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备战2021年中考倒计时30天专题题型全攻略
专题5 力学作图*************************************************************
(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。采用“三定三标”方法,具体步骤如下:
1.“三定”
(1)定作用点:在受力物体上面出作用点,压力作用点在接触面中心去,其他力的作用点都可以画在物体重心上。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。常见力的方向描述,如重力方向竖直向下,摩擦力方向与物体相对运动或相对趋势方向相反,压力、支持力方向与受力面垂直指向受力物体,拉力方向沿着绳子收缩的方向等。
(3)定长度:尽管长度不能准确的反映力的大小,但在同一图中,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。一对平衡力线段长度相同。
2.“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“”表示。摩擦力一般用“”表示。
(3)标数值和单位:若有力的大小,还应该在箭头旁边标上力的数值和单位。
3.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,一般情况下,压力的作用点画在接触面上,其他力的作用点均可画在物体重心上(若是摩擦力使物体转动,则摩擦力只能画在接触面上),指定作用点的,只能画在指定作用点上。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(下一个专题详解)。
(3)受力分析的顺序:先分析重力,然后环绕物体一周找出与研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他力。简记为:重力一定有,弹力看四周,分析摩擦力,再看电磁浮。
(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确定杠杆主体结构,找到支点;②分清杠杆受到的阻力和动力(容易错画为杠杆对其他物体的力),画好动力作用线和阻力作用线;③从支点向力的作用线引垂线(用虚线表示),画出垂足;支点到垂足的距离就是力臂,用大括号标注出来,并用表示动力臂,表示阻力臂。如图所示。总之,力臂的画法简记为:一找点,二画线,三作垂线段,四标符号。
3.最小动力作图
此类问题中,一般情况下,“阻力×阻力臂”为一定值,要使动力最小,必须使动力臂最大。
最长动力臂的画法:若动力作用点已经给出,那么支点到动力作用点的连线作动力臂就是最长的力臂;若动力作用点没有给出,则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点,二者的连线就是动力臂。
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。
【例题】如图2所示,工人师傅想把一个重800N的油桶滚上一个台阶,他沿最省力的方向推动油桶。在图中画出这个力和它的力臂(支点已在图中给出)。
【分析】由杠杆的平衡条件可知:当阻力、阻力臂一定时,动力臂越大,则动力越小;因此解答此题,只需找出使动力臂最大的动力作用点,然后作动力臂的垂线即可.
【解答】由杠杆的平衡条件可知,在阻力乘阻力臂不变时,动力臂越长所用的动力越小;
如图,支点为O,过支点O做直径OA,过A做OA的垂线,可得动力的作用线,按这个方向用力,动力臂最长,最省力,如图所示。
(三)滑轮组作图
滑轮组作图中,有两点要求:
①滑轮组是用一根绳子绕成;②所提供的滑轮要全部用完。
结合这两个特点,可总结出如下的绕绳方法。
一看:看一下所提供的滑轮中,定滑轮和动滑轮的个数是否相等,如不相等,则绳子的固定端一定连在个数少的滑轮的框架上。
【例1】站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶,请在图1中画出滑轮组绳子的绕法
图1 图2
【解析】图1所给滑轮中,有两个定滑轮,个动滑轮,动滑轮个数少,所以绳子的固定端应连在动滑轮的框架上.具体绕法如图2所示。
【例2】如图3所示装置,绳重及摩擦不计。请利用图示的三个滑轮,补画该滑轮组完整的绕线
图3 图4
【解析】图3所给滑轮中,有一个定滑轮,两个动滑轮,定滑轮个数少,所以绳子的固定端应连在定滑轮的框架上.具体绕法如图4所示。
二读:如所提供的定滑轮和动滑轮的个