画力臂是中考作图题的「送分题」也是丢分题——垂直符号漏标、把支点与作用点的连线当力臂,都是扣分点;判断省力还是费力必须先比力臂,凭生活直觉十个错九个。
杠杆五要素与平衡条件
- 支点 O:杠杆绕着转动的固定点
- 动力 F₁ 与阻力 F₂:使杠杆转动和阻碍杠杆转动的力
- 动力臂 L₁ 与阻力臂 L₂:支点到动力(阻力)作用线的垂直距离
- 平衡条件:动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂,即 F₁L₁ = F₂L₂
- 力臂是支点到力的作用线的垂线段,不是支点到力的作用点的连线
三类杠杆归类
| 类型 | 力臂关系 | 特点 | 实例 |
|---|---|---|---|
| 省力杠杆 | L₁ > L₂ | 省力但费距离 | 撬棒、瓶起子、老虎钳、手推车 |
| 费力杠杆 | L₁ < L₂ | 费力但省距离 | 筷子、钓鱼竿、镊子、扫帚、理发剪刀 |
| 等臂杠杆 | L₁ = L₂ | 不省力也不费力 | 天平、定滑轮 |
画力臂的规范三步
- 第一步:找支点,标字母 O
- 第二步:画出力的作用线(沿力的方向延长,画虚线)
- 第三步:从支点向作用线作垂线,标出直角符号,这段垂线段就是力臂
- 作图时力臂要用大括号或箭头明确标出,并标字母
辨析:天平为什么是等臂杠杆
天平两臂等长,平衡时 F₁L₁ = F₂L₂ 中 L₁ = L₂,所以左右盘物重相等,质量相等。同理定滑轮实质是等臂杠杆,所以不省力也不费力,只能改变力的方向。判断口诀:力臂是「垂线段」,不是「连线段」;先找支点再画垂线,标了直角符号才算画完。