摘要:
**基本信息**
聚焦杠杆作图核心技能,通过20道题系统覆盖力臂规范作图、最小动力分析及实际工具杠杆模型,详解提炼“垂线法”“最长力臂法”等可迁移技巧,强化运动和相互作用观念与模型建构思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础力臂作图|6题(如1、4、5题)|过支点作力作用线垂线(“点到线距离”模型)|从力臂定义(物理观念)到规范作图步骤(科学推理)|
|最小动力作图|7题(如2、6、8题)|支点与作用点连线为最长力臂,力垂直连线(杠杆平衡条件应用)|杠杆平衡条件(原理)→最小动力计算→作图表达(科学思维)|
|实际工具应用|7题(如13、15、18题)|确定支点/力作用点,抽象杠杆模型(如羊角锤、开瓶器)|生活情境→杠杆模型建构(科学探究)→规范作图(知识应用)|
内容正文:
11.1杠杆作图专题练习北师大版(北京)
一、作图题
1.如图所示的撬棒,O为支点,请画出动力F的力臂L。
2.中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图所示是用切刀将黄芪切片的
简图,请在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图。
A
3.如图所示,一个均匀细棒AB在细绳拉力作用下保持静止。请在图中画出木棒所受拉力F
的力臂L及所受重力G的示意图。
A
B
4.请作出F的力臂。
T
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5.在图中画出力F1和F2的力臂L,和L2。
6.请在图中画出使轻质杠杆在图示位置平衡时所需最小动力F的示意图及其力臂L1。
4
7.如图所示,O为支点,请在图中画出此时使杠杆静止的拉力F的力臂L。
8.如图所示,杠杆保持静止,O为支点,请作出使杠杆平衡的最小动力F1及动力臂L。
B
G
9.如图所示,杠杆处于静止状态,L是动力F1的力臂,画出F2的力臂L2和动力F1。
F
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10.如图所示,请根据己知的力画出力臂或根据已知的力臂画出力。
11.如图所示的拉力装置,请在图中画出:杠杆所受拉力的力臂L1。
12.如图所示是一个质量分布均匀的实心圆柱体,在实心圆柱体上施加一个力F使其缓慢
滚上台阶,请在图中标出支点O的位置,画出最小力F及其力臂1。
13.如图使用羊角锤撬钉子时,请画出A点的最小动力F的示意图。
14.在图中,是常见活塞式抽水机的示意图,其手柄相当于一个杠杆,O是支点。请在图乙
中画出手柄所受动力F1的力臂L和阻力F2。
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15,如图所示,画出作用在开瓶器上动力F的力臂L。
16.如图所示,为电工师傅剪铁线用的钢丝钳。在电工师傅剪铁线时,钢丝钳的手柄可以看
作杠杆,如图乙所示,其中O为支点,F2为阻力,请在乙图中作出剪铁线时的阻力F2的阻
力臂L2,作用在A点的最小动力F1。
甲
17.如图-1所示,辛勤的环卫工人正在用扫帚打扫街道卫生,请在图-2示意图中作出动力
F1的力臂l1。
图-1
图-2
18.请观察自行车的手闸如图所示,图中ABO可视为一种杠杆,请画出手闸的动力、动力
臂、阻力和阻力臂。
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19.图甲是一款机械鼠标,其按键可看作杠杆。图乙是其简易构造图,A为手按键位置,O
为支点,B为复位弹簧连接点。请在乙图中A点画出最小动力F1以及动力臂L的示意图。
B
复位弹簧
左按键
甲
乙
20.如图,请画出手按在指甲刀C点的压力的示意图和力臂。
C
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11.1杠杆作图专题练习北师大版(北京)答案
【详解】力的作用线到支点的垂直距离称为力臂,则过支点O做力F作用线的垂线段,即
为所求作的力臂L,如下图所示:
●O
2
【详解】切刀是一个杠杆,阻力(药材对切刀的作用力)与阻力臂是固定的,要使动力最小,
就要使动力臂最大。在使用杠杆时,最大的力臂等于支点与力的作用点的连线。连接OA,
0A即为最大动力臂,动力作用在A点,作用线与力臂垂直,动力的方向向下。如图所示:
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【详解】从木棒的重心沿竖直向下画出重力示意图,反向延长细绳对细棒A端的拉力作用
线,过B点做其垂线,即为拉力的力臂L,如图所示:
∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠/
A万
B
【详解】由图可知,杠杆的支点在O点,反向延长F,的作用线,过支点O作F,作用线的
垂线段即为F,的力臂1,如图所示:
F2
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5.
【详解】过支点O作动力F作用线和阻力F2作用线的垂线段,即动力臂L和阻力臂L2,如
图所示
6.
【详解】连接OB,若在B端施力F,当F的方向与OB垂直时动力臂最大,此时最省力,
OB为其力臂L;根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力方向斜向下,据此可画出最小
的动力,如图所示:
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7.
【详解】由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂,如图所示:
B
个F
G
8
【详解】根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小。OA为最长的
动力臂,过点A作垂直于OA向上的力即为最小动力F,作图如下:
0
B
F
G
C>
9.
【详解】作用在杠杆上促使杠杆转动的力叫动力,作用在杠杆上阻碍杠杆转动的力叫阻力。
因L是动力F的力臂,根据力臂的定义,过L的末端做垂直于动力臂的垂线与杠杆的交点即
动力的作用点,动力的方向斜向上;过支点O作F2的作用线的垂线段即为阻力臂L2,如下
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图所示:
F
0
L
F
10
【详解】过力臂1,的末端作垂直于1的作用线,与杠杆的交点为F的作用点,方向向上,
在线段末端标出箭头,标出力F;过支点作F2作用线的垂线段,即为F2的力臂2,如图
所示:
B
11.
【详解】力臂为支点到力作用线的距离,绳子对杠杆拉力作用线与绳子在同一直线上,从杠
杆支点向绳子作垂线段即为拉力力臂,用L,表示力臂。如图所示
6555555
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12.
7
【详解】圆柱体滚上台阶时,可看作与台阶接触点为支点的杠杆,若以直径为动力臂时,力
臂最长,动力最小,过支点做圆的直径为动力臂,最小动力为作用在直径的末端,且垂直与
力臂向上,如图所示:
13.
○
【详解】由杠杆平衡条件F孔1=F人3可知,在阻力和阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,
动力越小;由图可知,支点在O点,因此OA作为动力臂最长,阻力使羊角锤顺时针转动,
则动力应使羊角锤逆时针转动,故动力的方向应该向左,具体作法:连接OA,然后过A点
作垂直于OA的线段,并在该线段的末端标注箭头和字母“F”,即为最小动力F的示意图,
如图所示:
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14.
幻
【详解】过B点作竖直向上的力,即阻力F2:过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即
动力臂L1。如图所示:
F
15
【详解】使用开瓶器时,O为支点,过O点向动力作用线做垂线,该垂线段即为动力臂L,
作图如下:
16.
【详解】根据力臂的作图可知,过支点O作阻力F2作用线的垂线段即为阻力的力臂:
寻找最小动力,先连接OA以OA为力臂即为最大力臂,再过A点做OA向下的垂线,此垂
线的方向即为最小力的方向,如下图所示:
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17.
【详解】由支点O向F,的作用线作垂线,垂线段的长度为F,的力臂1,如下图所示:
18.
【详解】由图可知,杠杆的支点在O点,动力作用在BO上,方向垂直向下,从支点O向
动力的作用线作垂线段,支点到垂足的距离就是动力臂1;过阻力的作用点B沿闸线向右的
力为阻力F2,从支点O向阻力的作用线作垂线段,支点到垂足的距离就是阻力臂2。如图
所示:
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B
复位弹簧
19.
F
【详解】O是支点,B为阻力作用点,A为动力作用点,由图知以OA作为动力臂L,时,动
力臂最长,阻力和阻力臂一定,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小:由题知动力的方向
应向下,则过A点作垂直于OA向下的作用力,即为最小的动力F,如图所示:
B
复位弹簧
20
【详解】压力是垂直于接触面并指向被压的物体,则手按在指甲刀C点的压力为垂直于AC
向下;指甲刀正常使用时,ABC可以看作是绕A点转动的杠杆,则作用在C点压力的力臂
为过A点做垂直于压力F的垂线段,如图所示:
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