專題16簡單機械的作圖（解析版）考點直擊1、滑輪組的計算技巧:先對滑輪進行行受力分析,再找出動力與阻力之間的關系,最后利用平衡力的知識求解。2、使用滑輪組提升物體，不計摩擦和蠅重時有:(1)W有=G物h。(2)W額=G動h。(3)nF=G物+G動。(4)。典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1杠桿力臂的作法1．杠桿的支點、動力作用點和阻力作用點都必須在杠桿上，力臂和力的作用線必須垂直，千萬不能把支點到力的作用點的距離當做力臂。2．力臂的畫法一般分如下幾步：①確定杠桿主體結(jié)構(gòu)，找到支點；②分清杠桿受到的阻力和動力（容易錯畫為杠桿對其他物體的力），畫好動力作用線和阻力作用線；③從支點向力的作用線引垂線（用虛線表示），畫出垂足；支點到垂足的距離就是力臂，用大括號標注出來，并用表示動力臂，表示阻力臂。力臂的畫法簡記為：一找點，二畫線，三作垂線段，四標符號。【典例1】如圖是一種活塞式抽水機的示意圖，其中手柄是一個杠桿。請在圖中畫出手柄被提起過程中作用在點的動力（用力最小）的力臂，以及作用在點的阻力。【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，動力臂越長，動力越小；圖中支點在點，動力作用在點，因此作為動力臂時最長，此時動力最小；手柄被提起過程中，動力的方向是向上的，過點垂直于向上作出最小動力的示意圖。下面連桿對點的作用力為阻力，方向豎直向上，作用點在點，據(jù)此作出阻力的示意圖，如圖所示。【典例2】如圖所示，是小明同學用撬棍撬石頭的情景，石頭重為，畫出石頭受到重力的示意圖點是力的作用點），畫出的力臂。【解答】解：石頭重力的作用點在重心，從重心沿豎直向下的方向畫一條帶箭頭的線段，并用符號表示；從支點作垂直于動力作用線的垂線段，即為的力臂，如下圖所示：【變式訓練1】如圖是羊角錘拔釘子時的示意圖，請畫出用羊角錘拔釘子時阻力，用力的最小力的作用點和方向，并畫出最小力的力臂。【解答】解：過釘子與羊角錘的接觸點作豎直向下的力，即阻力；力臂越長越省力，最長的力臂即支點與錘柄末端的連線，然后根據(jù)力臂的畫法作出垂直于力臂的作用力即可。如圖所示：【變式訓練2】如圖所示，杠桿可繞點轉(zhuǎn)動，請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。【解答】解：重力的方向是豎直向下的，從物體的重心畫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，動力臂越長，動力越小；圖中支點在點，動力作用在點，則為最長的動力臂，因此連接，過點作垂直于向上的力，即為最小動力的示意圖，如圖所示：考點2杠桿最小動力作圖最小動力作圖此類問題中，一般情況下，“阻力×阻力臂”為一定值，要使動力最小，必須使動力臂最大。最長動力臂的畫法：若動力作用點已經(jīng)給出，那么支點到動力作用點的連線作動力臂就是最長的力臂；若動力作用點沒有給出，則選擇杠桿上離支點最遠的點為動力作用點，二者的連線就是動力臂。作最小動力的方法：①找出最大動力臂后過動力作用點作動力臂的垂線；②根據(jù)杠桿平衡的實際情況確定動力的方向，最后標上箭頭和字母F或F1。【典例1】如圖所示，重力不計的杠桿，可繞點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。請在圖中畫出使杠桿保持平衡的最小動力的示意圖。【解答】解：由圖示可知，線段是最大的動力臂，此時力最小，過點作線段的垂線即可作出動力，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，動力臂越長，動力越小；圖中支點在點，因此作為動力臂最長，過點沿垂直于的方向畫出動力，由于阻力能使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，所以動力應使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，則動力方向垂直于向上，如下圖所示：【變式訓練1】如圖所示，現(xiàn)將長木板從端抬起一定高度，請你在圖中畫出所用最小動力、物塊受到的重力和摩擦力的示意圖。【解答】解：現(xiàn)將長木板從端抬起一定高度，在阻力、阻力臂不變的情況下，動力臂越大，動力越小，當為動力臂時，動力臂是最大的，動力是最小的，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；物體處于靜止狀態(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：【變式訓練2】如圖，作出能使杠桿保持平衡的阻力臂及最小動力的示意圖。【解答】解：（1）重物對杠桿的拉力為阻力，從支點作阻力作用線的垂線，支點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，為動力臂時最長、最省力，從點垂直向上畫出最小動力，如圖所示：。考點3滑輪組組裝作圖滑輪組作圖中，有兩點要求：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)合這兩個特點，可總結(jié)出如下的繞繩方法。一看：看一下所提供的滑輪中，定滑輪和動滑輪的個數(shù)是否相等，如不相等，則繩子的固定端一定連在個數(shù)少的滑輪的框架上。二讀：如所提供的定滑輪和動滑輪的個數(shù)相等，就要讀一下題目的要求，看其中有無最省力”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.我們將其簡化為“省動變定”。三算：如所提供的定滑輪和動滑輪的個數(shù)相等，通過閱讀題目要求，也沒有“最省力”或“改變力的方向”的要求，就要計算了.通過計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.我們將其簡化為“奇動偶定”，同樣可以采用諧音記憶法，記為：“機”動”或“激'動。【典例1】站在地面上的人想用盡可能小的力提升水桶，請在圖中畫出滑輪組繩子的繞法。【解答】解：由題意知，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向下，所以繩子應從動滑輪的掛鉤上開始繞起，如圖所示：【典例2】如圖所示，要想用最小的力將汽車拖出來，請給滑輪組繞繩。【解答】解：只有一個動滑輪，要求最省力，繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，然后繞過左邊的定滑輪，再繞過動滑輪，如下圖：【變式訓練1】畫出如圖中滑輪組最省力且站在地面向下拉繩的繞法。【解答】解：由圖可以看出，人站在地面拉動繩子，因此繩子的拉動方向應向下，因此確定自由端的繩子，然后依次向內(nèi)繞。如圖所示：【變式訓練2】給滑輪組繞線。（不計動滑輪重和摩擦）【解答】解：①圖中有一個動滑輪和一個定滑輪，要求，所以繩子始端拴在動滑輪的上掛鉤上，然后依次繞過定滑輪、動滑輪。繞繩方法如下：②圖中有兩個動滑輪和兩個定滑輪，要求，所以繩子始端拴在定滑輪的下掛鉤上，然后依次繞過動滑輪、定滑輪、動滑輪和定滑輪。繞繩方法如下：考點4

其他類型作圖題【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，請畫出滑輪組的正確繞線、物體的重力和物體對斜面的壓力的示意圖。【解答】解：（1）由圖可知，小慧站在處用一根繩子和滑輪組拉斜面的小車，相當于人站在地面上，拉力方向向下，所以從人的手開始，先繞過定滑輪，然后再依次繞過動滑輪和定滑輪的框架鉤，如圖所示：（2）從物體重心畫帶箭頭的線段，方向豎直向下，符號為，如圖所示：（3）在斜面上選取物體與接觸面的中點為壓力的作用點，從壓力作用點畫垂直于斜面、帶箭頭的線段，符號為，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，為人體重心所在位置。鍛煉時，軀體伸直，手臂彎曲和伸直動作交替進行。（人體可視為杠桿，點為支點）請在圖中畫出：（1）人所受重力的示意圖；（2）墻壁對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，人受重力的作用點在點，由此畫出人所受重力的示意圖，如圖所示：（2）延長支持力畫出力的作用線，過支點向力的作用線作垂線段，即為支持力的力臂，如圖所示：。【變式訓練1】如圖所示，用力把杠鈴抬起，杠鈴處于靜止狀態(tài)。（1）為支點，畫出的力臂；（2）如果撤銷力，在點施加力，硬桿仍保持同樣的靜止狀態(tài)，則（選填“”、“”、“”。【解答】解：（1）過支點做的力的作用線的垂線，該垂線段為的力臂，如圖所示：（2）如果撤銷力，在點施加力，此時動力的力臂變小，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，動力會變小，所以。【變式訓練2】如圖所示，站在小車上的男孩在繩子末端施加的水平拉力，物體和小車在水平地面上做相向的勻速直線運動，請在圖上畫出小男孩拉車的繞線方法。【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)畫出滑輪組的繞線，如圖所示：能力提升訓練能力提升訓練一、選擇題。1、如圖所示的杠桿，在杠桿端掛一重物，要求在點施加一個最小的力，使杠桿在如圖所示的位置平衡，請畫出需要施加的最小的力的示意圖，并標出最小力的力臂。【解答】解：杠桿在圖示位置平衡，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，動力臂越大，動力越小，由圖示可知，是最大動力臂，與垂直斜向下的動力最小，如圖所示：故答案為：如圖所示。2．若用一個定滑輪和兩個動滑輪組成滑輪組提升重物，請你用畫線代替繩子，畫出最省力的繞線方法。【解答】解：連接動滑輪繩子的段數(shù)越多就越省力，圖中一個定滑輪和兩個動滑輪，要組成最省力的滑輪組，連接時可從定滑輪開始，由內(nèi)向外依次繞線，如圖所示：。3．在圖中，畫出該滑輪的支點、阻力、動力臂。【解答】解：動滑輪的支點在動滑輪左側(cè)和繩子相切的地方，即點。物體掛著動滑輪上，阻礙動滑輪轉(zhuǎn)動，所以作用在動滑輪上的力是阻力。從支點到動力的距離是動力臂，即。故答案為：如上圖。4．請在圖畫出動力最小的力臂是支點）。【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，動力臂越長，動力越小；圖中支點在點，因此作為動力臂最長，連接，過點作垂直于的力，由圖知動力的方向應該向下，如下圖所示：5．如圖所示為勻速打開垃圾桶蓋時的簡化圖。若動力作用在點上，點為支點，點為桶蓋重心位置。請畫出：桶蓋的受到重力的示意圖；作用在點的最小動力的示意圖。【解答】解：重力的方向是豎直向下的，圖中為桶蓋的重心，從畫豎直向下的有向線段，用表示，如圖所示：由圖知，以為動力臂是最長的力臂，根據(jù)杠桿平衡條件可知，此時動力最小；過點作垂直于向上的作用力，即最小的動力。如圖所示：。6．如圖所示，搭在臺階上的長木板，自重不計，中點位置放著一個重物，若要在點用最小的力將重物抬起，請在圖中畫出最小動力的示意圖，及對應的動力臂。【解答】解：由圖示可知，將重物抬起時，支點為點，根據(jù)杠桿平衡條件可知，當阻力和阻力臂一定時，動力臂越長，動力越小，因此當以為動力臂時，動力臂最長，所需動力最小，過點作垂直于的力，方向向上，即為所求得最小動力。如圖所示：7．如圖所示，某工人站在地面上使用由三個滑輪組成的滑輪組提升重物，請畫出最省力的繞繩方法。【解答】解：要使滑輪組最省力，需要承擔物重的繩子段數(shù)最多，所以要從動滑輪繞起，依次繞過上面的定滑輪、下面的動滑輪，再繞過上面的另一個定滑輪，如圖所示：8．如圖所示，杠桿處于靜止狀態(tài)，在圖中畫出力及的力臂【解答】解：過力臂的左端，作的垂線，與杠桿的交點為力的作用點，方向斜向下，由支點向的作用線作垂線，支點到垂足的距離就是的力臂；如圖所示：9．如圖所示，是一個形杠桿，請在圖中分別畫