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专项突破(五)力学作图力学作图主要包括力的示意图、力臂的画法以及滑轮组的绕线方法。画力的示意图要注意三个要点:①力的作用点的位置;②力的方向;③力的大小以及物理量的符号。画力臂要注意三点:①支点的位置;②画力的作用线;③标出力臂。做滑轮组绕线的作图题时要注意两点:①绳子的股数n;②拉力的方向。类型一受力分析作图例1(2019·江苏泰州中考)如图,货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,画出该货物的受力示意图。答案:如图所示。方法归纳画力的示意图的一般步骤一画简图,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。解析:货物随传送带一起水平向右做匀速直线运动,货物与传送带间没有相对运动,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。对应练1(2019·四川乐山中考)如图,小翔站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,最终会停止下来。将小翔和滑板车看作一个物体,请画出此过程中该物体所受力的示意图(力的作用点画在重心O点上)。答案:如图所示。解析:小翔站在滑板车上水平向左运动,不再蹬地后,将小翔和滑板车看作一个整体;该整体在竖直方向上受到竖直向下的重力G和地面向上的支持力FN的作用,另外,由于小翔和滑板车一起向左运动,所以还受到地面向右的摩擦力F阻的作用。类型二杠杆作图例2(2019·辽宁辽阳中考)如图甲是爆米花锅,锅盖被锁扣紧锁在锅口。为了方便打开锅盖,爆米花师傅在锁扣上加装一个钢管,与锁扣构成杠杆AOB,扳动钢管的A点,就能打开锁扣。图乙是其简化图,O为支点,F2是阻力。请在乙图中画出打开锅盖时:(1)阻力F2的力臂l2。(2)作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。答案:如图所示方法归纳力臂是支点到力的作用线的距离,不是到作用点的距离。解析:(1)过支点O作F2的作用线的垂线,即为阻力臂l2;(2)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OA作为动力臂时最长;动力的方向应该向左,过点A垂直于OA向左作出最小动力F1的示意图。对应练2(2019·广东深圳中考)如图所示,在C点用力把桌腿A抬离地面时,桌腿B始终没有移动,请在C点画出最小作用力的示意图。答案:如图所示。解析:连接BC,则BC就是最长的动力臂,根据杠杆平衡的条件,要使杠杆平衡动力方向向上,据此可画出最小的动力。1.(2019·山东德州中考)如图所示,一质地均匀的小球由a点沿轨道滚下,请画出小球运动至最高点c时所受重力和支持力的示意图。答案:如图所示。解析:过球心作竖直向下的重力G和以小球与斜面接触的点为作用点垂直斜面向上的支持力F。2.(2019·安徽二模)如图所示,重为30N的物体在15N的水平向右的推力作用下刚好能做匀速直线运动,当水平向右的推力变为20N时,请在图中作出此时物体所受合力的示意图。答案:如图所示。解析:用15N的水平推力推物体,物体在水平地面上做匀速直线运动,物体水平方向上受到推力和摩擦力作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力的大小是15N;若将推力增大到20N时,物体对水平面的压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,还是15N,因为推力的方向向右,摩擦力的方向向左,则物体所受合力F合=F-Ff=20N-15N=5N,方向水平向右。3.(2019·云南中考)请在图中画出细线悬挂的小球摆动到图示位置时受到的力的示意图(不考虑空气阻力)。答案:如图所示。解析:不考虑空气阻力。小球摆动过程中,受到重力和绳子拉力的作用。过球心作竖直向下的重力和沿绳子斜向上的拉力。4.(2019·吉林中考)请在图中画出动力F1的力臂L1。答案:如图所示。解析:从支点O向F1的作用线作垂线,垂线段的长度为动力臂L1。5.(2019·四川眉山中考)如图所示,用一根硬棒搬动一个石块,棒的上端A是动力的作用点,若要用最小的力搬动石块,请标出杠杆的支点O,并画出最小动力F的示意图。答案:如图所示。解析:由图示可知,当杠杆与地面的接触点为支点时,作用在A点的动力力臂最大,此时动力最小,力垂直于杠杆向上。6.(2019·安徽瑶海区二模)如图a,人在行走中,脚掌的骨骼可看作杠杆。请在图b中画出腓肠肌对此杠杆拉力F1的力臂。答案:如图所示。解析:根据题图可知,人在行走中,支点在脚掌与地面的接触面上,腓肠肌对此杠杆拉力F1的方向向上;反向延长拉力F1的作用线,过支点O作F1的作用线的垂线段,即为其力臂L1。7.(2019·安徽亳州模拟)杠杆AO在力F1、F2的作用下处于静止状态,L2是力F2的力臂,在图中画出力F1的力臂L1和力F2。答案:如图所示。解析:过力臂L2的右端,作垂直于L2的直线,与杠杆OA的交点为力F2的作用点,方向斜向右上方,即为F2;作F1的反向延长线,过支点O作F1的垂线,即为F1的力臂L1。8.(2019·四川达州中考)轻质杠杆OABC能够绕O点转动,已知OA=BC=20cm,AB=30cm,在B点用细线悬挂重为100N的物体G,为了使杠杆在如图所示的位置平衡,请在杠杆上作出所施加最小动力的图示(不要求写出计算过程)。答案:如图所示。解析:根据杠杆的平衡条件,要使力最小,则动力臂应最长,即连接OC为最长的力臂,力的方向与OC垂直且向上,根据勾股定理和全等三角形定理可得,动力臂OC=50cm,故根据杠杆平衡条件可得F1×OC=G×OA,代入数值可得F1×50cm=100N×20cm,解得F1=40N,选取标度为20N,过C点作出最小动力,使线段长度为标度的2倍。