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1、专项五作图重难点18力学作图【知识梳理】力学作图，主要是力的示意图、杠杆的五要素作图、组装滑轮组的作图。【易混淆点】1.力的示意图和力的图示混淆。力的图示中去掉标度即为力的示意图。2.杠杆作图中力的方向：若支点在杠杆中部，力的方向可以相同；若支点在一端，力的方向相反。3.组装滑轮组的作图中绳子固定端的确定。遵循“奇动偶定”，当承担重物的绳子的股数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承担重物的绳子的股数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。【典例分析】【例1】(2020孝感11)如图所示，放在水平地面上的小车B与弹簧相连，弹簧处于伸长状态，物体A与小车B均静止。请画出：物体A的重力示意图（O为物体A
2、的重心）；弹簧对小车B的弹力示意图。【答案】【分析】物体A受到的重力的作用点在物体A上的O点，方向竖直向下，画出一条带箭头的线段，在箭头附近标注字母G。弹簧对小车B的弹力，作用点在小车B上，因为弹簧处于伸长状态，弹力的方向与弹簧形变方向相反，所以弹力方向水平向右，画出一条带箭头的线段，在箭头附近标注字母F，如答案图所示。【思路小结】作图之前，要先做受力分析，注意力的作用点的位置和方向。【例2】(2020青岛24)小明在践行青岛市中小学生全面发展“十个一”活动中，进行了一次远行研学。他所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的端点。在A点沿图示
3、方向施加拉力F，旅行箱静止。请完成下列问题：(1)画出拉力F的力臂L。(2)要使作用在A点的拉力减小，保持其他条件不变，下列做法可行的是（选填所有符合要求的选项序号）。缩短拉杆的长度使拉力方向顺时针改变30使拉力方向逆时针改变60将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至【答案】 (1)(2)【分析】(1)过支点O做拉力F作用线的反向延长线的垂直距离为力臂L，如答案图所示。(2)拉杆箱的重力、重力的力臂不变；缩短拉杆的长度，则拉力的力臂变短，根据杠杆的平衡条件可知拉力变大，该方法不可行；拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向顺时针改变30，此时拉力的力臂为0，不省力，即不能使作用在A点的拉力
4、减小，该方法不可行；拉杆箱的重力、重力的力臂不变；使拉力方向逆时针改变60，此时拉力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，该方法可行；拉杆箱的重力不变，将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B，重力的力臂变短；拉力方向不变，拉力的力臂不变；根据杠杆的平衡条件可知拉力变小，该方法可行。选。【思路小结】做杠杆类图示，注意几个关系：力的作用线与力的方向重合；力臂与力的作用线垂直；力臂的起点在支点，终点在力的作用线上（不一定是杠杆上）；当力臂与杠杆重合时力臂最长。【真题操练】1.（2020襄阳20）请画出木块所受重力的示意图。【答案】【解析】重力的作用点在重心上，规则的几何体的重心在物体的几
5、何中心上，如图O点，重力的方向竖直向下，如答案图所示。2.(2020遂宁16【2】)请根据要求作图（保留作图痕迹）。一木箱静止于斜面，请作出木箱对斜面的压力示意图。【答案】【解析】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、带箭头的线段，符号为F，如答案图所示。3.(2020泰安20)一小球沿弧形轨道下滑，画出小球在图中位置时受到重力的示意图。【答案】【解析】重力作用点在小球的球心，过重心作竖直向下的线段，在线段的末尾标出力的方向，如答案图所示。4.(2020随州13)如图所示，在体育课上小明从被竖直的绳子吊着的爬杆上匀速下滑，请画出此时爬杆在竖直方向的受力示意图。
6、【答案】【解析】从被竖直的绳子吊着的爬杆上匀速下滑，受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力作用，故爬杆也受到小明对它的向下的摩擦力f，其次爬杆还受竖直向下的重力G和绳子对它向上的拉力F，三个力的合力为0，过爬杆的重心分别向上和向下画出三个力，如答案图所示。5.(2020武威15)足球运动员用力将足球踢出，足球在水平地面上滚动过程中的受力示意图正确的是图中的_（选填：“甲”或“乙”）图。【答案】乙【解析】被踢出去的足球，与脚分离，力F不存在，在水平地面上向前滚动，只受到重力、支持力和摩擦力的作用，故乙图正确。6.(2020黔西南16)如图所示，物体以某一速度v沿斜面匀速下滑。作出该物体所受各力的示
7、意图。【答案】【解析】斜面上的物体，受到重力作用，斜面对物体的支持力作用，物体匀速下滑，所以受到沿斜面向上的摩擦力作用，如答案图所示。7.（2020菏泽18）如图一木块静止在水面上，请作出木块所受重力和浮力的示意图。【答案】【解析】木块静止在水面上，处于漂浮状态，物体受到的浮力等于重力，且F浮G。过重心作竖直向下的重力和竖直向上的浮力，如答案图所示。8.（2020乐山21）如图所示，太阳能汽车在水平公路上向右匀速行驶，请在图中画出汽车受力的示意图（力的作用点画在重心O点上）。【答案】【解析】在水平公路上向右匀速行驶的太阳能汽车，在水平方向上受牵引力和摩擦力作用，大小相等。在竖直方向受重力和支持
8、力作用，大小相等。从重心分别沿竖直向下、竖直向上、水平向右、水平向左画各一条带箭头的线段，分别是G、F支持力、F牵引力、F阻力。注意重力、支持力长度相等；牵引力、阻力长度相等。如答案图所示。9.(2020黔东南州15)如图所示，用一根细绳将杠杆AOB在O点悬挂起来，B处挂一重物G，请你在杠杆上画出最小的动力F1及动力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。【答案】【解析】B点离支点最远，故最长的力臂为OB即为力臂l1，过B点作垂直于OB的作用力F1，为使杠杆平衡，力F1的方向向上；如答案图所示。10.(2020黔南州17)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，在B点用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，使杠杆水平平衡
9、，如图所示。画出弹簧测力计对杠杆拉力F的示意图；F的力臂。【答案】【解析】用弹簧测力计沿CD方向拉杠杆，拉力的作用点在B点，方向沿BD向下，过拉力的作用点，沿拉力的方向画一条有向线段，用F表示，过支点O做F的垂线即为F的力臂，如答案图所示。11.(2020德州20)阿基米德在发现了杠杆原理之后，发出了“给我一个支点，我能够撬动地球”的感慨，请在设想示意图中，画出作用在A点的最小动力F1及其动力臂l1（图中O为支点）。【答案】【解析】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F1作用在A点，OA是最
10、长的力臂L1，则力F1应与OA垂直且向下；如答案图所示。12.（2020淮安19【4】）向下拉绳将重物提升，画出图中滑轮组绕绳方法。【答案】【解析】向下拉绳将重物提升，从绳子自由端向上绕起，先绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮，最后系在定滑轮下面的挂钩上，如答案图所示。13. (2020威海22)如图所示，用滑轮组提升物体，已知滑轮质量均为2kg，物体重100N，绳子能承受的最大拉力为50N。请画出绳子的正确绕法，并在绳的末端标出力的方向。（不考虑绳重及摩擦）【答案】【解析】滑轮的重力为：G轮=mg=2kg20N/kg=20N,滑轮和物体总重力为：G总=100N+20N=120N已知绳子能承受的最大拉力为50N，则需要的绳子股数n=G总/G绳子=120N/50N=3。所以滑轮组上绳子承担重物的段数为3，起点从动滑轮的挂钩开始，绳子末端的拉力向上，如答案图所示。14.在图中画出滑轮组最省力的绕线方法【答案】【解析】从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物体与水平面的摩擦阻力，这就是最省力的绕法。如答案图所示。15(2018眉山)如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。【答案】【解析】由于这里是一个直角三角形的杠杆，所以A点处的最长力臂是直角三角线的斜边，而不是直角边。如答案图所示。9