诉其中的两个方向可以确定第三个方向.
7.如图所示是铁路建设中使用道钉撬撬道钉的示意图.请在图中画出动力F1的力臂L1;
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 根据力臂是指从支点到力的作用线的距离画出力臂即可.
解答: 解:延长动力的作用线,然后过支点做力的作用线的垂线段,用L1表示,如图所示:
点评: 力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
8.图中杠杆OA可以绕O点转动,使杠杆在图示位置平衡,画出阻力臂和最省力时作用力的方向.
考点: 力臂的画法;力的示意图.
专题: 图像综合题.
分析: 由图可知,杠杆的阻力就是重物对杠杆的拉力,作用点在绳与杠杆的接触点上,方向竖直向下,按照力的示意图的画法画出阻力,然后按照力臂的画法画出其力臂;
根据杠杆平衡的条件可知,在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长.而在通常情况下,连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长,据此可解决此题.
解答: 解:过阻力的作用点,沿竖直向下的方向画一条有向线段,用F2表示,然后反向延长阻力的作用线.从支点向阻力的作用线引垂线段,即为其力臂L2,
连接OA,OA就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,根据动力与垂直于力臂画出最小的动力;如下图所示:
点评: 此题考查力的示意图和力臂的画法,力臂是支点到力的作用线的距离,若支点与力的作用点的连线成为力臂,此时的力臂最大.
9.如图所示,o点为杠杆的支点,则图中线段 OA 是力F的力臂.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 要解决此题需要掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.
解答: 解:图中OA是从支点到力的作用线F的距离,所以,OA是F的力臂.OB不是从支点到力的作用线F的距离,所以,不是F的力臂.
故答案为:OA.
点评: 考查学生对力臂的概念的理解,关键是知道力臂是从支点到力的作用线的距离,基础题目.
10.(1)如图1是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图,O是轮子的转轴,O′是箱体的重心.以O为支点,画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图.
(2)如图2所示,如闭合开关,请用箭头符号标出小磁针N极的偏转方向.
考点: 力臂的画法;重力示意图;通电螺线管的磁场.
专题: 磁现象、电生磁;重力、弹力、摩擦力;简单机械.
分析: (1)根据支点是轮子轴心点O,力臂L是支点到力F的作用线的距离.重力的方向总是向下的,来解答此题.
(2)根据电源的正负极可以确定线圈中的电流方向,再结合线圈的绕向,可以安培定则可以确定螺线管的NS极,进而利用磁极间的作用规律可以确定小磁针的转动方向.
解答: 解:(1)过O点作F的垂线即为F的力臂;过O′作竖直向下的作用力G即为箱体所受重力.如下图所示:
(2)根据电源的正负极,可以确定电流从螺线管的右端流入,左端流出,结合线圈的绕向,可以确定螺线管的左端为S极,右端为N极;
由于异名磁极相互吸引,同名磁极相互排斥,所以小磁针的N极将靠近螺线管的S极,小磁针的S极将远离螺线管的S极,而像右转动.答案如下图所示:
点评: (1)本题考查了力的示意图和力臂的画法.作力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段.
(2)安培定则共涉及三个方向:电流方向、磁场方向、线圈绕向,告诉其中的两个方向可以确定其中的另一个方向.
11.如图所示是液压汽车起重机的示意图.请分别画出作用在吊臂上的动力F的力臂和重物A受到的拉力.
考点: 力臂的画法;力的示意图.
专题: 图像综合题.
分析: 力臂的概念:力臂是指从支点到力的作用线的距离;
物体A受到绳子的拉力竖直向上,根据力的示意图的做法,作出拉力的示意图.
解答: 解:从支点O向动力F的作用线作垂线段,即动力臂;
A受到重力和绳子的拉力的作用,重力方向竖直向下,拉力沿绳子竖直向上,作用点在物体A上表面.如图所示:
点评: 本题考查了作力臂及力的示意图,是一道基础题,应注意作图的规范,总结作图方法.
力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
12.小芳探索人体内的杠杆,发现脖子里有一根杠杆,将脑袋往后仰时,颈关节相当于杠杆的支点,图1是她画的简化图,帮助人把脑袋往后仰的输出力、脖子后面的肌肉提供的输入力如图所示.
(1)请在图1中画出输入力的力臂;
(2)小明认为:杠杆在小芳画的输入力和输出力的作用下,该杠杆不能平衡.若要平衡,输出力必须如图2所示那样换为杠杆受到的阻力.你觉得 小明 (选填“小芳”或“小明”)的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;
(3)在上述正确的杠杆平衡图中,根据公式 F1L1=F2L2 ,可判断输入力 大于 输出力(选填“大于”、“等于”、“小于”).
考点: 力臂的画法;杠杆的平衡条件.
专题: 简单机械.
分析: (1)力臂是支点到力的作用线的距离;
(2)阻力是阻碍杠杆运动的力;
(3)杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析.
解答: 解:(1)过支点O作垂直于输入力的作用线的垂线,即为力臂;如图所示:
(2)由图可知,输入了方向向下,则输出力一段向上翘,为了杠杆平衡,阻力的方向应该是斜向下的,所以小明的杠杆在如图所示两个力作用下能平衡;
(3)由图可知,输入力的力臂小于输出力的力臂,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,输入力大于输出力.
故答案为:(1)见下图:
(2)小明;
(3)F1L1=F2L2;大于.
点评: 本题考查了力臂的作法,关键是要作出支点到力的作用线的垂线段,本题中阻力的方向是斜向下的,力臂正好是支点到力的作用点的垂直距离.
13.如图所示,以B为支点,重10N的匀质木棒AB在细绳拉力作用下保持静止,请画出木棒所受拉力的力臂以及所受重力的示意图.
考点: 力臂的画法;重力示意图.
专题: 重力、弹力、摩擦力;简单机械.
分析: 拉力作用在A点竖直向上,已知支点和拉力的方向,根据力臂的画法,过支点作垂直于动力作用线的垂线段,即为力臂;过杠杠的重心作竖直向下的力,即重力.
解答: 解:①由于木棒质地均匀,所以重心在其几何中心,过重心做竖直向下的带箭头的线段,即可表示出重力,大小为10N;
②图中的杠杆以B点为支点,拉力F方向竖直向上,过B点做力F的垂线,那么所得垂线段即为力F的力臂L.
点评: 会画重力的示意图,会根据力臂的画法,准确画出力臂.
14.请在图中画出F1的力臂(o是支点).
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 力臂是从支点到力的作用线的距离,确定支点O和F1的作用线,从支点到作用线的距离即为F1的力臂.
解答: 解:已知支点为O,延长F1的作用线,做出从支点O到力F1的作用线的垂线段,即为其力臂L1.如图所示:
点评: 力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.④用字母L1或l2标出.
15.画出图中杠杆的动力F的力臂l.
考点: 力臂的画法.
专题: 图像综合题.
分析: 根据力臂是从支点到力的作用线的距离作图即可.
解答: 解:由支点O向F的作用线做垂线,垂线段L即为F的力臂,如下图所示:
点评: 此题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线,从而正确地画出力臂.
二.解答题(共12小题)
16.如图所示,将边长为10cm的正方体合金块,用细绳挂在轻质杠杆的A点处,在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1,在B点施加F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa.(OB=3OA,g取10N/kg)
(1)画出F2的力臂.
(2)求合金块的质量.
(3)求F2的大小.
考点: 力臂的画法;杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.
专题: 压强、液体的压强;简单机械.
分析: (1)力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
(2)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,求出A点对杠杆的拉力,即为合金块的重力,再利用G=mg求解质量;
(3)根据直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半(即杠杆OB长度的一半);
分析物体合金块所受的力,画出示意图,合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力,在这几个力的作用下处于静止状态;
根据合金块对地面的压强,可求出其对地面的压力,则等于地面对物体的支持力,从而根据示意图列出各力之间的关系,代入数据便可求出拉力的大小;
再根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2,将已知数据代入,便可求出F2的大小.
解答: 解:(1)延长力F2的作用线,然后过支点O向力的作用线引垂线段OC,即为其力臂L2,如图所示:
(2)在B点施加力F1=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为0.对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2可得,G•OA=F1OB,即G•OA=30N•3OA,
解得G=90N,
合金块的质量m===9kg;
(3)从图中可以看出,OBC为直角三角形,而直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力F2的力臂为L2=OB,
撤去F1,在B点施加F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力,如图所示:
FN=pS=1.2×103Pa×0.1m×0.1m=12N
FA+FN=G
FA=G﹣FN=90N﹣12N=78N,
根据杠杆平衡条件:
F2L2=FAOA,即F2•OB=78N•OB,
解得F2=52N.
答:(1)见解答图.
(2)合金块的质量为9kg.
(3)F2的大小为52N.
点评: 此题考查了对物体的受力分析、力臂的画法、力的合成,同时考查了有关压强公式的应用及杠杆平衡条件的应用,是一道综合性题目.同时还要求具备一定的数学能力,对学生来说有一定的拔高难度,属于难题.
17.如图是一种健身器械,AOB可视为杠杆.图中小明同学用力竖直向下拉杠杆,重物被抬起,此时阻力臂 小于
(选填“大于”、“小于”或“等于”)动力臂.小明同学想通过增大向下拉力来加大训练强度,请你利用杠杆平衡条件,给小明提出一条合理的建议: 增大物重 .
考点: 力臂的画法;杠杆的平衡条件.
专题: 简单机械.
分析: 从支点到力的作用线的垂线段叫力臂;
从动力臂和阻力、阻力臂的大小关系分析,动力臂越小越费力,阻力或阻力臂越大越费力.
解答: 解:
由图知,重物对杠杆的拉力方向竖直向下,OA为阻力臂;人的拉力竖直向下,从O点到人的拉力作用线的距离是动力臂,比较知,阻力臂小于动力臂;
由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可以看出:
要达到增大训练强度,使人的拉力F1增大,在阻力臂一定的情况下,可以采取增大物重(阻力),减小动力臂(向左拉或向右拉)的措施.
故答案为:小于;增大物重.
点评: 杠杆可分为:省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆,省力杠杆省力但费距离,费力杠杆费力省距离,等臂杠杆既不省力也不费力.
18.胶棉拖把的主要结构如图甲所示,使用时先将棉头浸泡于水中吸水,再拉动拉手,使之绕O点转动,胶棉夹将棉头中多余水挤出后便可清理地板,请在图乙示意图中画出:
(1)动力F1的力臂l1;
(2)作用在B点的阻力F2.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: (1)根据力臂的概念画出F1的力臂L1.
(2)阻力是阻碍杠杆转动的力.
解答: 解:(1)反向延长F1的作用线,标出从支点O到动力F1作用线的距离,即为动力臂L1;
(2)动力F1的作用是使杠杆沿逆时针方向转动,而阻力F2的作用是阻碍其转动,所以F2的方向垂直于杆向下,如图所示:
点评: 画力臂,关键是确定支点和力的作用线,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂,只要细心,不会出错.
19.杠杆OA可绕O点转动,受力情况如图所示.请作出力F的力臂L.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 力臂即支点到力的作用线的距离.找到支点向力的作用线作垂线即可.
解答: 解:从支点O向F的作用线作垂线,并标出力臂L.如图所示:
.
点评: 本题考查了力臂的作法,属于基本技能的考查.关键是要作出支点到力所在的直线的垂线段.
20.如图中活塞抽水机的柄是一根弯曲的杠杆,请画出动力F的力臂L.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 力臂是支点到力的作用线的距离.根据力臂的概念画出F的力臂L.
解答: 解:反向延长F的作用线,标出从支点到动力作用线的距离,即为力臂L.如图所示:
点评: 画力臂,关键是确定支点和力的作用线,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂,只要细心,不会出错.
21.图中OA为轻质杠杆,可绕O点转动,在点B处用细绳悬挂一重物,在A端施加动力F1,使杠杆在水平位置平衡.请画出杠杆受到的阻力F2及动力臂L1.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 作用在杠杆上的动力是绳子拉杠杆的力,方向沿绳子向上;阻力是物重对杠杆的力,方向竖直向下;已知支点、动力和阻力的方向,根据力臂的画法,过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段,即动力臂和阻力臂.
解答: 解:
由图F1为动力,过支点O做动力F1的垂线段,即为动力臂L1.点B处用细绳悬挂一重物,重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力,作用点在B点.如图所示:
点评: 会判断作用在杠杆上的动力和阻力,会根据力臂的画法,准确作出动力臂和阻力臂.
22.如图甲所示,当用指甲剪剪指甲时,指甲剪可以看成是多个杠杆的组合.乙中画出剪指甲时其中一个杠杆DBE的动力臂L1和阻力F2.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 找出杠杆DBE的动力和阻力,过支点做动力、阻力作用线的垂线,从支点到垂足的距离就是力臂,
解答: 解;
由图可知:
杠杆DBE绕E点转动,即E是支点,B点对它向下的力是动力,D点对它向上的力是阻力,由E点做动力作用线的垂线即动力臂,如图所示:
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点评: (1)掌握杠杆的五个要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂.
(2)会根据动力和阻力画出动力臂和阻力臂;或根据动力臂和阻力臂画出动力和阻力.
23.(1)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,使杠杆平衡,如图1所示.请画出:①弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图;②F的力臂.
(2)如图2所示,开关闭合.①请在图中标出通电螺线管的N、S极;②用箭头标出图中磁感线的方向.
考点: 力臂的画法;磁感线及其特点;通电螺线管的磁场.
专题: 磁现象、电生磁;简单机械.
分析: (1)由图可知,钩码重力向下,用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,使杠杆平衡,则拉力斜向上,在根据力臂的概念画出F的力臂L.
(2)已知电源正负极,利用安培定则可判断出螺线管的极性,在磁体外部,磁感线方向从N极出发流向S极.
解答: 解:(1)用弹簧测力计沿BC方向拉杠杆,为使杠杆平衡,则拉力斜向上,过支点O做F的垂线即为F的力臂L,
(2)根据安培定则,伸出右手使四指弯曲的方向为电流的方向,则大拇指指向为通电螺线管的N极,即螺线管的左端为N极,右端为S极,在磁体外部,磁感线从N极指向S极,如图所示:
点评: (1)画力臂,关键是确定支点和力的作用线,从支点向力的作用线引垂线,垂线段的长度即为力臂,只要细心,不会出错;
(2)利用安培螺旋定则既可由电流的方向判定磁极磁性,也能由磁极极性判断电流的方向和线圈的绕法.
24.如图是用钓鱼竿钓鱼的情景,其中动力为F1,阻力为F2,请在图中作出阻力F2的力臂2.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 已知支点和力的方向,根据力臂的定义过支点作力的作用线的垂线段,垂线段的长度便为力臂.
解答: 解:过支点O作F2的作用线的垂线段,垂线段的长度即阻力臂L2,如图所示:
点评: 本题主要考查了力臂的画法,注意力臂是从支点到力的作用线的距离.
25.图中,杠杆OBA在图示位置静止,请画出作用在A点的力F的力臂l.
考点: 力臂的画法.
专题: 简单机械.
分析: 要解决此题,需要掌握力臂的概念,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.由支点向力的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂.
解答: 解:反向延长力的作用线F,由支点O向F的作用线做垂线,垂线段的长度为F的力臂L.如图所示:
点评: 此题主要考查了有关力臂的画法,首先要掌握力臂的概念,找出支点和力的作用线.画力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段.
26.如图1所示的钢丝钳,其中A是剪钢丝处,B为手的用力点,O为转动轴(支点),图2为单侧钳柄及相连部分示意图.请在图2中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2.
考点: 力臂的画法;力的示意图.
专题: 作图题.
分析: 力臂的画法:①首先根据杠杆的示意图,确定杠杆的支点.
②确定力的作用点和力的方向,画出力的作用线.
③从支点向力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是力臂.
解答: 解:找出支点,从O做F1的垂线段就是F1的力臂;过A点做竖直向下的阻力F2;如图所示:
点评: 作力臂时要找好支点与力的作用线,因为力臂是从支点到力的作用线的距离.
27.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上.动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O,并画出F的力臂L.
考点: 力臂的画法.
专题: 作图题;简单机械.
分析: 动滑轮的本质是动力臂是阻力臂2倍的杠杆,使用时可以省一半的力,但是不能改变力的方向.
解答: 解:动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向向上,过支点O向动力作用线画垂线,就得到动力臂L,如图所示:
点评: 本题考查了力臂的画法.动滑轮是变了形的杠杆,根据杠杆五个要素的概念,确定支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂,考查了学生对概念的理解和应用能力.