第１１講 力和機械專題復習

本知識板塊分為兩個單元.第一單元介紹重力、彈力、摩擦力，第二單元介紹杠桿和其他簡單機械.這部分知識在歷年中考試題中所占比重較高.

[重點考點]

本知識點的重點是探究彈簧測力計的制作和使用，用彈簧測力計測力.

本知識點的考點是考查同學們是否掌握彈力產生的條件，體現了重視基礎知識的特點.

[中考常見題型]

例1 （1） 圖1甲所示彈簧測力計的量程是____N，分度值是____N，測出物體所受的重力為____N.

（2） 圖1乙表示一根彈簧在彈性限度內伸長的長度ΔL與所受拉力F之間的關系，由此圖可以查出當這根彈簧伸長2 cm時，所受拉力為____N.

思路分析：此題第一步考查是否會使用彈簧測力計.首先明確彈簧測力計的量程和分度值，接著正確進行讀數即可.

第二步考查是否會利用圖象解決簡單問題，這屬于近年來新出現的題型，并且有上升趨勢.審題時一定要注意圖文結合，明確縱坐標表示彈簧在彈性限度內伸長的長度ΔL，橫坐標表示彈簧所受拉力F，這樣才能順利找出對應于彈簧某一伸長量時彈簧所受到的力.

參考答案：（1） 0～5 0.2 1 （2） 4

例2 在水平放置的彈簧測力計秤鉤和吊環上各加10 N的力，且兩個力在一條直線上，方向相反，則彈簧測力計的示數為____N.

思路分析：此題是易錯題，但并不是難題.由二力平衡的知識可知，彈簧測力計的秤鉤和吊環上各作用了10 N的力，這兩個力是平衡力，彈簧測力計的示數為作用在秤鉤上的那個力，大小為10 N，當然，作用在吊環上的力與作用在秤鉤上的力大小相等.

例3 一彈簧測力計因彈簧斷裂而損壞，若去掉斷裂的一小段彈簧，將剩余的較長的一段彈簧重新安裝好，并校準了零刻度，那么用這個修復的彈簧測力計測量時，測量值與原來的測量值相比較，結果是（）.

A. 測量值比原來的測量值大 B. 測量值比原來的測量值小

C. 測量值與原來的測量值相同D. 以上三種情況均可能出現

思路分析：此類問題可以用“假設法”進行分析.假設一根彈簧受到5 N的拉力時伸長5 cm，若去掉斷裂的長度，則剩余的彈簧長度為原來長度的，同樣受到5 N的拉力時，這段彈簧的伸長也為原來伸長的，即伸長4 cm，顯然此時的測量值比原來的測量值小.答案為B.

[重點考點]

知道重力的大小和重力的方向，通過探究，了解重力與質量的關系，會應用公式G=mg.

重力的圖示以及重力與質量的區別是中考試卷中出現頻率較高的知識點.

[中考常見題型]

例4 小華和同學們在探究物體所受重力大小與物體質量的關系時，實驗記錄如右表：

（1） 在實驗探究中，需要的主要測量工具是____和____.

（2） 將表中空白處補充完整.

（3） 分析表中數據，得出的結論是：____.

思路分析：此題一方面考查基礎知識，即分別用什么器材測質量、測重力；另一方面根據實驗記錄的數據進行分析，得出物體所受重力大小與物體質量的關系.這些都是同學們必須掌握的.

參考答案：（1） 天平 彈簧測力計 （2） 9.8 9.8 （3） 物體所受的重力跟它的質量成正比

[重點考點]

本知識點的重點是“探究摩擦力的大小與什么因素有關”實驗，增大和減小摩擦的方法.

運用有關摩擦力的知識，在實踐中根據具體情況想辦法增大或減小摩擦力，這類理論聯系實際的試題在近年的中考試卷中比較常見.

[中考常見題型]

例5 右表是某實驗小組同學做“探究滑動摩擦力的大小跟哪些因素有關”的實驗記錄.

（1） 分析比較序號1與2的實驗數據，可得出的結論是：____.

（2） 分析比較序號____的實驗數據，可得出的結論是：壓力相同時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大.

（3） 若要探究滑動摩擦力的大小與接觸面積是否有關，你設計的實驗是：____.

思路分析：“控制變量法”是初中物理探究實驗中常用的方法，此探究實驗也用到控制變量法.先探究當接觸面的材料相同時，摩擦力與壓力的關系；再探究壓力相同時，摩擦力與接觸面粗糙程度的關系；最后探究摩擦力與接觸面積是否有關時，則要求在接觸面的材料相同、壓力相同的條件下進行實驗.

參考答案：（1） 接觸面的粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大 （2） 2與3 （3） 將木塊平放、側放時，分別用彈簧測力計拉著木塊在水平放置的木板上做勻速直線運動，比較彈簧測力計每次測得的數據

例6 狗用200 N的水平拉力拉著總重為5 000 N的雪橇在冰面上勻速向西前進，速度為1 m/s，雪橇所受摩擦力的大小是____N，方向是____.若在雪橇上再裝些貨物，則摩擦力將____.若雪橇以2 m/s的速度勻速前進，在這個過程中摩擦力將____.（后兩空填“變大”、“變小”或“不變”）

思路分析：需要利用二力平衡的知識進行分析.當物體在拉力和摩擦力的作用下做勻速直線運動時，摩擦力在數值上等于拉力，這兩個力是平衡力.實驗證明，摩擦力的大小僅與壓力大小以及接觸面的粗糙程度有關，而與物體運動的速度等其他因素均無關.所以只有在壓力大小以及接觸面的粗糙程度發生變化時，摩擦力的大小才會變化.

參考答案：200 向東 變大 不變

例7 （2007年北京）圖2所示的四個實例中，目的是為了減小摩擦的是（）.

思路分析：此類試題在中考試卷中很常見.它要求同學們根據題目提供的文字和插圖，分析哪些情況是增大摩擦的，哪些情況是減小摩擦的.解此類題還是要緊密結合影響摩擦力大小的兩個因素進行分析.答案為C.

例8 （2007年成都）如圖3所示，物體A重30 N，用等于50 N的力F垂直壓在墻上靜止不動，則物體A所受的摩擦力是____N；物體B重30 N，受到等于20 N 的水平推力F靜止不動，則物體B所受的摩擦力是____N.

思路分析：首先要明確摩擦力是阻礙互相接觸的兩物體間相對運動的力，還要明確摩擦力的方向是沿著接觸面并阻礙物體之間的相對運動，再利用二力平衡的知識分析問題.物體A在豎直方向上受到重力和摩擦力，保持靜止，則摩擦力和重力是平衡力，摩擦力等于重力；物體B在水平方向上受到推力和摩擦力，保持靜止，則摩擦力等于推力.

參考答案：30 20

[重點考點]

杠桿是最重要的一種簡單機械，它也是滑輪、輪軸等其他簡單機械的基礎.要認識杠桿，知道杠桿的一些應用.要通過探究理解杠桿的平衡條件.

畫出杠桿的力臂，利用杠桿的平衡條件分析解決實際問題，這些都是在中考試卷中經常出現的題型.

[中考常見題型]

例9 圖4所示杠桿中，動力臂用L表示，圖中所畫力臂正確的是（）.

思路分析：這是一道很好的題，用選擇題的形式，示例怎樣正確規范地畫杠桿的力臂，通過展示同學們在畫力臂時經常出現的幾種錯誤，提醒同學們不要犯同樣的錯誤.A圖畫的是從支點到動力的作用點的距離.B圖畫的是從支點到動力的作用線的一條連線，而此連線與動力的作用線并不垂直，看起來從支點到動力的作用線畫不成垂線，在這種情況下應該從支點向動力作用線的反向延長線作垂線.C、D兩圖都畫出了動力作用線的反向延長線，可惜C圖雖然從支點到動力作用線的反向延長線作了垂線，卻在動力作用線的反向延長線上截取了一端“冒充”動力臂.顯然只有D圖是正確的.

例10 杠桿在我國古代就有了許多巧妙的應用.護城河上安裝使用的吊橋就是一個杠桿，由圖5可知它的支點是____（填“A”、“B”或“C”）點，在勻速拉起時，它屬于一個____（填“省力”或“費力”）杠桿，并在圖中畫動力臂L1.

思路分析：需要明確杠桿AC的支點，也就是杠桿在力的作用下轉動時保持不動的點，是C點；動力是繩對杠桿AC的作用力，作用在A點；阻力是杠桿AC自身的重力，作用在B點.從支點向動力的作用線作垂線畫出動力臂L1；阻力與杠桿AC垂直，阻力臂為BC.可見，動力臂大于阻力臂，這是一個省力杠桿.有些同學不知道動力作用線的方向是從動力的作用點起沿著繩子的方向，而是將人用手拉著的繞過動滑輪的那段繩子的方向誤認為動力作用線的方向，將動力臂畫錯，今后一定不要再出現同樣的錯誤.

參考答案：C 省力 力臂見圖6.

例11 在“探究杠桿的平衡條件”實驗中，應先調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在____位置平衡，這樣做是為了便于測量____；如發現杠桿左端偏高，則可將右端的平衡螺母向____調節，或將左端的平衡螺母向____調節.

圖7是小明同學三次實驗的情景，實驗時所用的每個鉤碼重0.5 N，杠桿上每一格長5 cm，部分實驗數據已記錄在下表中.

（1） 請將表格中的實驗數據補充完整.

（2） 小明的第3次實驗存在錯誤，其錯誤是____.

思路分析：小明同學在第3次實驗中存在的錯誤，在同學們中間有一定的代表性.只有當動力F1與杠桿垂直時動力臂為L1，若動力F1不與杠桿垂直動力臂不是等于L1而是小于L1.

參考答案：水平 力臂 左 左 （1） 15 2 （2） 動力臂測量錯誤

例12 （2007年大慶）如圖8所示，一根輕質木桿，A端細線下掛著50 N的重物靜止在水平地面上.當在B點加豎直向下的力F=30 N時，木桿在水平位置處于平衡狀態，此時細線豎直．已知OA=15 cm，OB=5 cm，則重物對水平地面的壓力為（）.

A. 80 NB. 60 NC. 40 ND. 20 N

思路分析：此題涉及多條力學基礎知識，具有一定的綜合性.首先由杠桿的平衡條件計算出杠桿的A點受到重物豎直向下的力，大小為10 N；又由于力的作用是相互的，所以重物還受到豎直向上的10 N的力；由于50 N的重物是靜止的，所以重物還應受到地面40 N的支持力；最后再根據力的作用是相互的，判斷出重物對地面的壓力也是40 N.答案為C.

[重點考點]

在學習杠桿的基礎上，重點認識定滑輪、動滑輪及其作用，了解簡單的滑輪組.中招常見考點為定滑輪、動滑輪的應用以及簡單滑輪組的繞法.

[中考常見題型]

例13 在圖9所示的滑輪組上繞線，使勻速提升重物G時最省力.

思路分析：對于由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，繩子不是固定在定滑輪上就是固定在動滑輪上，不妨兩種繞法都試試看，哪種繞法與動滑輪接觸的繩子段數越多，也就是承重的繩子段數越多，哪種繞法就越省力.

參考答案：見圖10.

例14 如圖11所示，物體A重50 N，在水平拉力F的作用下，A沿水平地面勻速前進，拉力F為10 N，不計繩和滑輪重，物體受到的阻力為____N.

思路分析：此題也涉及多條力學基礎知識.先分析動滑輪，不管動滑輪橫著放還是豎著放，分析的方法是一樣的.動滑輪是和物體A一起勻速運動的，動滑輪受到物體A向左的拉力等于圖中拉力F的二倍，即20 N；動滑輪對物體A向右的拉力與物體A對動滑輪向左的拉力是作用力與反作用力的關系，也是20 N；物體A做勻速直線運動，所以受到水平地面向左的摩擦力等于動滑輪對物體A向右的拉力，還是20 N.

例15 如圖12所示的三種簡單機械，使用時，能省力的是____，能省距離的是____，能改變力的方向的是____.（均填序號）

思路分析：此題看起來很簡單，在簡單機械這部分知識中卻起著畫龍點睛的作用.它提示同學們使用簡單機械的目的，要么是為了省力，要么是為了省距離，要么是為了改變力的方向.有時可以既省力又改變力的方向，有時可以既省距離又改變力的方向，但不能既省力又省距離.

參考答案：① ② ①③

希望本文對同學們的復習有所幫助，使以往那些模糊的概念變得清晰，使以往那些已經掌握的知識更深入.希望同學們在復習過程中，學習方法更全面，眼界更開闊，思維更靈活，取得更好的復習效果.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”