1. 如图所示为活塞式抽水机的示意图,其中AOB段可看作一个杠杆。请画出该杠杆的动力臂 $ l_1 $ 和阻力臂 $ l_2 $。

答案:解:
1. 确定该杠杆的支点为O点。
2. 过支点O向动力$F_1$的作用线作垂线,支点到垂足的垂线段即为动力臂$l_1$,标注垂直符号与符号$l_1$。
3. 确定作用在B点的阻力沿连杆竖直向下,过支点O向该阻力的作用线作垂线,支点到垂足的垂线段即为阻力臂$l_2$,标注垂直符号与符号$l_2$。
(作图结果:两条分别垂直于动力、阻力作用线的带直角标记的实线段,分别对应标注$l_1$、$l_2$)
解析:
【分析】
要画出杠杆的动力臂和阻力臂,需先明确力臂的定义:力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。解题时,第一步确定杠杆的支点,第二步分别找到动力和阻力的作用线,第三步从支点向各力的作用线作垂线段,即为对应的力臂,最后标注垂直符号和力臂符号。
【解析】
1. 确定支点:杠杆绕着转动的固定点为O点,即支点是O。
2. 画动力臂$l_1$:动力是作用在A点的$F_1$,先画出$F_1$的作用线(竖直向下的直线),再从支点O向$F_1$的作用线作垂线,这条垂线段就是动力臂$l_1$,标注垂直符号和$l_1$。
3. 画阻力臂$l_2$:阻力是作用在B点的力,抽水机工作时B点受竖直向下的阻力,画出该阻力的作用线,从支点O向阻力作用线作垂线,这条垂线段就是阻力臂$l_2$,标注垂直符号和$l_2$。
【答案】
(作图:以O为支点,过O作$F_1$作用线的垂线段标$l_1$;过O作B点阻力作用线的垂线段标$l_2$,两条垂线段均带垂直符号)
【知识点】
杠杆力臂作图
【点评】
本题考查杠杆力臂的规范作图,核心是掌握力臂的定义,作图时需注意区分支点、力的作用线,准确画出垂线段并标注符号,属于基础作图题。
【难度系数】
0.3
2. 如图所示是一把修枝的剪刀,请在图中画出动力 $ F_1 $ 的力臂 $ l_1 $,并在点 A 处画出阻力 $ F_2 $。

(第1题图)
(第2题图)
答案:解:
1. 画出动力臂$l_1$:将动力$F_1$的作用线适当延长,从支点$O$向$F_1$的作用线作垂线段,标注垂直符号,该垂线段即为动力臂,标注$l_1$。
2. 画出阻力$F_2$:树枝阻碍剪刀刃闭合,在A点作垂直于刀刃、方向斜向上的带箭头线段,标注该力为$F_2$。
解析:
【分析】
要完成本题,需掌握两个关键知识点:一是力臂的定义(从支点到力的作用线的垂直距离),二是阻力的判断(阻碍杠杆转动的力)。首先确定支点为O,先处理动力臂:先画出动力F₁的作用线,再从支点O向F₁的作用线作垂线段,即为动力臂;再处理阻力:阻力是树枝对剪刀的阻碍力,作用在A点,方向与剪刀刃对树枝的力相反,垂直于刀刃向上,因为剪刀剪树枝时,树枝阻碍刀刃闭合,所以阻力方向斜向上。
【解析】
1. 画动力臂l₁:找到支点O,将动力F₁的作用线适当延长,用三角板的直角边对齐F₁的作用线,另一条直角边过支点O,作垂线段,标注垂直符号,该垂线段即为动力臂,在垂线段旁标注l₁。
2. 画阻力F₂:阻力作用点在A点,方向垂直于刀刃向上(树枝阻碍剪刀刃闭合,对剪刀的作用力方向与刀刃运动方向相反),画出带箭头的线段,标注该力为F₂。
【答案】
1. 动力臂l₁:从支点O向F₁的作用线作垂线段,标注垂直符号和l₁;
2. 阻力F₂:在A点作垂直于刀刃、方向斜向上的带箭头线段,标注F₂。(图按上述标准画法绘制即可)
【知识点】
力臂、阻力、杠杆作图
【点评】
本题考查杠杆中力臂的画法和阻力的判断,是杠杆章节的基础作图题,需牢记力臂的定义,能准确判断阻力方向,属于基础题型,侧重对核心概念的应用。
【难度系数】
0.6
1. 关于力臂,下列说法中正确的是 (
C
)
A.从动力作用点到支点的距离叫作动力臂
B.力臂就是杠杆的长度
C.从支点到阻力作用线的距离叫作阻力臂
D.力臂一定在杠杆上
答案:1.C
解析:
【分析】
要解答本题,需先明确力臂的定义:力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,而非到力的作用点的距离,也不是杠杆本身的长度,且力臂不一定在杠杆上。接下来逐一分析选项:
A选项将力臂错误理解为支点到动力作用点的距离,不符合定义;B选项混淆了力臂与杠杆长度的概念;C选项符合阻力臂的定义;D选项错误认为力臂一定在杠杆上。
【解析】
根据力臂的定义:力臂是支点到力的作用线的垂直距离,逐一分析选项:
选项A:动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,不是动力作用点到支点的距离,故A错误;
选项B:力臂是支点到力作用线的垂直距离,杠杆长度是杠杆自身的总长度,二者概念不同,故B错误;
选项C:阻力臂的定义就是支点到阻力作用线的距离,符合力臂定义,故C正确;
选项D:只有当力与杠杆垂直时力臂才在杠杆上,力臂不一定在杠杆上,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
力臂的概念、杠杆的要素
【点评】
本题考查力臂的基础概念,是杠杆章节的核心基础题,需准确掌握力臂的定义,区分力臂与相关概念的差异,属于识记类基础题目。
【难度系数】
0.7
2. 下列四幅图中,动力臂$ l $的画法正确的是 (
D
)

答案:2.D
解析:
【分析】
要判断动力臂的画法是否正确,需先明确动力臂的定义:动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离,而非支点到动力作用点的距离。解题时,先确定支点O,再找到动力F的作用线,最后判断图中l是否为支点O到动力F作用线的垂线段,据此逐一分析选项。
【解析】
选项A:图中l是支点O到动力作用点的距离,不是支点到动力作用线的垂直距离,画法错误。
选项B:图中l是支点O到动力作用点的连线,未垂直于动力作用线,不符合动力臂的定义,画法错误。
选项C:图中l对应的线段不是支点O到动力作用线的垂线段,画法错误。
选项D:图中l是从支点O向动力F的作用线所作的垂线段,符合动力臂的定义,画法正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆的动力臂
【点评】
本题考查动力臂的基本概念,核心是区分“支点到动力作用点的距离”和“支点到动力作用线的垂直距离”,属于基础概念类题目,需准确掌握定义。
【难度系数】
0.5