人教版八年级物理下册 专题05 几种力的作图（解析版）

专题05几种力的作图（解析版）考点直击重力、弹力、摩擦力、浮力是作图题中常见的四种力,进行作图时要注意:（1）明确施力物体,若无施施力物体,则这个力不存在。（2）地球表面的一切物体都要受到重力的作用。（3）压力的方向垂直于接触面，竖直向竖直向下,浮力的方向竖直向上。（4）关于摩擦力:①摩擦力是阻碍物体的相对运动（或相对运动趋势）的力,其方向与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反;②摩擦力产生的条件是有压力并且要发生相对运动或已经发生相对运动。典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1画指定力示意图题型一：画弹力示意图。1、弹力包括拉力、压力、支持力、推力等；2、弹力方向与物体形变方向相反。【典例1】（春•句容市期中）画出小球与被压缩的弹簧接触时受到的弹力方向。【分析】由图知，小球对弹簧有水平向左的压力，由于力的作用是相互的，弹簧对小球产生水平向右的推力。【解答】解：小球受到弹簧水平向右的弹力（推力），作用点在弹簧与小球接触的位置。如图所示：。【变式训练】（春•宜兴市期中）如图用手向下拉弹簧，画出“弹簧对手产生弹力”F的示意图。【分析】力是物体与物体的作用，物体间力的作用是相互的，一个物体对另一个物体施加力的作用的同时，受到另一个物体的反作用力。【解答】解：手向下拉弹簧，由于力的作用是相互的，弹簧对手产生反作用力，方向竖直向上，作用点在手上，大小与手施加的拉力相等。如图所示：。【典例2】（2022•重庆模拟）如图所示，手提箱的A点受到200N的竖直向上的拉力，请画出手提箱所受拉力的示意图。【分析】由题知手提箱子的力的大小、方向和作用点，根据力的示意图的要求画出这个力即可。【解答】解：由题知，手提箱所受拉力的大小200N，作用在A点，方向竖直向上。由A点竖直向上引线段，在线段末端标出力的方向和大小，如图所示：【变式训练2】（春•江都区期中）一个静止在水平面上的物体，如图所示，受到大小为100N，与地面成30°角斜向右上方的拉力，画出物体所受拉力的示意图。【分析】首先对物体进行受力分析，找出物体所受的力，再看题中要求画哪个力的示意图，再分析这个力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出这个力。【解答】解：物体所受拉力，大小100N，方向与地面成30°角斜向右上方，作用点在重心，拉力的示意图如图：题型二：画重力示意图特别注意：重力方向总是竖直向下。【典例1】（秋•平潭县期末）已知静止在斜面上的木块质量m＝6kg，在图中画出木块所受重力的示意图。【分析】在物体上沿重力的方向画一条带箭头的线段，表示物体在这个方向上受重力的作用，这种表示力的形式叫重力的示意图。对形状规则的物体，重力的作用点在物体的几何中心上。【解答】解：重力的方向是竖直向下的，过木块的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，大小为G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N，如图所示：【变式训练1】（春•凉州区期末）画出图中斜面上静止的茶杯受到的重力示意图。【分析】根据力的示意图的定义，将重力的三要素：大小、方向（竖直向下）、作用点（重心）表示出来即可。【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从茶杯的重心O点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段表示重力，标出重力符号G，如图所示：【变式训练2】（•福绵区一模）一个木块从斜面上滑下，并在水平面上继续滑动。请分别画出如图木块在斜面和水平面时所受重力的示意图。【分析】根据重力的方向总是竖直向下的，并过重心表示出重力的作用点和方向。【解答】解：由于木块是形状规则的物体，其重心在其几何中心上；不管是在斜面还是水平面，重力的方向总是竖直向下的力，如图所示：【变式训练3】（秋•唐河县期末）如图所示，请画出质量为100g的铁球摆到最高点A时，所受重力的示意图（g＝10N/kg）【分析】利用G＝mg求出重力，然后根据重力的方向是竖直向下的，过重心做竖直向下的力即可。【解答】解：重力的方向是竖直向下的，过小球重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，大小为G＝mg＝0.1g×10N/kg＝1N，如图所示：题型三：画摩擦力示意图特别注意：摩擦力方向与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，与物体运动方向无关！【典例】（•宁远县模拟）木块所受重力是50N，如图对它施加一个水平向左的100N的压力将它压在竖直墙面上处于静止，画出此时木块受到的摩擦力的示意图（作用点画在重心上），并标出摩擦力的大小。【分析】首先对木块进行受力分析，然后根据物体所处的运动状态来判断力的关系，从而判断出摩擦力的大小和方向。然后根据力的示意图的画法表示出摩擦力的大小和方向。【解答】解：木块在竖直方向上，受到重力和摩擦力的作用，由于木块处于静止状态，所以摩擦力与重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，即木块受到墙面的摩擦力f＝G＝50N，方向竖直向上。从木块的重心沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段，大小为50N．如图所示：【变式训练】（春•阳信县期中）如图所示，小木块从斜面下滑，请你画出木块受到的重力，木块受到的摩擦力和斜面受到的压力的受力示意图。【分析】木块受到的重力的作用点在重心、方向竖直向下；对斜面的压力F的作用点在接触面上，方向是垂直斜面指向斜面；摩擦力的作用点在物体的重心，由于小木块从斜面下滑，因此摩擦力方向是沿斜面向上的；根据力的示意图的画法作图。【解答】解：木块受到的重力的作用点在重心、方向竖直向下；压力F的作用点在接触面上，选择物体与接触面的中点，从中点沿垂直于斜面向下的方向画一条带箭头的线段，用符号F表示；过重心沿斜面向上的方向画一条带箭头的线段，标出符号f。如图所示：题型四：画浮力示意图特别注意：浮力方向总是竖直向上。【典例1】（春•溧阳市期末）小明在做探究物体的上浮与下沉实验时，将盛水的烧杯放在斜面上，再将小球放到水中，小球静止时处于漂浮状态，如图所示为小明记录下不完整的情景图，请在图中用细直线补画出烧杯中的水面位置，并画出小球受到的浮力F的示意图。【分析】水面方向与重力方向垂直，小球静止时处于漂浮状态，受到的重力和浮力是一对平衡力，用一条带箭头的线段把浮力的大小、方向、作用点表示出来，就是浮力的示意图。【解答】解：水面方向与重力方向垂直，小球静止在水面上，受到的重力和浮力是一对平衡力，平衡力大小相等、方向相反，因为重力方向竖直向下，所以浮力的方向竖直向上，小球受到的浮力方向竖直向上，作用点在小球重心上；如图所示：【变式训练1】（春•梁园区期末）如图，一个用细线拴住的乒乓球在水中保持静止，画出乒乓球所受重力和浮力的示意图。【分析】分析乒乓球在水中的受力情况，再按力的示意图的要求作图即可。【解答】解：乒乓球在水中受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力，竖直向下的拉力，在三个力的作用下处于平衡状态，有F浮＝G+F拉，所以乒乓球受到的浮力大于重力，方向竖直向上，由此作出重力与浮力的示意图如图所示：【变式训练2】（春•宁阳县期末）在图甲中画出“浮沉子”A所受浮力的示意图。【分析】“浮沉子”浸没在液体中，受到竖直向上的浮力的作用，根据力的示意图的画法作图。【解答】解：浮力的方向是竖直向上的，作用点可画在浮沉子的重心处，从重心开始沿竖直向上的方向画一条有向线段，并用F浮表示，即为浮力的示意图，如图所示：考点2物体处于平衡状态时受力示意图物体的受力分析有时要结合物体的状态，和二力平衡的条件来判断某些力的大小和方向。题型一：物体处于匀速直线运动【典例1】（•汕头模拟）如图所示，货物A随小车B一起向右做匀速直线运动，请在图中作出货物A所受力的示意图。【分析】（1）首先对物体进行受力分析，顺序是：重力一定有，弹力看四周，分析摩擦力，不忘液气浮；（2）力的示意图：用一条带箭头的线段表示力的三要素，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向。作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等。货物A做匀速直线运动，处于平衡状态，A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F，G与F是一对平衡力，它们大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心，然后做出A所受力的示意图。【解答】解：货物A做匀速直线运动，处于平衡状态，A受到竖直向下的重力G和竖直向上的支持力F，G与F是一对平衡力，它们大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心，重力从重心竖直向下画，符号为G；支持力从重心竖直向上画，符号为F，注意两个力长度相同，如图所示：【变式训练1】（春•内江期末）如图所示，小聪拉着木箱在水平面上做匀速直线运动，请你在木箱的重心O上画出木箱在水平方向上受力的示意图。【分析】小聪拉着木箱在水平面上做匀速直线运动，木箱处于平衡状态，受到的力是平衡力，据此对物体进行受力分析，然后从力的作用点沿力的方向作出物体在水平方向上的受力的示意图。【解答】解：在水平地面上做匀速直线运动的物体，处于平衡状态，受平衡力作用；木箱在水平方向上受向右的拉力F、向左的摩擦力f，它们是一对平衡力，二力的作用点画在木箱的重心上，如图所示：【变式训练2】（秋•镜湖区校级月考）请画出顾客在商场中随电梯匀速上升时的受力示意图和电梯所受的压力示意图．【分析】物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，受到的一定是平衡力的作用，然后根据二力平衡的条件对人进行分析，确定人的重心，画出人所受的力；电梯受到的压力，作用点在电梯上，大小等于人的重力，方向垂直于电梯向下，画出示意图．【解答】解：因为人站在匀速上升的电梯上，受重力和支持力且二力平衡，过重心作竖直向下的力G（即重力）和竖直向上的力F（即支持力）；人对电梯的压力，作用在电梯表面上，方向垂直于电梯向下，大小等于人的重力，过电梯表面作垂直电梯向下的力F压；如图所示：题型二：物体处于静止状态【典例】（春•常熟市月考）小球A固定在静止的支架上，画出小球的受力示意图。【分析】小球所受的重力和弹力力是一对平衡力，作用点都在小球的重心（几何中心）上，重力方向竖直向下，弹力方向竖直向上。【解答】解：小球A固定在静止的支架上，处于静止状态，受到竖直向下的重力和支架对它向上的弹力作用，并且这两个力是一对平衡力，重力从重心竖直向下画，标出符号G，弹力从重心竖直向上画，标出符号F，注意所画的线段长度要相等。如图所示：。【变式训练1】（秋•洛龙区校级期末）如图所示，请在图中画出小球A受力示意图。【分析】画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要先分析力的大小、方向和作用点，再按要求画出各个力。【解答】解：小球静止，处于平衡状态，受到的竖直向下的重力、水平面的支持力是一对平衡力，从小球的重心开始，分别沿两个力的方向画一条有向线段，并分别用G和F支表示，注意两条线段长度要相等，如图所示：【变式训练2】（•兴庆区校级一模）一个物体静止在水平桌面上，在图中画出物体受力示意图。【分析】（1）物体静止在水平桌面上，处于平衡状态，据此对物体进行受力分析，然后按照力的示意图的画法作图；（2）画力的示意图的一般步骤为：一画简图二定点，三画线，四画尖，五把力的符号标尖边．按照这个作图步骤，很容易能够画出指定力的示意图。【解答】解：物体静止在水平桌面上，受到重力G和支持力F，这两个力平衡，重力从重心竖直向下画，支持力从重心竖直向上画，标出字母符号，注意两个力长度相同，如图：考点3物体处于平衡状态时受力示意图注意：物体处于非平衡状态，物体受到的必定是非平衡力；常见的有自由落体运动（忽略空气阻力，只受到重力作用）。题型一：物体只受重力【典例】（•怀化）如图所示，请画出飞出去的足球在空中飞行时所受重力的示意图。【分析】过物体的重心，用一条带箭头的线段表示出重力的作用点和方向，注意重力的方向竖直向下。【解答】解：足球的重心在球心，过球心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并标出符号G，如图所示：【变式训练】（秋•淮阳区期末）如图所示，被抛在空中质量为100g的小球，请在图中画出小球此时受到重力的示意图。（取g＝10N/kg）【分析】首先由G＝mg求小球的重力，找出力的作用点，重力的作用点即重心在物体的几何中心；然后确定力的方向，重力的方向是竖直向下的；最后用一条带箭头的线段表示力的方向。【解答】解：小球的重力G＝mg＝0.1kg×10N/kg＝1N，从小球的重心（球心）开始，沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，用符号G表示，即为小球受到的重力的示意图，如图所示：题型一：物体受到其他非平衡力【典例】如图所示，将一个小球放在竖直放置的弹簧上，用手向下压小球，松手后，小球在弹簧弹力作用下向上加速运动，不考虑空气阻力，请画出松手时小球的受力示意图。【答案】【变式训练】如图所示，请画出水中正在下沉铁球的受力示意图.（水的阻力忽略不计）【答案】能力提升训练能力提升训练一、作图题。1．（春•东海县期末）如图所示的实验。振动的音叉将乒乓球弹开不计空气阻力，请在中画出此时乒乓球的受力示意图。【分析】作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等。【解答】解：小球在图示位置时，受到重力和拉力的作用，所受的重力竖直向下，拉力的方向沿绳向上。如图所示：2．如图所示，木箱静止在斜面上，请画出木箱受到的重力。【分析】根据力的示意图的要求，将木箱受到重力的方向、作用点表示出来即可。【解答】解：重力的方向竖直向下，作用点在木箱的重心，其重心在其几何中心上，木箱受到的重力示意图如图所示：。3．（春•庆云县期中）一个小球在水中上浮，如图所示，画出小球受力的示意图。【分析】小球在水中受重力与浮力的作用，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上；因为小球正在水中上浮，所以重力比浮力小，线段的长度不同。【解答】解：小球在水中受竖直向下的重力和竖直向上的浮力的作用，由于小球正在水中上浮，所以重力比浮力小，二力的作用点画在小球的重心，如图所示：4．（•酒泉二模）如图所示，物体在两个力的作用下处于静止状态，请在图中画出另一个力F2。【分析】二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上。据此确定另一个力的大小、方向、作用点，根据力的示意图的画法作图。【解答】解：物体在两个力的作用下处于静止状态，由二力平衡的条件可知，F2的大小与F1的大小是相同的，方向是相反的，作用在同一个物体上，两个力也在同一条直线上，F2的示意图如图所示：5．（•蒙阴县一模）请在图中画出压在墙壁上的物体受重力G的示意图。【分析】根据重力的方向是竖直向下的，从物体重心做竖直向下的力即可。【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：6．（•兴义市校级二模）如图所示，小华用绳拉着箱子行走，请画出绳对箱子拉力F的示意图。【分析】力的示意图是用一条带箭头的线段把力的大小、方向、作用点三个要素表示出来，线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，线段起点或终点表示力的作用点。【解答】解：绳对箱子拉力的作用点在绳子与小车的接触点上，方向沿绳子向上，从拉力的作用点，沿拉力的方向画一条有向线段，用F表示，如图所示：7．（•获嘉县模拟）如图，放在斜面上的水杯中漂浮着一个小球，请在图中画出小球受到的浮力F1和杯子对斜面的压力F2．【分析】（1）漂浮的物体受到的浮力方向竖直向上，作用点在物体的重心；（2）压力是接触面受到的力，因此压力的作用点在接触面上，即烧杯与接触面的中点；然后根据压力的方向垂直于受力面，并过压力作用点表示出压力的方向即可。【解答】解：（1）小球受到的浮力方向竖直向上，作用点在小球的重心，用F1表示；（2）在斜面上选取物体与接触面的中点为压力的作用点，过压力作用点画垂直于斜面、带箭头的线段，符号为F2。如图所示：。故答案为：如图示。8．（秋•东平县期末）如图所示，一个重力为3N的小球，悬浮在斜面上盛水的杯中，试用力的示意图画出小球所受的浮力和重力。【分析】液体中的物体受到浮力和重力作用，小球在烧杯中悬浮，重力和浮力是一对平衡力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上。【解答】解：小球受到重力和浮力作用，重力的方向竖直向下，由于小球是形状规则的物体，其重心在其几何中心（球心）上；由于小球悬浮在水中，浮力与重力是一对平衡力，故浮力的大小也为3N，过球心分别作重力G和浮力F的示意图如下：9．如图所示用绳拴着一物体在水平面内沿箭头方向做圆周运动，画出物体所受力的示意图（不考虑空气阻力）。【分析】先对物体受力分析，不考虑空气阻力，物体在空中只受竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力，然后再作力的示意图。【解答】解：不计空气阻力，物体在空中受竖直向下的重力作用和沿绳子斜向上的拉力，从物体的重心分别竖直向下作重力、沿绳子斜向上的拉力，如图所示：10．（•鼓楼区校级模拟）静止在水平路面上的小车，其杆子上固定一铁球，如图所示，作出小球所受拉杆的作用力和重力的示意图。【分析】首先对物体进行受力分析，看物体受到几个力的作用，然后根据力的示意图的定义，将物体所受力的方向、作用点表示出来即可。【解答】解：由题意可知小球处于平衡状态，则小球受到竖直向下的重力和杆子对小球竖直向上的拉力是一对平衡力；过铁球的重心分别画一条竖直向下带箭头的线段和竖直向上带箭头的线段，并用符号G和F表示；注意二力的大小相等，即两线段长度相等；如图所示：11．（春•祥符区期末）如图所示，一瓶镇江香醋静止在水平桌面上，请画出它所受力的示意图。【分析】镇江香醋静止在水平地面上，所以受到重力G和地面对它的支持力F支的作用，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心。【解答】解：镇江香醋静止在水平地面上，只受重力和支持力的作用；然后过重心O沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力G和支持力F；因为这两个力是一对平衡力，所以作图时两条线段长度要相等。如图所示：12．（•阳谷县三模）体积为120cm3的物块，重1.8N，将它浸没在水中（如图）．在图中画出松开手时，该物块受力的示意图。【分析】首先求出物块浸没在水中受到的浮力，然后根据物体的浮沉条件判定物块所受重力和浮力的关系，再按照力的示意图的画法画出其所受重力和浮力的示意图。【解答】解：物块完全浸没在水中时，V排＝V＝120cm3＝1.2×10﹣4m3，木块所受的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2×10﹣4m3＝1.2N＜1.8N，所以，松开手时物块下沉；过物块的重心，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F浮和G表示，并标明大小，即为其受力示意图，如图所示：13．（•江州区三模）如图所示，请画出斜面上的物体所受力的示意图。【分析】静止在斜面上的物体受到重力、摩擦力和支持力作用，然后过重心分别表示出三个力的方向。【解答】解：过重心作竖直向下的重力，过重心作沿斜面向上的摩擦力，过重心作垂直于斜面向上的支持力。如图所示14．如图所示，竖直的磁性黑板上，吸着一个重5N的小铁块，小铁块静止不动，若磁性黑板和铁块之间的吸引力是10N，请画出铁块在竖直方向上所受的力的示意图。【分析】小铁块静止不动，是平衡状态，受到的重力G与摩擦力f是一对平衡力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上，作用点都在重心，重力的方向是竖直向下，摩擦力的方向是竖直向上。【解答】解：当铁块静止在有磁性的黑板上时，竖直方向上的重力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反。过铁块的重心分别作竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，并分别用字母G、f表示，标明力的大小（均为5N），如图所示：15．（•鲤城区校级二模）如图所示物块A在固定的斜面上