简单机械作图专题（暑假作业）八年级物理新教材人教版

**基本信息** 聚焦杠杆与滑轮组作图，以“概念-原理-应用”逻辑链整合方法，通过生活情境题培养运动和相互作用观念与模型建构能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆作图基础|1-17题|力臂“三步骤”（找支点→作垂线→标符号）；阻力方向与运动趋势相反|从力臂定义到杠杆平衡条件应用，构建“几何关系-平衡方程”推理链| |最小动力与力臂综合|18-26题|最小动力“两要点”（最长力臂=支点到作用点连线，动力垂直力臂）|结合生活工具（舂米机、抽水机）深化“F₁L₁=F₂L₂”模型迁移| |滑轮组绕线应用|27-33题|绕线“三原则”（省力→方向→n股绳计算）|从单滑轮到多滑轮组，建立“承重绳股数-拉力关系”应用逻辑|

简单机械作图专题 1．图甲为我国古代劳动人民使用的舂米机，图乙为其工作示意图，请在图乙中画出力的力臂和端受到的阻力。 2．学校组织学生参加劳动实践活动，在基地发现了一台活塞式抽水机，在杠杆C处用力便可取水。请作出如图所示情境中作用在C点的最小动力的示意图。 3．你知道小区门口及商场门口等地方的笨重石球是怎么搬运的吗？如图甲所示是一个搬运石球的小手推车，将其抽象为杠杆（如图乙所示，其中O为支点），请在乙图中画出搬运石球需要的最小力F1及其对应力臂L1的示意图。 4．在劳动实践中，小明利用如图所示的轻质除草器OBA拔除杂草，请作出以O点为支点使用该除草器将杂草撬起时施加的最小动力F1及杠杆受到的阻力F2示意图。 5．图甲是液压汽车起重机，其吊臂提升重物时，可视作绕O点转动的杠杆，图乙是其简化图。请在图乙中画出动力的力臂和阻力的示意图。 6．如图为某同学在探究杠杆平衡条件过程中，于点沿虚线方向施加力，使杠杆维持水平平衡时的情形（每个钩码所受重力为，图中标注角度为）。请在图中画出力的力臂，并标注出力的方向与大小。（杠杆宽度、厚度和自重均忽略不计） 7．如图所示，根据所给出的动力臂l1作出相应的作用力F1，并标方向。 8．如图所示杠杆处于静止状态，请根据已知的力或力臂画出相应的力臂或力。 9．如图所示，请根据力臂画出杠杆在图示位置静止时力F1的示意图。 10．在下图中，根据力臂和力，画出对应的力和力臂。 11．请在图中根据静止的杠杆的动力臂l1，画出动力F1的示意图。    12．图中，杠杆处于平衡状态，请根据已知的力画出力臂或根据已知的力臂画出力． ( ) 13．杠杆如图乙所示平面，根据所给的动力臂，画出动力． 14．如图所示，根据动力臂和阻力画出杠杆的动力的示意图和阻力臂。 15．如图所示，重物悬挂在杠杆的左端，在杠杆的另一端施加一个力使杠杆保持平衡，图中为力的力臂，请画出物体受到重力的示意图，并根据力臂画出力的示意图。 16．如图所示，杠杆OA处于静止状态，请根据已知的力F2和力臂l1，画出对应的力臂l2和力F1。 17．如图所示杠杆处于静止状态，请根据已知的力F2和力臂L1画出力F1的示意图。 18．如图所示用杠杆OA提升重物G，为使杠杆OA在图示位置能保持静止，请画出作用在A点的最小力F及其力臂l。 19．如图所示是小明设计的挂在墙上的储物架，放置物体后，支架会绕O点转动，需要在支架A处小孔拉一根铁丝到墙上固定。请画出铁丝对A处的最小拉力F的示意图。 20．如图所示，在A点挂一小球G，要求在B点施加一个最小的力，使杠杆AOB在图示位置平衡，请在图中画出最小力F和小球的重力G。 21．如图所示是古人用来汲水的桔槔示意图。请在图中画出向上提水时作用在A点的最小动力的示意图及阻力的示意图。 22．如图所示，要撬动石头，在图中画出石头的重力（重心为O）和施加在撬棒A点的最小力。 23．如图是用羊角锤拔钉子的示意图，请在图中画出作用在手柄A点的最小动力F1及力臂 L1。 24．在杠杆上的A点挂一重物，在B点对杠杆施加一个最小的力，使杠杆平衡在如图所示的位置.试画出这个力的示意图以及它的力臂。 25．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及其力臂L。 26．如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。 27．（1）如图所示，请画出人站在地面上利用滑轮组提起物体时的最省力的绕绳方法； （2）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂，请在图中作出F2的力臂l2及力F1； （3）如图甲所示是个压核桃钳子，其中OAB可以看成是一个杠杆，其简化示意图如图乙所示，O点是支点，A点是阻力的作用点，B点是动力的作用点。请在乙图中画出压核桃时，作用在A点的阻力F2的阻力臂l2，以及作用在B点的最小动力F1。 28．用轻质滑轮组将重为的物体提起来（不计绳重与摩擦），请按要求画出不同绕线方法。要求：，。 29． (1)如图所示，作出以L为力臂的动力及杠杆所受阻力（不计杠杆自重和摩擦）。 (2)如图所示，杠杆ABC的支点为O点，杠杆的C点下方悬挂着一个重物G，且AB+OB＜OC。请画出在杠杆上施加的使杠杆在图中位置静止的最小力F1的示意图，并标出其力臂L1。 (3)用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，提升重力为G的物体（滑轮重力和摩擦力不计），在图丙中分别根据对绳子拉力F的要求，画出绳子的绕法。 30．如图所示的滑轮组，用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处（绳、滑轮的自重及摩擦不计），请画出重物在上升过程中受力示意图及滑轮组上绳的绕法。 31．作图题： (1)请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 (2)如图所示的曲棒ABC可绕A点的转轴转动，请画出要使曲棒ABC在图中位置保持平衡时所需的最小力以及阻力的示意图。 (3)如图所示是一种抽水马桶水箱自动上水装置，当水箱内的水达到一定高度时，浮标带动杠杆AOB压住入水口，停止上水。请在图中画出B点所受竖直方向的阻力及其力臂。 (4)如图所示，杠杆处于静止状态，如果是力的力臂，请画出动力的示意图与的力臂。 32．根据要求作图： (1)如图甲，请画出杠杆AB在图示位置静止时作用在B点的最小力F及其力臂L； (2)如图乙所示，小明站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B，画出滑轮组最省力的绕线； (3)如图丙中所示，以O为转动轴的杠杆OA处于静止状态，作出拉力F的力臂L和物体所示重力G的示意图。 33．（1）如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态，l1为动力F1的力臂，请在图中作出动力F1的示意图和阻力臂l2。( ) （2）如图所示是小明为新装的空调室外机设计的支架，支架可以看作杠杆，以O为支点，在支架P孔处拉一根铁线到墙上固定，要使铁线受到的拉力最小，请从P孔处画出铁线到墙的连线，并画出铁线拉力F的力臂l。( ) （3）如图所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将重物G提起，请画出滑轮组的绕线。( ) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《简单机械作图题》参考答案 1． 【详解】从O点向动力F1的作用线引垂线，即为动力臂L；A端受到的阻力F2的作用点，方向竖直向下，所以F1的力臂和阻力F2的示意图如下图所示： 2． 【详解】根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂固定时，动力臂越长，动力越小，最长动力臂就是支点O到作用点C的连线OC，此时动力最小；结合杠杆转动方向，动力方向垂直OC向下。 3． 【详解】由杠杆平衡条件可知，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O点，因此OA作为动力臂最长，为动力臂，为使杠杆平衡，动力的方向为过点A垂直于OA向下，据此作图。 4． 【详解】杠杆受到的阻力F2即为杂草对杠杆竖直向下的作用力；阻力和阻力臂不变，以OA为动力臂时，动力臂最长，根据杠杆平衡条件可知需要的动力最小。阻力使得杠杆绕支点O顺时针旋转，则动力应使得杠杆绕支点O逆时针旋转，过点A作垂直于OA向上的力即为最小动力，据此作图。 5． 【详解】阻力是阻碍杠杆转动的力，本题中重物向下拉动吊臂（杠杆），因此阻力是重物对杠杆的拉力，方向竖直向下，作用点在杠杆上，在杠杆（吊臂）右端悬挂重物的位置，画一个竖直向下的带箭头线段，标注为即可； 力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离，因此从支点向动力作用线作垂线段，即可得到动力臂，故先用虚线延长动力的作用线，再从支点向的作用线作垂线段，标出垂直符号，标注该垂线段为。 6． 【详解】设杠杆上面一个小格的长度为L。由图可知，，。过支点O向动力作用线作垂线段OC，（画虚线标出垂足）。则OC就是动力臂。钩码对杠杆的力是阻力，阻力的作用效果是使杠杆顺时针转动，则动力的作用必须使杠杆逆时针转动，所以动力的作用点在B点，方向为：沿着动力作用线的方向向上。如图所示： 在直角三角形OCB中，，根据直角三角形角所对的直角边等于斜边一半， OA是阻力臂，OC是动力臂， 根据杠杆平衡条件得： 动力 最后标出，如图所示。 7． 【详解】力臂是支点与力的作用线的垂线，过力臂的末端做垂直力臂向下的带箭头的直线，表示动力F1作用线，力F1的作用点在把柄上，如图所示： 8． 【详解】过O点作F2的垂线段即为F2的力臂L2，过力臂L1的上端，作垂直于L1直线，与杠杆的交点为F1的作用点，为使杠杆平衡，F1的方向斜向下，如图所示 9． 【详解】根据动力臂画出动力，动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，动力的作用点在杠杆上，如下图所示： 10． 　　 【详解】做力臂时就是从支点向力的作用线作垂线，垂线段就是力臂；因为力臂和力的作用线垂直，所以已知力臂做力时，过力臂非支点的端点做力臂的垂线，垂线所在的直线就是力所在的直线，再根据杠杆所受的两个力使杠杆转动的方向相反来确定力的方向即可，如下图所示： 　 11．   【详解】由支点向力的作用线作垂线就是力臂，因此动力F1所在位置与动力臂l1垂直，作用点在杠杆上，由阻力可判断动力方向向上，如图所示：    12． 【详解】过O点作F1作用线的垂线段，即为F1的力臂L1；过力臂L2的上端作L2的垂线，与杠杆的交点为力F2的作用点，方向向下．如图所示： 13． 【详解】分析：对杠杆的拉力为动力F２，物体对杠杆的拉力为阻力F１．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，分别作出力臂L1和力F2． 解答：过支点O做力F1的作用线的垂线，则L1为力F1的力臂．动力对杠杆的拉力为F2，给出力臂L2，再做一条垂直于L2的直线就是力的作用线，这条作用线与杠杆的交点就是动力作用点，如图所示： 【点睛】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． 14． 【详解】解：力臂是支点到力的作用线的距离，如L2所示为F2的力臂；过L1的下端点作L1的垂线，与杠杆的交点为动力作用点，根据杠杆平衡，动力F1方向向下，如图所示： 15． 【详解】重力的作用点在重心上，重力的方向是竖直向下的；过力臂l的上端，作垂直于l的直线，与杠杆的交点为力F的作用点，方向斜向右下方，如图 16． 【详解】做力F2的延长线，过支点O做力F2作用线的垂线段l2，则线段l2为力F2的力臂，过力臂l1的末端，作垂直于l1的直线，与杠杆OA的交点为力F1的作用点，方向斜向右下方，如图所示： 17． 【详解】过力臂l1的末端作垂直于l1的作用线，与杠杆的交点为F1的作用点，F2的方向上，F1的方向向右下，在线段末端标出箭头，标出力F1，如图所示 18． 【详解】根据杠杆平衡条件 可知，当阻力和阻力臂不变时，动力臂越长，动力越小。 支点为，动力作用在点，因此支点到作用点的连线是最长的动力臂，连接，标记为，就是所求力臂。 重物使杠杆绕顺时针转动，因此动力需要阻碍杠杆转动，方向垂直于向上。过点作的垂线，箭头向上，标记该力为，即为所求最小力。 19． 【详解】根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。 要得到最小拉力，需取最大动力臂：支点O到拉力作用点A的连线OA就是最大动力臂，拉力方向需要垂直于OA，斜向左上方拉向墙面（阻碍储物架绕O点顺时针转动），据此作图。 20． 【详解】杠杆在图示位置平衡，阻力G与阻力臂OA一定，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，由图示可知，OB是最大动力臂，与OB垂直斜向下的动力F最小；小球受到的重力的方向总是竖直向下的，作用在小球的重心（中心）。 21． 【详解】根据杠杆平衡条件，最小动力对应最长动力臂，连接支点O与作用点A，此线段为最长力臂。过作用点A向下作该线段的垂线，即为最小动力；水桶对杠杆竖直向下的拉力为杠杆受到的阻力，作用点在杠杆左端的悬挂点上。 22． 【详解】石头的重力竖直向下，作用在重心O点；要撬动石头，以D点为支点、AD为动力臂时，动力臂最长，最省力，此时阻力使得杠杆绕支点顺时针旋转，则动力应使得杠杆绕支点逆时针旋转，所以施加在撬棒A点的最小力应垂直于AD向上，据此作图。 23． 【详解】羊角锤与木板接触的点为支点O；由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小，因此OA为动力臂时，动力臂最长，动力最小，过A点作垂直于OA向上的力，即为最小动力。据此作图。 24． 【详解】由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变，当动力臂最长时动力最小。动力臂最长即OB的长度，故连接OB两点，过B点作出OB的垂线，力F即最小的力，如图所示： 25． 【详解】由杠杆平衡条件可知，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，则动力臂最大，动力的方向垂直OA向下，如图所示： 26． 【详解】由于杠杆质地均匀，重心在O2点，重力方向竖直向下，从O2点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，标注为G；过支点O1作重力作用线的垂线，垂线段的长度即为重力的力臂，标注为L2； 根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。杠杆在水平位置平衡时，由于通过定滑轮的绳子施加的拉力不变，若使通过定滑轮的绳子施加最小拉力，则以O1点为支点，与定滑轮的轴和O1的连线交滑轮边缘为力臂时，动力臂最大，标注为L1，过该连线与滑轮边缘的交点，作连线的垂线为动力作用线，作用线与杠杆的交点，即为力的作用点，为使杠杆平衡，拉力的方向向上，标注为F，如图所示： 27．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）图示中，两个滑轮组成的滑轮组，有两种绕线方式，且承重绳子分别为2根和3根，要让人站在地面上利用滑轮组提起重物时，只能是承重绳子为2根时，最省力了，故作图如下： （2）由图示知，过l1的最上端向杠杆作一条垂线，此垂线即为力F1的作用线，与杠杆的交点，即为F1在杠杆上的作用点，且力F1的方向是沿垂线向上，才能让杠杆平衡。过支点O作F2的作用线的垂线段，此垂线段即为力臂l2，作图如下： （3）在图乙中，将力F2反向延长，过支点O作F2的反向延长线的垂线段，即为l2；连接OB，即为最长动力臂，过B点作OB的向下垂线，此线即为F1，作图如下： 28． 【详解】用轻质滑轮组将重为的物体提起来（不计绳重与摩擦）。左边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为4股，所以绳子始端固定在定滑轮的下挂钩上，然后依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮、下面的动滑轮，如下图左图所示；右边滑轮组中，有两个动滑轮和一个定滑轮，要求，即绳子承重股数为3股，所以绳子始端固定在动滑轮的挂钩上，然后依次是上面的定滑轮和下面的动滑轮。如下图右图所示： 29．(1) (2) (3) 【详解】（1）从杠杆的转轴到力的作用线的垂直距离是力的力臂，现在已知力臂，只要作力臂的垂线即可得力的作用线，力应作用在杠杆上。杠杆所受阻力为重物对杠杆的拉力，作用在杠杆上，方向竖直向下，如图所示： （2）杠杆在图示位置平衡，阻力与阻力臂OC一定，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时动力臂越大，动力越小，由图示可知，OC是最大动力臂，即力臂，与OC垂直斜向上的动力最小，如下图所示： （3），由2段绳子承担，因此需要从定滑轮上固定；，由3段绳子承担，因此需要从动滑轮上固定；如图所示： 30． 【详解】用300N向下的拉力将900N的重物匀速提升到高处，可知物重为拉力的3倍。已知绳、滑轮的自重及摩擦不计，可知有3股绳拉动滑轮，从动滑轮开始画出滑轮组上绳的绕线。如图所示： 31．(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）为了既省力又改变力的方向，需要使用一个动滑轮和一个定滑轮；绳子应该从动滑轮开始绕，然后通过定滑轮，再回到动滑轮，形成一个封闭的绕法，如图所示： （2）根据杠杆的平衡条件可知，阻力、阻力臂不变，当杠杆平衡时，动力臂越长动力F1越小；由图可知，支点是A点，动力作用在C点，连接AC，AC就是最长的力臂，过C点作AC斜向上的垂线，就是最小的力F1的方向；阻力是由物体的重力产生的，阻力F2作用在拉动重物的绳子的上端的杠杆上，方向是竖直向下的，如图所示： （3）过B点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，用符号F2表示，即为B点所受阻力F2的示意图；过支点O作力F2作用线的垂线段，即为所求作的动力臂l2，如图所示： （4）杠杆的支点为O，过力臂的上端，作垂直于L1的直线，与杠杆的交点为力F1的作用点，为使杠杆平衡，F1的方向应斜向左上方；从支点O向F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图所示： 32．(1) (2) (3) 【详解】（1）动力最小时，其力臂最长，即为从支点到动力作用点的距离为力臂，由图可知，OB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下，据此可画出最小的动力，如图： （2）由题意知，此滑轮组要最省力且人要站在A处拉绳子，所以拉力方向向上，绳端应从动滑轮绕起，然后顺次绕过定滑轮、动滑轮，用3段绳子承担物重，如图： （3）重力的方向竖直向下，从物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示，可得物体受重力的示意图；延长画出力F的作用线，从支点O向力F的作用线作垂线，支点到垂足的距离为力F的力臂L，如图： 33． 【详解】（1）由图可知，O为支点，由支点O向力F2的力的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂l2，作力臂l1的垂线即为力F1的力的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F1使杠杆的转动方向与力F2的相反，如图所示： （2）在阻力与阻力臂一定时，由杠杆平衡的条件可知，动力臂越大，动力越小，由图可知，首先连接OP两点即为力臂l，过P点作垂直于OP的作用力F，如图所示： （3）要站在地面上用一个滑轮组提升重物，则应从定滑轮绕线，如图所示： 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $