初中物理簡單機(jī)械難題巧解精析

1、初中物理簡單機(jī)械難題巧解精析【例題1】如圖所示，杠桿OA可繞支點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，B處掛一重物G，A處用 一 豎直力F.當(dāng)杠桿和豎直墻之間夾角逐漸增大時(shí)，為了使杠桿平衡，則( )A. F大小不變，但FG B. F大小不變，但FGC. F逐漸減小，但FG D. F逐漸增大，但FG【解析】過A、B分別作墻的垂線交墻于F、EAFBE 三角形AFO三角形BEO（當(dāng)杠桿和豎直墻之間夾角逐漸增大時(shí)，始終一樣）AF/BE=AO/BO AO/BO是不變的 AF/BE也不變又G不變，F(xiàn)也不變 AF始終大于BE，F(xiàn)G【反思】【例題2】掛在豎直墻壁上的石英鐘，它的秒針在走動(dòng)時(shí)會(huì)受到轉(zhuǎn)軸處的摩擦阻力和重力的作用。當(dāng)石英鐘內(nèi)電池

2、的電能將耗盡而停止走動(dòng)時(shí)，其秒針往往停在表盤上的：A“3”的位置； B“6”的位置； C“9”的位置； D“12的位置?！窘馕觥拷馕觯好脶樤谵D(zhuǎn)動(dòng)的過程中大致可看作只受到三個(gè)力的作用：電池的電能轉(zhuǎn)化的動(dòng)力、轉(zhuǎn)軸的摩擦阻力、重力。當(dāng)電池的電量即將耗盡時(shí)，動(dòng)力逐漸減小，首先數(shù)值減小到與重力和摩擦阻力的和相等。當(dāng)秒針在“9”的位置時(shí)，秒針受到動(dòng)力方向豎直向上，受到的重力與摩擦阻力方向豎直向下，此時(shí)重力與摩擦阻力的和等于動(dòng)力的大小，秒針受平衡力，會(huì)在原地靜止。 答案：C。 點(diǎn)撥：當(dāng)秒針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)微小距離時(shí)，受到平衡力的作用，但每時(shí)每刻的平衡力的構(gòu)成都在發(fā)生變化。當(dāng)秒針在“3的位置時(shí)，受到的重力和動(dòng)力的方

3、向都是豎直向下，而轉(zhuǎn)軸摩擦阻力豎直向上，此時(shí)重力與動(dòng)力的和等于摩擦阻力的大小。當(dāng)秒針在“12”和“6”的位置時(shí)，秒針受到重力與轉(zhuǎn)軸的支持力（或拉力）作用效果抵消，動(dòng)力只跟轉(zhuǎn)軸的摩擦阻力構(gòu)成一對(duì)平衡力。所以，當(dāng)平衡力形成后，并不是一成不變的，而是隨著運(yùn)動(dòng)情況的改變而不斷變化。 【反思】【講解】用分割法判斷承重繩子的股數(shù)，方法不錯(cuò)，在以往的教學(xué)中我也是這樣教的。但初學(xué)階段仍有學(xué)生會(huì)問：圖1畫線處不是有三股繩子嗎？為什么會(huì)是2FG物等問題。我感覺要想徹底搞清認(rèn)楚上面的問題，只是劃一條虛線來分割滑輪組是不夠的。筆者認(rèn)為解決滑輪組一類問題的一般方法是：選取研究對(duì)象，分析對(duì)象受力，利用平衡條件解題。首先要

4、講清楚的是：（1）同一根繩子穿起來的滑輪組繩子上各處的拉力都相等。（不計(jì)摩擦，不計(jì)繩重）（2）區(qū)分繩子的“根數(shù)”與“股數(shù)”這兩個(gè)概念的不同。一根繩子，繞在定滑輪和動(dòng)滑輪之間，會(huì)被分成幾股。（3）初中階段研究的對(duì)象要么靜止，要么做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即受力滿足平衡條件：合力等于零。【例3】如圖2，每個(gè)滑輪重10N，物體A重80N，不計(jì)繩重和摩擦，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，求繩子的拉力F。【解析】取動(dòng)滑輪和物體A為研究對(duì)象，受力分析如圖3（有三股繩子向上拉著動(dòng)滑輪和物體A整體），因?yàn)樘幱陟o止?fàn)顟B(tài)，所以有FFFC物十G動(dòng)，即3F10N80N，所以F30N。若求彈簧秤的讀數(shù)F彈，應(yīng)取定滑輪為研究對(duì)象，受力如圖4

5、（有兩股繩子向下拉著定滑輪）。因?yàn)殪o止，彈簧秤的讀數(shù)F彈G定2F10N60N70N?！纠?】如圖5，體重500N的人，要將G700N的吊籃勻速吊起，不計(jì)滑輪、繩重及摩擦。（1）如圖5，人站在地面上，至少要用_N的力拉繩。（2）如圖6，人站在吊籃中至少要用_N的力拉繩?！窘馕觥浚?）取動(dòng)滑輪和吊籃整體為研究對(duì)象，分析受力如圖7（兩股繩子向上拉著動(dòng)滑輪和吊籃整體）。由于勻速吊起有2FC籃，F(xiàn)350N。（2）取動(dòng)滑輪、吊籃和人整體為研究對(duì)象分析受力如圖8（有三股繩子向上拉著動(dòng)滑輪、吊籃和人整體）。由于勻速吊起有3FG人C籃，F(xiàn)400N。【例5】一小車A陷在泥地里?，F(xiàn)在通過如圖9所示的滑輪組將小車勻速

6、拉出，F(xiàn)1000N。求小車受到的拉力和樹受到的拉力（不計(jì)滑輪、繩重和摩擦）?！窘馕觥恳肭笮≤囀艿降睦Γ毴?dòng)滑輪為研究對(duì)象，受力如圖10（有三股繩子向右拉著動(dòng)滑輪），小車受到的拉力F，F(xiàn)3F3000N。求樹受到的拉力，要取定滑輪為研究對(duì)象，受力如圖11（有兩股繩子向左拉著定滑輪），樹受到的拉力F2F2000N?！究偨Y(jié)】處理滑輪組一類力學(xué)題，使用的仍是解決力學(xué)問題的一般思路，即選取研究對(duì)象，分析受力，利用平衡條件列方程解題。如何選取研究對(duì)象，是整體還是隔離某一物體，要具體情況具體分析。正確地進(jìn)行受力分析是解題的關(guān)鍵，既要找準(zhǔn)力的個(gè)數(shù)，又要找準(zhǔn)力的方向。作為教師應(yīng)教給學(xué)生處理問題的一般方法，使

7、學(xué)生能靈活地處理可能遇到的各種問題。【例6】放在水平地面上的物體所受重力為G，系著它的一根豎直輕繩繞過光滑滑輪，它的另一端受的拉力為F，地面對(duì)物體的支持力為N，下面關(guān)于這三個(gè)力大小的關(guān)系正確的是：AF=G ; BG=N ; CF+N=G ; D F=N. 【解析】1. 這樣想比較簡單 N是物體給予地面的力的反作用力 而當(dāng)繩子另一邊有個(gè)F的時(shí)候 并不是全部力都給予了地面 地面只受到了G-F的力 由此可見N=G-F N+F=G2. 在原圖中物體的受力分析還少畫了一個(gè):繩子的拉力=F(豎直向上) 由受力平衡可知F+N=G3. 注意N 是地面支持力 物體受力分析 重力向下 地面支持力 向上 繩子拉力向上 由牛二定律 得 G （下）= F+ N（上）【例7】物體A重20N，滑輪重1N，繩重不計(jì)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為25N，則物體B重_N【解析】1. 首先除掉滑輪的重，這樣示數(shù)為24N，因?yàn)闇y(cè)力計(jì)接的是定滑輪，所以兩根繩子平分了測(cè)力計(jì)的示數(shù)，再加上B沒有與地面接觸，所以B的重力為12N2. 這里若說的明白點(diǎn)，應(yīng)為A和B對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的力為24牛，而不應(yīng)該說為AB共重24牛。再根據(jù)繩子兩端的力是相等的，可以得知B對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的力為12牛。3. 對(duì)B受力分析，向上繩子的拉力和B向下的重力平衡，即F=Gb對(duì)滑輪受力分析，向下兩段繩子，即兩個(gè)拉力F,，向下滑輪的重力G輪；向上測(cè)力計(jì)處繩子