内容正文:
第十二章 简单机械
专题八 杠杆作图
2025春同步经典学案·物理 八年级下册 课堂本(广西专版)
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力臂的作图
[传统文化]桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具,是杠杆的一种应用,如图甲所示.图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中作出水桶所受重力的示意图,并画出动力的力臂l1.
如图所示:
答案图
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变式1 [科学态度与责任]“节约用水,人人有责!”图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄可以看作是一个杠杆,F2是阻力,请你在图乙中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的力臂l2.
如图所示:
答案图
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1.力臂是点到线的距离:①点:即支点;②线:即力的作用线——力所在的直线;③距离:即过点垂直于线的垂线段.
2. 如果力不够长,则要先正向或反向延长力的作用线.
3. 力臂画法可以总结为:找点、找线、作垂线、标字符.
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画杠杆的阻力F2的示意图
(2024·百色期末)生活中的剪刀可看作杠杆.如图所示,以O为支点,画出用剪刀剪物体时动力F1的力臂l1,并在A点画出阻力F2的示意图.
如图所示:
答案图
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变式2 图甲为鼠标,其左、右键均可看成如图乙所示的杠杆OAB(O为支点),手指在A点按下鼠标左键时,B点向下移动并按压其下方的金属弹簧使电路接通完成操作.请在图乙中画出动力F1的力臂l1,以及B点所受阻力F2的示意图.
如图所示:
答案图
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画杠杆受力的要点
1. 作用点:动力和阻力的作用点都在杠杆上.
2. 力的方向:
方法一:动力的方向与杠杆转动的方向相同;阻力的方向与杠杆转动的方向相反.
方法二:同侧异向,异侧同向——两个力在支点的同一侧,两力方向相反,两个力在支点的异侧,两力方向相同.(这里的方向指的是向上或向下)
3. 力的大小:力臂越长,对应的力就越小.
4. 根据力的三要素画出力的示意图,标上对应字母.
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根据力臂作力的示意图
[物理学与日常生活]如图所示,小明正在向下压抽水机把手,请画出阻力F2的力臂l2和动力臂l1相应的动力F1.
如图所示:
答案图
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变式3 (2024·贺州昭平县期末)如图所示,轻质杠杆处于水平位置平衡,请你画出杠杆的动力F1.
如图所示:
答案图
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根据力臂画力的方法
1. 先画出力的作用线:力臂与力的作用线垂直,所以作出一条与力臂垂直的虚直线.
2. 找力的作用点:力的作用线与杠杆的交点.
3. 参考上一个“方法归纳”中的第2~4条,画出对应的动力或阻力.
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最小力的作图
(2024·长沙中考)为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示.他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图.
如图所示:
答案图
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变式4 图中利用羊角锤撬钉子,在锤柄A点处画出所施加的最小动力F和其力臂l.
如图所示:
答案图
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最小力的画法
1. 原理:由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力.
2. 步骤:
(1)找力的作用点——杠杆上离支点最远的点(题目给定作用点的就不用再找).
(2)画出最长的力臂——连接支点和力的作用点的线段.
(3)画力——过作用点作垂直于力臂的力(力的方向:异侧同向,同侧异向).
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