中考物理考点一遍过考点20 力学作图

一、作受力分析示意图 对物体进行受力分析时，要正确画出力的示意图。可以采用“三定三标”的方法，具体步骤如下： 1．先确定研究对象即受力物体受到哪些作用。 2．“三定” （1）定作用点：在受力物体上面出作用点，不能画在受力物体的外面，更不能画在施力物体上。如果 物体同时受到几个力作用时，就将重心作为这几个力的作用点。 （2）定方向：以作用点为起点，沿力的方向画线段。注意题中关于方向的关键词如“水平”“竖直” 等，并及时链接已有的力学知识，如重力方向竖直向下，摩擦力方向与物体相对运动的方向相反，压力方 向与支持面垂直等。 （3）定长度：在同一图中，如果物体受到几个力的作用时，线段的长短要大致表示力的大小，力越大， 线段应画得越长。 3．“三标” （1）标箭头：在线段的末端标上箭头表示力的方向。 （2）标符号：力一般用字母“F”表示，重力用符号“G”表示。摩擦力一般用“f”表示。 （3）标数值和单位：在箭头旁边标上力的数值和单位。 4．画力的示意图需注意的问题 （1）力的作用点一定要画在受力物体上，一般重力要画在物体的重心上，压力要画在被压物体的表面 上；当一个物体受多个力作用时，这几个力的作用点都要画在物体的重心上。 （2）在画力的示意图时，要正确分析物体的受力情况，若找不出一个力的施力物体，则该力一定是不 存在的。根据要求画出需要画的力，不要“画蛇添足”地画出不存在的力。 二、杠杆力臂的作法 1．杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点都必须在杠杆上，力臂和力的作用线必须垂直，千万不能把 支点到力的作用点的距离当做力臂。 2．力臂的画法一般分如下几步：①首先根据题意确定支点 O；②画好动力作用线和阻力作用线，必要 的时候要用虚线将力的作用线延长；③从支点 O 向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到力的作用线 的垂直距离就是力臂，力臂用虚线或实线表示，并用大括号标出力臂的长短，在旁边标上字母 l1 和 l2 分别 表示动力臂和阻力臂。总之，力臂的画法可以用以下顺口溜记住：一找点，二画线，三作垂线段，四标符 号。 3．最大动力臂和最小动力的作法 （1）寻找最大动力臂的方法：①动力的作用点确定了的时候，则支点到动力作用点之间的线段长即为 最大动力臂；②动力的作用点没有确定时，应观察杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为 最大动力臂。 （2）作最小动力的方法：①找出最大动力臂后过动力作用点作动力臂的垂线；②根据杠杆平衡的实际 情况确定动力的方向，最后标上箭头和字母 F 或 F1。 三、组装滑轮组的要领 1．确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。 2．确定动滑轮个数 （1）当 n 为偶数时，动滑轮的个数是： 2 n ； （2）当 n 为奇数时，动滑轮的个数是： 1 2 n  。 3．确定定滑轮的个数。口诀：一动配一定，偶数减一定，变向加一定。 （1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的 个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当 n 为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。 （2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个 数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。 4．组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。 （1）当 n 为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 （2）当 n 为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 一辆汽车在牵引力作用下，在平直公路上匀速行驶，如图所示，试画出汽车受力的示意图。(O 为重心) 【参考答案】 1．如图所示一瓶饮料静止在匀速运动的传送带上，随传送带一起运动。请在图中画出饮料瓶的受力示意图。 (图中的 A 点表示饮料瓶的重心) 【答案】 【解析】因为饮料静止在匀速运动的传送带上，随传送带一起运动，饮料瓶与皮带没有相对运动的趋势， 所以在水平方向上不受摩擦力的作用，即水平方向不受力。会受到向下的重力和竖直向上的支持力的作 用，并且是一对平衡力，大小相等，作用点画在重心上，如图所示。 2．如图，是一名男生奔跑过程中左脚腾空、右脚着地的一瞬间。请画出此刻地面对他的支持力和摩擦 力的示意图（A 点是作用点）。 学￥%科网 【答案】 不计重力的杠杆 OB 可绕 O 点转动，重为 6 N 的物体 P 悬挂在杠杆的中点 A 处，拉力 F1 与杠杆成 30° 角，杠杆在水平位置保持平衡。请在图中画出拉力 F1 的力臂，并求出此状态下拉力 F1=_______N。 【参考答案】6 【详细解析】如图，过支点 O 作动力（拉力）作用线的垂线，则 OC 为动力臂，OA 为阻力臂，在直角 三角形 OBC 中，∠OBC=30°，动力臂 OC= 2 1 ×OB，由题知，阻力臂 OA= 2 1 ×OB，OA=OC，即此时杠杆是 等臂杠杆；由于杠杆在水平位置平衡，F×OC=G×OA，F=G=6 N。 学@#科网 1．如图，轻质杠杆 OA 可绕 O 点在竖直面内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持平衡的最小力 F 的示意图。 【答案】 【解析】重力的方向是竖直向下的，过物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用 G 表示；由杠 杆平衡条件 F1L1=F2L2 可以知道，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在 O 点，因此 OA 作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向上，如下图所示： 2．如图所示，是一个电热水壶的简易图，在图中画出它所受重力的示意图（B 为重心）；用力作用在壶盖 上 A 点时，可将壶盖打开，请在 A 点画出所需最小力 F 的示意图（O 为支点）。 【答案】 如图所示，某人站在 A 处通过一根绳和两个滑轮匀速提起物体 B，所用的拉力 F=100 N，物体 B 重 300 N（不计滑轮重和绳重，不计摩擦力），画出滑轮组的绕线。 【参考答案】 1．如图画出滑轮组用最小力拖出陷入泥坑里的汽车的绕线方法。 【答案】 【解析】因为只有一个动滑轮，且要求最省力，所以绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过定滑轮， 再绕过动滑轮，这样承担拉力的绳子股数最多，即最省力，绕线如图： 2．用滑轮组匀速提升重为 2 000 N 的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为 625 N，滑轮组的机械效率为 80%，不计摩擦和绳重，则动滑轮的重为________N，并根据上述条件画出如图所示的滑轮组的绳子的 绕法。 【答案】500 1．木块静止在水平桌面上，请画出木块对桌面压力的示意图。 2．画出下图中 A 物体的拉力示意图。 3．如图所示，用手将物块压在墙上静止不动，在图中画出物块对墙壁的压力。 4．如图，画出水平地面对砖块的支持力的示意图。 5．力可以用带箭头的线段表示：线段是按一定比例（标度）画出的，它的长短表示力的大小，箭头的指向 表示力的方向，箭尾通常表示力的作用点，此即为力的图示。如图所示，物体 A 同时受到水平向右的拉 力 F1=40 N 和与水平方向成 300 角的斜向右上方的拉力 F2=60 N 的作用。请按照图中力 F1 的图示，用相 同的比例（标度）在图中画出 F2 的图示。 学科#￥网 6．在图中画出绳子对小车的拉力 F 的示意图。 7．如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O 为支点，F1 表示手对钓鱼竿的作用力，F2 表示鱼线对钓鱼竿的拉力， 请在图中画出力 F1、F2 的力臂 L1、L2。 8．在探究杠杆平衡条件时，使轻质弯曲杠杆在如图所示的位置平衡，请画出阻力 F2 和阻力臂 l2。 9．如图所示，用撬棒撬起大石头，向上向下用力都可以。请在图中 M 处或 N 处的虚线框内标出最省力时 动力 1F 并画出动力臂 1l 。 10．如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请你在羊角锤 A 点处画出所能施加最小动力 F1，并画出阻力 F2 的阻 力臂 l2。 11．请你在下面图中画出一个竖直向上的力 F 使杠杆在水平位置平衡，并标出 F 的大小。（要求 F 小于 2 N）（每个钩码重为 1 N） 12．许多居民楼墙外用铁三角架搁放空调主机（如图所示），要使铁架较为牢固、安全，应把主机放在 A 处还是 B 处?请你在选择的主机上画出它的重力示意图和重力对 O 点的力臂。 13．如图所示，要用一根绳子和两个滑轮提起物体，若不计滑轮重及摩擦，而使拉力为物体重的 1 3 ，请在 图中画出绳子的正确绕法。 14．程跃要用轻质滑轮提起重 1 200 N 的物体，但是他的最大拉力只有 500 N。程跃站在地上向下拉绳，你 认为他应该选择哪一个更合理，请你帮他在图中选好后画出正确绕绳方法。 15．为将南瓜顺利装车，村民们用如图所示的滑轮，用绳子绕制成滑轮组。在 20 s 时间内，村民们用 750 N 的拉力将绳端沿竖直方向匀速向下拉动 6 m，把南瓜提升 1.5 m，此过程中滑轮组的机械效率为 90%。 （g 取 10 N/kg）问： （1）按题意画出滑轮组的绳子绕法。 （2）村民们拉动滑轮组的功率为多大？ （3）南瓜的质量为多少？ 16．如图所示的 3 个滑轮组，当物重为 50 N 时，绳端需用 15 N 的拉力才能使物体匀速上升。 （1）计算出滑轮组的绕线方式并选择图中一个滑轮组完成该滑轮组完整的绕线方式； （2）计算你所选的滑轮组的每个动滑轮的重力是多少 N？ （3）如果绳子能承受的最大拉力是 60 N，那么所选的滑轮组最大可吊起多重的物体？ 17．（2018·广西）在图中画出南瓜受到重力 G 的示意图。 18．（2018·河南）如图所示，一木块正沿着光滑斜面下滑，请作出木块受力示意图。 19．（2018·福建）如图，水杯静止在水平桌面上，O 是水杯的重心。在图中面出水杯受力的示意图。 20．（2018·无锡）如图，一位老人骑着一辆自行车，匀速行驶在水平地面上，后轮所受地面的摩擦力 f1， 如图所示，忽略骑行时的空气阻力，请在 O 点画出前轮所受地面摩擦力 f2 的示意图。 21．（2018·兰州）如图所示，物体 A 随平板车在水平地面上向右匀速运动，作出物体 A 的受力示意图。 22．（2018·云南）请在图中作出在空中匀速下落的雨滴受到的力的示意图（O 为雨滴的重心）。 23．（2018·玉林）如图所示，请画出热气球在竖直方向加速上升时的受力示意图（忽略空气阻力）。 24．（2018·吉林）请在图中画出潜水艇所受浮力的示意图。 25．（2018·北京）如图所示，将一个小球浸没在水中由静止释放，请根据小球的受力情况分析其可能出现 的运动情况。（可画受力示意图辅助说明） 26．（2018·扬州）按题目要求完成如图：如图，A、B 两球带异种电荷，画出 A 受到重力和吸引力的示意图。 27．（2018·德州）手机自拍已成一种时尚。如图所示是使用自拍杆辅助手机进行自拍时的示意图，将自拍 杆看作一个轻质杠杆，O 点是支点。请在图中画出：（1）施加在 A 点最小的动力 F1；（2）力 F2 的力 臂 L2。 28．（2018·衡阳）如图所示，一根木棒以 O 点为支点撬动木块，画出作用在 A 点最小动力 F1，并画出阻力 的力臂 L2。 29．（2018·宜昌）如图甲所示，钢丝钳可以看成是两个杠杆的组合，图乙是其中的一个杠杆。用钢丝钳剪 铁丝时，将铁丝放在 A 处还是 B 处更省力呢？请在图乙中你认为更省力的位置处画出阻力 F2 的示意图 和动力 F1 的力臂。 1． 2． 【解析】如图绳子悬挂物体 A 处于静止状态，物体受到的拉力，方向为沿绳子竖直向上，作用点可画在 物体的中心。如图： 3． 【解析】物块对墙的压力作用点在墙面上，方向与墙垂直向左。物块对墙的压力示意图如下所示： 4． 5． 【解析】已知标度和作用点，从 F1 的作用点，沿水平方向成 30°角的斜向右上方的位置，画出三段标度 的长的线段，表明拉力 F2=60 N 即可，如下图所示： 学%……科网 6． 【解析】过拉力的作用点 O，沿绳子的方向画一条有向线段，用 F 表示，即为绳子对小车的拉力 F 的示 意图，如下图所示。 7． 8． 【解析】由图可知支点是 O 点，画出阻力 F2 及其阻力作用线，从 O 点向阻力 F2 的作用线作垂线，支点 到垂足的距离就是阻力臂 l2，如图所示： 9． 【解析】杠杆要最省力，应动力臂最长，阻力臂最短。如图以 B 点为支点时，BA 可以作为动力臂最长， 最省力，此时应垂直于 BA 向斜上方用力，即 F1，BA 为力臂，如图： 10． 11． 12． 【解析】把空调安装在 A 处时，重力的力臂较小，比较安全。重力的作用点在重心，方向是竖直向下， 支点为点 O，从支点向重力的作用线作出垂线段，即为重力的力臂。如图所示： 学#￥科网 13． 【解析】使拉力为物体重的 1 3 ，说明用三段绳子承担物重，因此，画图如下所示。 14． 15．（1） （2）225 W （3）270 kg 【解析】（1）由“将绳端沿竖直方向匀速向下拉动 6 m，把南瓜提升 1.5 m”可知，s=6 m，h=1.5 m，则 承担物重的绳子股数 n= 6 m 1.5 m s h  =4，则滑轮组的绳子绕法如下： 16．（1） （2）5 N （3）230 N 【解析】（1）根据物重与拉力的比确定绳子的段数。 50 N 3.315 N G F   ，即拉力是物重的三分之一多一点，所以取绳子段数为 4； 如图的滑轮组，第一个滑轮组，由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，最省力的绕法为 3 段绳子 承担物重，故不符合题意； 第二个滑轮组，由一个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组，绕绳的方式唯一，由四段绳子承担物重， 符合题意，如下图左： 17． 【解析】由图可知，重力的作用点在其重心上，方向是竖直向下的，表示符号为 G；如图所示： 18． 【解析】对木块受力分析可知，木块受到重力和支持力的作用，重力 G 和支持力 F 的作用点画在木块 的重心上，重力的方向竖直向下；支持力的方向与斜面垂直，垂直斜面向上。如图所示： 学科￥%网 19． 20． 【解析】骑自行车时，后轮为自行车的前进提供动力，即后轮驱动，所以后轮受到地面对它向前的摩 擦力，而前轮被后轮推着前进，前轮相对地面向前运动，则前轮受到地面对它向后的摩擦力；由此在 O 点画出前轮受到地面摩擦力 f2 的示意图，如图所示： 学#￥科网 21． 【解析】物体 A 在水平方向上不受外力的作用，在竖直方向上的受重力和支持力的作用，其受力的示 意图如下图所示： 22． 23． 【解析】热气球在竖直方向加速上升时，受到重力和浮力的作用，且浮力大于重力，过热气球的重心， 分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用 G 和 F 浮表示。如下图所示： 24． 【解析】过潜水艇的重心，沿竖直向上画一条有向线段，用 F 表示，如图所示： 25．浸入水中的小球受到重力和浮力的作用；如果重力大于浮力，小球将会下沉；如果重力小于浮力，小 球将会上浮；如果重力等于浮力，小球将会悬浮；重力和浮力的作用点都在物体的重心上，如图所示： 26． 【解析】重力的方向竖直向下，过 A 球的重心竖直向下画一带箭头的线段，并标上符号 G；即为 A 受 到重力的示意图；由于异种电荷互相吸引，则 A 球受到 B 球水平向右的吸引力，作用点也在 A 球的重 心，如图所示。 27． 【解析】当 AO 之间的连线作为力臂时，力臂是最大的，此时的动力最小；力 F2 是由重力产生的，故 阻力的方向是竖直向下的，从 O 点做该力的作用线的垂线，即为力臂，如图所示： 学#￥科网 28． 29．