第38期 杠杆（答案见下期）-【数理报】2022-2023学年八年级下册初二物理同步学案（北师大版）

书 　　人体旗帜是一种流行于欧美的运动，英文名为 ＨｕｍａｎＦｌａｇ．人体旗帜指的是用手抓着垂直于地面的 杆，使身体与地面保持平行的高难度动作，由于这个动 作需要的器械简单，动作炫酷，又能有效地锻炼身体，因 此在欧美的社交网站上受到热捧．人体旗帜在早先是一 个杂技动作，后来被街头的健身爱好者、跑酷爱好者、专 业杂技运动员演绎得淋漓尽致，更有高手可以做人体旗 帜版的横向引体． 人体旗帜这个动作看起来很难，但是据说只要身体 素质较好的人经过一段时间的训练都能够做到．很多人 以为这个动作靠腰腹力量，但其实这个动作最需要的是 上肢和后背力量，主要发力点集中在三角肌与背阔肌， 没有这部分力量，这个动作基本完成不了． 如图甲所示，运动者用手抓着垂直于地面的杆，使 身体与地面保持平行，我们把这个动作简化成如图乙所 示的模型．假设人体的重心在Ｏ点，人体重力为Ｇ，ＯＤ长 度为Ｌ１，ＡＢ的长度为Ｌ２，两手与杆的夹角均为４５°．为了 研究方便，我们假定竖直杆对手施加的力是沿着手臂的 方向． 阅读短文，回答问题： （１）竖直杆对该运动者左手（甲图中上方手臂）作 用力的方向为沿着手臂 （选填“斜向上”或“斜 向下”）． （２）推导竖直杆对该运动者左手作用力的大小Ｆ＝ （用短文中相关字母表示）． 书 杠杆作图题是中考高频题，也是初学杠杆同学的易 错题，下面将杠杆作图题分三类进行归纳总结，希望同 学们注意体会方法要领，并学着融会贯通、举一反三． １．根据力作相应的力臂：（１）找支点：假设杠杆在 动力作用下转动起来，看一看杠杆是绕着哪一点转动 的，杠杆绕着转动的固定点就是支点；（２）确定力的作 用线：根据需要沿着力的方向进行正向或反向延长；（３） 作垂线：过支点作力的作用线的垂线，垂线段的长就是 该力的力臂长；（４）标注：用双箭头把表示力臂的线段 标出，并标明力臂名称． 例１．请在图１中画出动力Ｆ１的力臂Ｌ１． 解析：本题中，羊角锤与桌面的接触点就是支点 Ｏ， 过Ｏ点作力Ｆ１的作用线的垂线，即得动力臂Ｌ１． 答案：如图２所示 ２．根据力臂作相应的力：（１）过力臂Ｌ除支点Ｏ之 外的另一个端点作垂线；（２）所作垂线与杠杆的交点就 是力的作用点，根据另一个力的方向，确定该力的方向． 例２．如图３所示，轻质杠杆可绕 Ｏ点转动，杠杆上 吊一重物，在力Ｆ作用下杠杆静止在水平位置，Ｌ为Ｆ的 力臂，请在图３中作出力Ｆ的示意图及重物所受重力的 示意图． 解析：本题应先找出重物的重心，然后过重心竖直 向下作一条线段，在线段的末端标上箭头，并标出重力 符号Ｇ． 过力臂Ｌ除支点Ｏ之外的另一个端点作力臂的垂 线，与杠杆相交于一点，即力Ｆ的作用点．重物对杠杆的 拉力使杠杆绕Ｏ点顺时针转动，那么力Ｆ就要使杠杆绕 Ｏ点逆时针转动，因此力Ｆ的方向应斜向上． 答案：如图４所示 ３．作最小动力：（１）在杠杆上找出离支点最远的一 点，这一点就是最小动力的作用点；（２）连接支点与动 力作用点，就是最长的动力臂；（３）作垂直于最长动力 臂的力，这个力就是最小动力；（４）最小动力使杠杆转 动的方向与阻力使杠杆转动的方向相反，以此确定最小 动力的方向． 例３．如图５所示，在课桌的Ｃ点用最小的力把桌腿 Ｂ抬离地面，在抬起时桌腿Ａ没有滑动，请在Ｃ点画出这 个力的示意图，并标出它的力臂Ｌ． 解析：最小动力作用点题目已指定为 Ｃ点，当在 Ｃ 点用力抬起桌腿Ｂ时，Ａ点没有滑动，显然整个桌子是绕 Ａ点转动的，故Ａ点是杠杆的支点．连接Ａ、Ｃ两点，即为 动力臂Ｌ，然后过Ｃ点作ＡＣ的垂线．动力Ｆ使桌子绕支 点逆时针转动，因此动力Ｆ的方向应斜向左上方． 答案：如图６所示 【跟踪训练】 １．（２０２２·上海杨浦区校级模拟）在图７中画出阻力 Ｆ２以及Ｆ１的力臂． ２．木条在力Ｆ作用下正绕 Ｏ点在水平桌面上逆时 针转动，在图８中作出作用在木条上且与桌面平行的最 小作用力Ｆ． 书 一、杠杆 看一看：如图１所示是我们日常生活中常见的一些 工具，你能描述它们是如何使用的吗？它们有什么共同 特点呢？ 填一填：物理学中，把能绕某一固定点转动的硬棒， 叫做 ．我们需要熟悉几个名词： 支点：杠杆可以绕其转动的点Ｏ； 动力：使杠杆转动的力Ｆ１； 阻力：阻碍杠杆转动的力Ｆ２； 动力臂：从 到 的距离Ｌ１； 阻力臂：从 到 的距离Ｌ２． 杠杆在动力和阻力作用下处于静止状态，叫做杠杆 ． 找一找：如图２所示是用螺丝刀撬图钉，找出其支 点、动力、阻力、动力臂和阻力臂． 点一点：力臂的画法： （１）确定支点． （２）画力的作用线． （３）从支点向力的作用线引垂线，即力臂． （４）标出力臂Ｌ． 【即学即练】 １．（２０２２·滦南期末）如图３所示是指甲剪的示意 图，Ｆ是剪指甲时施加的一个力，则关于指甲剪的下列 说法正确的是 （　　） Ａ．指甲剪只由一个杠杆组