1、专项突破专项突破( (五五) ) 力学作图力学作图 第一编第一编 2021 F 方法指导方法指导 力学作图主要包括力的示意图、力臂的画法以及滑轮组的绕线方法。画 力的示意图要注意三个要点:(1)力的作用点的位置;(2)力的方向;(3)力的大 小以及物理量的符号。画力臂要注意三点:(1)支点的位置;(2)画力的作用 线;(3)标出力臂。做滑轮组绕线的作图题时要注意两点:(1)绳子的股数n;(2) 拉力的方向。 F 分类突破分类突破 类型一 力的示意图 例例1(2020 广西贵港)如图所示,物体A放在水平平板车上,随车一起向右做直 线运动,请画出车突然加速时物体A所受力的示意图(不计空气阻力)。
2、答案 如图 解析 小车突然加速后,木块相对于平板向左滑动或有向左滑动的趋势,在 水平方向上受摩擦力的作用,方向向右;在竖直方向上,木块受重力G和支持 力F的作用,并且这两个力是一对平衡力。 方法归纳 画力的示意图的一般步骤 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。 对应练对应练1(2020 湖北天门)如图所示,穿着旱冰鞋的小梅同学用手推墙,手离 开墙后,小梅开始减速后退。请画出小梅后退过程中受力的示意图。(力的 作用点在O点) 答案 如图所示 解析 小梅用手推墙,手离开墙后,她水平向左做减速运动,故其受到水平向 右的摩擦力;还受到
3、竖直向下的重力和地面对她竖直向上的支持力;从重心 O分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段,用G表示重力,用F表 示支持力,从重心O沿水平向右的方向画一条有向线段,用f表示摩擦力。 类型二 简单机械作图 例例2(2020 辽宁丹东)如图,O点是轻质杠杆AOB的支点,杠杆上的C点受到阻 力F2的作用。若使杠杆在图中所示位置静止,请在杠杆上画出所要施加的 最小动力F1的示意图,并画出动力臂l1和阻力臂l2。 答案 如图所示 解析 由杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要最省 力,则动力臂应最长,由图知OA比OB长,所以OA作为动力臂l1时最长;因阻 力方向竖直向下,为使杠杆平
4、衡,则动力F1的方向应向上,则过A点作垂直于 OA向上的力即为最小动力F1的示意图;反向延长阻力画出阻力的作用线, 则支点O到阻力作用线的垂直距离为阻力臂l2。 对应练对应练2(2020 四川巴中)如图所示,轻质杠杆OMN上挂一重物,为使杠杆在 图中位置平衡,请在N端画出最小力的示意图。 答案 如图所示 解析 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力 臂越长,动力越小;图中支点在O点,动力作用点在N点,当以ON作为动力臂 时,动力臂最长,此时动力最小;为使杠杆在图示位置平衡,动力的方向应该 垂直于ON向上。 Q 强化训练强化训练 1.(2020 海南)按照要求规范
5、作图(作图时请把图线画清晰)。在图中画出压 在墙壁上的物体受重力G的示意图。 答案如图所示 解析 重力的方向是竖直向下的,过物体重心画一条带箭头的竖直向下的 有向线段,用G表示。 2.(2020 湖北孝感)如图所示,放在水平地面上的小车B与弹簧相连,弹簧处 于伸长状态,物体A与小车B均静止。请画出: 物体A的重力示意图(O为物体A的重心); 弹簧对小车B的弹力示意图。 答案如图所示 解析 从物体的重心O沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,并用符号 G表示,可得重力的示意图;弹簧处于伸长状态,小车受到向右的弹力,作 用点在弹簧与小车的接触点,沿水平向右的方向画一条带箭头的线段,并用 符号F表示,
6、可得弹簧对小车B的弹力示意图。 3.(2020 湖北随州)如图所示,在体育课上小明从被竖直的绳子吊着的爬杆 上匀速下滑,请画出此时小明在竖直方向的受力示意图。 答案如图所示 解析 小明在竖直方向上受到重力和摩擦力,因为他在竖直的爬杆上匀速 下滑,竖直方向上受力平衡,重力方向竖直向下,所以摩擦力方向竖直向上, 且两力大小相等,由此画出小明在竖直方向上的受力示意图。 4.(2020 南京)如图(a)所示,空缆车随缆绳做匀速直线运动,在图(b)中画出缆 车的轿厢(以方框表示)受力示意图(不计空气阻力)。 答案如图所示 解析 空缆车随缆绳做匀速直线运动,则轿厢也是做匀速直线运动,受力平 衡,受到竖直向
7、下的重力G和竖直向上的拉力F的作用,这两个力大小相同, 作用点在轿厢的中心。 5.(2020 河南)将细线一端固定在烧杯底部,另一端固定在乒乓球上。烧杯 加水后静止在斜面上,如图所示。不计乒乓球的重力,请以球心为作用点画 出乒乓球受到的浮力和拉力的示意图。 答案如图所示 解析 由图知,不计乒乓球的重力,乒乓球受到两个力的作用,细线竖直向下 的拉力F拉,水施加的竖直向上的浮力F浮,由于乒乓球处于静止状态,所以F拉 =F浮,即细线的拉力等于水的浮力。 6.(2020 湖北黄冈)如图是建筑工地上工人用独轮车搬运材料的情景。设 O1为独轮车支点,F1为动力。请作出动力臂l1和独轮车所受重力的示意图 (
8、O2为重心)。 答案如图所示 解析 O1为支点,从支点向F1的作用线作垂线,垂线段的长度即为F1的力 臂;O2为重心,重力方向竖直向下。 7.(2020 江苏苏州)图中,请画出F A的力臂l,并在B端画出使杠杆平衡的最小 力FB。 答案如图所示 解析 从支点O向F A的作用线作垂线,垂线段的长度为FA的力臂l;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B点,OB是最长的力臂,则力F应与OB垂直且向下。 8.(2020 贵州黔南州)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,在B点用弹簧测力计 沿
9、CD方向拉杠杆,使杠杆水平平衡,如图所示。画出:弹簧测力计对杠杆 拉力F的示意图;F的力臂。 答案如图所示 解析 用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆,拉力的作用点在B点,方向沿BD向下, 过拉力的作用点,沿拉力的方向画一条有向线段,用F表示;过支点O作F的 垂线即为F的力臂l。 9.(2020 甘肃天水)如图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为F2,O 为杠杆的支点。请在杠杆的端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力F1的 示意图,并作出F2的力臂l2。 答案如图所示 解析 由图可知,力F1作用在B点时,以OB为动力臂时l1最大,此时力F1最小。 10.(2020 辽宁通辽)如图所示,杠杆提升静止在地面的重物,请画出没有用 杠杆拉起重物时,重物在竖直方向上受力的示意图;当用杠杆拉起重物时, 请画出在杠杆A点施加最小力F的示意图。 答案如图所示 解析 没有用杠杆拉起重物时,重物在竖直方向上受重力和支持力的作用, 二力的作用点可均画在重心处,过物体的重心作竖直向下的重力G和竖直 向上的支持力F;拉起物体的力作用在A点,O为支点,连接OA即为最长的动 力臂,根据杠杆的平衡条件,此时所用的动力最小;过A点作垂直于OA向下 的力F即可。
