内容正文:
中考作图专项(力学)
力的示意图的画法
(1)确定受力物体;
(2)确定力的作用点,作用点必须画在受力物体上,通常画在物体的重心上;
(3)再沿力的方向画一条线段,在线段的末端画箭头表示力的方向,有时还在箭头的旁边标出力的性质或大小;
(4)线段的长度表示力的大小,在同一图中,如果物体受到几个力的作用,在画这几个力的示意图时,力越大,线段应该画得越长。
常见的弹力
1、压力:物体间由于相互挤压而垂直作用在受力面上的力。压力作用在被压物体的受力面上,总是垂直于物体的受力面,指向被压物体,作用点可以等效在受力面中心。例如,图甲所示,物体对斜面的压力。
2、支持力:由于支持面发生弹性形变,对被支持的物体产生的弹力,通常称为支持力。支持力作用在被支持物上,垂直支持面指向被支持物。例如,图乙所示,斜面对物体的支持力。
3、拉力:作用点在绳与被拉物体的接触点上,方向沿着绳子指向绳子收缩的方向。例如,图丙所示,绳子对小球的拉力。
重力的方向:总是竖直向下的。
重心的位置
(1)形状规则、质量分布均匀的物体,它的重心在它的几何中心上。
(2)质量分布不均匀的物体,重心的位置除与物体的形状有关外,还跟物体的质量分布有关。
(3)物体的重心不一定在物体上。
(4)为了研究问题方便,在受力物体上画力的示意图时,常把力的作用点画在重心上。
判断摩擦力方向的三种方法
(1)由摩擦力概念判断:摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。
(2)由假设法判断:此方法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑、无摩擦,分析两物体的相对运动情况,然后根据摩擦力阻碍物体相对运动确定摩擦力的方向。
(3)由二力平衡的条件判断:一对平衡力的方向相反,可以通过与摩擦力相互平衡的另一个力的方向来判断摩擦力的方向。
结合运动图像分析摩擦力的大小
(1)分析运动物体所受滑动摩擦力时,若物体做匀速直线运动,则可根据二力平衡知识直接解答;
(2)若物体做加速运动或减速运动,此时物体不处于平衡状态,则分析物体与接触面之间的压力及接触面的粗糙程度是否发生变化(一般均不变),若不变,则滑动摩擦力的大小不变。
指定力作图的方法
(1)确定力的作用点:几何中心(接触点或接触面上等);
(2)确定力的方向:重力的方向总是竖直向下;压力、支持力的方向与接触面垂直;摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势方向相反;
(3)画力:过力的作用点沿力的方向画力(不同大小的力,线段长短不同),并标出力的方向和符号。
受力分析作图方法
(1)定对象:确定研究对象,即受力物体;
(2)看状态:若处于静止或匀速直线运动状态,则受力平衡; 若处于加速、减速状态,则受力不平衡;
(3)寻找力:按照(重力→弹力→摩擦力→其他力)顺序寻找物体受到的力;
(4)检验:根据研究对象的运动状态和平衡力的知识来检验此受力分析是否正确。
如图所示,足球在水平草地上向左减速滚动,请画出足球的受力示意图。(力的作用点画在足球的重心)
【答案】见解析
【解析】足球在水平草地上向左减速滚动,受重力、支持力和摩擦力,过足球的球心分别沿竖直向上、竖直向下和水平向右的方向画一条带箭头的线段,分别用符号G、F和f表示,如图所示:
如图为细线下小球摆动过程中的一个瞬间,忽略空气影响,请你画出小球所受力的示意图。
【答案】见解析
【解析】忽略空气对小球的影响,小球摆动过程中的一个瞬间受到拉力和重力的作用,过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力,如图所示:
如图所示,木块以初速度v沿表面粗糙的固定斜面向上运动,画出木块对斜面作用力的示意图。
【答案】见解析
【解析】物体间力的作用是相互的,物体受到斜面的支持力和摩擦力,因此物体对斜面有压力和摩擦力;压力垂直于斜面向下,斜面对物体的摩擦力沿斜面向下,物体对斜面的摩擦力沿斜面向上,作用点都必须画在斜面上,如图所示:
如图,一包货物随水平放置的传送带一同向右匀速运动,请画出货物的受力示意图。
【答案】见解析
【解析】由于物体和传送带一起匀速运动,它们相对静止,所以物体不受摩擦力的作用,只受重力和支持力的作用,并且这两个力是一对平衡力,F支=G;然后过重心沿竖直向下的方向和竖直向上的方向表示出重力和支持力,注意两条线段长度要相等。如图所示:
如图所示,五代时期的文物倒流壶静止在博物馆的水平展台上,请在O点画出倒流壶受到的重力G和支持力F的示意图。
【答案】见解析
【解析】倒流壶在重力与支持力的作用下处于平衡状态,重力与支持力大小相等,过重心分别做竖直向下、竖直向上的带箭头的直线分别表示重力与支持力,两力的线段等长,如图所示:
请在图中画出重锤静止时受力的示意图(以“O”点为力的作用点)。
【答案】见解析
【解析】重锤静止时受到平衡力的作用,过重锤的重心作竖直向下的重力和沿绳子向上的拉力,因为拉力和重力是平衡力,故二者线段长度要相等,如图:
一辆汽车运送货物,水平车厢中的货物与车一起沿平直的公路做匀速直线运动,请在图中画出该货物的受力示意图。
【答案】见解析
【解析】货物随车一起沿平直的公路做匀速直线运动,货物与车间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以货物不受摩擦力,只受两个力作用:重力和支持力,并且这两个力是一对平衡力;重力方向竖直向下,作用点在重心,支持力方向竖直向上,作用点也画在重心上,其受力示意图如图所示:
如图,手按压水平桌面并向左滑动,可感受到桌面对手的支持力和摩擦力。请以A点为作用点,画出桌面对手的支持力和摩擦力的示意图。
【答案】见解析
【解析】桌面对手的支持力垂直于水平桌面向上,手按压水平桌面并向左滑动,桌面对手的摩擦力与相对运动方向相反,水平向右。
平衡力和相互作用力的比较
判断一对平衡力时忽略第三个物体
如图所示,甲乙静止在地面上。其中对物体乙进行分析时,容易忽略甲对乙还有力的作用。所以不能说乙的重力和地面对乙的支持力是一对平衡力,因为乙同时还受到甲给乙向下的压力。
速度为零≠静止
物体静止时速度为零,但物体速度为零时并不一定静止,如竖直上抛达到最高点的物体在最高点时速度为零,但不能保持,故在最高点时物体不是处于静止状态。
如图所示是遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的情景,请画出遥控飞机竖直方向上的受力示意图。
【答案】见解析
【解析】遥控飞机沿图示虚线方向匀速飞行的过程中,在竖直方向上,受到竖直向下的重力和竖直向上升力作用,这两个力是一对平衡力,重力从重心竖直向下画,升力从重心竖直向上画,如图所示:
在图中画出被投出去的篮球所受力的示意图(不计空气阻力)。
画出图中物体此时的受力示意图。
图中桃子重3N,静止在水平桌面上,请作出桃子所受的力的示意图。
放风筝是我国的一项民俗。请在图中画出风筝所受的重力和拉力的示意图。
如图一个物块静止在斜面上,请在图中物块重心处画出物块所受的支持力和摩擦力的合力F合的示意图。
(1)图(a)中虚线表示足球在空中飞行的路线。若足球的质量为0.5kg,则它所受的重力是_______N。请画出足球在图示位置时所受重力的示意图。(g取10N/kg)
(2)如图(b)所示,画出一个从斜面上下滑的物体所受重力作用的示意图。
(3)如图(c)所示,用与水平方向成30°角方向斜向右上方、大小为750N的力向右拉车(作用点在A点),画出这个拉力的示意图。
误认为浸没在液体中的物体一定受到浮力作用
若浸没在液体中的物体下表面和容器底紧密接触,则液体对物体向上的压力为零,物体将不受浮力的作用,只受向下的压力。如在水中的桥墩、陷在淤泥中的沉船等。
一对相互作用力
一对平衡力
图示
描述
桌子对书的支持力N和书对桌子的压力F
桌子对书的支持力N和书的重力G
相同点
大小相等(等大)
方向相反(反向)
作用在同条一直线上(共线)
不同点
作用在同一物体上
分别作用在两个物体上
$$