2024中考物理三輪突破4講義力學(xué)作圖學(xué)案

這是一份2024中考物理三輪突破4講義力學(xué)作圖學(xué)案，共11頁(yè)。學(xué)案主要包含了指定力作圖，物體受力分析作圖等內(nèi)容，歡迎下載使用。
講義
專題概述
本部分的力學(xué)作圖題主要涉及的知識(shí)點(diǎn)是力的示意圖和力的圖示。?？嫉念愋陀形矬w處于不同位置和不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的重力作圖；彈力（包含拉力、推力、支持力和壓力等）作圖；摩擦力作圖；與水平面成某一角度的拉力或者推力作圖。
物體受力分析步驟：（1）確定研究對(duì)象（即受力物體，可以是單個(gè)物體也可以是整體）；(2)分析研究對(duì)象所受的力，不考慮它對(duì)周圍物體的作用力；(3)按重力、彈力、摩擦力的順序，逐個(gè)進(jìn)行分析，并依次畫(huà)在作用點(diǎn)上。
作圖時(shí)注意事項(xiàng)：（1）找準(zhǔn)作用點(diǎn)，一定要畫(huà)在受力物體上，當(dāng)物體同時(shí)受多個(gè)力時(shí)，一般選擇一個(gè)作用點(diǎn)，為了便于研究，如果沒(méi)有特別的標(biāo)記作用點(diǎn)一般畫(huà)在受力物體的中的重心（規(guī)則物體的中心）上；作用點(diǎn)，一般情況下，力的作用點(diǎn)放在題圖中所標(biāo)記的點(diǎn)上，一個(gè)物體受到多個(gè)力作用時(shí)，同時(shí)力的大小由線段的長(zhǎng)短來(lái)區(qū)分，即表示大力的線段長(zhǎng)，表示小力的線段短；（2）作圖時(shí)，不同圖中表示力的大小的線段長(zhǎng)短不是判斷力的大小的依據(jù)；(3)可根據(jù)二力平衡知識(shí)和相互作用力來(lái)檢驗(yàn)分析結(jié)果，謹(jǐn)防漏畫(huà)力，多畫(huà)力，分析一定要全面準(zhǔn)確。
類型一、指定力作圖：①規(guī)則物體的作用點(diǎn)在其幾何中心；②重力的方向豎直向下、浮力的方向豎直向上、支持力的方向垂直于接觸面、摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)（或趨勢(shì)）方向相反；③從力的作用點(diǎn)起，沿力的方向畫(huà)一條線段，一定注意要在線段的末端標(biāo)出箭頭和表示力的字母。
【例1】體重500 N的小明參加跳遠(yuǎn)來(lái)增強(qiáng)體質(zhì)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出小明受重力的示意圖。（圖中O點(diǎn)為重力的作用點(diǎn)）
【解析】重力的方向是豎直向下的，過(guò)重心畫(huà)一條帶箭頭的豎直向下的有向線段，用G表示，大小為500 N，如圖所示：
【總結(jié)】本題考查了重力的示意圖的作法。不管物體怎樣運(yùn)動(dòng)，重力的方向總是豎直向下的。
【例2】請(qǐng)畫(huà)出圖中車受到水平推力F的示意圖。
【解析】車受到的推力方向水平向右，作用點(diǎn)畫(huà)在接觸點(diǎn)，如圖所示：
【分析】推力的受力物體是車，推力的作用點(diǎn)可以畫(huà)在接觸點(diǎn)上，方向是水平向右，根據(jù)力的示意圖的畫(huà)法作圖。
【例3】請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出在水平公路上勻速行駛的汽車受到摩擦力的示意圖。
【解析】由圖可知，汽車在水平公路上向右勻速行駛，則受到的摩擦力水平向左，作用點(diǎn)在汽車的重心上，從摩擦力的作用點(diǎn)開(kāi)始，沿水平向左的方向畫(huà)一條有向線段，用f表示，如圖所示：
【總結(jié)】此題考查摩擦力示意圖的畫(huà)法，難度不大，確定汽車受到的摩擦力方向是關(guān)鍵。（1）根據(jù)汽車的運(yùn)動(dòng)方向判斷汽車受到的摩擦力方向，然后根據(jù)力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出摩擦力的示意圖；
（2）畫(huà)力的示意圖的一般步驟為：一畫(huà)簡(jiǎn)圖，二定點(diǎn)，三畫(huà)線，四畫(huà)尖，五把力的符號(hào)標(biāo)尖邊．按照這個(gè)作圖步驟，很容易能夠畫(huà)出指定力的示意圖。
【例4】畫(huà)出如圖物體對(duì)地面的壓力情況。
【解析】物體對(duì)地面的壓力的作用點(diǎn)在物體與地面的接觸面的中點(diǎn)處，從壓力的作用點(diǎn)作垂直于水平地面向下做出壓力，并標(biāo)明字母F，如圖所示：
【分析】物體對(duì)地面的壓力的受力物體是地面，作用點(diǎn)在接觸面上，畫(huà)在接觸面的中點(diǎn)處，壓力的方向總是垂直于接觸面指向被壓物體，所以此力的方向向下，據(jù)此根據(jù)力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出壓力。
【例5】如圖所示，物體靜止在水中，請(qǐng)畫(huà)出物體所受浮力的示意圖。
【解析】物體所受浮力的方向是豎直向上的。我們可以從重心開(kāi)始豎直向上畫(huà)一條帶箭頭的線段表示出浮力，并標(biāo)出F浮，如下圖所示：
。
【答案】。
【分析】物體漂浮在水面上靜止，受到豎直向上的浮力作用。
【例6】如圖，物塊沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出物塊所受重力和摩擦力及物塊對(duì)斜面壓力的示意圖。
【解析】物塊沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，受到豎直向下的重力和沿斜面向下的摩擦力的作用；物塊對(duì)斜面壓力作用在斜面上，垂直于斜面向下；
從物體重心畫(huà)帶箭頭的線段，方向豎直向下，符號(hào)為G；從物體重心畫(huà)帶箭頭的線段，方向沿斜面向下，符號(hào)為f；
在斜面上選取物體與接觸面的中點(diǎn)為壓力的作用點(diǎn)，過(guò)壓力作用點(diǎn)畫(huà)垂直于斜面、帶箭頭的線段，符號(hào)為F；如圖所示：
【總結(jié)】作力的示意圖，要用一條帶箭頭的線段表示力，線段的長(zhǎng)度表示力的大小，箭頭表示力的方向，起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)，是平衡力的長(zhǎng)度要相等。
根據(jù)規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心，重力的方向總是豎直向下的，從物體的重心表示出重力的方向；
壓力是接觸面受到的力，因此壓力的作用點(diǎn)在接觸面上，即物體與接觸面的中點(diǎn)；然后根據(jù)壓力的方向垂直于受力面，并過(guò)壓力作用點(diǎn)表示出壓力的方向即可。
【例7】如圖為一蓄水池，A、B是水池側(cè)壁上兩塊面積相等的小瓷磚，請(qǐng)畫(huà)出A、B所受水的壓力的示意圖。
【解析】從A、B兩點(diǎn)作垂直側(cè)壁向右的壓力，如圖所示：
【總結(jié)】此題主要考查的是液體壓力的特點(diǎn)，本題的關(guān)鍵是確定壓力的作用點(diǎn)和方向，并會(huì)用力的示意圖表示力的三要素。解答此題需要掌握液體壓力的特點(diǎn)：①液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓力；②液體壓力隨深度的增加而增大；根據(jù)壓力與接觸面垂直并指向接觸面外，從A、B點(diǎn)表示出壓力的方向。
【例8】一靜止在水平面上的物體受到大小為10 N，與水平地面成45°角斜向右上方的拉力，畫(huà)出物體所受拉力的示意圖。
【解析】拉力的作用點(diǎn)在物體右邊緣的中點(diǎn)，方向與水平方向成45°角斜向右上方，大小為10 N，如下圖所示：
類型二、物體受力分析作圖：①只分析物體受到的力，順序?yàn)橄戎亓?、后彈力，最后確定是否受摩擦力以及摩擦力的方向；②物體處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）時(shí)，物體在各方向上受力平衡，注意各力的大?。ň€段長(zhǎng)度）一致；③根據(jù)物體處于平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài)，確定力的大小和方向。
【例9】在水平粗糙地面上，木塊以初速度v向右減速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出木塊的受力示意圖。
【解析】木塊沿粗糙斜面上向上減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，木塊受到重力、摩擦力和支持力作用，過(guò)A點(diǎn)作豎直向下的重力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。如圖所示：
【分析】木塊以初速度v向右減速運(yùn)動(dòng)，木塊受到豎直向下的重力、沿斜面向左的摩擦力和垂直于地面向上的支持力作用，據(jù)此按照力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出各個(gè)力。
【例10】隨著我國(guó)近年經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，各地對(duì)教育的投入大大增加，各學(xué)校的教育教學(xué)環(huán)境和條件得到了極大的改善。教室里，傳統(tǒng)的木質(zhì)黑板和毛制黑板刷被新型金屬黑板和磁性黑板擦替代，電子白板等多媒體教學(xué)設(shè)備得到了廣泛運(yùn)用……如圖所示，磁性黑板擦A可以吸在豎直金屬黑板面上不掉下來(lái)，O為黑板擦的重心。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出黑板擦靜止吸附在黑板上時(shí)的受力示意圖。
【解析】在水平方向上，物體受水平向左的支持力和水平向右引力；在豎直方向上，物體受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力；然后過(guò)物體的重心作豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力。如圖所示：
黑板擦在豎直黑板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，豎直方向上受平衡力的作用，受豎直向下的重力G和黑板對(duì)它豎直向上的摩擦力f，作用點(diǎn)都畫(huà)在黑板擦的重心上，如圖所示：
【分析】先對(duì)物體進(jìn)行受力分析，即從豎直方向和水平方向進(jìn)行受力分析，然后用力的示意圖表示物體所受到的力。
【例11】如圖所示，用一根細(xì)繩拴著一個(gè)沙袋，甩起來(lái)，使沙袋繞手做圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出此時(shí)沙袋的受力示意圖（不考慮空氣對(duì)沙袋的作用）。
【解析】細(xì)繩拉著沙袋繞手做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)沙袋受重力和細(xì)繩的拉力，重力方向豎直向下，拉力方向沿細(xì)繩指向手，作用點(diǎn)在沙袋的重心上，如圖所示：
【例12】如圖，利用輕桿將小球A固定在小車上，整體靜止在水平面上。以球心為作用點(diǎn)，作出小球A所受力的示意圖。
【解析】利用輕桿將小球A固定在小車上，整體靜止在水平面上，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，受到豎直向下的重力G、豎直向上的支持力F的作用，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，大小相等，作用點(diǎn)在球的中心，如圖所示：
【例13】如圖所示，小紅站在某商場(chǎng)勻速向上運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)扶梯上，請(qǐng)畫(huà)出小紅所受力的示意圖（小紅身上的O點(diǎn)為其重心）。
【解析】小紅受豎直向下的重力和豎直向上的支持力，過(guò)重心作豎直向下的力（即重力）和豎直向上的力（即支持力）；如圖所示：
【總結(jié)】本題考查物體受力情況分析和示意圖表示力的方向和作用點(diǎn)，注意二力大小相等，作圖時(shí)，線段長(zhǎng)度相等。小紅隨自動(dòng)扶梯一同勻速上升，因此小紅相對(duì)于扶梯靜止，因此小紅受豎直向下的重力和豎直向上的支持力，并且二力是一對(duì)平衡力；確定重心的大致位置，然后表示出二力的方向。
【例14】如圖，鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，請(qǐng)?jiān)趫D中虛線處畫(huà)出此時(shí)鋼球的受力示意圖。
【解析】鋼球共受到重力、支持力和摩擦力三個(gè)力的作用；
過(guò)鋼球的重心沿豎直向下的方向作出重力，用G表示，過(guò)鋼球的重心沿垂直于斜面向上的方向作出支持力，用F表示，過(guò)鋼球的重心沿與斜面平行向上的方向作出摩擦力，用f表示：
【總結(jié)】畫(huà)力的示意圖，首先要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，看物體受幾個(gè)力，要先分析力的大小、方向和作用點(diǎn)，再按照畫(huà)圖的要求畫(huà)出各個(gè)力。首先對(duì)鋼球進(jìn)行受力分析，此時(shí)鋼球共受到重力、支持力和摩擦力三個(gè)力的作用，然后按照力的示意圖的畫(huà)法畫(huà)出這三個(gè)力即可。
【例15】如圖所示，物塊M正在加速下沉，請(qǐng)畫(huà)出此時(shí)物塊受到的重力與浮力。
【解析】（1）以物塊重心為力的作用點(diǎn)，分別沿著豎直向下的方向和豎直向上的方向做出物塊受到的重力和浮力；
（2）由于物塊是加速下沉，所以其受到的浮力小于重力。因此在做力的示意圖時(shí)，要保證浮力小于重力。如圖所示：
【總結(jié)】此題考查了力的示意圖的畫(huà)法、重力的方向、浮力的方向。通過(guò)物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)確定浮力和重力的大小關(guān)系是此題中比較容易出錯(cuò)的地方。做力的示意圖的題目時(shí)，要注意題目要求：是讓畫(huà)所受力的示意圖還是畫(huà)所受哪個(gè)力的示意圖。
（1）水中的物塊在豎直方向上受到兩個(gè)力的作用：豎直向下的重力和豎直向上的浮力。
（2）根據(jù)物塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以確定物塊受到的重力與浮力的大小關(guān)系。從而可以做出其受到的力的示意圖。
【例16】如圖“蛟龍?zhí)枴睗撍?zhí)行完某次任務(wù)時(shí)，工作人員欲對(duì)它進(jìn)行保養(yǎng)，請(qǐng)畫(huà)出潛水艇靜止在海面時(shí)的受力示意圖。
【解析】潛水艇在水中漂浮，受到重力和浮力的作用，重力等于浮力；重力和浮力的作用點(diǎn)都在重心上；重力豎直向下，浮力豎直向上；如圖所示：
【分析】潛水艇在水中受重力與浮力的作用，物體漂浮時(shí)浮力等于重力。