11.1 探究：杠杆的平衡条件 作图专题练习-2025-2026学年沪科版物理八年级全一册

**基本信息** 聚焦杠杆平衡条件作图，通过20道题实现从基础力臂画法到实际杠杆模型应用的递进训练，强化科学思维中的模型建构与科学推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础作图|10题（如1-5题）|力臂（动力臂/阻力臂）画法、重力示意图|从支点、力的作用线概念出发，通过作垂线建立力臂认知| |综合应用|10题（如6、12、17题）|最小动力作图、实际工具（羊角锤/车闸）简化模型|基于杠杆平衡条件，推导最小动力需最长力臂（支点到作用点连线），实现生活场景到物理模型的转化|

11.1探究：杠杆的平衡条件作图专题练习沪科版 一、作图题 1.如图所示，某同学用轻质撬棒撬动地面上的石头，O是撬棒的支点。请在图中画出石头 受重力的示意图，以及力F的力臂L。 ● 2.请在图中画出杠杆的动力臂和阻力臂。 ↓F 3.如图所示，杠杆AOB在力F,和F2的作用下处于平衡状态，请你做出力F1和F2的力臂 11、120 3 F、 4.画出力F1的力臂L1,以及阻力F2。 5.如图所示，画出杠杆所挂重物的重力G以及动力F的力臂乙。 6.如图，物体在杠杆AOBC作用下如图位置静止(O为支点)，试画出作用在C点使杠杆 在图示位置平衡的最小动力F,的示意图。 B 7.图中的杠杆保持平衡状态，请在图中分别画出动力F,和阻力臂L2。 个F2 8.如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，2为F2的力臂。请在图中作出F,的 力臂1，及力F2的作用线。 9.如下图是用轻杆悬挂中国结的情景，其中AB是轻绳，请画出轻绳拉力的力臂和“中国结” 的重力示意图。 10.小明想用最小的力将一个石碾子推到更高的台阶上，请在图所示的简化图中画出这个最 小的推力F及重力G的力臂L。 77777777777777 11.如图甲所示为小亮做俯卧撑时的示意图，他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重 心。在图乙中画出小亮受到的重力G的示意图及其力臂L。 甲 12.请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F。 13.如图是用开瓶扳手打开瓶盖的示意图，画出动力臂L1和阻力F2的示意图。 14.如图是活塞式抽水机的示意图。请在图中画出动力F的力臂乙和杠杆在B点受到的阻力 E的示意图。 15.如图所示，在A点施加力F向上抬起把手，就可以打开水龙头。将把手视为绕O点转 动的杠杆，请在图中A点画出打开水龙头的最小动力F的示意图。 把手 16.图甲为我国古人运送巨木的劳动情景示意图。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的 一端抬起，图乙是其简化示意图，O是支点，A是人的施力点，B是绳子的悬挂点，杆自重 不计，请在图乙中作出：在A点施加的最小动力F。 横杆 石块 图甲 图乙 17.图甲为自行车车闸，其可看作以O为支点的杠杆。请在图乙中画出作用在A点的最小 力F1。 B 甲 乙 18.热爱劳动是一种美德。如图甲是小明用笤帚在水平地面扫地，如图乙是简化图，以O为 支点，请在图乙中画出F的力臂L及作用在笤帚上B点阻力F的示意图。 B B 甲 19.下图所示的是指甲剪的结构示意图，剪指甲时ABC相当于绕B点转动的杠杆。请在图 中画出在A点施加的最小动力F的示意图及动力臂。 A 20.如图是脚踏式垃圾箱的结构可简化图，在A处向下踩动脚踏板，连杆CD便向上顶起箱 盖。请画出箱盖处(EDF)杠杆动力和阻力臂。 D 11.1探究：杠杆的平衡条件作图专题练习沪科版答案 G 【详解】石头重力的作用点在重心O,从石头的重心O沿竖直向下的方向画一条带箭头的 线段，并用符号G表示。从支点O作垂直于动力F作用线的垂线段，即为F的力臂L。如 图所示： F 【详解】力臂为支点到力的作用线的距离，过支点分别画动力F,作用线和阻力F2作用线的 垂线段，分别表示杠杆的动力臂和阻力臂，如图所示： F F 【详解】做力F:和F2的作用线的延长线，过支点O分别做两个力的作用线的垂线段，即 为两个力臂，如图 F F 【详解】如图所示，杠杆绕着O点转动，故O点为支点，过支点作力F,作用线的垂线段， 垂线段的长度即为力F,的力臂L;力F,使杠杆逆时针转动，则阻力是阻碍杠杆转动，绳子 对杠杆有一个向下的力，阻碍杠杆逆时针转动，故沿绳方向向下画一条线段，并在末端标上 箭头和F2,即为阻力F2,如图所示： G 【详解】重力方向始终竖直向下，作用点在重物的重心即几何中心，从重物中心沿竖直向下 方向画一条带箭头的线段，标注符号G即可； 从支点O向F1的作用线作垂线，标出垂直符号，支点O到垂足的垂线段就是动力臂，标注 符号即可，据此作图。 B 【详解】根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂大小都不变，要找最小的动力，必须要找出最长 的动力臂，由题意可知最长的力臂是过O点连接OC,然后在过C点作OC的垂线，该条线 即是最小的力的作用线，如下图所示 B F 【详解】过动力臂L的末端作动力臂的垂线，与杠杆的交点就是动力的作用点，动力F的 方向为左下方。由图可知阻力F的方向与杠杆垂直，杠杆的长度就是阻力臂L2,如图所示： 8 F2 【详解】过12力臂的端点作力臂12的垂线，该垂线与杠杆的焦点为力F2的作用点，由于要 使杠杆平衡，则应在杠杆上施加水平向左的力；过支点O做力F,的垂线段，即为F,的力 臂1，如下图所示： B 【详解】拉力的力臂是支点到拉力作用线的距离，所以画出从O点到AB的垂线段即拉力的 力臂；重力的方向竖直向下，作用在重心上，如图所示： B C 777777777 G 【详解】支点为石碾与高台阶的接触点O,过支点O向重力的作用线作垂线，O到重力作 用线的距离即为重力的力臂工；由杠杆平衡条件可知：阻力和阻力臂不变时动力臂越长所用 的动力越小，将石碾想象成一个杠杆，连接OO'并延长，延长线与轮胎相交于点C,OC即 为最长动力臂，再过C作OC的垂线即可得到动力的作用线，最小动力的方向应斜向上，按 这个方法即可作出最小推力F,如图 777777777 1 G 【详解】重力的方向是竖直向下的，从小亮的重心A画一条带箭头的竖直向下的有向线段， 用G表示，即为其所受重力示意图；力臂是指从支点到力的作用线的距离，故从支点O作 重力作用线的垂线段即为力臂L,如图所示： 【详解】由杠杆平衡条件F弘=F弘可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力 越小，图中支点在羊角锤与水平面的接触点O,因此OA作为动力臂时，动力臂最长，动力 最小；由图知动力的方向应该垂直于OA向右，如下图所示： A→F 【详解】确定支点：开瓶扳手与瓶盖接触的点为支点（图中左侧接触点）。 画动力臂：动力F,是向上的力，从支点向动力F,的作用线作垂线，垂线段的长度即为动力 臂L1 画阻力：阻力是瓶盖对扳手的阻力，方向向下，作用点在支点处（与动力F,的作用效果相 反)。 F 14 【详解】由图知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕O点顺时针转动，则B点会受到下 面连杆向上的支持力，即阻力的方向竖直向上，过B点作竖直向上的阻力F；反向延长力 F画出力的作用线，过支点O作动力作用线的垂线段，即动力臂，如图所示： F2 0 FA 把手 A 15 【详解】由图知，支点在O点，连接OA即为最长动力臂，由杠杆平衡条件知，此时动力最 小；要打开水龙头，动力的方向应垂直于OA向上，如图所示： FA 把手 B 16 77777777777 【详解】由杠杆平衡条件FL,=FL2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长， 动力越小；图中O是支点，因此以OA作为动力臂最长，由图知动力的方向垂直OA向下， 如图所示： B B 17. A 【详解】阻力和阻力臂一定，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小；连接OA, OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小动力，故作图如下： B B 【详解】力的力臂是指支点到力的作用线的距离，动力臂的作法是：过支点O作动力作用 线的垂线，这条垂线段就是动力臂L；物体受到阻力的方向和物体相对运动的方向相反， 笤帚B点在地上水平向左移动，则阻力F的方向是水平向右，如图所示 19 【详解】杠杆绕B点转动，B为支点，连接支点B与动力作用点A的线段BA是最长的动力 臂1。过A点作BA的垂线，方向需使杠杆沿剪指甲的方向转动（图中为向下的垂线），此 力即为最小动力F,如图所示： 【详解】由图可知，E点为杠杆EDF的支点。根据题意可知，连杆CD对杠杆EDF的力的 作用点在D点，方向是竖直向上，据此画出动力F,的示意图；阻力是箱盖受到的重力，方 向竖直向下，从支点E作阻力作用线的垂线即为阻力臂L2。如图所示： F