专题二 力学作图（word讲义）.docx

1、2023年中考物理重难点突破专题二 力学作图【重难点与突破】力学作图，首先要对物体所受的力进行分析。一般分析思路是“一重二支三摩四平衡”：一是考虑物体受到的重力，其方向始终竖直向下，作用点在重心上（无特殊规定，一般画在物体的几何中心处）；二是分析所受的支持力；与某物体接触且有相对运动或相对运动趋势，要考虑物体是否受到摩擦力；物体处于静止或匀速直线运动状态，要分析所受力的平衡情况。常见的有以下五种情形：一、一般情形（主要是对单个具体的力做示意图）【例1】（2022湘潭）如图所示，钢管一端支在水平地面上，另一端被绳竖直悬吊着。请画出钢管所受重力G的示意图。【分析】重力的方向是竖直向下的，从钢管重心

2、O开始，画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示：【突破】对单个具体的力做力的示意图，一般是针对重力、压力、支持力、浮力作图。重力的示意图中方向始终是竖直向下，作用点在重心（题目中有规定的，依照规定；没有，一般画在物体的几何中心处）。压力的作用点在相互接触的面上，方向是与接触面垂直，且指向被压的物体。支持力的作用点也在相互接触的面上，方向与接触面垂直，指向被支持的物体。浮力的作用点在漂浮或悬浮的物体上，方向竖直向上。二、摩擦力分析【例2】（2022六盘水）如图所示是运动员骑自行车比赛时的情景，请画出地面对自行车后轮作用力的示意图（O点是力的作用点）。【分析】自行车后轮在水平方向上受

3、到摩擦力的作用，因为自行车后轮相对于地面有向后的运动趋势，故摩擦力方向与之相反，是向前的；地面对自行车后轮有向上的支持力，作用点在后轮上，方向垂直于地面向上，如图所示：【突破】当物体在粗糙的面上有相对运动或相对运动的趋势时，受力分析必须考虑物体受到的摩擦力。它的作用点在相互接触的面上（一般情况，不画在此处，一般画在物体上）。难点是在摩擦力方向的判断上，摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。三、平衡状态【例3】（2022德阳）春节时，小明用细绳将灯笼悬挂在门口，灯笼处于静止状态，细绳与竖直墙面平行且与灯笼的重心O在同一直线上，请画出灯笼的受力示意图。【分析】将灯笼悬挂在门口，此时

4、灯笼受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力的作用，在这两个力的作用下处于静止状态，说明这两个力是一对平衡力，大小是相等的，如图所示：【突破】当物体处于静止或匀速直线运动时，对其受力分析，一定要考虑物体受到的是平衡力，所以至少受到两个力的同时作用。这是近年来主要考察的受力分析情况。一般按照“一重二支三摩”分析：先考虑重力与支持力平衡，再考虑牵引力与摩擦力（阻力）平衡，有浮力出现，悬浮或漂浮时浮力与重力平衡。四、杠杆的力与力臂【例4】（2022阜新）如图所示，一木箱放在水平地面上，用最小的力F使其向左翻转，请画出支点O和最小力F及力臂L的示意图。【分析】木箱向左翻转，则木箱左下角与地面的接触点为支点；

5、由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，由图示可知，当木箱的对角线是为动力臂时，动力臂是最大的，动力是最小的，动力的方向垂直于动力臂斜向上，如图所示：【突破】对于杠杆的力与力臂的作图，首先要找到支点的位置。然后找到力，沿力的方向做出力的作用线，力臂是从支点到力的作用线的垂线段，要用大括号标出线段的两端的端点。做力时，利用力臂与力的作用线垂直，确定力的作用点；利用动力和阻力的作用效果相反，确定力的方向。做最小力时，必须先做出最长的力臂。五、滑轮组的组装【例5】按要求组装滑轮。【分析】根据“奇动偶定”的原则，此时n=4，绳子的起点应该在定滑轮上；根据动滑轮和定滑轮数量

6、不同时，从轮子数量少的开始绕，也可以。根据“动定交替”的原则，起点在定滑轮，开始绕线的第一个滑轮应该是最内侧的动滑轮，然后绕过最内侧的一个定滑轮，再绕第二个动滑轮，如下图所示：【突破】组装滑轮组的一般原则是：从轮子数量少的钩子开始绕；动定交替；奇动偶定。意思是：如果动、定滑轮的数量不相等，则要从轮子数量少的一端开始绕，如例5；若果需要的绳子股数为偶数（2、4、6），绳子的起点需要在定滑轮上，若果需要的绳子股数为奇数（3、5、7），绳子的起点需要在动滑轮上。绕绳的时候，要从最内侧的轮子开始，依次向外绕，一次定，一次动，不能重复绕，绕线要画直。【针对练习精编】1.（2022永州）如图所示，将一木块

7、放在水中，木块处于静止状态。请在图中画出木块所受浮力的示意图。【解析】木块受到的浮力F浮的作用点在重心，方向是竖直向上的，如图所示：2请画出“冰墩墩”受到的重力示意图（O为重心）。【解析】重力的方向竖直向下，从重心沿竖直向下的方向画一带箭头的线段，箭头附近标出G，如图所示：3.如图，用线将小球悬挂起来。请画出线对小球的拉力F的示意图。【解析】拉力的作用点在小球的重心上，方向沿绳子竖直向上，如下图所示：4.（2022上海）如图所示，静止在水平地面上的物体重力 G 为 6 牛，请在图中用力的图示法画出该物体所受的地面的支持力F。【解析】物体静止在水平地面上，所以支持力的方向竖直向上，作用点已经画出

8、。需要注意的是：本题是画力的图示，所以要先做出标度，再按照标度线段的长短，画出表示力的大小的线段长度，并标出力的大小。如下图所示：5.（2022遂宁）一根绳子系着一个小球在竖直平面内摆动。请你作出小球摆动到右边最高点时，小球所受绳子拉力F与重力G的示意图。【解析】题设中作用点已经画出。小球所受绳子拉力F沿绳子的方向指向悬挂处；小球所受重力G的方向竖直向下，如下图所示：6.（2022鄂州）如图所示，物块正在光滑的水平面上向左滑动，并压缩弹簧，画出物块受力的示意图（不计空气阻力）。【解析】物块正在光滑水平面上向左滑动并压缩弹簧，在水平方向上物块不受摩擦力，受到弹簧对它向右的弹力F弹；在竖直方向上受

9、到重力G、支持力F支；从物块的重心O，沿水平向右的方向画出弹力F弹，沿竖直向上的方向画出支持力F支，沿竖直向下的方向画出重力G，如图所示：7.（2022宜昌）如图所示，木块正在水平地面上向右滑动并压缩弹簧，请在O点画出木块水平方向受力的示意图。【解析】木块正在水平地面上向右滑动，会受到水平向左的摩擦力f；木块正在水平地面上向右压缩弹簧，弹簧对木块有水平向右的弹力F弹，如下图所示：8.（2022镇江）冰壶静止在水平冰面上，O为其重心。请画出它所受重力和支持力的示意图。【解析】冰壶静止在水平冰面上，受到重力G的方向是竖直向下的、支持力F的方向竖直向上，二力是一对平衡力，大小相等，作用点都在重心，从

10、冰壶的重心O分别沿竖直向下、竖直向上画一条带箭头的有向线段，用G、F表示，如图所示：9.（2022德阳）图示为一个足球静止在水平地面上，请画出它受力的示意图。【解析】足球静止在水平草地上，处于平衡状态，受到重力G和支持力F是一对平衡力，大小相等、方向相反，从足球的球心O，分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，注意两条线段的长度要相等，并分别标上符号G、F，如图所示：10.（2022毕节）如图是气象部门放飞的高空探测气球。气球与探测仪器沿水平方向做匀速直线运动，O是探测仪器的重心，请画出探测仪器的受力示意图（不计空气阻力）。【解析】解：气球与探测仪器沿水平方向做匀速直线运动，探测仪器受到

11、竖直向下的重力，由于探测器的体积很小，因此探测器受的浮力远小于细线对它的拉力，可以忽略不计，因为探测仪器做匀速直线运动，所以探测仪器肯定还受到一个与重力等大反向的力，这个力是细线对其竖直向上的拉力F；过探测器的重心，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；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：11.（2022湖南衡阳）学校劳动实践基地南瓜挂满藤，请你在图中画出南瓜A的受力示意图。【解析】南瓜静止不动，所以受到平衡力作用。它悬挂在藤上，所以受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，力的作用点已经确定，在A点。如下图所示：12.（2022济宁）中国古

12、代人民为了抵御入侵，常在城池周围建造护城河，通过吊桥升降控制人员进出。如图是吊桥被拉起时的模型图，请在图中画出拉力F的力臂。【解析】由题知，杠杆的支点在O处，从支点向力的作用线引垂线，力到垂足的距离就是动力臂，如图所示：13（2022遵义）人体中的某些部位具有杠杆的功能，图甲所示为人握住哑铃锻炼的情景，其简图如图乙所示。肱二头肌收缩对手臂产生一个拉力F，使手臂绕肘关节“O”转动，请在图乙中作出哑铃所受重力的示意图和拉力F的力臂L。【解析】重力的方向是竖直向下的，从哑铃的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，即为其所受重力示意图；图中杠杆O为支点，从O作F作用线的垂线，垂线段为F的力臂，如图所示：14.（2022苏州） 在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。【解析】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如下图所示：15.将下图中的滑轮组装为最省力的情形。【解析】两个定滑轮，两个动滑轮，最省力的情形是n=5。因为n为奇数，所以绕绳的起点在动滑轮上。如下图所示：