浅谈初中物理杠杆力臂作图

浅谈初中物理力臂作图

莘县大张中学朱彩振“杠杆”是人教版初中八年级物理下册，第十二章简单机械第一节内容。杠杆力臂作图题是中考时常出现的题目，要想熟练掌握力臂昨天问题，就必须对杠杆、力臂等概念有正确的理解和深刻认识。下面我谈一下对杠杆力臂的认识。

杠杆——一根能绕固定点旋转的硬棒。“硬”指坚硬不变形，“棒”不一定是直的，可弯可直，可方可圆，可长可短，及对杠杆在形状上没有特殊要求。前面学习的力有三要素，而杠杆有五要素，即支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。（一）我们先来说一下“支点”，杠杆的特点就是能够绕着固定点旋转，这个固定点就是支点。故，在判断支点时，可假想杠杆在旋转，看那一点固定不动，则此点即为支点。如图所示，起啤酒瓶盖的起子，支点在盖上A点还是在盖子边缘B点？我们可想一想盖子被向上启开时，哪一点是不动的呢？显然，瓶盖上方和起子接触点A点是不动的，此点就是支点。

图1 图2

（二）我们再来看动力和阻力。动力的作用是促使杠杆旋转，阻力的作用是阻碍杠杆旋转，那么，动力和阻力是杠杆受到的，还是其他机械、人受到的呢？很多同学容易把动力作用点画在其他机械或人体上，其实，人和其他机械是施力物体，不是受力物体。动力的作用是使杠杆旋转，所以，杠杆才是受力物体，动力作用点应画在杠杆上；同样，也有很多同学，常把阻力作用点，画在其他物体上，其实，阻力是受力物体反作用在杠杆上，阻碍杠杆旋转的力。故，阻力作用点也应画在杠杆上。总之，动力和阻力均是杠杆受到的力。（三）其次，我们要知道，动力和阻力的方向并不一定相反或相同，而是它们的作用效果相反，比如，动力让杠杆逆时针旋转，则阻力就让杠杆顺时针旋转。如上图2所示：

动力F1是钓鱼竿逆时针旋转，而阻力F2则使钓鱼竿顺时针旋转，故，对于杠杆动力或阻力方向的判断，可依据动力或者阻力方向来判断，从而完成作图。（四）再者，力的作用线就是把动力和阻力的延长正向或反向延长，就形成了力的作用线，对于延长线是正向延长还是反向延长，需要看垂足会落在那方，若垂足会落在力上，那么力就不用延长了。画力的作用线时，需要先画出力，然后延长即可。

（五）力臂的作图说白了就是点到线的垂线段，这应该是数学上简单、基础的知识，绝大多数学生都会画，为什么放到物理上就不会画了呢？我想主要是学生对支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂五要素一知半解，若学生对杠杆五要素有深刻的认识，那么力臂作图对学生来说，就是轻而易举的事啦！下面我们通过一道例题体会一下力臂的作图方法：如图3所示：

为一个起钉子的羊角锤，请画出它的动力臂和阻力臂。

方法步骤：（1）找支点。起钉子时，只有锤子和地面的接触点O不动，故O为支

点。

（2）画力的作用线。①画出动力和阻力（已画出）。②反向延长动力F1，阻力不用延长，因为垂足会落在阻力上。

（3）作垂线段。从支点O分别向动力作用线、阻力作垂线段。

（4）标注。用大括号标出动力臂和阻力臂，并注明符号。即完成了力臂作图。

如图4所示:

图3

图4

总之，物理的学习，不仅要使学生知其然，还要知其所以然，学生才会解决实际问题，才能把物理知识运用到生活中去，我们老师才算完成了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学目标。并且，只有老师深入思考、透彻理解了，才能培养学生的思维能力，才能提高学生的认知能力。我们老师要想给学生一杯水，就至少要有一桶水，甚至要有一条河，知识无境界，思考的越深入，知识运用就会越灵活。