專(zhuān)題16簡(jiǎn)單機(jī)械的作圖

專(zhuān)題16簡(jiǎn)單機(jī)械的作圖（解析版）考點(diǎn)直擊1、滑輪組的計(jì)算技巧:先對(duì)滑輪進(jìn)行行受力分析,再找出動(dòng)力與阻力之間的關(guān)系,最后利用平衡力的知識(shí)求解。2、使用滑輪組提升物體，不計(jì)摩擦和蠅重時(shí)有:(1)W有=G物h。(2)W額=G動(dòng)h。(3)nF=G物+G動(dòng)。(4)。典例分析＋變式訓(xùn)練典例分析＋變式訓(xùn)練考點(diǎn)1杠桿力臂的作法1．杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力作用點(diǎn)和阻力作用點(diǎn)都必須在杠桿上，力臂和力的作用線必須垂直，千萬(wàn)不能把支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離當(dāng)做力臂。2．力臂的畫(huà)法一般分如下幾步：①確定杠桿主體結(jié)構(gòu)，找到支點(diǎn)；②分清杠桿受到的阻力和動(dòng)力（容易錯(cuò)畫(huà)為杠桿對(duì)其他物體的力），畫(huà)好動(dòng)力作用線和阻力作用線；③從支點(diǎn)向力的作用線引垂線（用虛線表示），畫(huà)出垂足；支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂，用大括號(hào)標(biāo)注出來(lái)，并用表示動(dòng)力臂，表示阻力臂。力臂的畫(huà)法簡(jiǎn)記為：一找點(diǎn)，二畫(huà)線，三作垂線段，四標(biāo)符號(hào)?！镜淅?】如圖是一種活塞式抽水機(jī)的示意圖，其中手柄是一個(gè)杠桿。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出手柄被提起過(guò)程中作用在點(diǎn)的動(dòng)力（用力最?。┑牧Ρ?，以及作用在點(diǎn)的阻力?！窘獯稹拷猓河筛軛U平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小；圖中支點(diǎn)在點(diǎn)，動(dòng)力作用在點(diǎn)，因此作為動(dòng)力臂時(shí)最長(zhǎng)，此時(shí)動(dòng)力最??；手柄被提起過(guò)程中，動(dòng)力的方向是向上的，過(guò)點(diǎn)垂直于向上作出最小動(dòng)力的示意圖。下面連桿對(duì)點(diǎn)的作用力為阻力，方向豎直向上，作用點(diǎn)在點(diǎn)，據(jù)此作出阻力的示意圖，如圖所示。【典例2】如圖所示，是小明同學(xué)用撬棍撬石頭的情景，石頭重為，畫(huà)出石頭受到重力的示意圖點(diǎn)是力的作用點(diǎn)），畫(huà)出的力臂?！窘獯稹拷猓菏^重力的作用點(diǎn)在重心，從重心沿豎直向下的方向畫(huà)一條帶箭頭的線段，并用符號(hào)表示；從支點(diǎn)作垂直于動(dòng)力作用線的垂線段，即為的力臂，如下圖所示：【變式訓(xùn)練1】如圖是羊角錘拔釘子時(shí)的示意圖，請(qǐng)畫(huà)出用羊角錘拔釘子時(shí)阻力，用力的最小力的作用點(diǎn)和方向，并畫(huà)出最小力的力臂?！窘獯稹拷猓哼^(guò)釘子與羊角錘的接觸點(diǎn)作豎直向下的力，即阻力；力臂越長(zhǎng)越省力，最長(zhǎng)的力臂即支點(diǎn)與錘柄末端的連線，然后根據(jù)力臂的畫(huà)法作出垂直于力臂的作用力即可。如圖所示：【變式訓(xùn)練2】如圖所示，杠桿可繞點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)作出物體所受重力的示意圖和使杠桿在圖示位置平衡的最小力的力臂?！窘獯稹拷猓褐亓Φ姆较蚴秦Q直向下的，從物體的重心畫(huà)一條帶箭頭的豎直向下的有向線段，用表示，即為物體所受重力的示意圖；由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越??；圖中支點(diǎn)在點(diǎn)，動(dòng)力作用在點(diǎn)，則為最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，因此連接，過(guò)點(diǎn)作垂直于向上的力，即為最小動(dòng)力的示意圖，如圖所示：考點(diǎn)2杠桿最小動(dòng)力作圖最小動(dòng)力作圖此類(lèi)問(wèn)題中，一般情況下，“阻力×阻力臂”為一定值，要使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大。最長(zhǎng)動(dòng)力臂的畫(huà)法：若動(dòng)力作用點(diǎn)已經(jīng)給出，那么支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的連線作動(dòng)力臂就是最長(zhǎng)的力臂；若動(dòng)力作用點(diǎn)沒(méi)有給出，則選擇杠桿上離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)為動(dòng)力作用點(diǎn)，二者的連線就是動(dòng)力臂。作最小動(dòng)力的方法：①找出最大動(dòng)力臂后過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)作動(dòng)力臂的垂線；②根據(jù)杠桿平衡的實(shí)際情況確定動(dòng)力的方向，最后標(biāo)上箭頭和字母F或F1?！镜淅?】如圖所示，重力不計(jì)的杠桿，可繞點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出使杠桿保持平衡的最小動(dòng)力的示意圖?！窘獯稹拷猓河蓤D示可知，線段是最大的動(dòng)力臂，此時(shí)力最小，過(guò)點(diǎn)作線段的垂線即可作出動(dòng)力，方向斜向上，如圖所示：【典例2】作出如圖中使杠桿平衡的最小的動(dòng)力和力臂。【解答】解：由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越??；圖中支點(diǎn)在點(diǎn)，因此作為動(dòng)力臂最長(zhǎng)，過(guò)點(diǎn)沿垂直于的方向畫(huà)出動(dòng)力，由于阻力能使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以動(dòng)力應(yīng)使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，則動(dòng)力方向垂直于向上，如下圖所示：【變式訓(xùn)練1】如圖所示，現(xiàn)將長(zhǎng)木板從端抬起一定高度，請(qǐng)你在圖中畫(huà)出所用最小動(dòng)力、物塊受到的重力和摩擦力的示意圖?！窘獯稹拷猓含F(xiàn)將長(zhǎng)木板從端抬起一定高度，在阻力、阻力臂不變的情況下，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，當(dāng)為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力臂是最大的，動(dòng)力是最小的，的方向是垂直于斜向上；物體受到的重力的方向是豎直向下的；物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受到沿斜面向上的摩擦力的作用；重力和摩擦力都作用在物體的重心上；如圖所示：【變式訓(xùn)練2】如圖，作出能使杠桿保持平衡的阻力臂及最小動(dòng)力的示意圖。【解答】解：（1）重物對(duì)杠桿的拉力為阻力，從支點(diǎn)作阻力作用線的垂線，支點(diǎn)到垂足的距離為阻力臂，如下圖所示：（2）根據(jù)杠桿平衡的條件，在阻力、阻力臂一定時(shí)，為動(dòng)力臂時(shí)最長(zhǎng)、最省力，從點(diǎn)垂直向上畫(huà)出最小動(dòng)力，如圖所示：?？键c(diǎn)3滑輪組組裝作圖滑輪組作圖中，有兩點(diǎn)要求：①滑輪組是用一根繩子繞成；②所提供的滑輪要全部用完。結(jié)合這兩個(gè)特點(diǎn)，可總結(jié)出如下的繞繩方法。一看：看一下所提供的滑輪中，定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是否相等，如不相等，則繩子的固定端一定連在個(gè)數(shù)少的滑輪的框架上。二讀：如所提供的定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相等，就要讀一下題目的要求，看其中有無(wú)最省力”或“改變力的方向”的要求.如要求“最省力”，則繩子的固定端一定連在動(dòng)滑輪的框架上；如要求“改變力的方向”，則繩子的自由端一定從定滑輪繞出，固定端也一定連在定滑輪的框架上.我們將其簡(jiǎn)化為“省動(dòng)變定”。三算：如所提供的定滑輪和動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)相等，通過(guò)閱讀題目要求，也沒(méi)有“最省力”或“改變力的方向”的要求，就要計(jì)算了.通過(guò)計(jì)算算出需要的繩子的段數(shù)，然后根據(jù)段數(shù)的奇偶性確定.如是奇數(shù)，則繩子的固定端一定連在動(dòng)滑輪的框架上;如是偶數(shù)，則繩子的定端一定連在定滑輪的框架上.我們將其簡(jiǎn)化為“奇動(dòng)偶定”，同樣可以采用諧音記憶法，記為：“機(jī)”動(dòng)”或“激'動(dòng)?！镜淅?】站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出滑輪組繩子的繞法?！窘獯稹拷猓河深}意知，站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶，則繩子的拉力方向應(yīng)向下，所以繩子應(yīng)從動(dòng)滑輪的掛鉤上開(kāi)始繞起，如圖所示：【典例2】如圖所示，要想用最小的力將汽車(chē)拖出來(lái)，請(qǐng)給滑輪組繞繩?！窘獯稹拷猓褐挥幸粋€(gè)動(dòng)滑輪，要求最省力，繩子先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，然后繞過(guò)左邊的定滑輪，再繞過(guò)動(dòng)滑輪，如下圖：【變式訓(xùn)練1】畫(huà)出如圖中滑輪組最省力且站在地面向下拉繩的繞法?！窘獯稹拷猓河蓤D可以看出，人站在地面拉動(dòng)繩子，因此繩子的拉動(dòng)方向應(yīng)向下，因此確定自由端的繩子，然后依次向內(nèi)繞。如圖所示：【變式訓(xùn)練2】給滑輪組繞線。（不計(jì)動(dòng)滑輪重和摩擦）【解答】解：①圖中有一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪，要求，所以繩子始端拴在動(dòng)滑輪的上掛鉤上，然后依次繞過(guò)定滑輪、動(dòng)滑輪。繞繩方法如下：②圖中有兩個(gè)動(dòng)滑輪和兩個(gè)定滑輪，要求，所以繩子始端拴在定滑輪的下掛鉤上，然后依次繞過(guò)動(dòng)滑輪、定滑輪、動(dòng)滑輪和定滑輪。繞繩方法如下：考點(diǎn)4

其他類(lèi)型作圖題【典例1】如圖所示，站在處的小慧用一根繩子和滑輪組拉斜面的物體，請(qǐng)畫(huà)出滑輪組的正確繞線、物體的重力和物體對(duì)斜面的壓力的示意圖?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，小慧站在處用一根繩子和滑輪組拉斜面的小車(chē)，相當(dāng)于人站在地面上，拉力方向向下，所以從人的手開(kāi)始，先繞過(guò)定滑輪，然后再依次繞過(guò)動(dòng)滑輪和定滑輪的框架鉤，如圖所示：（2）從物體重心畫(huà)帶箭頭的線段，方向豎直向下，符號(hào)為，如圖所示：（3）在斜面上選取物體與接觸面的中點(diǎn)為壓力的作用點(diǎn)，從壓力作用點(diǎn)畫(huà)垂直于斜面、帶箭頭的線段，符號(hào)為，如圖所示：【典例2】采用如圖所示站姿鍛煉手臂力量：雙腳并攏，腳尖觸地，腳后跟踮起，手臂水平，手掌支撐在豎直墻壁上的點(diǎn)，為人體重心所在位置。鍛煉時(shí)，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動(dòng)作交替進(jìn)行。（人體可視為杠桿，點(diǎn)為支點(diǎn)）請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出：（1）人所受重力的示意圖；（2）墻壁對(duì)手掌的支持力的力臂。【解答】解：（1）人受到的重力是豎直向下的，人受重力的作用點(diǎn)在點(diǎn)，由此畫(huà)出人所受重力的示意圖，如圖所示：（2）延長(zhǎng)支持力畫(huà)出力的作用線，過(guò)支點(diǎn)向力的作用線作垂線段，即為支持力的力臂，如圖所示：?！咀兪接?xùn)練1】如圖所示，用力把杠鈴抬起，杠鈴處于靜止?fàn)顟B(tài)。（1）為支點(diǎn)，畫(huà)出的力臂；（2）如果撤銷(xiāo)力，在點(diǎn)施加力，硬桿仍保持同樣的靜止?fàn)顟B(tài)，則（選填“”、“”、“”?！窘獯稹拷猓海?）過(guò)支點(diǎn)做的力的作用線的垂線，該垂線段為的力臂，如圖所示：（2）如果撤銷(xiāo)力，在點(diǎn)施加力，此時(shí)動(dòng)力的力臂變小，在阻力和阻力臂不變的情況下，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動(dòng)力會(huì)變小，所以?！咀兪接?xùn)練2】如圖所示，站在小車(chē)上的男孩在繩子末端施加的水平拉力，物體和小車(chē)在水平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D上畫(huà)出小男孩拉車(chē)的繞線方法。【解答】解：男孩在繩子末端施加的水平拉力，所以可以由繩子自由端由外向內(nèi)畫(huà)出滑輪組的繞線，如圖所示：能力提升訓(xùn)練能力提升訓(xùn)練一、選擇題。1、如圖所示的杠桿，在杠桿端掛一重物，要求在點(diǎn)施加一個(gè)最小的力，使杠桿在如圖所示的位置平衡，請(qǐng)畫(huà)出需要施加的最小的力的示意圖，并標(biāo)出最小力的力臂?！窘獯稹拷猓焊軛U在圖示位置平衡，阻力與阻力臂一定，由杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越大，動(dòng)力越小，由圖示可知，是最大動(dòng)力臂，與垂直斜向下的動(dòng)力最小，如圖所示：故答案為：如圖所示。2．若用一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成滑輪組提升重物，請(qǐng)你用畫(huà)線代替繩子，畫(huà)出最省力的繞線方法?！窘獯稹拷猓哼B接動(dòng)滑輪繩子的段數(shù)越多就越省力，圖中一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪，要組成最省力的滑輪組，連接時(shí)可從定滑輪開(kāi)始，由內(nèi)向外依次繞線，如圖所示：。3．在圖中，畫(huà)出該滑輪的支點(diǎn)、阻力、動(dòng)力臂?！窘獯稹拷猓簞?dòng)滑輪的支點(diǎn)在動(dòng)滑輪左側(cè)和繩子相切的地方，即點(diǎn)。物體掛著動(dòng)滑輪上，阻礙動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所以作用在動(dòng)滑輪上的力是阻力。從支點(diǎn)到動(dòng)力的距離是動(dòng)力臂，即。故答案為：如上圖。4．請(qǐng)?jiān)趫D畫(huà)出動(dòng)力最小的力臂是支點(diǎn)）。【解答】解：由杠桿平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小；圖中支點(diǎn)在點(diǎn)，因此作為動(dòng)力臂最長(zhǎng)，連接，過(guò)點(diǎn)作垂直于的力，由圖知?jiǎng)恿Φ姆较驊?yīng)該向下，如下圖所示：5．如圖所示為勻速打開(kāi)垃圾桶蓋時(shí)的簡(jiǎn)化圖。若動(dòng)力作用在點(diǎn)上，點(diǎn)為支點(diǎn)，點(diǎn)為桶蓋重心位置。請(qǐng)畫(huà)出：桶蓋的受到重力的示意圖；作用在點(diǎn)的最小動(dòng)力的示意圖?！窘獯稹拷猓褐亓Φ姆较蚴秦Q直向下的，圖中為桶蓋的重心，從畫(huà)豎直向下的有向線段，用表示，如圖所示：由圖知，以為動(dòng)力臂是最長(zhǎng)的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知，此時(shí)動(dòng)力最??；過(guò)點(diǎn)作垂直于向上的作用力，即最小的動(dòng)力。如圖所示：。6．如圖所示，搭在臺(tái)階上的長(zhǎng)木板，自重不計(jì)，中點(diǎn)位置放著一個(gè)重物，若要在點(diǎn)用最小的力將重物抬起，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出最小動(dòng)力的示意圖，及對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂。【解答】解：由圖示可知，將重物抬起時(shí)，支點(diǎn)為點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件可知，當(dāng)阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小，因此當(dāng)以為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，所需動(dòng)力最小，過(guò)點(diǎn)作垂直于的力，方向向上，即為所求得最小動(dòng)力。如圖所示：7．如圖所示，某工人站在地面上使用由三個(gè)滑輪組成的滑輪組提升重物，請(qǐng)畫(huà)出最省力的繞繩方法?！窘獯稹拷猓阂够喗M最省力，需要承擔(dān)物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動(dòng)滑輪繞起，依次繞過(guò)上面的定滑輪、下面的動(dòng)滑輪，再繞過(guò)上面的另一個(gè)定滑輪，如圖所示：8．如圖所示，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，在圖中畫(huà)出力及的力臂【解答】解：過(guò)力臂的左端，作的垂線，與杠桿的交點(diǎn)為力的作用點(diǎn)，方向斜向下，由支點(diǎn)向的作用線作垂線，支點(diǎn)到垂足的距離就是的力臂；如圖所示：9．如圖所示，是一個(gè)形杠桿，請(qǐng)?jiān)趫D中分別畫(huà)