初中物理专题三作图专题之力学部分

个性化教学辅导教案力学作图涉及的知识点主要有：物体所受的重力、弹力、摩擦力的示意图；综合分析物体所受到的力作图；杠杆所受到的力及力臂作图；滑轮组的绕线。

一、指定力的示意图1.【题型纵览】作重力、弹力（拉力、压力、支持力推力、与水平方向成某一角度的拉力或推力）、摩擦力、浮力等的示意图。

2.【作图技法】1.确定受力物体、力的作用点和方向（只画出题目中要求的力）。

2.在箭头附近标明力的符号，如果已知力的大小要标明力的数值和单位。

3.同一物体受到两个或两个以上的力，作用点一般取在同一个点上（若作用点不明确，通常都取在物体的重心上）。

4.在同一个图中，力越大，表示力的线段越长。

特别提醒：①画重力的示意图时，作用点必须画在重心上，且方向一定是竖直向下；②画压力示意图时，压力的作用点务必画在受力物体表面上，且压力作用线与接触面垂直关系画垂直符号；③画与水平方向成一定角度的拉力或推力时，一定要标注角度。

④画力的图示时，一定要画出标度，线段的总长度是标度的整数倍。

3.【典例剖析】例1：如图所示，小车在水平面上运动，受到与水平面成30°角的斜向右上方100N的力，画出小车受到的拉力的示意图．【解析】拉力的作用点在小车右边缘的中点，方向与水平方向成30°角斜向右上方，大小为100N；如下图所示：例2：如图所示，橡皮用细线拴住作圆周运动，请画出橡皮所受重力的示意图．【解析】橡皮所受的重力竖直向下，从橡皮的重心向下作重力的示意图，如图所示：例3如图甲所示，用托盘秤称苹果，苹果对托盘的压力为F，请在图乙中画出F的示意图．【解析】受力物体是托盘，故苹果对托盘的压力F的作用点在托盘上，压力的方向是竖直向下的．如图所示：例4：如图所示，用细线将小球悬挂在竖直墙壁上，请画出小球所受重力及小球对墙壁压力的示意图．【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．如图所示：例5：如图所示，小球悬浮在水中，请在图中画出小球所受浮力和重力的示意图．【解析】小球悬浮在水中，物体所受浮力的方向是竖直向上的，从重心开始竖直向上画一条带箭头的线段表示出浮力，并标出F浮；物体的重力与浮力大小相等，方向相反，作用点都在重心，同理做出重力的示意图，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下图所示：例6：在如图中，小球受到绳子的拉力F为2牛．用力的图示法画出拉力F．【解析】可设标度为1N．小球受拉力的作用点在绳与球相连处，并且方向沿绳向上，大小为2N．故答案为：例6：如图所示，A处于静止状态，B在拉力作用下向右加速运动．请在图中画出A物体所受的摩擦力f和支持力N的示意图（力的作用点图中已标出）．【解析】以A为研究对象，受向左的拉力和向右的摩擦力才会保持静止，支持力方向竖直向上，如图所示：二、受力分析作图1.【题型纵览】已知物体的运动状态画出物体所受到的力的示意图或画出某一方向受到的力。

2.【作图技法】1.首先要明确研究对象（受力物体），首先要确定研究对象（可以把它从周围物体中隔离出来，只分析它所受的力，不考虑研究对象对周围物体的作用力）；2.顺次分析物体可能受力情况：先分析物体受到的重力，然后再分析物体是否受弹力、摩擦力等；3.画出研究对象可能的受力示意图；4.检验，根据力和运动的关系来检验所画出的力是否正确.3.【典例剖析】例1：在如图中，投出去的篮球在空中飞行，不考虑空气阻力，请在图中画出篮球的受力示意图．【解析】篮球在空中飞行时，不考虑空气阻力，所以篮球只受重力．找到篮球的重心，然后沿重力方向画一条带箭头的线段表示这个力．如图所示：例2：请你画出图中乒乓球此时所受力的示意图．【解析】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：例3：如图，画出静止的重锤受力示意图．【解析】重锤受到了两个力，重力和拉力；重锤受到这两个力，处于静止状态即平衡状态；这两个力就是平衡力，大小相等、方向相反．过重锤的重心，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，作图时应注意两条线段长度要相等，如图所示：例4：如图所示，一个木块从斜面上滑下，在粗糙的水平面上滑动一段距离后停下来，请画出木块在水平面滑动时：（1）所受重力的示意图；（2）水平方向上受力的示意图．【解析】（1）重心为木块的几何中心，过重心作竖直向下的重力，并标出符号为G；如下图所示（2）在水平方向上，作水平向左的摩擦力即可．如下图所示例5：某人站在小车里，随小车在水平地面上做匀速直线运动，画出人的受力示意图．【解析】人站在小车里，随小车在水平地面上做匀速直线运动，受到重力G 和支持力F，这两个力是一对平衡力，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，注意两条线段长度要相等，如图所示：例6：如图甲所示，在水平公路上匀速行驶的太阳能汽车受到两对平衡力的作用，请在图乙上画出汽车受力的示意图．【解析】以汽车为研究对象，分析受力情况：重力G、路面的支持力F支、摩擦力F阻和牵引力F牵，汽车匀速运动，重力G与路的支持力F支平衡，摩擦力F阻和牵引力F牵，画出汽车受力的示意图如图：例7：如图所示，小明用一个沿斜面的力将大箱子推进车厢，请画出箱子沿斜面向上运动时的受力示意图．（点O为箱子的重心）【解析】对箱子进行受力分析可知，此时箱子共受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面向上的推力、沿斜面向下的摩擦力四个力的作用，其作用点都在箱子的重心上，过箱子的重心，分别沿各力的方向画一条有向线段，如图所示：例8：如图所示，物体以初速度V沿表面粗糙的固定斜面向上运动，请画出物体沿斜面向上运动过程中所受力的示意图（力的作用点画在物体的重心）【解析】在斜面上运动的物体首先要受到竖直向下的重力G和垂直斜面向上的支持力N的作用，另外，由于斜面粗糙，物体向上运动，所以物体还受到沿斜面向下的摩擦力f的作用，如图：例9：在水平向右行驶的小车车厢顶端用细线悬挂一小球，小车水平地板上放置一物块A，从某时刻起，发现小球向左（运动的反方向）摆开，并连续一段时间，如图所示，请画出这段时间内物块A受力的示意图．【解析】分析可知，物块A在竖直方向上受到重力和支持力的作用，这两个力是一对平衡力；小球向左（运动的反方向）摆开，并连续一段时间，根据惯性知识可知，小车做加速运动，故物块A在水平方向上受到的摩擦力方向水平向右；如图所示：三、画杠杆所受的力和力臂1.【题型纵览】作出作用在杠杆上的动力（阻力）示意图及相对应的力臂、作出作用在杠杆上的的最小动力的示意图及力臂。

2.【作图技法】1.动力、阻力的示意图画法：（1）首先要明确支点、动力和阻力的作用点都在杠杆上；（2）根据动力和阻力的作用效果——使杠杆转动方向相反（即：顺逆法）确定所求力的方向，从而画出力的示意图。

2.力臂画法——四部曲：一找支点，二画力的作用线，三作垂线段（从支点向力的作用线）,四标注（用双箭头或大括号及对应字母标注力臂）.特别提醒：作杠杆平衡时最小动力的示意图方法：由于阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向，具体方向根据动力与阻力使杠杆的旋转方向相反来确定.3.【典例剖析】例1：如图所示杠杆中，O为支点，请画出图中力F1和F2的力臂L1和L2．【解析】已知支点为O，延长F2的作用线，过点O作力F1的垂线段L1，作力F2的垂线段L2，那么L1、L2即为所求作的力臂．如图所示：例2：如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2【解析】由图F为动力，过支点O做动力F的垂线段，即为动力臂L1．重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下．如图所示：例3：一重为G的均匀杠杆，可绕O点上下转动，若让杠杆静止在如图所示的位置，请画出作用在A点的最小作用力F和F的力臂L．【解析】连接OA就是最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡动力方向向上，据此可画出最小的动力；如图所示：例4：如图所示，有一个杠杆AOB，可绕O点自由转动，A端吊着一个物体．请画出使杠杆在图示位置静止时最小力F的示意图及其力臂．【解析】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在A点，OA是最长的力臂，则力F应与OA垂直且向上．如图所示：例5：如图，质量分布不均匀的长方形物体放在水平地面上，A点是它的重心，如果用力只使物体的一端稍微离开地面，在物体上画出所施加最小力的示意图及其力臂，并标明支点O．【解析】由图可知，A点是长方体的重心，故以长方体的左下角为支点时，阻力臂最短，以其左下角与右上角的连线为最长动力臂时，动力最小，使物体的右端稍微离开地面，最小动力的方向斜向右上方，如图所示：四、滑轮组绕线1.【题型纵览】滑轮组最省力绕线作图、根据拉力方向的滑轮组绕线、计算型滑轮组绕线。

2.【作图技法】1.首先根据确定承担物重的绳子段数； 2.按“奇动偶定”的原则确定绳子的起始端（若n 为偶数，则绳子的起始端系在定滑轮上；若n 为奇数，则绳子的起始端系在动滑轮上）。

特别提醒：①对于同一滑轮组来说，“最省力”绕法是起始端系在动滑轮上；②注意拉力的方向：人站在地上向下拉绳子，绳子最终从定滑轮引出。

3.【典例剖析】例1：如图所示，某人在A 处提起物体，请在图中画出最省力的绳子绕法。

【解析】从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，提升物体绳子条数为3，是最省力的绕法，如图所示：例2：如图所示装置是一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，现用这个装置去提升一个重2000N 的物体，而所用的绳索最多只能承受800N 的拉力，在图中画出最安全的绕法．（不计滑轮重及摩擦）．【解析】由题意得，绳子的段数：n=5.28002000=，取整数，为3段绳子，根据“奇动偶定”的方法，绳子从定滑轮开始绕，每个滑轮只能绕一次，如图所示：FG G h s ）（或动物+==n n例3：请在图中用笔画线代替绳子，将两个滑轮连成滑轮组，要求人力往下拉绳使重物升起．【解析】人用力往下拉绳使重物升起，说明最后绕过的是定滑轮，按此反向绕线，绳子的起始端系在定滑轮上，如下图所示：例4：用一个滑轮组提升重物，当拉力F 将绳子自由端向上移动 1.5m 时，物体才上升0.5m ，如果物体重力是600N ，（不计滑轮和绳重，不考虑摩擦）试画出该滑轮组装置图，并标出拉力的大小．【解析】（1）滑轮组承担动滑轮的绳子的段数，n=35.05.1===h s n ；根据题意要求，滑轮组绕法如图所示：（2）由于不考虑摩擦和动滑轮重力，所以绳端拉力N N G F 2006003131=⨯==. 例5：如图所示，用滑轮组沿水平地面拉动物体A ，请画出最省力的绕绳方法.【解析】绳子起始端在动滑轮上是最省力的绕绳方法.如图所示：1.画出下图a 中小球对水平地面压力F 的示意图。