力學作圖題析

作圖題是初中物理練習、測試中常見的基本題型.初中物理八年級下冊作圖題主要集中在力學部分.

在作力的示意圖時，要做到“三定三標”.“三定”：1.定作用點：在受力物體上畫出力的作用點；2.定方向：根據(jù)題意，正確畫出力的方向；3.定長度：在同一個示意圖上，若有幾個力，力越大，則線段的長度應(yīng)越長.“三標”：1.標箭頭：在力的末端標上箭頭，表示力的方向；2.標力的字母；3.標力的大小和單位.以下我們就介紹幾種常見力的作圖方法.

一、重力

1.重力的作用點：重心——重心與物體的形狀和密度分布有關(guān)，與物體所在位置、放置狀態(tài)及運動狀態(tài)無關(guān).材料均勻、形狀規(guī)則的物體重心在其幾何中心上.

2.重力的方向：重力的方向總是豎直向下，不受其他力的影響，與物體的運動狀態(tài)無關(guān).

3.重力的大小：重力的大小可以用彈簧測力計測量，也可以用天平稱出物體的質(zhì)量后，再應(yīng)用公式G=mg進行計算，通常g=9.8N/kg.

例1 畫出圖1所示斜面上質(zhì)量為5kg的小球所受重力的示意圖.

解析 首先，力的示意圖必須能用圖表示出一個具有唯一作用效果的力，而力的作用效果決定于力的大小、方向和作用點，所以應(yīng)該明確每個力的三要素，才能準確地用力的示意圖表示這個力.

重力的作用點：因為該小球是材料均勻、形狀規(guī)則的物體，所以重心在其幾何中心處，即球心.

重力的方向：豎直向下.

重力的大?。篏=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作圖如圖2所示.

二、彈力（壓力和支持力）

1.壓力

①壓力的作用點：在被壓物體身上.

②壓力的方向：垂直于接觸面，指向被壓物體，用垂直符號標注垂直.

③壓力的大?。涸谒阶烂娌⑶覜]有任何其他除重力以外的力的情況下，壓力的大小等于重力的大小.其他情況下壓力的大小一般不等于重力的大小.

例2 畫出圖3所示水平面所受壓力的示意圖（木塊質(zhì)量為5kg）.

解析 壓力的作用點：被壓物體桌面.壓力的方向：垂直于接觸面，指向被壓桌面.壓力的大?。河捎谠谒矫嫔希瑳]有其他除重力以外的力，所以此時壓力的大小等于重力的大小，F(xiàn)壓=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作圖如圖4所示.

2.支持力

①支持力的作用點：在被支持物體身上.

②支持力的方向：垂直于接觸面，指向被支持物體.

③支持力的大?。涸谒阶烂娌⑶覜]有任何其他除重力以外的力的情況下，支持力的大小等于重力的大小.其他情況下支持力的大小一般不等于重力的大小.

例3 畫出圖5所示木塊所受支持力的示意圖（木塊質(zhì)量為5kg）.

解析 支持力的作用點：木塊上的每一個點都受到水平面給的支持力，因此可以用一個點等效整個木塊，即木塊的重心.支持力的方向：垂直于接觸面，指向被支持的木塊.支持力的大?。河捎谠谒矫嫔?，沒有其他除重力以外的力，所以此時支持力的大小等于重力的大小，F(xiàn)支=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作圖如圖6所示.

三、外力（拉力和推力）

1.拉力

①拉力的作用點：一般在力與被拉物體的接觸點上.

②拉力的方向：沿被拉（繩）方向.

③拉力的大?。侯}目中一般直接給出，只需注意標注字母、大小以及單位.

例4 如圖7所示，水平面上有一重為300N的雪橇，受到的拉力為35N，方向與水平面成30°角.畫出所受拉力的示意圖.

解析 拉力的作用點：在被拉物體的接觸點上.拉力的方向：沿繩方向.拉力的大小：F拉=35 N.作圖如圖8所示.

2.推力

①推力的作用點：一般在被推物體的接觸點上.

②推力的方向：沿被推方向.

③推力的大?。侯}目中一般直接給出，只需注意標注字母、大小以及單位.

例5 如圖9所示，小明用100N的力推墻壁，請畫出推力的示意圖.

解析 推力的作用點：在被推物體的接觸點上.推力的方向：沿被推方向.推力的大?。篎推=100 N.作圖如圖10所示.

四、摩擦力

1.摩擦力的作用點：在受力物體的接觸面上.

2.摩擦力的方向：與相對運動趨勢或相對運動的方向相反.

3.摩擦力的大?。阂话憷梦矬w處于平衡狀態(tài)，受平衡力，摩擦力的大小等于牽引力（推力）的大小.

例6 如圖11所示，工人用300N的水平推力，推水平地面上的貨箱而未推動，推力已畫出，請畫出貨箱所受摩擦力的示意圖.

解析 摩擦力的作用點：在受到摩擦力木塊的接觸面上.摩擦力的方向：此木塊受到向右的推力，因此有向右運動趨勢.而摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反.所以木塊受到的摩擦力向左.摩擦力的大?。捍四緣K未被推動，靜止在地面上，所以木塊處于平衡狀態(tài)，受平衡力.摩擦力的大小等于推力的大小.作圖如圖12所示.

以上我們遇到的都是畫單個力，但是很多題目中并非只要求我們畫一個力.當同學們在遇到要畫多個力，分析物體受力情況時，首先看物體是否處于平衡狀態(tài)，處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力，然后再分析物體受哪些力，以及這些力的大小和方向.在對物體進行受力分析時，一般按重力、彈力（如壓力、支持力等）、外力（如拉力、推力等）、摩擦力的順序進行分析.認真閱讀題意，搞清楚題目中要你畫的是什么力，注意：不要多畫力、也不要少畫力.具體方法請按以下三步進行：

1.明確物體受到幾個力（根據(jù)物體是否是平衡狀態(tài)，分析物體受到幾對力）.

2.明確力應(yīng)該畫在誰身上（要畫在誰身上，就把力的作用點點在誰身上）.

3.明確力的方向（一般情況下，我們所接觸到的力有：重力G，方向始終豎直向下；支持力F支，方向垂直接觸面，指向被支持物體；壓力F壓，方向垂直接觸面，指向被壓物體；拉力F拉，方向沿繩方向；推力F推，方向沿手推方向；摩擦力f，方向與相對運動趨勢或相對運動的方向相反.）

例7 如圖13所示，一輛汽車質(zhì)量是1t，在平直的公路上勻速行駛，受到的摩擦力是500N，請畫出汽車所受到的力的示意圖.

解析 汽車在平直的公路上勻速行駛，由此句可以判斷汽車處于平衡狀態(tài)，受到平衡力.題目中已知汽車受到重力和摩擦力，又由于汽車處于平衡狀態(tài)，所以還分別需要有大小相等、方向相反的支持力和重力相互平衡，牽引力和摩擦力相互平衡.作圖如圖14所示.