杠桿力臂和最小動力作圖攻略

黃繼奎

杠桿作圖是力學中的難點，也是中考熱點。下面通過典例探究，幫助同學們提煉搶分方法，總結解題要領，提高作圖能力。

[小題在線]

例1（2020·重慶）如圖1所示，硬棒OB能繞支點O轉動，A處用繩子拉住固定在墻壁上。請畫出拉力F的力臂（用l表示）。

解析：根據力臂的概念，力臂作圖方法如圖2所示：從支點O作動力F作用線的垂線段（畫成虛線），標出垂直符號，然后用大括號圈出垂線段，在括號旁標上字母l表示動力臂。力臂的畫法也可以采用現行人教版教材“背向箭頭”法，即用背向箭頭連接垂足與支點，在雙箭頭旁標上字母l表示動力臂，如圖3所示。

例2（2020·四川·巴中）如圖4所示，輕質杠桿OMN上掛一重物，為使杠桿在圖中位置平衡，請在N端畫出最小力的示意圖。

解析：杠桿在圖4位置中平衡，由杠桿平衡條件F1l1 = F2l2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越小。圖中支點在O點，動力作用點在N點，當以ON作為動力臂時，動力臂最長，此時動力最小。由于動力和阻力對杠桿的作用效果會使杠桿轉動方向相反，阻力使杠桿順時針轉動，則動力應使杠桿逆時針轉動，故動力方向應該垂直于ON向上。具體畫法如下：用虛線連接ON，過動力作用點N作垂直于ON向上的有向線段，線段末端畫上箭頭表示力的方向，該有向線段即為最小力的示意圖，并用字母F表示該力，如圖5所示。

[搶分寶典]

1.力臂作圖方法

一找點，找到支點;二畫線，畫力的作用線，需要延長的部分用虛線;三作垂線段，由支點向力的作用線作垂線，標出垂直符號，垂線段即為動力臂或阻力臂;四標示，用大括號或背向箭頭標出力臂，并用字母標注。

2.最小動力作圖方法

一連線，用虛線連接支點和動力作用點，該虛線段即為最大動力臂;二定動力方向，根據動力與阻力使杠桿的旋轉方向相反來確定動力的方向;三畫垂線段，以動力作用點為垂足，沿動力方向作動力作用點與支點連線的垂線段;四標示，在垂線段末端標上箭頭表示動力方向，然后在力的示意圖旁邊標上表示動力的字母F。