2024中考物理三轮突破4力学作图课件

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专题概述 本部分的力学作图题主要涉及的知识点是力的示意图和力的图示。常考的类型有物体处于不同位置和不同运动状态时的重力作图；弹力(包含拉力、推力、支持力和压力等)作图；摩擦力作图；与水平面成某一角度的拉力或者推力作图。
物体受力分析步骤：(1)确定研究对象(即受力物体，可以是单个物体也可以是整体)；(2)分析研究对象所受的力，不考虑它对周围物体的作用力；(3)按重力、弹力、摩擦力的顺序，逐个进行分析，并依次画在作用点上。作图时注意事项：(1)找准作用点，一定要画在受力物体上，当物体同时受多个力时，一般选择一个作用点，为了便于研究，如果没有特别的标记作用点一般画在受力物体的中的重心(规则物体的中心)上；作用点，一般情况下，力的作用点放在题图中所标记的点上，一个物体受到多个力作用时，同时力的大小由线段的长短来区分，即表示大力的线段长，表示小力的线段短；(2)作图时，不同图中表示力的大小的线段长短不是判断力的大小的依据；(3)可根据二力平衡知识和相互作用力来检验分析结果，谨防漏画力，多画力，分析一定要全面准确。
类型一、指定力作图：①规则物体的作用点在其几何中心；②重力的方向竖直向下、浮力的方向竖直向上、支持力的方向垂直于接触面、摩擦力的方向与物体运动(或趋势)方向相反；③从力的作用点起，沿力的方向画一条线段，一定注意要在线段的末端标出箭头和表示力的字母。
【例1】体重500 N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)【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，大小为500 N，如图所示：
【总结】本题考查了重力的示意图的作法。不管物体怎样运动，重力的方向总是竖直向下的。
【例2】请画出图中车受到水平推力F的示意图。【解析】车受到的推力方向水平向右，作用点画在接触点，如图所示：【分析】推力的受力物体是车，推力的作用点可以画在接触点上，方向是水平向右，根据力的示意图的画法作图。
【例3】请在图中画出在水平公路上匀速行驶的汽车受到摩擦力的示意图。【解析】由图可知，汽车在水平公路上向右匀速行驶，则受到的摩擦力水平向左，作用点在汽车的重心上，从摩擦力的作用点开始，沿水平向左的方向画一条有向线段，用f表示，如图所示：
【总结】此题考查摩擦力示意图的画法，难度不大，确定汽车受到的摩擦力方向是关键。(1)根据汽车的运动方向判断汽车受到的摩擦力方向，然后根据力的示意图的画法画出摩擦力的示意图；(2)画力的示意图的一般步骤为：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。
【例4】画出如图物体对地面的压力情况。【解析】物体对地面的压力的作用点在物体与地面的接触面的中点处，从压力的作用点作垂直于水平地面向下做出压力，并标明字母F，如图所示：
【分析】物体对地面的压力的受力物体是地面，作用点在接触面上，画在接触面的中点处，压力的方向总是垂直于接触面指向被压物体，所以此力的方向向下，据此根据力的示意图的画法画出压力。
【例5】如图所示，物体静止在水中，请画出物体所受浮力的示意图。【解析】物体所受浮力的方向是竖直向上的。我们可以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，如下图所示：【分析】物体漂浮在水面上静止，受到竖直向上的浮力作用。
【例6】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。
【解析】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：
【总结】作力的示意图，要用一条带箭头的线段表示力，线段的长度表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点，是平衡力的长度要相等。
根据规则物体的重心在物体的几何中心，重力的方向总是竖直向下的，从物体的重心表示出重力的方向；压力是接触面受到的力，因此压力的作用点在接触面上，即物体与接触面的中点；然后根据压力的方向垂直于受力面，并过压力作用点表示出压力的方向即可。
【例7】如图为一蓄水池，A、B是水池侧壁上两块面积相等的小瓷砖，请画出A、B所受水的压力的示意图。【解析】从A、B两点作垂直侧壁向右的压力，如图所示：
【总结】此题主要考查的是液体压力的特点，本题的关键是确定压力的作用点和方向，并会用力的示意图表示力的三要素。解答此题需要掌握液体压力的特点：①液体内部向各个方向都有压力；②液体压力随深度的增加而增大；根据压力与接触面垂直并指向接触面外，从A、B点表示出压力的方向。
【例8】一静止在水平面上的物体受到大小为10 N，与水平地面成45°角斜向右上方的拉力，画出物体所受拉力的示意图。【解析】拉力的作用点在物体右边缘的中点，方向与水平方向成45°角斜向右上方，大小为10 N，如下图所示：
类型二、物体受力分析作图：①只分析物体受到的力，顺序为先重力、后弹力，最后确定是否受摩擦力以及摩擦力的方向；②物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时，物体在各方向上受力平衡，注意各力的大小(线段长度)一致；③根据物体处于平衡状态或非平衡状态，确定力的大小和方向。
【例9】在水平粗糙地面上，木块以初速度v向右减速运动，请在图中画出木块的受力示意图。【解析】木块沿粗糙斜面上向上减速运动的过程中，木块受到重力、摩擦力和支持力作用，过A点作竖直向下的重力G，作沿斜面向下的摩擦力f，作垂直于斜面向上的支持力F。如图所示：
【分析】木块以初速度v向右减速运动，木块受到竖直向下的重力、沿斜面向左的摩擦力和垂直于地面向上的支持力作用，据此按照力的示意图的画法画出各个力。
【例10】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。
【解析】在水平方向上，物体受水平向左的支持力和水平向右引力；在竖直方向上，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：
【分析】先对物体进行受力分析，即从竖直方向和水平方向进行受力分析，然后用力的示意图表示物体所受到的力。
【例11】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)。【解析】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：
【例12】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。
【解析】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：
【例13】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)。【解析】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：
【总结】本题考查物体受力情况分析和示意图表示力的方向和作用点，注意二力大小相等，作图时，线段长度相等。小红随自动扶梯一同匀速上升，因此小红相对于扶梯静止，因此小红受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，并且二力是一对平衡力；确定重心的大致位置，然后表示出二力的方向。
【例14】如图，钢球从斜面上由静止滚下，请在图中虚线处画出此时钢球的受力示意图。【解析】钢球共受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用；过钢球的重心沿竖直向下的方向作出重力，用G表示，过钢球的重心沿垂直于斜面向上的方向作出支持力，用F表示，过钢球的重心沿与斜面平行向上的方向作出摩擦力，用f表示：
【总结】画力的示意图，首先要对物体进行受力分析，看物体受几个力，要先分析力的大小、方向和作用点，再按照画图的要求画出各个力。首先对钢球进行受力分析，此时钢球共受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，然后按照力的示意图的画法画出这三个力即可。
【例15】如图所示，物块M正在加速下沉，请画出此时物块受到的重力与浮力。【解析】(1)以物块重心为力的作用点，分别沿着竖直向下的方向和竖直向上的方向做出物块受到的重力和浮力；(2)由于物块是加速下沉，所以其受到的浮力小于重力。因此在做力的示意图时，要保证浮力小于重力。如图所示：
【总结】此题考查了力的示意图的画法、重力的方向、浮力的方向。通过物块的运动状态确定浮力和重力的大小关系是此题中比较容易出错的地方。做力的示意图的题目时，要注意题目要求：是让画所受力的示意图还是画所受哪个力的示意图。(1)水中的物块在竖直方向上受到两个力的作用：竖直向下的重力和竖直向上的浮力。(2)根据物块的运动状态可以确定物块受到的重力与浮力的大小关系。从而可以做出其受到的力的示意图。