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2019年中考物理母题题源系列专题11:力臂的画法(含解析)

1、专题11 力臂的画法【母题来源1】2019年天津卷【母题原题】如图是用撬棒撬石头的情景,图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是ABC D【母题来源2】2019年湘西土家族苗族自治州卷【母题原题】图中为一杠杆,画出F1的力臂l1;【母题来源3】2019年江苏连云港卷【母题原题】如图所示,O为杠杆的支点,杠杆上挂有重为G的物体,请画出使杠杆在图中位置静止时最小力F的示意图。【母题来源4】2019年浙江省湖州卷【母题原题】生活中我们常用开瓶器打开瓶盖,如图所示使用开瓶器能省力的原因是_。请画出作用在开瓶器上的阻力。【母题来源5】2019年山东省威海卷【母题原题】如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中

2、手柄AOB是一个杠杆,杠杆在动力F1的作用下绕O点匀速转动,请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂。【难点中心】在学习杠杆时,感到力臂是最难画的,实际上那是你没有掌握正确的作图方法。画出杠杆的力臂,重点是掌握作图方法,杠杆的问题再变,画力臂的方法是不变的,只要掌握住力臂的画法,杠杆的力臂就能正确找出,杠杆问题就能迎刃而解。实际上,杠杆的力臂就是一条垂线段,就是数学上的点到直线的距离。【考点难点突破】【知识链节】1定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明:杠杆可直可曲,形状任意。有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮助确定支点。如:鱼杆、铁锹。2五要素组成杠杆示意图。支点:杠

3、杆绕着转动的点。用字母O表示。动力:使杠杆转动的力。用字母F1表示。阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反,但阻力与杠杆的转动的方向相反。动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。【技能方法】1画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签。(1)找支点O;(2)画力的作用线(虚线);(3)画力臂(过支点垂直力的作用线作垂线);(4)标力臂(大括号)。2解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力阻力臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大(动力作用点与支点

4、的连线是力臂时最省力),要使动力臂最大需要做到。(1)在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;(2)动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。【母题1】(2019福建省厦门市八年级期末)如图,是考尔德的龙虾网与鱼尾巴,作品将艺术和杠杆原理相结合,形成悬挂式雕塑。请画出图中力F1相对于O点的力臂l1。【母题2】(2019山西省运城八年级期末)在下左图中O为支点,画出在A点施加一个最小的力F使杠杆在此位置平衡。(按照题目要求作图)【母题3】(2019广东省中山市中山纪念中学八年级期末)如图所示,轻质杠杆上挂着一重物,O点是支点,画出杠杆受到阻力F2的示意图,使杠杆在此位置平衡时所需最小动力F1的示

5、意图及其动力臂L1。【母题4】(2019福建省三明市九年级二模)在图中画出撬石头的力F的力臂和石头受到的重力示意图。【母题5】(2019四川省乐山市犍为县九年级二模)如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。专题11 力臂的画法【母题来源1】2019年天津卷【母题原题】如图是用撬棒撬石头的情景,图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是ABCD【答案】A【解析】图中小石头与杠杆接触位置为支点,大石头向下压杠杆的力为阻力,人压杠杆的力为动力。过支点O与两个作用力垂直的线段长分别为两个力的力臂。【母题来源2

6、】2019年湘西土家族苗族自治州卷【母题原题】图中为一杠杆,画出F1的力臂l1;【答案】【解析】作力臂方法为,从支点出发,向力方向作垂线,当线不够长时,作延长线,力臂为虚线。【母题来源3】2019年江苏连云港卷【母题原题】如图所示,O为杠杆的支点,杠杆上挂有重为G的物体,请画出使杠杆在图中位置静止时最小力F的示意图。【答案】【解析】在阻力与阻力臂一定时,要使动力最小,则动力臂必须最长;由图可知,O为支点;当动力作用在杠杆的最右端,且支点O到杠杆最右端的距离作为动力臂时,动力臂最长,此时的动力最小;过杠杆的最右端作垂直于力臂向上的力F,即为最小力F的示意图。如下图所示:【母题来源4】2019年浙

7、江省湖州卷【母题原题】生活中我们常用开瓶器打开瓶盖,如图所示使用开瓶器能省力的原因是_。请画出作用在开瓶器上的阻力。【答案】动力臂大于阻力臂 【解析】开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,所以使用开瓶器能省力;使用开瓶器开瓶盖时动力沿逆时针转动,瓶盖对起子的力阻碍了开瓶器的转动,所以其作用点在开瓶器上,方向向下,如图所示:【母题来源5】2019年山东省威海卷【母题原题】如图是一种活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB是一个杠杆,杠杆在动力F1的作用下绕O点匀速转动,请在图中画出杠杆在B点受到阻力的示意图和F1的力臂。【答案】【解析】由图知,此时向上提起杠杆的左端,杠杆会绕O点顺时针转

8、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F2;反向延长力F1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l1。如图所示:【难点中心】在学习杠杆时,感到力臂是最难画的,实际上那是你没有掌握正确的作图方法。画出杠杆的力臂,重点是掌握作图方法,杠杆的问题再变,画力臂的方法是不变的,只要掌握住力臂的画法,杠杆的力臂就能正确找出,杠杆问题就能迎刃而解。实际上,杠杆的力臂就是一条垂线段,就是数学上的点到直线的距离。【考点难点突破】【知识链节】1定义:在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。说明:杠杆可直可曲,形状任意。有些情况下,可将杠杆实际转一下,来帮

9、助确定支点。如:鱼杆、铁锹。2五要素组成杠杆示意图。支点:杠杆绕着转动的点。用字母O表示。动力:使杠杆转动的力。用字母F1表示。阻力:阻碍杠杆转动的力。用字母F2表示。说明:动力、阻力都是杠杆的受力,所以作用点在杠杆上。动力、阻力的方向不一定相反,但阻力与杠杆的转动的方向相反。动力臂:从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。【技能方法】1画力臂方法:一找支点、二画线、三连距离、四标签。(1)找支点O;(2)画力的作用线(虚线);(3)画力臂(过支点垂直力的作用线作垂线);(4)标力臂(大括号)。2解决杠杆平衡时动力最小问题:此类问题中阻力阻力

10、臂为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大(动力作用点与支点的连线是力臂时最省力),要使动力臂最大需要做到。(1)在杠杆上找一点,使这点到支点的距离最远;(2)动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。【母题1】(2019福建省厦门市八年级期末)如图,是考尔德的龙虾网与鱼尾巴,作品将艺术和杠杆原理相结合,形成悬挂式雕塑。请画出图中力F1相对于O点的力臂l1。【答案】【解析】从支点O向力F1的作用线作垂线段l1,得到力F1的力臂l1,如下图所示:【母题2】(2019山西省运城八年级期末)在下左图中O为支点,画出在A点施加一个最小的力F使杠杆在此位置平衡。(按照题目要求作图)【答案】【解析】连接O

11、A,若在A端施力F,且F的方向与OA垂直时,动力臂最大则最省力;若要使杠杆平衡,则动力方向向上,故在A点施加一个最小的力F如下图所示:【母题3】(2019广东省中山市中山纪念中学八年级期末)如图所示,轻质杠杆上挂着一重物,O点是支点,画出杠杆受到阻力F2的示意图,使杠杆在此位置平衡时所需最小动力F1的示意图及其动力臂L1。【答案】【解析】如图的杠杆,阻力是物体对杠杆的拉力,故方向与重力的方向相同,即F2竖直向下;在杠杆右端端点施加力,并且垂直于点O与此端点的连线(即为动力臂L1)时,动力臂最大,在阻力、阻力臂一定时,此时F1最省力,方向斜向上,如图:【母题4】(2019福建省三明市九年级二模)在图中画出撬石头的力F的力臂和石头受到的重力示意图。【答案】【解析】石头重力的作用点在重心,过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;过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即为F的力臂,如下图所示:【母题5】(2019四川省乐山市犍为县九年级二模)如图所示,轻质杠杆OA在路灯和轻绳AB的共同作用下,在水平方向处于静止状态,请画出轻绳AB对杠杆的动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。【答案】【解析】由图可知,杠杆的支点为O,过支点O向动力F1作用线引垂线段,即为其力臂L1,阻力是灯对杠杆A点的拉力,过A点沿竖直向下的方向画一条有向线段,用F2表示,即为阻力的示意图。如图所示:12