作圖題是初中物理練習(xí)、測(cè)試中常見的基本題型.初中物理八年級(jí)下冊(cè)作圖題主要集中在力學(xué)部分.
在作力的示意圖時(shí),要做到“三定三標(biāo)”.“三定”:1.定作用點(diǎn):在受力物體上畫出力的作用點(diǎn);2.定方向:根據(jù)題意,正確畫出力的方向;3.定長(zhǎng)度:在同一個(gè)示意圖上,若有幾個(gè)力,力越大,則線段的長(zhǎng)度應(yīng)越長(zhǎng).“三標(biāo)”:1.標(biāo)箭頭:在力的末端標(biāo)上箭頭,表示力的方向;2.標(biāo)力的字母;3.標(biāo)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(diǎn):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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).
3.重力的大?。褐亓Φ拇笮】梢杂脧椈蓽y(cè)力計(jì)測(cè)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(jìn)行計(jì)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(gè)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(diǎn),所以應(yīng)該明確每個(gè)力的三要素,才能準(zhǔn)確地用力的示意圖表示這個(gè)力.
重力的作用點(diǎn):因?yàn)樵撔∏蚴遣牧暇鶆?、形狀?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.
重力的大小:G=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(diǎn):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(hào)標(biāo)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(diǎn):被壓物體桌面.壓力的方向:垂直于接觸面,指向被壓桌面.壓力的大小:由于在水平面上,沒有其他除重力以外的力,所以此時(shí)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(diǎn):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支持力的大小:在水平桌面并且沒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(diǎn):木塊上的每一個(gè)點(diǎn)都受到水平面給的支持力,因此可以用一個(gè)點(diǎn)等效整個(gè)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?。河捎谠谒矫嫔希瑳]有其他除重力以外的力,所以此時(shí)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(diǎn):一般在力與被拉物體的接觸點(diǎn)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(biāo)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(diǎn):在被拉物體的接觸點(diǎn)上.拉力的方向:沿繩方向.拉力的大?。篎拉=35 N.作圖如圖8所示.
2.推力
①推力的作用點(diǎn):一般在被推物體的接觸點(diǎn)上.
②推力的方向:沿被推方向.
③推力的大小:題目中一般直接給出,只需注意標(biāo)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(qǐng)畫出推力的示意圖.
解析 推力的作用點(diǎn):在被推物體的接觸點(diǎn)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(diǎn):在受力物體的接觸面上.
2.摩擦力的方向:與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng),推力已畫出,請(qǐng)畫出貨箱所受摩擦力的示意圖.
解析 摩擦力的作用點(diǎn):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(yùn)動(dòng)趨勢(shì).而摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(dòng),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(gè)力,但是很多題目中并非只要求我們畫一個(gè)力.當(dāng)同學(xué)們?cè)谟龅揭嫸鄠€(gè)力,分析物體受力情況時(shí),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(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),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(jìn)行分析.認(rèn)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(qǐng)按以下三步進(jìn)行:
1.明確物體受到幾個(gè)力(根據(jù)物體是否是平衡狀態(tài),分析物體受到幾對(duì)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(diǎn)點(diǎn)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(qǐng)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.