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文档简介
专题17力学作图题专项(解析版)
目录
一、热点题型归纳................................................................................
【题型一】作物体受力示意图................................................................
【题型二】作物体受到指定力示意图.........................................................
【题型三】有关杠杆的作图..................................................................
【题型四】滑轮组的作图....................................................................
二、最新模考题组练.............................................................................
然域拉直敦型帕地
【题型一】作物体受力示意图
【典例分析】(2021•大庆)如图,利用轻杆将小球A固定在小车上,整体静止在水平
面上。以球心为作用点,作出小球A所受力的示意图。
T)~~Cr
【解答】解:利用轻杆将小球A固定在小车上,整体静止在水平面上,小球处于静止状
态,受力平衡,受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力F的作用,这两个力是一对
平衡力,大小相等,作用点在球的中心,如图所示:
【提分秘籍】
作出物体受力的示意图:
(1)需要把物体受到的所有力都画出来;
(2)物体受到的力通常有重力、压力、拉力、支持力、浮力、牵引力、摩擦力等;
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。采用“三定三标”方法,具体步骤如下:
(1)定作用点:在受力物体上面出作用点,压力作用点在接触面中心去,其他力的作用点
都可以画在物体重心上。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。常见力的方向描述,如重力方向竖直
向下,摩擦力方向与物体相对运动或相对趋势方向相反,浮力方向竖直向上,压力、支持力
方向与受力面垂直指向受力物体,拉力方向沿着绳子收缩的方向等。
(3)定长度(即力的大小):尽管长度不能准确的反映力的大小,但在同一图中,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。一对壬
衡力线段长度相同。
(4)标箭头:在线段的末端标上箭头表示力的方向。
(5)标符号:力一般用字母“F”表示,重力用符号“G”表示。摩擦力一般用表
7J∖o
(6)标数值和单位:若有力的大小,还应该在箭头旁边标上力的数值和单位。
【变式演练】
1.(2021•滨州)画出图中漂浮在水面上小球受力的示意图。
【解答】解:小球漂浮在水面上,重力和浮力是一对平衡力,过小球的重心,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表示,作图时要注意两条线
段长度要相等。如下图所示:
F浮
2.(2021•资阳)随着我国近年经济高速发展,各地对教育的投入大大增加,各学校的教育
教学环境和条件得到了极大的改善.教室里,传统的木质黑板和毛制黑板刷被新型金属
黑板和磁性黑板擦替代,电子白板等多媒体教学设备得到了广泛运用……如图所示,磁
性黑板擦A可以吸在竖直金属黑板面上不掉下来,O为黑板擦的重心。请在图中画出黑
板擦静止吸附在黑板上时的受力示意图。
黑板彳
∣ζ^∣A
【解答】解:在水平方向上,物体受水平向左的支持力和水平向右引力;在竖直方向匕
物体受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力;然后过物体的重心作竖直向下的重力和
竖直向上的摩擦力。如图所示:
黑板擦在竖直黑板上处于静止状态,竖直方向上受平衡力的作用,受竖直向下的重力G
和黑板对它竖直向上的摩擦力f,作用点都画在黑板擦的重心上,如图所示:
3.(2021•德阳)如图所示,小红站在某商场匀速向上运动的电动扶梯上,请画出小红所受
力的示意图(小红身上的O点为其重心)。
【解答】解:小红受竖直向下的重力和竖直向上的支持力,过重心作竖直向下的力(即
重力)和竖直向上的力(即支持力);如图所示:
【题型二】作物体受到指定力示意图
【典例分析】(2021•贺州)如图所示,一小球用细绳悬挂在天花板上。请作出图中小球
受到重力和拉力的示意图。
¾¾¾⅛¾⅛⅜⅜⅜¾⅜⅞
【解答】解:小球用细绳悬挂在天花板上,处于平衡状态,受到的竖直向下重力和绳子
竖直向上的拉力是一对平衡力,即两个力大小相等,重力从重心竖直向下作有向线段,
拉力从重心竖直向上作有向线段,如图所示:
T
【提分秘籍】
(1)只要把题目中物体受到的指定的力都画出来就可以了;
(2)指定需要画的力通常有重力、压力、拉力、支持力、浮力、牵引力、摩擦力等;
※特别注意:重力方向竖直向下,摩擦力方向与物体相对运动或相对趋势方向相反,浮力方
向竖直向上,压力、支持力方向与受力面垂直指向受力物体,拉力方向沿着绳子收缩的方向。
【变式演练】
I.(2021•海南)根据要求完成以下作图。如图所示,杯子静止在水平面上,请画出杯子所
受支持力F的示意图。
.【解答B】解,:,杯,子静止在水平面上,在竖直方向上受力平衡,杯子受到竖直向下的重力
和竖直向上的支持力的作用,支持力的示意图如图所示:
2.ɪ(2021•永州)如图所示,一物体静止在斜面上,画出物体所受重力的示意图。
【解答】解:过物体的重心沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号G表示。
如图所示:
3.(2021•广东)如图所示,物体静止在斜面上,画出A所受重力G和支持力FN的示意图。
【解答】解:重力的作用点在物体的重心,方向竖直向下,过重心作一条竖直向下的线
段,在末端画上箭头,即为重力G的示意图;
斜面对物体支持力的方向垂直于斜面向上,过物体的重心作一条垂直于斜面向上的线段,
末端画上箭头,标出支持力符号FN,如下图所示:
【题型三】有关杠杆的作图
【典例分析】(2021•南通)如图,轻质杠杆平衡,请作出动力FI的力臂h和杠杆所受
阻力F2的示意图。
【解答】解:由图可知支点是O点,从O点向动力Fi的作用线作垂线,支点到垂足的
距离就是动力臂h。
阻力F2是物体A对杠杆的拉力,作用点在杠杆上,方向竖直向下,如图所示:
【提分秘籍】
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。
※特别注意: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确定杠杆主体结构,找到支点0;
②分清杠杆受到的阻力和动力(容易错画为杠杆对其他物体的力),画好动力作用线和阻力
作用线;
③从支点向力的作用线引垂线(用虚线表示),画出垂足;支点到垂足的距离就是力臂,用
大括号标注出来,并用/表示动力臂,/表示阻力臂。
※力臂的画法简记为:一找点,二画线,三作垂线段,四标符号!!
3.最小动力作图
此类问题中,一般情况下,“阻力X阻力臂”为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。
最长动力臂的画法:若动力作用点已经给出,那么支点到动力作用点的连线作动力臂就是最
长的力臂;若动力作用点没有给出,则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点,二者的连
线就是动力臂。
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尸或Λ<,
【变式演练】
1.(2021•威海)如图是撑杆跳运动员起跳动作示意图,请在图中画出运动员对撑杆A点竖
直向下的拉力及其力臂。
【解答】解:从A点作竖直向下的拉力F,延长拉力F的作用线,从支点O向拉力作用
线画垂线,可得拉力的力臂L,如图所示:
2.(2021•凉山州)用一根钢棒撬动地面上的一块大石头,如图所示,请你在图中作出最省
力时的动力方向F并标出相应支点O的位置。
【解答】解:由图示可知,当杠杆下端为支点时,OA为动力臂时最长,此时动力最小,
力垂直于杠杆向上,支点O与最小作用力F如图所示:
3.(2021∙常州)请在图中画出使杠杆ABC保持平衡的最小动力Fl及其力臂Ll的示意图。
【解答】解:杠杆ABC的支点在O点,连接OA,若在A端施力Fi,当Fl的方向与OB
垂直时动力臂最大,此时最省力,OA为其力臂Li;
根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡,动力方向斜向下,据此可画出最小的动力,如图
所示:
【题型四】滑轮组的作图
【典伤!1分析】(2021•黔西南州)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起,在图中画
出重物G所受重力的示意图和滑轮组最省力的绳子绕法。
【解答】解:从事物G的重心开始,沿竖直向下的方向画一条有向线段,并用G表示,
即为其所受重力示意图;
图中滑轮组有两种绕线方法,一种是由两根绳子承担重物,一种是由三根绳子承担重物,
要想最省力,应选用三根绳子承担的绕法,即从动滑轮开始缠绕,如图所示:
G
【提分秘籍】
滑轮组作图
滑轮组作图中,有两点要求:
①滑轮组是用一根绳子绕成;②所提供的滑轮要全部用完。
结合这两个特点,可总结出如下的绕绳方法。
一看:看一下所提供的滑轮中,定滑轮和动滑轮的个数是否相等,如不相等,则绳子的固定
端一定连在个数少的滑轮的框架上。
二读:如所提供的定滑轮和动滑轮的个数相等,就要读一下题目的要求,看其中有无最省力”
或“改变力的方向”的要求.如要求“最省力”,则绳子的固定端一定连在动滑轮的框架上;
如要求“改变力的方向”,则绳子的自由端一定从定滑轮绕出,固定端也一定连在定滑轮的
框架上.我们将其简化为“省动变定”。
三算:如所提供的定滑轮和动滑轮的个数相等,通过阅读题目要求,也没有“最省力”或“改
变力的方向”的要求,就要计算了.通过计算算出需要的绳子的段数,然后根据段数的奇偶
性确定.如是奇数,则绳子的固定端一
定连在动滑轮的框架上;如是偶数,则绳子的定端一定连在定滑轮的框架上.我们将其简化为
“奇动偶定”,同样可以采用谐音记忆法,记为:“机”动”或“激'动
【变式演练】
1.(2021•鄂尔多斯)如图1是一款升降座椅装置,其简图如图2,请在图2中画出滑轮组
的绕线情况,要求绳子的末端绕至按钮处。
【解答】解:由题意可知,要求绳子的末端绕至按钮处,则可从按钮开始,引出一条绳
子,依次绕过最上面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的第二个定滑轮,最后回到动滑轮
的挂钩上,如
图所示:
故答案为:见上图。
2.(2022春•潮安区校级月考)给滑轮组绕线。(不计动滑轮重和摩擦)
【解答】解:①图中有一个动滑轮和一个定滑轮,要求F=2G,所以绳子始端拴在动滑
3
轮的上挂钩上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮。绕绳方法如下:
②图中有两个动滑轮和两个定滑轮,要求F=1G,所以绳子始端拴在定滑轮的下挂钩上,
4
然后依次绕过动滑轮、定滑轮、动滑轮和定滑轮。绕绳方法如下:
3.(2021•清远模拟)通过滑轮组拉动粗糙水平面上的物体,请在图中画出最省力的绳子绕
法,并标出拉力F。
【解答】解:
滑轮组由两个滑轮组成,最多有三段绳子通过动滑轮,绳子的起始端应固定在动滑轮上,
由里向外依次绕绳。如图所示:
W量新模考敦俎秣
一、作图题。
1.(2021•聊城)如图所示,用一根细绳拴着一个沙袋,甩起来,使沙袋绕手做圆周运动,
请画出此时沙袋的受力示意图(不考虑空气对沙袋的作用)。
【解答】解:细绳拉着沙袋绕手做圆周运动,此时沙袋受重力和细绳的拉力,重力方向
竖直向下,拉力方向沿细绳指向手,作用点在沙袋的重心上,如图所示:
2.(2021•临沂)如图所示,茶壶静止在水平桌面上,请画出它所受力的示意图(将力的作
用点画在茶壶的重心O点上)。
【解答】解:茶壶静止,则受平衡力,这两个力是竖直向下的重力G和竖直向上的支持
力F,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,标出符号G,支持力从重心竖直向上画,标出符号F,注意所画的长度要
相等,如图:
3.(2021•南京)如图中,轻拉弹簧,水平面上的物体A和B处于静止状态,画出物体A
的受力示意图。
【解答】解:以A为研究对象,此时A在水平方向上不受拉力作用,AqB没有发生相
对运动,也没有相对运动的趋势,所以也不受摩擦力作用;
在竖直方向上A受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,这两个力是一对平衡力,从
A的重心,分别沿重力和支持力的方向画一条有向线段,并分别用G和F表示,如图所
示:
4.(2021•济宁)请按要求完成下列作图.
如图所示,顽皮的小象用力向下压跷跷板,猴子被弹起。不计空气阻力,请画出此时猴
子的受力示意图。
【解答】解:不计空气阻力,被弹起的猴子只受到重力的作用,重力的方向是竖直向下
的,从猴子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:
5.(2021•哈尔滨)体重500N的小明参加跳远来增强体质,请在图中画出小明受重力的示
意图。(图中O点为重力的作用点)
3
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,过重心血一条带箭头的竖宜向下的有向线段,
用G表示,大小为500N,如图所示:
6.(2021∙东营)如图所示,物体A放在斜面上处于静止状态,请在图中画出物体A对斜面
的压力F的示意图。
【解答】解:物体A对斜面的压力垂直于斜面向下,作用点可画在接触面的中点处;过
压力作用点画一条垂直于斜面向下、带箭头的线段,标出符号F,即为压力的示意图,
如图所示:
7.(2021•襄阳)请画出图中小球受到的重力示意图。
【解答】解:重力的方向竖直向下,山于球是形状规则的物体,其重心在其几何中心(球
心)上。故画重力的示意图如下:
8.(2021∙无锡)如图中手沿水平方向拉弹簧一端,弹簧伸长。请在O点画出弹簧对手的拉
力F的示意图。
【解答】解:由图可知,手向右拉弹簧,根据力的作用是相互的,弹簧对手施加向左的
拉力,弹簧对手的拉力作用在手上,力的示意图如图所示:
9.(2021•玉林)如图所示,一个质量分布均匀的小球静止在光滑的水平地面上,左边与竖
直光滑墙壁接触,请在图中画出小球受力示意图。
【解答】解:
小球放在光滑的水平地面上,小球与墙接触,但不挤压,小球在水平方向上不受力;小
球在竖直方向上受重力G、支持力F的作用,重力的方向竖直向下、支持力方向竖直向
上,二力的作用点都画在小球的重心(球心),如图所示:
10.(2021•恩施州)如图,物块沿粗糙斜面向上运动,请画出物块所受重力和摩擦力及物块
对斜面压力的示意图。
【解答】解:物块沿粗糙斜面向上运动,受到竖直向下的重力和沿斜面向下的摩擦力的
作用;物块对斜面压力作用在斜面上,垂直于斜面向下;
从物体重心画带箭头的线段,方向竖直向下,符号为G;从物体重心画带箭头的线段,
方向沿斜面向下,符号为f;
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F:如图所示:
11.(2021•黄冈)如图所示,O为支点,请在A点作出人用木棒撬动石头的最小作用力F
的示意图,并标出其力臂1。
【解答】解:根据杠杆平衡条件“动力X动力臂=阻力X阻力臂”可知:在阻力与阻力
臂的乘积一定的情况下,要使动力最小,则动力臂必须最长,由图知OA作动力臂最长,
。为支点,则动力方向向下,过A点与OA垂直向下作垂线就得到动力F的示意图,如
图所示:
12.(2021∙西宁)如图所示,轻质杠杆OAB上挂一物体,拉力F使杠杆在图中位置平衡,
请在图中画出力F的力臂L和物体所受的重力示意图。
o
B
【解答】解:过物体的重心,向竖直向下方向画一条有向线段,用G表示物体所受重力;
由支点O向F的作用线作垂线,垂线段的长度为F的力臂L,如图所示:
13.(2021•百色)如图所示,轻质杠杆的A点挂一个重物G,绳的拉力为F2,O为杠杆的
支点。请在杠杆B端画出最小的动力Fl并画出其力臂L∣,使杠杆在图中位置平衡。
【解答】解:由图可知,力FI作用在B点且垂直于OB时,OB为最长力瞥L∣,再过B
点做动力臂Li的垂线即为最小动力Fb如图所示;
14.(2021•福建)在图中画出使用锄刀时动力F的力臂L。
【解答】解:延长动力作用线,由支点作动力作用线的垂线,则垂线段的长就是动力臂L»
如图所示:
15.(2021•广安)如图所示是人走路的情形,可将人的脚视为一根杠杆。请在图中画出动力
F的力臂Lo
【解答】解:从支点O作力F作用线的垂线段,即为动力F的力臂L,如下图所示:
16.(2021•成都)由于土壤松动,一棵珍稀古树摇摇欲坠。园艺师用绳子将古树系住,通过
山体固定,对古树
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