考点20 力学作图——备战2023年中考物理考点一遍过

一、作受力分析示意图

对物体进行受力分析时，要正确画出力的示意图。可以采用“三定三标”的方法，具体步骤如下：

1．先确定研究对象即受力物体受到哪些作用。

2．“三定”

（1）定作用点：在受力物体上面出作用点，不能画在受力物体的外面，更不能画在施力物体上。如果物体同时受到几个力作用时，就将重心作为这几个力的作用点。

（2）定方向：以作用点为起点，沿力的方向画线段。注意题中关于方向的关键词如“水平”“竖直”等，并及时链接已有的力学知识，如重力方向竖直向下，摩擦力方向与物体相对运动的方向相反，压力方向与支持面垂直等。

（3）定长度：在同一图中，如果物体受到几个力的作用时，线段的长短要大致表示力的大小，力越大，线段应画得越长。

3．“三标”

（1）标箭头：在线段的末端标上箭头表示力的方向。

（2）标符号：力一般用字母“F”表示，重力用符号“G”表示。摩擦力一般用“f”表示。

（3）标数值和单位：在箭头旁边标上力的数值和单位。

4．画力的示意图需注意的问题

（1）力的作用点一定要画在受力物体上，一般重力要画在物体的重心上，压力要画在被压物体的表面上；当一个物体受多个力作用时，这几个力的作用点都要画在物体的重心上。

（2）在画力的示意图时，要正确分析物体的受力情况，若找不出一个力的施力物体，则该力一定是不存在的。根据要求画出需要画的力，不要“画蛇添足”地画出不存在的力。

二、杠杆力臂的作法

1．杠杆的支点、动力作用点和阻力作用点都必须在杠杆上，力臂和力的作用线必须垂直，千万不能把支点到力的作用点的距离当做力臂。

2．力臂的画法一般分如下几步：①首先根据题意确定支点O；②画好动力作用线和阻力作用线，必要的时候要用虚线将力的作用线延长；③从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则从支点到力的作用线的垂直距离就是力臂，力臂用虚线或实线表示，并用大括号标出力臂的长短，在旁边标上字母l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。总之，力臂的画法可以用以下顺口溜记住：一找点，二画线，三作垂线段，四标符号。

3．最大动力臂和最小动力的作法

（1）寻找最大动力臂的方法：①动力的作用点确定了的时候，则支点到动力作用点之间的线段长即为最大动力臂；②动力的作用点没有确定时，应观察杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。

（2）作最小动力的方法：①找出最大动力臂后过动力作用点作动力臂的垂线；②根据杠杆平衡的实际情况确定动力的方向，最后标上箭头和字母F或F1。

三、组装滑轮组的要领

1．确定“n”。根据题意确定由多少段绳子承担动滑轮重力和物体重力。

2．确定动滑轮个数

（1）当n为偶数时，动滑轮的个数是：；

（2）当n为奇数时，动滑轮的个数是：。

3．确定定滑轮的个数。口诀：一动配一定，偶数减一定，变向加一定。

（1）在不改变施力的方向时，以动滑轮个数为基数，按“一动配一定，偶数减一定”来确定定滑轮的个数。即：一个动滑轮配一个定滑轮；但当n为偶数时，定滑轮的个数等于“动滑轮的个数减一个”。

（2）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。

4．组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。

（1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。

（2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。

如图,在图中画出木块A重力的示意图,以及木块A对斜面B的压力F的示意图。

【参考答案】

【详细解析】过物体的重心画带一条箭头的线段，方向竖直向下，符号为G；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向下、带箭头的线段，符号为F，如图所示：

在图中在O点用向右上方与水平方向成30°的1000N的力拉小车,画出拉力的示意图。

【答案】

【解析】从A点开始，沿与水平方向成30°角的方向斜向上画一条带箭头的线段表示出拉力，并标出拉力的大小，如图所示。

某剧组为拍摄节目需要，设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度，轻质杠杆ABO可绕O点转动，请在图中画出。

（1）杠杆所受拉力的力臂L1；

（2）杠杆所受阻力F2的示意图。

【参考答案】

【详细解析】过A点作竖直向下的力，即阻力F2；过支点O作垂直于动力作用线的垂线段，即动力臂L1．如图所示。

如图，用螺丝刀撬起图钉。请在图上画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图。

【答案】

【解析】根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越大，则动力越小。由图可知，OA作为动力臂最长，过A点作垂直于OA斜向下的力F1（即最小动力）；如下图所示。

如图所示，某人站在A处通过一根绳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。

【参考答案】

【详细解析】根据题意，拉力为100 N，物重为300 N，且不计滑轮重、摩擦，所以滑轮组应绕成三段绳子承担物重，如图可由人手处反着绕线，分别经过下面的滑轮，再经过上面的滑轮，最后固定在动滑轮上，绕好后由三段绳子承担物重，符合题意，如图：

如图所示，画出使用该滑轮组最省力的绕线方式。

【答案】

【解析】图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，一种是由三根绳子承担重物，要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示。

1．一根绳子系着一个泡沫小球,悬挂在一个带电体A右边,小球受到带电体A的吸引,静止如图。请画出绳子对泡沫小球拉力F的示意图。

2．在图中，重为12牛的物体静止在水平地面上，用力的图示法画出物体受到的重力。

3．在西昌到成都的T8866次列车上，一乘务员需要把如图所示的手推车前轮推上一个小台阶，请画出他施加在把手E处的最小力F和其力臂L。

4．“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．

5．在图中作出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。

6．如图所示，为三个完全相同的滑轮组成的两个滑轮组，现在小明要使用其中一个效率较高的滑轮组提升重物，请你在这两个滑轮组中选一个合适的绕上绳子。

7．小明站在地面上，用图所示滑轮组匀速提起重物，画出滑轮组的绕绳方法。

8．如图，请在图中画出此时杠杆B处所受阻力F2和动力F1的力臂l1。

9．图中，以O为转动轴的杠杆OA处于静止状态，作出拉力F的力臂l。

10．如图所示，用滑轮组提升重物用笔画线代替绳子在图中画出最省力的绳绕法。

11．如图所示，用一根硬棒搬动一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若要用最小的力搬动石块，请标出杠杆的支点O，并画出最小动力F的示意图。

12．如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点。请画出动力的力臂和阻力的示意图。

13．如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力F的示意图和它的动力臂l1。

14．画出图中力F的力臂。

15．在如图中，重为6牛的物块静止在水平桌面中央，用力的图示法画出该物块对水平桌面的压力。

16．如图,请画出漂浮在水面上的玩具鸭受到的浮力示意图。

17．用鱼竿将鱼钓起，O为支点，请在图中画出作用在A点的最小动力F及对应力臂l；

18．如图一两端开口的玻璃管，下端用橡皮膜封住，插入水中，其中A为空管；B管内装入与外面液面等高的盐水；C管内装有与外面液面等高的酒精，请画出橡皮膜大致的形变。

19．如图所示，密度计静止在水中的位置，请画出密度计静止在盐水中的大致位置。

1．【答案】

【解析】力的作用点在小球的重心，沿绳子方向画出小球受到绳子拉力的示意图，如图所示。

2．【答案】

【解析】作重力的图示：一需找出作用点，即重心O，图中已经标出；二是作出力的方向，用带箭头的线段表示，重力的方向竖直向下，所以箭头向下；三是作出力的大小，图中用一小线段表示4N，故作出的线段的总长度是三个小线段，最后标出力的符号和大小。所以作图如下。

3．【答案】如下图所示。

【解析】此时后轮与地面的接触点为支点，当力最小时，就是力臂最大时，最大的力臂就是力的作用点与支点所连接的线段长，通过力的作用点作力臂的垂线即可，如图所示。

4．【答案】

【解析】过O点作阻力F2的垂线，即为阻力F2对支点O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，如下图所示。

5．【答案】

【解析】由图知支点是O点，从O点向动力F1的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是动力臂L1。阻力F2是物体A对杠杆的拉力，其方向竖直向下。如图所示。

6．【答案】

【解析】因为不计绳重和绳子与滑轮的摩擦，所以滑轮组的机械效率，又因为甲乙两图的物体重是相同的，乙图中的动滑轮重小于甲图中的动滑轮重，所以，使用乙图的滑轮组效率较高，故答案如图所示。

7．【答案】

【解析】小明站在地面上，那么小明应该向下拉绳子把重物提起，那么绳子应该固定在定滑轮上，然后绕过动滑轮，再绕过定滑轮，有两根绳子托着动滑轮，如下图所示。

8．【答案】

【解析】阻力F2作用在点B，方向向下；从支点向F1的作用线做垂线，垂线段的长度为动力臂l1，如下图：

9．【答案】

【解析】根据力臂的定义，支点到力作用线的距离为力臂可知，过支点O作垂线垂直拉力F的作用线，即为力臂l，如下图所示。

10．【答案】

【解析】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力方向向下，在不计滑轮自重及摩擦的情况下，动滑轮和重物由几股绳子承担，拉力就是滑轮组提升物重的几分之一。由此可知绳子股数越多越省力，根据题意滑轮组最省力的绕法是绳子股数最多，即三股绕线的方法。

11．【答案】

【解析】由图知道，以杠杆的最下方为支点时，动力臂最长，此时在A实施垂直杠杆斜向上的力，动力最小，即最省力，如图。

12．【答案】

【解析】从支点作动力作用线的垂线段，线段的长度即为动力臂；电灯对杠杆的拉力是阻力，方向竖直向下，由此画出阻力的示意图．如图所示。

13．【答案】

【解析】根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定，动力臂越长越省力，所以当动力作用在锤柄上A点，OA连线为动力臂时，动力臂最长；根据力臂的概念，过A点作垂直力臂OA的向右的带箭头的线段，即为动力F的示意图。

14．【答案】

【解析】从图中可以看到，杠杆可以绕O转动，O为支点，力F的力臂应该是支点O到力F作用线上的距离，如下图所示。

15．【答案】

【解析】压力的大小等于重力，F=G=6 N，方向垂直于接触面向下，作用点在接触面上，选取标度为3 N，过压力的作用点，沿垂直于接触面向下的方向画一条有向线段，使线段长度为标度的2倍，如图所示。

16．【答案】

【解析】玩具鸭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，如图所示。

17．【答案】

【解析】在杠杆中的阻力、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，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F，阻力的方向是竖直向下的，故最小力的方向应该向上，如下图所示。

18．【答案】

【解析】其中A为空管，水对橡皮膜有向上的压强；B管内，盐水对橡皮膜上表面的压强：p盐水=ρ盐水gh盐水，水对橡皮膜下表面的压强：p水=ρ水gh水，由题知，h盐水=h水，ρ盐水＞ρ水，∴p盐水＞p水，∴B管中的橡皮膜向下凸，如图所示；C管内，酒精对橡皮膜上表面的压强：p酒精=ρ酒精gh酒精，水对橡皮膜下表面的压强：p水=ρ水gh水，由题知，h酒精=h水，ρ酒精＜ρ水，∴p酒精＜p水，∴C管中的橡皮膜向上凹，如图所示。故ABC管下端橡皮膜的形状如图所示。

19．【答案】

【解析】密度计分别漂浮在水和盐水中，浮力都等于重力，即：F水=F盐水=G密。根据F浮=ρ液gV排可得，密度计排开的液体的体积：V排=，由于水的密度小于盐水的密度，所以，密度计排开的盐水的体积小于排开的水的体积，即密度计浸入盐水中的深度更浅一些。由此可以画出密度计在盐水中的大体位置，如图所示。