受力分析图工具

受力分析图(自由体图)生成器

用于物理和静力学的带标注受力分析图。受力分析图生成器把每个力画成从物体出发的箭头,标为 G、F_N、F_f、F_T(或 W、N、f、T),涵盖斜面、滑轮、阿特伍德机、电梯、倾斜弯道和梁。

受力分析图示例

受力分析图生成器按所示提示词实际生成的图:沿 30° 斜面下滑的木块、在水平地面上被推动的箱子、由两根缆绳悬挂的红绿灯,以及空白填图版。点击任一张,即可把提示词载入受力分析图生成器修改。

斜面上的木块

有摩擦的斜面,受力分析图生成器把坐标轴沿斜面倾斜。

简单练习图

匀速推动的箱子,受力分析图生成器为入门练习卷画出的样子:四个力两两平衡,用文字标注。

悬挂的红绿灯

受力分析图生成器画的悬挂红绿灯:两个拉力加上重力,角度从 x 轴量起。

空白填图版

受力分析图生成器制作的空白斜面练习图,每个标注都留给学生填写。

斜面上物块的受力分析图,标出重力、支持力、滑动摩擦力、拉力以及倾斜的 x 轴和 y 轴
受力分析图生成器画出的带标注受力分析图:物块沿倾角 θ 的粗糙斜面被向上拉,重力、支持力、滑动摩擦力和拉力都从物块中心画出,x 轴和 y 轴沿斜面倾斜。

受力分析图怎么画:以沿斜面拉上的物块为例

这张由受力分析图生成器画出的带标注受力分析图,是一个物块被平行于斜面的绳子沿粗糙斜面向上拉。同样的四个步骤适用于任何力学题。

  1. 1

    把物体简化为一个点

    受力分析图生成器让每个箭头都从物块中心的点画出,箭尾在物体上,绳的拉力也是如此。

  2. 2

    先画重力,竖直向下

    G = mg 指向地心,而不是指向斜面。

  3. 3

    接触面给两个力

    支持力 F_N 垂直于斜面;滑动摩擦力 F_f 沿斜面向下,因为物块向上运动。

  4. 4

    再画拉力,然后转斜坐标轴

    拉力 F 沿绳子方向;x 轴沿斜面、y 轴垂直斜面,只需分解重力 G。

受力分析图生成器能画的力学题,逐个力讲清楚

物理课最常考的几种情境的受力分析图示例,每种都有自己的一组力,也有最合适的坐标轴取法。每张卡片最后都附一段提示词:点「试一试」,上方的受力分析图生成器就会载入这个情境,可以直接修改。

水平地面上箱子的受力分析

箱子被匀速向右推,受四个力,两两大小相等:向右的推力 F 和向左的摩擦力 F_f,竖直向下的重力 mg 和向上的支持力 F_N。沿水平向下 θ 角斜向下推,F_N 增大为 mg + F sin θ;以同样角度斜向上拉,F_N 减小为 mg − F sin θ,所以拉比推受到的摩擦力小。把推力的角度告诉受力分析图生成器,它会把箭头画斜,并相应调整 F_N 的长度。

斜面上物体的受力分析图

重力 mg 竖直向下,支持力垂直于斜面,摩擦力沿斜面。坐标轴沿斜面转斜后,F_N = mg cos θ(下文有完整推导)。静止的物块受沿斜面向上的静摩擦力,大小等于 mg sin θ;当 tan θ 大于 μ_s 时,物块开始下滑。告诉受力分析图生成器物块是静止、下滑还是被向上拉,因为这决定了摩擦力的方向。

有摩擦力的受力分析图

滑动摩擦力 F_f = μF_N,方向与相对滑动方向相反。静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,大小不超过最大静摩擦力 μ_s F_N;加速的汽车正是靠驱动轮上的静摩擦力向前推动。在提示词里说明物体是在滑动还是相对静止,受力分析图生成器会相应标为滑动摩擦力 f_k 或静摩擦力 f_s。

有绳子拉力的受力分析图

悬挂的物体:绳的拉力 T 向上,重力 mg 向下,静止时 T = mg。用两根缆绳吊起的红绿灯,缆绳与水平方向的夹角为 θ₁ 和 θ₂:以结点为研究对象,沿缆绳画 T₁ 和 T₂,再画向下的重力;于是 T₁ cos θ₁ = T₂ cos θ₂,T₁ sin θ₁ + T₂ sin θ₂ = mg。上方第三张示例就是这种情境。让受力分析图生成器以结点为研究对象,它会把三个力都从同一点画出。

滑轮与阿特伍德机的受力分析

每个物体单独画一张。在滑轮无质量、无摩擦的阿特伍德机中,每个物体都受向上的拉力 T 和向下的自身重力,两边的 T 相等;设 m₂ 较重,a = (m₂ − m₁)g / (m₁ + m₂),T = 2m₁m₂g / (m₁ + m₂)。桌面上的物块通过滑轮连接悬挂物时,物块受 F_N、mg、摩擦力和指向滑轮的 T,悬挂物受 T 和 mg。让受力分析图生成器每个物体画一张,几张图会并排给出,拉力箭头长度相等。

电梯中的受力分析(超重与失重)

站在电梯里体重秤上的人:向下的重力 mg,向上的支持力 F_N,F_N 就是体重秤的示数。以向上为正,F_N − mg = ma:电梯向上加速时 F_N 大于 mg(超重),向下加速时小于 mg(失重),匀速时等于 mg,自由下落时为零(完全失重)。在提示词里写明加速度的方向,受力分析图生成器会相应调整 F_N 与 mg 的相对长度。

圆周运动的受力分析图

向心力是各个真实力的合力,指向圆心,不单独画箭头。汽车在水平路面上转弯:mg 向下、F_N 向上、静摩擦力指向圆心,F_f = mv²/r。用绳子拉着小球在水平面内做圆周运动:拉力 T 沿绳,mg 向下,T 的水平分力指向圆心。画水平弯道时,可以让受力分析图生成器从车后方视角画,这样指向圆心的摩擦力箭头才看得见。

单摆的受力分析图

摆球受两个力:沿绳指向悬点的拉力 T 和竖直向下的重力 mg。改用沿半径和沿切线的坐标轴:沿圆弧的 mg sin θ 把摆球拉回最低点,沿绳方向 T − mg cos θ = mv²/L,所以 T 在最低点最大。写明摆线的偏角,受力分析图生成器会画出径向和切向坐标轴,并用虚线画出重力的两个分力。

弹簧弹力的受力分析图

弹簧弹力沿弹簧方向,指向恢复原长的方向,大小为 kx(胡克定律)。挂在弹簧下的物体:kx 向上,mg 向下,平衡时伸长量 x = mg/k。在水平弹簧上,弹力是唯一的水平力,伸长时往回拉,压缩时向外推。把质量和劲度系数告诉受力分析图生成器,它会把 kx 和 mg 写在箭头上。

梁的受力分析图(静力平衡与力矩)

这是有大小的物体,所以每个力都画在实际作用点上,而不是集中在一个点。搁在两个支座上的梁:A、B 两处的支座反力,梁的重力画在中点,每个荷载画在悬挂处;然后列 ΣF_x = 0、ΣF_y = 0、Στ = 0,对某个支座取力矩,就能消去该支座的未知力。靠在光滑墙上的梯子也一样:墙给一个水平推力,地面给 F_N 和摩擦力,重力画在梯子中点。把支座类型和各段距离告诉受力分析图生成器,它会把每个反力画在作用点上。

倾斜弯道的受力分析图

在倾斜弯道上转弯的汽车,不计摩擦时受两个力:mg 竖直向下,F_N 垂直于路面。汽车的加速度沿水平方向,所以坐标轴保持水平,要分解的是 F_N:F_N cos θ = mg,F_N sin θ = mv²/r,得 tan θ = v²/(rg)。有摩擦时,摩擦力沿路面:车速高于设计速度时沿斜坡向下,低于设计速度时沿斜坡向上。火车转弯时外轨高于内轨,也是同一个道理。让受力分析图生成器从车后方视角画,F_N 会画成向弯道圆心倾斜。

考虑空气阻力的下落物体受力分析图

跳伞运动员受两个力:重力 mg 向下,空气阻力向上。刚跳出时阻力很小;达到收尾速度时阻力等于 mg,两个箭头一样长,尽管人仍在快速下落。打开降落伞的瞬间,阻力短时间大于 mg,所以人在继续向下运动的同时减速。受力分析图生成器可以把这三个阶段并排画在一张幻灯片上。

抛体在最高点的受力分析图

竖直上抛的小球,或者任何不计空气阻力的抛体,在飞行的每一点都只受一个力:竖直向下的 mg。球离开手之后就没有“抛出的力”,最高点也没有向上的力,维持水平速度同样不需要力。让受力分析图生成器把三个时刻并排画出,那个始终不变的单一箭头本身就说明了问题。

飞机的受力分析图

匀速水平飞行的飞机受四个力,两两平衡:升力向上、重力向下,推力向前、阻力向后。倾斜转弯时升力随机翼倾斜,竖直分力托住飞机,水平分力提供转弯所需的向心力,所以升力必须大于重力。受力分析图生成器把飞机画成简单的剪影,四个箭头都从重心画出。

火箭升空时的受力分析图

离开发射台的火箭:推力向上,重力 mg 向下,开始运动后还有向下的空气阻力。只有推力大于重力时火箭才能升空,合力(推力 − mg − 阻力)决定它的加速度。向下喷出的燃气不画在火箭的受力分析图上:推力箭头就是燃气对火箭的反作用力。告诉受力分析图生成器火箭还在发射台上还是已经在爬升,因为这决定了要不要画阻力。

过山车竖直圆环的受力分析图

在竖直圆环的最高点,车厢倒过来:轨道的 F_N 和 mg 都向下,指向圆心,F_N + mg = mv²/r。在最低点,F_N 向上、mg 向下,F_N − mg = mv²/r,所以乘客在最低点感觉最重。车厢能通过最高点的最小速度对应 F_N 降为零时:v = √(gr)。同时要最高点和最低点,受力分析图生成器会把两个位置画在同一个圆环上。

桌面上书本的受力分析图

静止在桌面上的书受两个力,重力和支持力,大小相等、方向相反,但它们是一对平衡力,不是作用力与反作用力。与重力对应的反作用力是书对地球向上的吸引力;与支持力对应的是书对桌面向下的压力,它要画在桌子的受力分析图上。让受力分析图生成器把书和桌子分成两张图,每对作用力与反作用力都会落在正确的那张上。

相互接触的两个物块的受力分析图

在光滑水平面上被一起推动的两个物块:每个物块单独画一张。前面的物块受后面物块向前的作用力 P;后面的物块受推力 F,以及前面物块对它大小相等、方向相反的反推力。两者各自还受 mg 和 F_N。用整体法看,系统只受 F,两者的加速度都是 a = F / (m₁ + m₂)。一段提示词就能让受力分析图生成器同时画出隔离法的两张图和整体法的一张图。

从受力分析图到 ΣF = ma:一道斜面题完整走一遍

多数练习题要的是带解答的受力分析图示例,因为画完图之后的分数来自它列出的方程。下面以 30° 斜面上的一个木块为例,从受力分析图一直算到加速度,所用数值和作业题里给的一样。

已知: m = 5.0 kg · θ = 30° · μ_k = 0.20 · g = 9.8 m/s² · 木块沿斜面下滑

  1. 1

    只画力,别的都不画

    从木块画出三个箭头:竖直向下的重力 W = mg = 49 N,垂直于斜面的支持力 N,以及与下滑方向相反、沿斜面向上的滑动摩擦力 f_k。这就是受力分析图生成器根据下方提示词画出的图。

  2. 2

    转斜坐标轴,分解重力

    取 x 轴沿斜面向下,y 轴垂直于斜面。只有重力不在坐标轴上:沿 x 方向 mg sin θ = 24.5 N,垂直压向斜面 mg cos θ = 42.4 N。分量用虚线画,或者另画一张草图,绝不能当作额外的力。

  3. 3

    列 ΣF_y = 0

    木块既不离开斜面,也不陷进去,所以 N − mg cos θ = 0,N = 42.4 N。于是 f_k = μ_k N = 0.20 × 42.4 N = 8.5 N。

  4. 4

    列 ΣF_x = ma

    mg sin θ − f_k = ma,即 24.5 N − 8.5 N = (5.0 kg) a,所以 a = 3.2 m/s²,方向沿斜面向下。用字母表示为 a = g(sin θ − μ_k cos θ):质量消掉了。

  5. 5

    拿受力分析图检查答案

    合力为 16 N,沿斜面向下,与木块加速度的方向一致。如果对一个正在下滑的木块算出负的 a,说明摩擦力在使它减速,加速度方向沿斜面向上。

把这张图连同数值载入受力分析图生成器:

沿 30° 斜面下滑的木块的受力分析图,重力、支持力和滑动摩擦力都从木块中心画出,重力的两个分力用虚线沿倾斜的 x 轴和 y 轴画出。θ = 30°W = mgNf_kmg sin θmg cos θxy
30° 斜面上 5.0 kg 木块的受力分析图:W、N 和 f_k 从木块中心画出,重力分力 mg sin θ 和 mg cos θ 用虚线沿倾斜坐标轴画出。点下方的「试一试」,受力分析图生成器会用这些数值画出同样的图。
倾斜弯道上汽车的受力分析图,重力竖直向下,支持力垂直于路面,其分力 N cos θ 和 N sin θ 用虚线沿水平和竖直坐标轴画出。θNmgN cos θN sin θ← 转弯圆心

斜面还是倾斜弯道:坐标轴怎么取?

让一条坐标轴沿加速度方向。斜面上木块沿斜面加速,所以 x 轴随斜面倾斜,F_N = mg cos θ。倾斜弯道上汽车沿水平方向、朝转弯圆心加速,所以坐标轴保持水平,要分解的是 F_N:F_N cos θ = mg,F_N = mg / cos θ,大于重力。把斜面上的 mg cos θ 照搬到倾斜弯道,是论坛上这类题目一再出错的根源。这里的「试一试」会把车速高于设计速度、摩擦力沿斜坡向下的情况发给受力分析图生成器。

受力分析图生成器画的各种力,以及每个箭头的方向

力学题里最常出现的力、它们常用的符号,以及箭头必须指向的方向。除非你另有要求,受力分析图生成器都按这些约定来画。

力符号受力分析图生成器的画法
重力G(G = mg)竖直向下,所有有质量的物体都受重力
支持力(弹力)F_N垂直于接触面,指向被支持的物体
滑动摩擦力F_f(大小 μF_N)沿接触面,与相对滑动方向相反
静摩擦力F_f沿接触面,与相对运动趋势方向相反
绳的拉力F_T(也写作 T)沿绳子,指向绳子收缩的方向
推力或拉力F沿推或拉的方向
空气阻力F_阻与物体运动方向相反
弹簧弹力F = kx沿弹簧,指向恢复原长的方向

不同教材的符号不完全一样。 国内高中教材常用 G、F_N、F_f、F_T;英文教材有的写 F_g 和 F_N,有的写 W 和 N;还有的课程把每个力都写成带双下标的 F,标明谁对谁施力。告诉受力分析图生成器你课本用的符号,图上就只用这些。

受力分析图中会丢分的错误,以及受力分析图生成器的正确画法

AP Physics 的阅卷报告年年列出同样一批受力分析图错误:箭头没连在点上、漏画力、多画力,以及谁也看不懂的标注。国内考试的扣分点也大同小异。下面八条几乎涵盖了所有错误,受力分析图生成器默认就会避开它们。

箭头没有从物体上画起

每个箭头的箭尾都要落在点或方块上,并指向外侧,推力也不例外。箭头脱离物体,或者画成没有箭头的线段,都会丢分。受力分析图生成器让每个箭头都从物体上画起。

把合力当成又一个箭头画上去

ΣF 是已画出各箭头的矢量和,不是另一个力。再画一个 F合 箭头,等于把每个力都算了两遍;题目要求合力时,写在图旁边即可。受力分析图生成器从不添加合力箭头。

画了一个向心力箭头

转弯的汽车或用绳甩动的小球,指向圆心的力是摩擦力、拉力或 F_N 的一个分力。单独画一个 F向 箭头就是多画了一个力,AP 阅卷报告也把它列为圆周运动题的常见错误。受力分析图生成器只画真实的力,并在旁边标出圆心方向。

把分量当成额外的力

mg sin θ 和 mg cos θ 是分解后的重力。在 mg 旁边用实线画出来,重力就被算了三次。AP 考题要求画“力(而非分量)”;需要分量时,用虚线画或另画一张。受力分析图生成器只在你要求时才画分量,而且用虚线。

画了物体对别的物体施加的力

箱子向下压着地面,但这个压力作用在地面上。只有作用在所选研究对象上的力才画在它的图上;每个箭头对应的反作用力,属于另一个物体的受力分析图。除非你要求画多个,受力分析图生成器每张图只隔离一个物体。

漏画或凭空多出接触力

数一数有什么与物体接触:每个接触面给一个 F_N,可能还有摩擦力,每根绳给一个 T,每个铰链或销钉给一个反力。漏掉铰链的作用力,或者给一个不与任何面接触的物体画上支持力,都是阅卷报告点名的错误。在提示词里列出与物体接触的东西,受力分析图生成器会为每个接触画出对应的力。

想当然地认为 F_N = mg

只有在水平面上、没有其他竖直方向的力、也没有竖直加速度时,F_N 才等于 mg。在斜面上它是 mg cos θ,在向上加速的电梯里是 m(g + a),在倾斜弯道上是 mg / cos θ。描述清楚运动情况,受力分析图生成器会相应调整 F_N 与 mg 的相对长度。

箭头没标注,或用了自创的符号

每个箭头都需要读者认得的符号:G 或 mg、F_N 或 N、F_f 或 f、F_T 或 T。不标注和自创符号都会丢分。告诉受力分析图生成器你的课程用哪些符号,图上就只出现这些。

上方受力分析图示例中受力分析图生成器画出的每一张图都遵守这些规则。打开一张放在你自己的图旁边,逐个箭头对照。

受力分析图和力的图示有什么区别?

受力分析图(力的示意图)把一个物体在某一时刻受到的每个力都画出来,只要求方向和作用点正确;力的图示则要先选定标度,用线段长度准确表示力的大小。 做力学题先画受力分析图,需要按比例作图求合力时才画力的图示。

受力分析图力的图示
画什么物体受到的全部力一个或几个力,按比例画
箭头长度大致反映大小即可按标度严格画,例如 1 cm 表示 10 N
回答的问题物体受哪些力,为什么这样运动?(F合 = ma)这几个力的合力多大、朝哪个方向?
图上应有G、F_N、F_f、F_T、F标度和按比例画出的力

两张图都要服从牛顿第二定律:由受力分析图求出的合力,方向必须与物体的加速度一致。 如果受力分析图上的箭头怎么也合不成你预期的加速度,就说明漏了力,或者某个力的方向画错了。在提示词里写明各力的大小关系或标度,受力分析图生成器会按这些关系调整箭头的相对长度;考试中的力的图示仍要用尺规按标度作图。

各课程的受力分析图惯例:AP Physics、IB、A-level 与工程静力学

物理规律到哪里都一样,名称、符号和阅卷要点却不同。国内叫受力分析图,英文教材叫 free-body diagram,英国常叫 force diagram。在提示词里写明你的课程,受力分析图生成器就沿用它的符号。

课程通常叫法常用符号阅卷看什么受力分析图生成器
AP Physics 1、2 和 C(美国)Free-body diagram(自由体图)F_g, F_N, f, T, F_app每个力单独一个箭头,从点出发并指向外侧;画力而不画分量;题目要求时,相对长度要正确
IB Physics(DP)Free-body diagram(自由体图)W 或 F_g、N、f、T一个物体受到的所有力都带标注,长度反映相对大小;合力由这些力求出,而不是混在其中画出
A-level Maths 力学(英国)Force diagram(受力图)mg(或 W),支持力记作 R,摩擦力记作 F 且 F ≤ μR,T沿斜面和垂直斜面分解各力;物体处于将要滑动的临界状态时,摩擦力取最大值 F = μR
GCSE 与 A-level Physics(英国)Free body diagram 或 force diagramweight、normal contact force、friction、tension,写成文字或 W、R箭头长度表示大小,并由它们求出合力
大学物理(OpenStax 等教材)Free-body diagram(自由体图)w 或 mg、N、f、T物体画成一个点;分量用虚线或另画一张草图;多物体问题每个物体一张图
工程静力学Free-body diagram(FBD,隔离体图)支座反力记作 A_x、A_y、B_y,力偶矩记作 M,分布荷载用一个合力代替每个支座都换成它的反力,每个力画在真实作用点上,并标出尺寸以便取矩

每个「试一试」载入的提示词都使用该课程的符号;改动情境时,受力分析图生成器会沿用同一套记号。

什么是受力分析图?

受力分析图(又称自由体图、隔离体图)把研究对象从周围环境中隔离出来,画成一个点或简单的方块,再把它受到的每个外力画成从物体出发、指向力的方向的箭头。每个箭头都标上符号,例如重力 G、支持力 F_N、摩擦力 F_f、绳的拉力 F_T。列牛顿第二定律方程之前,第一步就是画这张图。

要点

  • 每个力都有施力物体。 重力来自地球,支持力和摩擦力来自接触面,拉力来自绳子或缆绳。没有物体在推或拉,就没有这个箭头,所以在通常的惯性参考系里不画“离心力”。

受力分析图生成器与手绘、PhET 和解题器对比

找受力分析图生成器、绘图工具或制作工具的人,需要的是图本身:一份练习卷、一份答案、一份实验报告、一页课件。这正是受力分析图生成器做的事;下面把它和其他做法放在一起比较。

做法得到什么最适合要注意
纸笔手绘符合考试格式的草图必须自己动手画的考试和小测很难再用到报告或课件里
演示文稿或矢量绘图软件(PowerPoint、WPS 演示、Inkscape、draw.io)一个个摆放的箭头和文本框有固定版式的练习卷每个角度和标注都要手动定位
带力箭头的 PhET 仿真可推动、可倾斜的物体上实时变化的箭头观察情境改变时各个力怎样变化情境固定;不是可以按自己方式标注的图
作业平台的绘图工具(McGraw Hill Connect、Mastering Physics)在布置的题目里画图并自动评分布置的作业只能用于该平台自己的题目
受力分析解题器和计算器标准情境下未知力的数值核对答案大多只给数字,不给可交作业或打印的带标注图
这个受力分析图生成器你能描述的任何情境的带标注、可直接打印的图,使用你课程的符号练习卷、答案、实验报告、课件、复习笔记只画图不解题;图上写的任何数值都请核对

受力分析图生成器和纸笔草图可以配合使用:考试时自己动手画,讲义或报告里那张干净的图交给生成器。

受力分析图生成器:学生常问的问题

受力分析图要画哪些内容?

只画研究对象(一个点或简单的方块)、它受到的每个外力的箭头(各自带符号)和坐标轴。 别的都不画:不画周围物体,不画速度或加速度箭头,也不画合力。这是受力分析图生成器的默认画法;如果需要把斜面或绳子简单画出来,说明一下就会加上。

受力分析图和自由体图是一回事吗?

在大多数课程里是的:两者都把作用在一个物体上的力画成标有符号的箭头,两个名称指的是同一张图。 有的课程会加以区分:受力图可以把物体连同周围环境一起画,或同时画几个物体;自由体图(隔离体图)则一定只把一个物体单独隔离出来。无论哪种,每个箭头都是某个物体施加的力。受力分析图生成器两种都能画:要一个隔离出来的物体,或者要连同周围环境的整个情境。

受力分析图怎么一步步画?

先用隔离法取出研究对象,找齐它受到的所有力,再把每个力画成从物体出发的箭头并标上符号。 一般按“一重、二弹、三摩擦、四其他”的顺序:先画重力,再对每个接触面画支持力和摩擦力,对每根绳或缆绳画拉力,最后加上推力或拉力。然后建立坐标系(斜面上沿斜面和垂直斜面),检查每个箭头都有施力物体。把这段描述输入受力分析图生成器,就能得到一张干净的图,用来核对你自己画的。

斜面上的支持力为什么不是竖直向上?

因为支持力总是垂直于施力的接触面,而斜面是倾斜的。 把它画成竖直向上,是受力分析中最常见的错误。大小也会变:没有其他力把木块压向斜面时,F_N = mg cos θ,小于重力。在任何斜面上,受力分析图生成器都把 F_N 画成垂直于接触面。

圆周运动要不要画离心力?

不要。 在通常的惯性参考系里没有物体施加离心力,所以没有这个箭头。向心力也不是额外的一个箭头,它是已画出的各个力沿半径指向圆心的合力:甩动的小球靠绳的拉力,转弯的汽车靠摩擦力,卫星靠万有引力。受力分析图生成器两者都不画。

速度和加速度要画在受力分析图上吗?

不要,图上只画力。 向右运动的物体不一定受向右的力;匀速滑动的箱子受力平衡。想标出运动方向,可以写在图旁边,不要画成图上的箭头。在提示词里提到运动情况,受力分析图生成器会把它写在图旁,而不是画成一个力。

摩擦力的方向怎么判断?

沿接触面,与相对滑动(或相对运动趋势)的方向相反。 滑动摩擦力与物体相对接触面的运动方向相反;静摩擦力与相对运动趋势相反,所以静止在斜面上的木块受到的静摩擦力沿斜面向上。说明物体是在滑动还是静止,受力分析图生成器会相应标为 f_k 或 f_s。

力的箭头从哪里画起?

从物体上画起,指向力的方向。 把物体看成质点时,所有箭头都从这个点或方块中心画出,推力也一样,箭尾在物体上。需要考虑转动效果时,比如梁或梯子,要把每个力画在它的作用点上。除非你要求画在各力的作用点上,受力分析图生成器让每个箭头都从物体中心出发。

受力分析图生成器也能解题吗?

不能:受力分析图生成器负责画图,列式计算还是你的。 给出质量、倾角、动摩擦因数等数值,会写在图上,但它不会求解未知力。上面的斜面例题演示了画好图之后怎样列方程;使用任何数值前请先核对。

受力分析图生成器能画出力的分量吗?

能,只要你提出要求:受力分析图生成器会把分量画成沿你指定坐标轴的虚线箭头,与力本身区分开。 按 AP 的答题要求时不要画分量,因为题目要的是力而不是分量;写正交分解的解题过程或做教学课件时再加上。

受力分析图必须按比例画吗?

不必,但相对长度要对。 受力分析图是示意图,不是按标度画的力的图示;不过平衡的力箭头要等长,较大的力箭头要更长,AP 考题要求比较大小时检查的就是这一点。在提示词里写明大小关系,比如“摩擦力等于推力”或“F_N 比重力短”,受力分析图生成器会相应调整箭头长度。

怎样在线画受力分析图?

在本页顶部的受力分析图生成器里输入题目情境:研究对象、与它接触的物体、运动情况和已知数值。 选一种风格或保留朴素的教科书画风,图会在你的工作区中打开,可以改符号、移动标注,并导出高分辨率文件用于练习卷或报告。

打开受力分析图生成器

输入一句题目描述,大约一分钟得到一张带标注、可打印的受力分析图。

画受力分析图