杠杆及滑轮组作图

二轮专题复习专题6 简单机械作图讲义专题概述：简单机械作图包含杠杆五要素示意图作图、滑轮及滑轮组作图。

对于杠杆五要素作图而言，作力臂或者根据力臂作动力、阻力以及最小力作图，是主要考查点；对于滑轮及滑轮组而言，滑轮的杠杆示意图以及滑轮组的绕制，特别是后者，是考查热点。

类型一、杠杆示意图的画法1.杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒，这根硬棒就叫杠杆。

(1)“硬棒”泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。

(2)杠杆可以是直的，也可以是任何形状的。

2.杠杆的要素：(1)支点：杠杆绕着转动的固定点，用字母“O ”表示。

它可能在棒的某一端，也可能在棒的中间，在杠杆转动时，支点是相对固定；(2)动力：使杠杆转动的力叫动力，用“F 1”表示；(3)阻力：阻碍杠杆转动的力叫阻力，用“F 2”表示；(4)动力作用点：动力在杠杆上的作用点；(5)阻力作用点：阻力在杠杆上的作用点；(6)动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离，用“1l ”表示；(7)阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离，用“2l ”表示。

注意：无论动力还是阻力，都是作用在杠杆上的力，但这两个力的作用效果正好相反。

一般情况下，把人施加给杠杆的力或使杠杆按照人的意愿转动的力叫做动力，而把阻碍杠杆按照需要方向转动的力叫阻力。

【例1】如图，压指甲刀时，会出现3个杠杆构件。

分析作用情况时，可一一分离出来抽象成杠杆模型。

请你在方框内根据大拇指按压那一块构件的杠杆示意图，标出支点O 和动力F 1。

【解析】大拇指按压时构件绕着与下方构件接触的点转动，即为杠杆的支点O；大拇指按压构件的力为动力，大拇指与构件接触点为其作用点，大拇指垂直于构件向下用力，即为动力的方向，所以支点O和动力F1如图所示：【分析】在做杠杆的题目中，确定支点是突破口；理解动力、阻力的定义是关键。

杠杆的支点是指杠杆围绕转动的固定点，因此，找到在杠杆转动时，那个不动的点尤为重要；大拇指按压时，大拇指按压构件的力为动力，分析大拇指的作用点和用力方向即可作出F1。

简单机械作图要领
一、杠杆作图
(1) 分析杠杆受力：杠杆在动力和阻力的共同作用下处于平衡状态，所以动力和阻力的作用效果“相反”，据此判断二力方向；另外，二力的作用点均在杠杆上。

(2)力臂作图步骤：找支点、画力线、点线引出垂线段。

(3)杠杆中最小力的作法：将支点和力的作用点相连为最长力臂，依据题干中给出的已知力方向，确定最小力方向，在最长力臂末端沿最小力方向垂直画出的力即为最小力。

二、滑轮组绕线作图
(1)绳子段数n的计算方法：
①距离关系确定：n＝s
h
(s为绳端移动距离，h为重物移动距离)；②力关系
确定：n＝G
总
F
(进一法)；
(2)找“起点”：根据“奇动偶定”的原则确定绳子的起点位置，即若n为偶数，绳子从定滑轮绕起，若n为奇数，绳子从动滑轮绕起。

典例训练：
1 轻质杆OA 的A 端挂一重物，在绳子拉力作用下保持静止，请画出图中绳对A 点的拉力F1及对应的力臂L1 。

答案如图所示：
2. 如图乙所示是生活中常用的一款指甲刀，手柄CBA是省力（选填“省力”或“费力”）杠杆，请在图中画出作用在A点的力F的力臂．
（2014苏州常熟一模，
3. 如图乙所示，为了让杠杆静止在图中位置，请画出在A点所施加的最小动力F，并作出重物对杠杆拉力的力臂l2．
4.用滑轮组拉出陷入泥中的汽车，在图中画出最省力的绳子绕法。

一、滑轮1、工人利用如图所示的滑轮组提升重为800N的货物，10s内货物上升了1m，已知工人在绳子末端的拉力F为500N。

不计绳重和摩擦，则滑轮组的有用功是________J，拉力的功率为__________W，滑轮组的机械效率为__________。

若减少货物的质量，滑轮组的机械效率将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

1题2题3题4题2、如图，用此滑轮组在大小为15N的拉力作用下将重力为50N的物体匀速提升0.1m，所用时间为2s，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为0.25m/s B、拉力F所做的功为7.5JC、滑轮组的机械效率为83.3%D、上升过程中物体的动能转化为重力势能(多)3、如图所示的滑轮组，物重G=30 N，拉力F=20 N，5s内将重物匀速提高了1 m。

不计绳重及摩擦，下列相关物理量的计算正确的是( )A．滑轮组的机械效率为50% B动滑轮重为20 NC．拉力F的功率为12 W D．如果物重增大，滑轮组的机械效率会提高4、童童家新买一套真皮沙发，无法从狭窄的楼道运上四楼的家中，爸爸请来两位工人采用如图的方法把沙发匀速提到家中，沙发的质量是120 kg，与水平地面接触的总面积为300 cm2。

，动滑轮重是300 N(忽略绳子的重力和摩擦，g取10 N／kg)求：(1)当沙发不受拉力时，静止在水平地面上，沙发对地面的压强是多大?(2)该装置的机械效率。

5、今年6月以来我国南方普降大雨，多地发生泥石流，一块巨石滚到了公路上，抢修人员正在用如图所示的装置将石头拖离公路．若石头的重为1.2×104 N，与地面的接触面积为0.2m2，石头在水平路面上被匀速直线拉动，10s内绳子自由端沿水平方向匀速直线移动了3m，石头受到的摩擦阻力为3.6×103 N，绳子自由端的位力为1 500N．求：（1）石头静止在水平地面上时，对地面的压强．（2）绳子自由端拉力的功率．（3）滑轮组的机械效率．6、市政府投入大量资金为花园小区进行景观改造．工人用如图所示的滑轮组运送一桶涂料，涂料和桶总质量为20kg，涂料桶底面积为0.1m2，工人用125N的拉力，在10s内将物体匀速提升到指定位置，工人做功的功率为75W，求：（g取10N/kg）（1）放在水平地面上的涂料桶对地面的压强；（2）绳自由端移动的速度；（3）此滑轮组的机械率．7、如图是发电厂装配车间一台起重机上的滑轮组．用该滑轮组在20s 内将质量为810kg 的零件提升2m 时，作用在绳子自由端的拉力F为3000N，则起重机对零件做的有用功是________J，拉力做功的功率是________W，此滑轮组的机械效率是________（g取10N／kg）．7 题8题9题10题（多）8、如图，用此滑轮组在4s内将重力为50N的物体匀速提升2m，绳端拉力为20N，不计摩擦及绳重，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度为1m/s B．动滑轮的重力为10NC．克服物体重力做功为100J D．滑轮组的机械效率为83.3%9、如图所示，小强在30s内用滑轮组将物体A沿水平地面匀速移动6m，已知物体A重为800N，它受到的摩擦力为60N，小强所用拉力为25N，则A的重力做功为_______J，拉力的功率为_________W，此滑轮组的机械效率为________。

杠杆作图（一）(二)、滑轮组作图1．如下图所示的杠杆，请画出杠杆的动力臂和阻力臂．2．如图9所示的钢丝钳，A为剪钢丝处，B为手的用力点，O为转动轴，图乙为单侧钳柄及相连部分示意图。

请在图乙中画出剪钢丝时的动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2。

3．如图10所示，筑路工人用撬棒撬石头，O为撬棒的支点，请画出作用在撬棒上动力F的力臂。

4．在图11中画出斜面上“不倒翁”受重力的示意图，并画出重力相对于O点的力臂l1（黑点表示“不倒翁”的重心）。

5．在下图中，画出动力F1的力臂和阻力F2的示意图以及阻力臂。

6．如图16所示，画出渔翁用力拉起鱼网时拉力的力臂。

7．如图17所示，自行车的刹车手柄示意图，请画出动力和阻力的力臂。

8．如图18所示，某同学在做俯卧撑运动时，可将他视为一个杠杆，支点为O，他的重心在A点，支撑力为F，请画出重力和支撑力F的力臂。

9．如图19所示，请画出图中铅球对手的作用力F的力臂l。

F1F2（1）（2）（3）F2OF1AB（4）（5）（8）F1F2（7）F1F2（6）0 F2F1（9）（10）（11）F1（13）（14）（16）（18）（12）（15）OF（19）F1F2（17）杠杆作图（二）1．如图1所示，在A 点作出使杠杆平衡的最小力的示意图。

2．如图2所示，在弯曲杠杆A 端吊一重物G ，要想在B 端加一最小的力F ，使AO （O 为支点）保持水平平衡，试画出此力的方向和力臂。

3．如图3所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A 点。

请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图。

4．如图4所示，画出使杠杆AB 在图示位置静止时所用最小力F 的作用点和方向。

5．如图5所示，曲杆AOBC 自重不计，O 为支点，AO=60cm ，OB=40cm ，BC=30cm ，要使曲杆在图示位置平衡，请作出最小的力F 的示意图及其力臂L 。

6．如图6所示，王师傅想用最省力的方法把—个油桶推上台阶，请在图中画出这个力的示意图。

力的示意图
1.用实线表示力。

2.在线段的末端用箭头表示力的方向，比如重力方向一定是竖直向下，支持力的方向或者压力的方向垂直于支持面。

3.一个物体受多个力时，可以将各力的作用点都画在重心上。

4.在箭头附近要标出力的符号，若题中给出了力的大小，则需要标出其大小。

5.在同一个图上画多个力时，力越大，则表示该力的线段要越长。

杠杆的示意图
滑轮组的绕法
1.绳子的固定端必须拴在挂钩上，且由内到外绕线。

2.绕线要与轮的边缘相切，绕线必须画直。

3.各个滑轮都要利用，都应有绕线，但每个滑轮都只能绕一次线。

杠杆和滑轮组作图题
学习目标：1、学会画力臂和最省力的画法
2、知道滑轮组的绕线方法
一、杠杆画法：
①画力臂：过支点作力作用线的垂线段
②最省力画法：找出最长的力臂，再作与力臂垂直的力
例1. (2016吉林21题2分)请在图中画出动力F1的力臂．
例2. [2016连云港18(2)题2分]如图所示，有一个杠杆AOB，可绕O点自由转动，A端吊着一个物体．请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂．
·1·
二、滑轮绕线方法：
①“奇动偶定”，即n为奇数时从动滑轮开始绕线，n为偶数时从定滑轮开始绕线
②最省力画法：从动滑轮开始绕线，此时绕线段数最多，也是最省力绕法
③给出人的位置画法：从手处开始绕线
注意：画线时，绳子要拉直并且不能交叉
例3.
例4. (2016贺州20题2分)请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人用力往下拉
．．．绳使重物升起．。