期末专题复习 专题07 力学作图 2024-2025学年人教版八年级下册物理

专题07 力学作图 知识清单 考点狙击 解题大招 典例分析 知识清单 一、画力的示意图 1．力的大小、方向和作用点都会影响力的作用效果，它们叫做力的三要素。因为力的三要素决定了力的作用效果，所以我们描述一个力时，就必须指明该力的三要素。 2．牢记：重力的方向始终竖直向下，而浮力的方向始终竖直向上。 二、杠杆五要素的识别 1．支点（O）：杠杆绕其转动的固定点，通常用“O”表示。 2．动力（F₁）与阻力（F₂）： 3．动力：使杠杆转动的力（方向由题目或实际作用判断）。 4．阻力：阻碍杠杆转动的力（方向与动力相反或根据实际作用判断）。 5．力臂（L₁/L₂）：从支点到力的作用线的垂直距离。 考点狙击 考点01 画力的示意图 1．因为力的三要素决定了力的作用效果，所以我们描述一个力时，就必须指明该力的三要素。 2．画力的示意图：首先，应弄清力的大小、方向、作用点，然后从力的作用点开始，沿力的方向画一条线段，在线段末端画上箭头，在箭头旁标明该力的字母符号，在同一图上画几个力的示意图时，力越大线段应越长，大小相同的力线段长度应相等。 3．画力的示意图的步骤： （1）确定受力物体； （2）在受力物体上画出力的作用点； （3）确定力的方向后沿力的方向画一条线段； （4）在线段的末端标箭头，在箭头旁标出所画力的符号、数值大小和单位。 【典例1】（2025春•盐城校级期中）按要求作图，并保留作图痕迹。如图所示，一吊灯悬挂在天花板上，请画出吊灯所受到的重力的示意图。 【答案】 【分析】根据重力的方向是竖直向下的，从物体重心做竖直向下的力即可； 【解答】解：重力的方向是竖直向下的，从物体重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如图所示： 【点评】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。 【典例2】（2025春•东台市月考）如图所示，用手向右拉动弹簧使弹簧发生形变，请画出弹簧对手的弹力的示意图。 【答案】 【分析】根据力的示意图的定义，将弹簧对手指弹力的方向、作用点表示出来即可。 【解答】解：用手向右拉动弹簧使弹簧发生形变，被拉长的弹簧对手指的弹力作用在食指和拇指之间，方向水平向左，画出弹簧对手指弹力F的示意图如答案图所示。 【点评】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。 【典例3】（2025春•盐城校级期中）如图所示，用细线把一质量为m的小球悬挂起来。将小球从位置B拉到位置A，松手后，小球就在A、C之间来回摆动，请画出小球到达最高点C时，受到的力的示意图。 【答案】 【分析】首先对小球到达最高点C时进行受力分析，然后按照力的示意图的画法画出各个力。 【解答】解：小球到达最高点C时，受到重力和拉力的作用，过球心作竖直向下的重力G和沿绳子斜向上的拉力F．如图所示： 【点评】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。 【典例4】（2025春•海门区期中）如图，车站安检处箱子A随传送带水平向右匀速运动，画出A的受力示意图。 【答案】 【分析】箱子做水平方向向右匀速运动，箱子受到两个力：它的重力G，传送带对它的支持力F，这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用点在物体的重心。 【解答】解：由于箱子和传送带一起匀速运动，它们相对静止，所以箱子不受摩擦力的作用，只受重力和支持力的作用，并且这两个力是一对平衡力，F＝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。 【点评】画力的示意图，要先确定力的三要素，用一条带箭头的线段把三要素表示出来，标上字母符号，有的要标出力的大小。 【典例5】（2025春•鼓楼区期中）如图所示，操场上一位质量为M的同学正沿着质量为m的杆向上爬，请画出杆受到的摩擦力与支持力的示意图。 【答案】 【分析】先对同学进行受力分析，然后再对爬杆进行受力分析。 【解答】解：该同学的重力为Mg，爬杆受到的重力为mg， 该同学向上匀速爬杆时，杆受到的摩擦力的方向竖直向下，大小为Mg；由于杆处于静止状态，所以地面对爬杆的支持力为Mg+mg，方向垂直于地面向上，两个力的作用点都在杆的重心O上，如答案图所示。 【点评】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。 考点02 有关杠杆的作图 1．已知力画力臂 步骤：（1）标出支点O；（2）沿力的方向延长力的作用线（用虚线）；（3）从支点O向力的作用线作垂线，垂足用直角符号标记；（4）用大括号或双箭头标出力臂，标注L₁或L₂。 2．已知力臂画力 步骤：（1）连接支点O与力臂的末端（虚线）；（2）过力臂末端作该虚线的垂线（力的作用线）；（3）根据杠杆转动方向判断力的方向（动力与阻力方向相反）；（4）标出力的符号（F₁或F₂）。 关键：力的方向必须使杠杆平衡（动力和阻力对支点的力矩方向相反）。 3．最小动力的作图 原理：当力臂最大时，动力最小（通常力臂为支点到动力作用点的连线）。 步骤：（1）连接支点O和动力作用点（最远点）；（2）作该连线的垂线，即为力的作用线；（3）根据杠杆转向确定动力方向（与阻力效果相反）；（4）标出最小动力F₁。 4．杠杆作图的注意事项 （1）力臂不是支点到力的作用点的距离，而是到力的作用线的垂直距离！ （2）力的方向必须与杠杆的转动效果一致（如撬石头时动力向下，阻力向上）。 （3）若杠杆处于平衡状态，动力和阻力的力矩必须使杠杆顺时针和逆时针效果抵消。 （4）阻力作用点应画在杠杆上，力臂不一定在杠杆上，力臂可用虚线画出并用大括号标明，也可用实线画出。 【典例1】（2024•眉山）同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F1为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力F1的力臂L1； （2）A点，脚对地面压力F的示意图。 【答案】 【分析】（1）从支点到力的作用线的垂直距离是力臂； （2）压力是垂直作用在物体表面的力。 【解答】解：（1）O为支点，先延长动力F1作用线，从O作F1垂线，即为动力臂L1； （2）压力是垂直于地面，方向向下，从A垂直于地面画出压力，如答案图所示。 【点评】本题考查力臂与压力，属于基础题。 【典例2】（2024•辽宁模拟）如图所示，在A点拉动灯头AB绕O点转动可以调整台灯的照射方向，O1为灯头AB的重心。画出： （1）拉力F的力臂l； （2）灯头AB所受重力G的示意图。 【答案】如图所示 【分析】力臂是支点到力的作用线的距离；物体的重力的作用点在重心，方向是竖直向下的。 【解答】解：从支点到力的作用线的距离叫做力臂，过支点O作拉力F的作用线的垂线段即为力臂l；灯头AB所受重力G的方向竖直向下，作用在重心O1，作图如答案图所示。 【点评】本题考查了重力的示意图的作法和力臂的作法，注意力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离。 【典例3】（2024•日照）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力F1、动力臂l1和阻力F2。 【答案】。 【分析】根据杠杆的五要素和力臂的概念进行作图。 【解答】解：A点为动力的作用点，方向竖直向下，B点为阻力的作用点，根据力臂的定义，作出动力臂L1，核桃夹是省力杠杆，如答案图所示。 【典例4】（2025春•海安市校级月考）如图甲所示，劳动实践课上，同学们尝试用不同的方式用铲子铲土，寻找适合的劳动方法，图乙是其简化图，O为支点，请在图乙中画出作用在A处的最小动力F及其力臂L。 【答案】 【分析】由杠杆的平衡条件可知：当阻力、阻力臂一定时，动力臂最长时动力最小，据此分析解答。 【解答】解：由分析知，用铲子铲土时铲子的动力臂最长时，动力最小，连接支点O和力的作用点A，以OA为力臂是最长的动力臂，由A点做OA的垂线画出最小的力F，方向向上，如图所示： 【点评】杠杆上，已知力的作用点时，以支点到力的作用点间距离为力臂是最长力臂；力的作用点未知时，以支点到距支点最远点间距离为力臂是最长的力臂。 【典例5】（2025•通州区一模）如图为我国古代投石机的简化图，O为支点。发射石弹前用力将A端拉下并放好石弹，发射时撤掉A端外力即可，请在图中画出装弹前人施加在A端的最小力F1及其力臂l1。 【答案】。 【分析】根据杠杆平衡条件，在阻力、阻力臂一定时，当动力臂最长时，动力最小，据此结合图分析解答。 【解答】解：图乙中支点在O点，用虚线连接OA作为动力臂时，动力臂最长；过A点作垂直于OA斜向下的力F，并标上箭头和垂直符号，如答案图所示。 【点评】本题考查了杠杆的最小力问题，属于基础知识。 考点03 滑轮组的绕绳方法 1．滑轮（组）的绕线方法 （1）由滑轮组省力公式求承担力的绳子段数n； （2）根据“奇动偶定”确定绳子固定端位置； （3）由内到外顺次绕，画直线且与滑轮边缘相切。 2．绳子的段数与绳子的起点的关系是“奇动偶定”。即偶数段的绳子的起点在定滑轮的挂钩上，而奇数段绳子的起点在动滑轮的挂钩上。 3．判断n的方法：数直接拉动物体的绳子数量（即绕过动滑轮的绳子）。 4．最省力的绕法：尽量让n最大（即从动滑轮开始绕）。 5．拉力方向的选择：如果题目要求“人站在地面拉”，则必须让拉力方向向下（从定滑轮开始绕）。 【典例1】（2024•凉山州）某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练，请画出滑轮组的绕线方式。 【答案】 【分析】绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮再向上绕到定滑轮上，依次反复绕，这种绕法有偶数段绳子承担物重。 【解答】解：由图可知，拉力的方向水平向右，绳子可以先系在定滑轮的固定挂钩上，然后再绕过下面的动滑轮，再向上绕过定滑轮，如答案图所示。 【点评】对于滑轮组的组装与绕线方法，要看清题目的每一个要求，灵活运用，不能死记硬背省力的绕线方法。 【典例2】（2024•顺城区二模）如图，一辆汽车陷入泥潭中，要用滑轮组将汽车拉出，请画出汽车受到重力的示意图（图中点O为汽车的重心）以及最省力的绳子绕法。 【答案】如图所示 【分析】（1）要想使滑轮组最省力，那么就要使滑轮组承担汽车拉力的绳子的段数最多。再根据滑轮组的省力情况由连接动滑轮的绳子的段数决定，最终确定绕绳的方法； （2）根据重力的方向总是竖直向下的可画出汽车受到重力的示意图。 【解答】解：由图示可知，有一个定滑轮，一个动滑轮，滑轮组最大承重绳子的有关股数n＝3；点O为汽车的重心，从O点沿重力的方向竖直向下表示出重力的方向，并标出符号G；如答案图所示。 【点评】滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数，牢记重力的方向总是竖直向下的。 【典例3】（2024秋•秦淮区期末）工人站在地面上用如图的滑轮组提升重物，画出滑轮组的绕绳方式。 【答案】 【分析】在使用滑轮组提升重物时，既要考虑到它的省力情况，还应注意动力的施力方向。 【解答】解：因为滑轮组要求工人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示，由两段绳子承担物重。 【点评】设计滑轮组的绕绳方案应从两方面考虑，一是省力情况，二是绳子自由端的朝向。 【典例4】（2024秋•句容市期末）如图所示，工人站在高处利用滑轮组提升物体，请画出最省力的滑轮组的绕线方式。 【答案】 【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力；有时需根据题意考虑绳子自由端的拉力方向。 【解答】解：图中的滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成；工人站在高处利用滑轮组提升物体，则绳子自由端的拉力方向应向上；所以，需要从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重，这也是最省力的绕法，如答案图所示。 【点评】本题考查了滑轮组的绕线方法，在绕线时不仅要考虑省力情况，同时要根据题意确定绳子自由端的拉力方向。 学科网（北京）股份有限公司 $$