Question

9．以O为支点的轻质杠杆挂了一个书包，书包对杠杆的竖直向下拉力F₁=20N，杠杆还受另一个大小与F₁不等、竖直向上的力F₂作用，处于平衡．请在如图中画出：

（1）F₁的力臂l₁；
（2）F₂的示意图并标示它的大小．

Answer 1

分析 （1）力臂的画法：①首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点．
②确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线．
③从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂．
（2）因为力F₂竖直向上，则力F₂作用与F₁在支点的同侧，并且力臂不相等，根据杠杆平衡条件求出动力．

解答 解：（1）过支点O作出力F₁作用线的垂线段，即为F₁的力臂l₁．如图所示：
（2）根据杠杆平衡条件可知，若杠杆还受另一个大小与F₁不等、竖直向上的力F₂作用，处于平衡，则F₂一定在支点O的右侧；
可以在支点右侧60处画竖直向上的力，由于该力的力臂为F₁的力臂的$\frac{1}{2}$，根据杠杆平衡条件可知，F₂的大小为F₁的2倍，即40N；过作用点沿竖直向上的方向画一个带箭头的线段，并标出力的大小；如图所示：

点评 题主要考查了有关力臂的画法以及力的示意图，首先要掌握力臂的概念和分析力的三要素，然后找出支点和力的作用线、力的作用点和力的大小，从而正确地画出力臂和力的示意图．