【分析】
首先明确作图思路:第一步先完成F₁力臂的绘制,力臂的核心是支点到力的作用线的垂直距离,先找到支点O,再向F₁的竖直向下作用线作垂线即可。第二步要确定F₂的位置:先通过杠杆平衡条件计算F₂的力臂长度,已知F₁=20N,从图中数出F₁的力臂为3格长度,代入杠杆平衡公式就能算出F₂的力臂为6格。接下来判断F₂的作用位置:F₁竖直向下作用在O点左侧,会让杠杆绕O点逆时针转动,而F₂是竖直向上的,若作用在O点右侧,向上的力也会让杠杆逆时针转动,无法平衡,因此F₂必须作用在O点左侧、距离O点6格的位置,竖直向上绘制即可,这样产生的转动效果为顺时针,能和F₁的效果抵消,让杠杆平衡。
【解析】
1. 绘制F₁的力臂l₁:
确定支点为O,F₁是过A点竖直向下的拉力,沿F₁方向得到力的作用线,从支点O向该作用线作垂线段,标注垂足,该垂线段就是F₁的力臂l₁。
2. 计算F₂的力臂:
设杠杆每一格的长度为L,由图可知F₁的力臂l₁=3L,根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂,代入已知数值F₁=20N、F₂=10N,可得:
20N × 3L = 10N × l₂
解得l₂=6L,即F₂的力臂长度为6格。
3. 绘制F₂的示意图:
由于F₁使杠杆绕O点逆时针转动,竖直向上的F₂需要使杠杆绕O点顺时针转动才能平衡,因此F₂的作用点在支点O左侧、距离O点6格的位置,沿竖直向上的方向画出带箭头的线段,标注F₂即可。
【答案】

【知识点】
力臂的画法,杠杆平衡条件
【点评】
本题属于杠杆作图的中档题型,易错点是很多同学会默认动力和阻力在支点两侧,忽略了力的方向不同时,两个力作用在支点同侧也可以让杠杆平衡,需要结合转动效果判断力的位置,灵活运用杠杆平衡条件计算力臂长度,对学生的综合分析能力有一定考察作用。
【难度系数】
0.5