力学作图分析(解析版)-2023年中考物理练习(知识清单＋基础＋提高)

专题23力学作图分析

匕知识清巢J

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〃；（2）拉力的方向。

〔例题解析〕

类型一受力分析作图

【例1】如图所示，A处于静止状态，B在拉力作用下向右运动。请在图中画出A物体的受

力示意图（力的作用点图中已标出）。

/////////////////

【例2】在内壁光滑的汽缸内，用重为G的活塞封闭一定质量的气体，把活塞和汽缸按图所

示悬挂，静止在空中，图中已标出缸内气体对活塞的作用力尸，“请画出活塞所受其他力的

示意图。

【例3】如图，斜面上的小球A被挡板B挡住，请画出小球A所受力的示意图。

【例4】如图所示物块正在光滑的水平面上向右滑动，并拉伸弹簧，画出物块受力的示意图

(不计空气阻力)。

类型二杠杆作图

【例5】图甲是生活中常用的一款指甲刀，其中AOB部分可视为杠杆，其简化示意图如图

乙所示，使用时，指甲作用在A点的力视为阻力。请你在乙图中画出：

(1)作用在A点的阻力尸2的示意图。

(2)在B点施加的最小动力Fi及动力臂Zio

【例6】如图所示，用杠杆将物体A吊起，。是支点，请画出拉力Q的力臂Zd和物体A所

受重力的示意图。

【例7】撬棒是生活中常用的劳动工具，如图所示，请画出重物M对撬棒的压力F2以及人

对撬棒的力Q的力臂∕lo

【例8】中医药文化是中华民族悠久历史文化的重要组成部分。如图是用切刀将黄黄切片的

示意图，请你在图中画出施加在手柄上A点最小力F的示意图及其力臂L

【例9】图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力厂和其力臂

类型三滑轮组绕线作图

【例10】一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳

子的自由端要向下拉，请你用笔画代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。

【例1。用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来，试在图中画出最省力的绕绳方法。

【例12］如图所示，请画出最省力的绕线方法，并作出重物所受重力的示意图。

-

Φ

Φ

J

r

φ

φ

□

基础检测（限时30min）

一、作图题

1.一个重IoN的小球放入水中后如图所示，请画出该物体受到的浮力的示意图。

【解析】由图可知，小球在水中漂浮，则根据物体浮沉条件可知，小球受到的浮力

Fn=G=ION

从小球球心作竖直向上的浮力,大小为ION,如图所示:

2.斜面上静止一辆小车，请画出小车所受重力的示意图。（0点为作用点）

•o

【解析】电力的方向竖直向下，过作用点。做竖直向下的有向线段即为重力的示意图，如

图

3.在国家提倡一对夫妻可生育两个子女以后，很多同学家里都有了弟弟妹妹.春节后，小

明也有了一个妹妹。某个春光明媚的周末，在小明的陪同下，妈妈用婴儿车推着妹妹在小

区散步，回来时，遇到单元门口的台阶；为了将婴儿车推上台阶，需要在把手A处施加动

力使婴儿车前轮抬起迈过台阶，如图甲所示。已知婴儿车连同婴儿所受的重力为G,重心

为。，作用在A处的动力F的方向竖直向下、若将婴儿车视为一个杠杆，请在图乙所示的

简化示意图中画出重力G、支点R动力尸和动力臂心

【解析】从重心。作竖直向下的力，即为其重力G；将婴儿车推上台阶，车前轮抬起迈过

台阶，此时若将婴儿车视为一个杠杆，支点后轮与地面的接触点上；从A点作竖直向下的

力，即为动力R从支点尸向动力尸的作用线引垂线，垂线段的长即为动力臂3如图所

示：

4.如图所示，重为IoN的小球放在水平桌面上，请画出小球受到的重力的示意图。

【答案】

【解析】重力的作用点在球的重心上，从重心沿竖直向下的方向画一条线段，在线段的末

端标上箭头表示重力的方向，标上重力的符号G,如下图所示：

5.小华用20N的力拉着重为30N的行李箱行走，拉力的方向与水平面成30。（如图乙中的

a所示），请在图b中画出行李箱所受拉力和重力的示意图。

777777777777777,

(b)

【解析】重力的作用点在物体重心，大小为30N,方向竖直向下；拉力的作用点在A点,

大小是20N,方向与水平地面成30。角的斜向右上方，如图所示：

6.如图甲所示，这是一款弹力软轴乒乓球训练器，学生可以利用它来强身健体，缓解疲

劳。图乙是乒乓球处于静止状态时的示意图，请在图乙中画出乒乓球所受力的示意图。

甲乙

八户支

O

、'G

【答案】

【解析】乒乓球处于静止状态时，受到的重力和支持力是一对平衡力，从球心开始，分别

沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和支持力，二者大小相等，

即七=G,作图时要注意两条线段长度要相等，如下图所示：

AF支

7.如图所示，一金属球沿光滑斜面滚下，请画出该球所受力的示意图。

【解析】小球沿光滑的斜面滚下，不受摩擦力，受重力和斜面给它的支持力，过物体重心

分别沿竖直向下、垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线段，分别用G、F表示，如图

所示：

8.如图所示，货物A随小车B一起向右做匀速直线运动，请在图中作出货物A所受力的

示意图。

【解析】货物A做匀速直线运动，处于平衡状态，A受到竖直向下的重力G和竖直向上的

支持力F,G与F是一对平衡力，它们大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，作用

点在物体的重心，重力从重心竖直向下画，符号为G：支持力从重心竖直向上画，符号为

F,注意两个力长度相同，如下图所示：

9.如图，物体A与传送带一起匀速向上运动，画出物体A对传送带的压力示意图。

【解析】物体A对传送带的压力厂的作用点在物体与传送带的接触面上，方向垂直于传送

带向下，从力的作用点，沿力的方向作有向线段，即可作出压力的示意图，如图所示：

10.画出此机械中最省力的绳子缠绕方式（滑轮都用完）。

////T////

，

6

〃/4〃//

【答案】I一I

【解析】图中滑轮组有两个定滑轮和一个动滑轮组成，绳子首先挂在动滑轮的上挂钩上,

然后绕过下面的定滑轮，再绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，最终有三段绳子承担物

重，这就是最省力的绕法，如下图所示：

〃〃〃//

T

♦

U

11.如图所示是手将图钉按入墙壁的情景，请画出手对图钉压力的示意图。

【解析】手对图钉的压力作用点在图钉上，方向垂直于图钉面向右，如图所示:

12.一辆汽车在一平直的公路上以20m∕s速度匀速行驶。

【解析】汽车在一平直的公路上以20m∕s速度匀速行驶，所以速度是一个定值20m∕s,故

其速度随时间的变化如图所示：

拔高检测（限时30min）

一、作图题

1.如图所示，小球在水中悬浮，请画出小球所受的重力G和浮力F湃

【解析】小球悬浮在水中，处于平衡状态，受平衡力即浮力等于重力，从小球重心开始，

分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段，并分别在线段末尾标上字母G和

F浮（注意两条线段长度要相等），如下图所示：

2.作出小球所受重力和绳子拉力。

【解析】重力的作用点在小球的重心，即它的球心，方向竖直向下；拉力作用点也在小球

的重心上，方向沿细线向上。如图所示

3.一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，请在图中

画出最省力的绕线方式。

【解析】由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，最省力是绕法就是由3段绳子来承担

总的阻力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，滑

轮组绕法如图所示：

4.如图是某同学正在投船球的过程，请画出船球离开手之后，在空中飞行直到落地过程,

其动能EK随时间f变化图像。设铅球离开手时动能为a（不计空气阻力）o

【解析】铅球离手后，铅球在上升过程中，质量不变，速度不断减小，动能不断变小；铅

球在下降过程中，质量不变，速度不断变大，动能不断变大。铅球在最高点时，仍有一定

的速度，故其动能不为零，即图线不能与横轴相交，所以在整个运动过程中，铅球的动能

先变小后变大，如图所示：

5.如图所示，请画出静止在斜面上的物体所受重力、摩擦力和支持力的示意图。

f

【答案】

【解析】重力的方向竖直向下，摩擦力的方向沿斜面向上，支持力方向垂直于斜面向上，

过物体的重心分别沿竖直向下、沿斜面向上以及垂直于斜面向上的方向画一条带箭头的线

段，分别用符号G、F和尸表示；如图所示：

6.用羊角锤拔钉子，羊角锤可以看成一个杠杆，如图所示，如果人在手柄上用力，力的方

向与锤柄垂直，画出动力臂。

【解析】由图可知，用羊角锤拔钉子时，将羊角锤看作杠杆，支点为。、动力B垂直于锤

柄，动力臂为点。到动力作用线的距离L，如图所示：

F1

7.如图所示，物块随传送带一起水平向右匀速运动，请画出物块所受力的示意图（不计空

气阻力）。

【答案】

【解析】物体做匀速直线运动，受到的力是平衡力。在竖直方向上受到的有：竖宜向上的

支持力、竖直向下的重力。因为物体与传送带一起做匀速直线运动，二者没有相对运动，

所以，物体没有受到摩擦力，则在水平方向上没有受力。

8.如图，杠杆自重不计，。为支点，杠杆在图示位置平衡，。为动力的力臂，请在图中作

出阻力22的力臂和动力B的示意图。画出最小的力F的示意图及其力臂Lo

【解析】力臂是指支点到力的作用线的距离。所以将力B的作用线反向延长，过支点。作

B的作用线的垂线段，即为力B的力臂/2。过//上面端点作//的垂线与杠杆相交于A点，

过A点沿垂线方向向下作出力由。据杠杆的平衡条件知，在阻力B和其力臂不变时，动

力的力臂越长，动力越小。则动力尸竖直向下作用在杠杆的右端端点时，力臂最大，力最

小。作图如下：

9.如图所示，重为G的带正电的小球甲静止在内壁光滑且绝缘的竖直平底圆管底部，将

另一相同的带正电的小球乙从小球甲上方O点由静止开始释放。已知电荷间的相互作用力

随它们之间距离的减小而增大，且假设小球乙运动到A点时才出现电荷间的相互作用力，

小球乙运动至B点后开始向上运动。请画出小球乙从。点下落至B点的过程中，其所受合

力的大小随运动距离变化的大致关系图像。（不计空气阻力）

【解析】由题意可知，小球乙由。点下落至4点，只受竖直向下的重力作用，小球乙由静

止开始做加速运动，OA段受到的合力为

当小球乙运动到4点时，同种电荷相互排斥，小球乙开始受到甲对乙竖直向上一的作用的斥

力Fq,所以AB段小球乙受到竖直向下重力G和竖直向上的力金；因为电荷间的相互作用

力随它们之间距离的减小而增大，所以A8段刚开始

G>ξl

合力

小球乙受到的合力竖直向下，小球乙继续做加速运动；当G=I时，小球乙受到的合力为

零，此时小球乙的速度达到最大，设此时小球乙位于C点；小球乙继续向下运动

G<1

合力

G=Fq-G

小球乙受到的合力竖直向上，小球乙做减速运动，当速度减小至零时，小球乙到达8点，

在B点时受到的合力达到最大，然后开始向上运动。

综合以上分析可知：OA段，小球乙受到的合力为

F⑥=G

AC段，小球乙受到的合力为

F令Z=G-F.

合力大小由G逐渐减小至零；CB段，小球乙受到的合力为

G=FLG

合力大小由零逐渐增至最大。

OC和CB两段小球乙动能的变化量相等，根据做了多少功就有多少能量转化可知，OC和

CB两段合力做的功也相等，如下图所示，左右两边阴影面积相等（作图时大致相等即

可）。

根据以上结论画出小球乙从。点下落至8点的过程中，其所受合力的大小尸尸随运动距离

S变化的大致关系图像，如图所示：（A、B、C三点至。点的距离分别用sA、S8、SC表

示）

10.如图所示，甲、乙两磁环用轻质无弹性细线相连后套在足够长的光滑圆柱形塑料杆

上，保持静止（乙磁环固定在水平面）。剪断细线后甲磁环沿塑料杆向上运动，经A点后

最终到达最高点B。己知磁极间的相互作用力随距离的增大而减小，且设甲磁环经过A点

后就不再受磁极间的相互作用力。请画出从剪断细线时开始运动到B点的过程中，甲磁环

所受合力大小随运动距离变化关系的大致图象。

【答案】

【解析】由题意可知，剪断细线后，甲向上做加速运动，甲受到的合力方向向上，随着甲

乙之间的距离增加，排斥力不断减小，因此在甲加速上升的过程中，甲受到的合力不断减

小，当排斥力减小到与甲的重力相等时，甲受到的合力为零，由于惯性，此时甲会继续向

上运动，甲受到的排斥力进一步减小，重力大于排斥力，此时甲受到的合力方向向下，大

小小于甲的重力，但合力的大小逐渐增大，当甲到达A点后向8点运动的过程中，甲只受

到竖直向下的重力，甲的合力方向竖直向下，大小为甲的重力大小，因此整个过程中甲受

到合力先减小后增加到重力大小再保持不变，方向是先向上后向下，大致图象如图所示：

11.如图所示，工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶，。/为支点，。2为圆桶的横截面的圆

心。工人用最小的动力/将塑料桶滚上台阶，请在图中画出此最小动力F