力学作图题析

作图题是初中物理练习、测试中常见的基本题型.初中物理八年级下册作图题主要集中在力学部分.

在作力的示意图时，要做到“三定三标”.“三定”：1.定作用点：在受力物体上画出力的作用点；2.定方向：根据题意，正确画出力的方向；3.定长度：在同一个示意图上，若有几个力，力越大，则线段的长度应越长.“三标”：1.标箭头：在力的末端标上箭头，表示力的方向；2.标力的字母；3.标力的大小和单位.以下我们就介绍几种常见力的作图方法.

一、重力

1.重力的作用点：重心――重心与物体的形状和密度分布有关，与物体所在位置、放置状态及运动状态无关.材料均匀、形状规则的物体重心在其几何中心上.

2.重力的方向：重力的方向总是竖直向下，不受其他力的影响，与物体的运动状态无关.

3.重力的大小：重力的大小可以用弹簧测力计测量，也可以用天平称出物体的质量后，再应用公式G=mg进行计算，通常g=9.8N/kg.

例1 画出图1所示斜面上质量为5kg的小球所受重力的示意图.

解析 首先，力的示意图必须能用图表示出一个具有唯一作用效果的力，而力的作用效果决定于力的大小、方向和作用点，所以应该明确每个力的三要素，才能准确地用力的示意图表示这个力.

重力的作用点：因为该小球是材料均匀、形状规则的物体，所以重心在其几何中心处，即球心.

重力的方向：竖直向下.

重力的大小：G=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作图如图2所示.

二、弹力（压力和支持力）

1.压力

①压力的作用点：在被压物体身上.

②压力的方向：垂直于接触面，指向被压物体，用垂直符号标注垂直.

③压力的大小：在水平桌面并且没有任何其他除重力以外的力的情况下，压力的大小等于重力的大小.其他情况下压力的大小一般不等于重力的大小.

例2 画出图3所示水平面所受压力的示意图（木块质量为5kg）.

解析 压力的作用点：被压物体桌面.压力的方向：垂直于接触面，指向被压桌面.压力的大小：由于在水平面上，没有其他除重力以外的力，所以此时压力的大小等于重力的大小，F压=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作图如图4所示.

2.支持力

①支持力的作用点：在被支持物体身上.

②支持力的方向：垂直于接触面，指向被支持物体.

③支持力的大小：在水平桌面并且没有任何其他除重力以外的力的情况下，支持力的大小等于重力的大小.其他情况下支持力的大小一般不等于重力的大小.

例3 画出图5所示木块所受支持力的示意图（木块质量为5kg）.

解析 支持力的作用点：木块上的每一个点都受到水平面给的支持力，因此可以用一个点等效整个木块，即木块的重心.支持力的方向：垂直于接触面，指向被支持的木块.支持力的大小：由于在水平面上，没有其他除重力以外的力，所以此时支持力的大小等于重力的大小，F支=G=mg=5kg×9.8N/kg=49N.作图如图6所示.

三、外力（拉力和推力）

1.拉力

①拉力的作用点：一般在力与被拉物体的接触点上.

②拉力的方向：沿被拉（绳）方向.

③拉力的大小：题目中一般直接给出，只需注意标注字母、大小以及单位.

例4 如图7所示，水平面上有一重为300N的雪橇，受到的拉力为35N，方向与水平面成30°角.画出所受拉力的示意图.

解析 拉力的作用点：在被拉物体的接触点上.拉力的方向：沿绳方向.拉力的大小：F拉=35 N.作图如图8所示.

2.推力

①推力的作用点：一般在被推物体的接触点上.

②推力的方向：沿被推方向.

③推力的大小：题目中一般直接给出，只需注意标注字母、大小以及单位.

例5 如图9所示，小明用100N的力推墙壁，请画出推力的示意图.

解析 推力的作用点：在被推物体的接触点上.推力的方向：沿被推方向.推力的大小：F推=100 N.作图如图10所示.

四、摩擦力

1.摩擦力的作用点：在受力物体的接触面上.

2.摩擦力的方向：与相对运动趋势或相对运动的方向相反.

3.摩擦力的大小：一般利用物体处于平衡状态，受平衡力，摩擦力的大小等于牵引力（推力）的大小.

例6 如图11所示，工人用300N的水平推力，推水平地面上的货箱而未推动，推力已画出，请画出货箱所受摩擦力的示意图.

解析 摩擦力的作用点：在受到摩擦力木块的接触面上.摩擦力的方向：此木块受到向右的推力，因此有向右运动趋势.而摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反.所以木块受到的摩擦力向左.摩擦力的大小：此木块未被推动，静止在地面上，所以木块处于平衡状态，受平衡力.摩擦力的大小等于推力的大小.作图如图12所示.

以上我们遇到的都是画单个力，但是很多题目中并非只要求我们画一个力.当同学们在遇到要画多个力，分析物体受力情况时，首先看物体是否处于平衡状态，处于平衡状态的物体受平衡力，然后再分析物体受哪些力，以及这些力的大小和方向.在对物体进行受力分析时，一般按重力、弹力（如压力、支持力等）、外力（如拉力、推力等）、摩擦力的顺序进行分析.认真阅读题意，搞清楚题目中要你画的是什么力，注意：不要多画力、也不要少画力.具体方法请按以下三步进行：

1.明确物体受到几个力（根据物体是否是平衡状态，分析物体受到几对力）.

2.明确力应该画在谁身上（要画在谁身上，就把力的作用点点在谁身上）.

3.明确力的方向（一般情况下，我们所接触到的力有：重力G，方向始终竖直向下；支持力F支，方向垂直接触面，指向被支持物体；压力F压，方向垂直接触面，指向被压物体；拉力F拉，方向沿绳方向；推力F推，方向沿手推方向；摩擦力f，方向与相对运动趋势或相对运动的方向相反.）

例7 如图13所示，一辆汽车质量是1t，在平直的公路上匀速行驶，受到的摩擦力是500N，请画出汽车所受到的力的示意图.

解析 汽车在平直的公路上匀速行驶，由此句可以判断汽车处于平衡状态，受到平衡力.题目中已知汽车受到重力和摩擦力，又由于汽车处于平衡状态，所以还分别需要有大小相等、方向相反的支持力和重力相互平衡，牵引力和摩擦力相互平衡.作图如图14所示.