专题:力学作图一、必备知识:1、力的三要素:大小、方向、作用点。
2、作力的示意图步骤:一定点(作用点),二画线(实线端点带箭头),三标字母带大小。
二、力学作图题分类:(一)作力的示意图:(1)重力示意图:1.(2015,滨州)如图所示,在图中画出被投出去的篮球受到重力的示意图.变式1.重5牛的皮球竖直向上抛出,在上升过程中,不计空气阻力,在图中作出该球受力的示意图。
2.如图所示,重为500N的木箱静止在斜面上,用力的图示法画出木箱所受的重力。
变式1.物体受到100牛的重力,对斜面的压力为80牛,作出这两个力的示意图。
变式2.已知物体的重力为100牛,受到竖直向上的20牛的拉力,试作出它对地面压力的示意图。
变式3.一个足球沿如图甲所示的斜面向上滚,试在图中画出该足球所受到的重力示意图。
2.粗细均匀重为3N的木棒靠在墙上如图所示,请你在图上作出木棒所受重力的示意图。
v3.一物重为8牛,在光滑的水平地面上向右做匀速直线运动,请用力的示意图法在图中画出该物体的受力图。
(2)弹力(拉力、推力、压力、支持力)示意图:1.如图静止放在水平地面上的木块重12牛,用力的示意图作出木块对地面的压力。
2.如图所示,用20牛的力将重15牛的物体压在竖直墙壁上,用力的示意图作出墙壁所受的压力。
练习:1.作出图中物体对各支持面的压力的示意图。
3.用50牛的水平向右的力F在P处推小车,在图中用力的示意图法画出力F。
4.一辆小车受到与水平地面成30º斜向右上方的15牛的拉力的作用,在图中用力的示意图法画出这个拉力。
(作用点在A点)5.如图所示,一辆重为240牛的小车受到60牛的水平向右的拉力作用,在水平地面上作匀速直线运动。
请用力的示意图法在图中画出物体受到的摩擦力f(f的作用点画在O点)(3)摩擦力示意图:1.如图下所示,物体A置于小车上随小车一起在平直路面上向右运动。
当小车遇物体B受阻停止后,物体A在小车上仍向右运动,且速度越来越慢,请在图中画出这一过程中物体A在水平方向受力的示意图(忽略空气阻力)。
2.如图14所示,A物体放置在B物体上,A物体随着B物体在外力F的作用下,由静止开始运动。
请画出A物体所受摩擦力f和B物体所受重力G的示意图(其中G>f)。
(4)牵引力示意图:(5)力的综合作图:1.作出吸附在竖直磁性黑板上静止的棋子所受力的示意图。
2.如图是广场上一只氢气球,用细绳系于地面上,请作出氢气球受力示意图。
3.如图,车减速前进,画出悬挂在车厢内的物体A所受力的示意图.4.如下图所示,做出木块和小球受力示意图。
5.一根绳子系着一个泡沫小球,悬挂在一个带电体A右边,小球静止时与带电体A等高且不接触。
请画出小球受力示意图。
6.如图所示,一放在水平地面上并与竖直墙壁接触的铁球静止.作出铁球的受力示意图。
变式1.物体随水平传送带匀速移动,作出物体所受力的示意图。
7.在飞机设计、制造过程中,要进行风洞实验,用来搜集分析有关数据。
在江苏省科学宫内,有一个风洞实验室,一架飞机模型固定在托盘测力计上,如图所示。
当无风时托盘测力计的示数为15N;当迎面吹着飞机的风速达到20m/s时,托盘测力计的示数为7N,请画出此时飞机模型受到的升力的图示。
(二)杠杆作图:(1)力臂作图:请分别画出如图所示下列各图中杠杆的动力臂和阻力臂。
下面两图,杠杆在力F 1 F 2的作用下处于静止状态, L 2是F 2的力臂.在图中画出力F 1的力臂L 1以及阻力F 2,某起重机臂上的一点C 吊着一个物体,B 点被钢丝AB 拉着,拉力为F 1,机臂可绕O 点 转动,如图所示,试在图中画出阻力F 2、动力臂L 1和阻力臂L 2。
作出图中杠杆的动力臂L1和阻力臂L2.作出下图中拉力的力臂和重力的示意图。
请找出图中的支点和动力臂l1。
AOF 1F 2(2)最小力作图:如图所示,均匀铁棒与地面成角倾斜着,在A端用一个最小的力拉住铁棒使之静止,请在图中画出最小的拉力F和铁棒的重力力臂。
在杠杆上的A点挂一重物,在C点对杠杆施加一个最小的力,使杠杆平衡在图中所示的位置.试画出这个力的示意图和力臂.变式1.找出下图中的阻力臂l2,并画出最小的动力F1。
如图所示的水桶,是在—个最小外力作用下所处的状态。
作出它此时的受力示意图。
要想用一个最小的力,推着一个圆筒越过障碍物,试在图上画出此力的作用点和方向.OA α(三)滑轮组相关作图:1.作出定滑轮和动滑轮的杠杆示意图.2.物体甲重40牛,物体乙重70牛,如图40所示,两物体都静止,请用力的示意图画出甲物体所受的力和乙物体对水平桌面的压力。
3.(2014,衡阳)如图所示,某人站在A处通过一根绳子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.4.按要求串绕滑轮组。
(起作用的绳子根数分别是2、3、4、4)5.一个同学站在地面上,要利用如图所示的滑轮组提升重物,已知物重900N,而绳子最多只能承受400N 的拉力。
请你帮他在图中画出符合要求的绳子绕法。
归纳:滑轮组绳子的股数公式:n GF=。
若n 为奇(偶数),绕线从动(定)滑轮开始,即“奇动偶定”。
注意:通过计算得绳子的股数n 是小数时,n 应取比这个小数大的最小整数。
如n =52.时,n 应取6(不能采用“四舍五入”法)。
注:一般说绳子自由端如果向上拉动,数绳子股数时算上此绳数,如果自由端向下拉动,数绳子股数时,不算此绳数。
设计滑轮组一般先依拉力,阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数拉动滑物F G G n +=再按绳子股数,拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。
动滑轮个数:2n N =动(n 为偶数时) 21-=n N 动(n 为奇数时) 车子陷在坑里,画出图中滑轮组拖车的最佳绕法。
三、典型题一、画力的示意图1.如图所示,一片树叶在空中向下飘落,O 为树叶的重心,请画出树叶重力的示意图.2.在图中画出绳子对小车的拉力F 的示意图.3.在图中画出静止在地面上的物体所受支持力的示意图.4.如图所示,烧杯放在斜面上,重6 N的小球在水中悬浮,请画出小球所受力的示意图.5.请作出小球所受重力的示意图和小球对墙壁压力的示意图.6.如图所示,是一只在空中飞行的足球(不计空气阻力),画出它所受力的示意图.7.一人站在扶梯上随扶梯一起匀速上升,如图所示.在图中画出人的受力示意图.8.如图所示,用垂直于竖直墙壁的力F将物体紧压在墙面上,物体处于静止状态,请画出物体在竖直方向上受到的力的示意图.9.(2014,连云港)如图所示,一箱子放在水平向右匀速行驶的汽车上,请画出箱子受力的示意图.10.(2015,揭阳)如图所示为小丽同学站在某商场匀速向上运动的电动扶梯上的示意图,请在图中作出小丽所受力的示意图(O点为小丽的重心)(不考虑空气的阻力).11.(2014,随州)如图所示,AB是固定在墙壁上竖直的铁质黑板,C是一块磁体.C吸附在AB表面上静止不动.画出C受到的所有力并标出力的名称.二、杠杆作图.1.请在图中画出F的力臂L.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).3.如图是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图,O是轮子的转轴,O′是箱体的重心.以O为支点,画出力F的力臂和箱体所受重力的示意图.4.如图所示,杠杆的B点挂一个重物,在A点施加一个最小的动力使杠杆平衡.请画出最小的动力F1的动力臂L1以及杠杆受到的阻力F2.5.“节约用水,人人有责”.如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景,水龙头手柄看作是一个杠杆,请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂L2,并画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1.6.如图所示,用绳子将电线杆竖起,请画出此时拉力F的力臂l.7.现在不少学校里放置了如图甲所示的带盖子的垃圾桶,他能有效阻隔垃圾散发的气味,图乙为打开桶盖时的简化图.若动力作用在A点上,请在图中画出:①桶盖重力G的力臂L;②作用在A点的最小动力F的示意图.8.曲杆可绕固定点O转动,在一个最小的拉力F的作用下,在如图所示位置保持静止,请在图中作出:(1)拉力F的力臂和拉力F的示意图;(2)物体所受重力的示意图.三、滑轮组绕线:16.如图所示,工人利用滑轮组将货物提升至高处,画出绳子的绕法.17.用下图的滑轮组提升重物,画出最省力的绕绳方法.【参考答案及解析】类型二力学作图1.如答图所示.第1题答图【解析】重力的方向是竖直向下的,过重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段,用G表示,如答图所示.2.如答图所示.第2题答图【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,如答图所示.3.如答图所示.第3题答图【解析】支持力的作用点在物体下边缘的中点上,方向垂直于地面向上.过力的作用点,沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,并用F表示,如答图所示.4.如答图所示.第4题答图【解析】小球在水中悬浮,则重力和浮力是一对平衡力,所以,两个力大小相等,都为6 N;重力的方向竖直向下,浮力的方向竖直向上;作用点都画在小球的重心上;作图时可选取标度为3 N,则表示浮力和重力的线段长度均为标度的2倍,如答图所示.5.如答图所示.第5题答图【解析】重力的方向竖直向下,压力的作用点是球与墙壁的接触点,然后过作用点作垂直于墙壁,并指向墙里面的压力F,如答图所示.6.如答图所示.第6题答图【解析】由于不计空气阻力,所以足球是受到策略的作用,由于足球是形状规则的物体,其重心在其几何中心(球心)上,过球心沿竖直向下画一条有向线段,用“G”表示重力,如答图所示.7.如答图所示.第7题答图【解析】因为人站在匀速上升的扶梯上,所以此时人受到的重力和支持力为平衡力,此时人处于平衡状态;过重心作竖直向下的力(即重力)和竖直向上的力(即支持力),注意表示两个力的线段的长度相要,如答图所示.8.如答图所示.第8题答图【解析】由图知,物体静止,所以受力平衡,在水平方向受到压力和墙的支持力,这两个力是一对平衡力;在竖直方向受重力和摩擦力,这两个力是一对平衡力,重力方向竖直向下,所以摩擦力方向竖直向上,作图时应注意两条线段长度要相等,如答图所示.9.如答图所示.第9题答图【解析】图中杠杆支点为O,延长拉力F的作用线,过支点O作F作用线的垂线段,即力臂L,用大括号标明,如答图所示.10.如答图所示.第10题答图【解析】从重心B点竖直向下画一条带箭头的线段表示重力G;为使打开壶盖的力最小,根据杠杆平衡条件可知,动力臂要最长;壶盖上O点为支点,O A为最长的动力臂,过A点作垂直于O A斜向上的动力F即为最小力,如答图所示.11.如答图所示.第11题答图【解析】过O点作F的垂线即为F的力臂,过O′作竖直向下的作用力G,即为箱体所受重力,如答图所示.12.如答图所示.第12题答图【解析】由图可知,O为支点,重物G对杠杆的拉力为阻力,作用点在杠杆上,方向竖直向下;根据杠杆平衡条件F1×L1=F2×L2可知,在阻力、阻力臂一定的情况下,要使所用的动力最小,必须使动力臂最长;由图知,OA为动力臂时,动力臂最长,动力最小;故连接OA即为最长的动力臂,过A点作垂直于OA的力F1,即为最小力的示意图,方向向左上方,如答图所示.13.如答图所示.第13题答图【解析】过O点作阻力F2作用线的垂线,即为阻力F2的力臂L2;动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,OA即为动力臂L1,如答图所示.14.如答图所示.第14题答图15.如答图所示.第15题答图【解析】过支点O向重力作用线作垂线,即为重力G的力臂,用L表示.由题意知,以OA为动力臂是最长动力臂,根据杠杆平衡条件可知,此时动力最小;过A点作垂直于OA斜向上的作用力,即为最小的动力F,如答图所示.16.如答图所示.第16题答图【解析】要求施力方向向下,从绳子末端开始,依次绕过定滑轮、动滑轮,这样反复完成,绕法如答图所示.17.如答图所示.第17题答图【解析】一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法是动滑轮上有三股绳子承担重物,绕法如答图所示.。