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《力和机械》学习指导  

2013-02-26 08:34:56|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《力和机械》学习指导



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《力和机械》学习指导



《力和机械》学习指导
山东威海新都中学 杨龙飞


  一、知识要点

 

  1.知道力学中常见的三种力

 

  (1)重力、弹力和摩擦力产生的原因,会对物体进行受力分析,能作出物体受力示意图。(2)掌握重力与质量的关系(G=mg),记住在地球表面附近g=9.8N/kg。(3)知道弹簧测力计测量力的原理,会用弹簧测力计测量力的大小。 

 

  2.正确理解力臂的概念

 

  力对杠杆的转动效果不仅与力的大小有关,还与力臂有关。在确定力臂时,要根据实际情况标出杠杆的支点,再通过力的作用点沿力的方向画力的作用线(可以向两端适当延长),最后通过支点向力的作用线作垂线,垂足落在力的作用线上,从支点到力的作用线的这段垂直距离即为该力的力臂。切记,力臂不是在力的作用线上而是垂直于力的作用线,更不要把支点到力的作用点的连线误认为是力臂。

 

  3.正确认识简单机械的作用

 

  简单机械在人们的生活生产中发挥着重要的作用,我们要根据问题的实际作出正确地判断。如图1所示,使用钢丝钳(省力杠杆)目的是省力;使用剪刀剪纸或剪布(费力杠杆)的目的是省距离;使用滑轮组(变形杠杆)提升物体的目的是省力;使用托盘天平(等臂杠杆)的目的是测量物体的质量。

 

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  4.滑轮的实质

 

  滑轮的实质是一种变形的、可连续转动的杠杆。如图2,把它固定使用,就是一个定滑轮,定滑轮的支点是圆心的转动轴,动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,是等臂杠杆,使用它不能省力,但能改变作用力的方向;把它拴在物体上移动使用,就是一个动滑轮,支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相切的点,动力臂是滑轮的直径,阻力臂是滑轮的半径,动力臂是阻力臂的2倍,能省一半的力,但不能改变作用力的方向。滑轮组,既能省力也能改变作用力的方向。

 

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  二、例题解析

 

  【例1】电视台体育频道围棋评论员讲评围棋时,棋子静止在竖直放置的磁性棋盘上,你认为以下各对力中是平衡力的是

 

  A.磁性棋盘对棋子的吸引力和棋子对棋盘的吸引力

 

  B.磁性棋盘对棋子的吸引力与棋子的重力

 

  C.磁性棋盘对棋子的吸引力与棋子所受的摩擦力

 

  D.棋子所受的重力与棋子所受摩擦力

 

  解析:二力平衡的条件是:两个力作用在同一个物体上,大小相等,方向相反,作用在一条直线上。对于A,棋盘对棋子的吸引力作用在棋子上,棋子对棋盘的吸引力作用在棋盘上,不是作用在同一个物体上。对于B,棋盘对棋子的作用力的方向是在水平方向,而棋子的重力是在竖直方向上,这两个力不是作用在同一直线上。对于C,棋盘对棋子的作用力是在水平方向上,棋子所受摩擦力是在竖直方向上,这两个力不是在同一条直线上。

 

  【例2】如图3所示是一个指甲刀的示意图,它由三个杠杆ABC.OBD和OED组成,用指甲刀剪指甲时,下面说法正确的是(   )

 

  A.三个杠杆都是省力杠杆   

 

  B.三个杠杆都是费力杠杆

 

  C.ABC是省力杠杆,OBD.OED是费力杠杆

 

  D.ABC是费力杠杆,OBD.OED是省力杠杆

 

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  解析:对ABC杠杆,B是支点,由图中不难看出动力臂大于阻力臂,故为省力杠杆;对OBD杠杆,O是支点,阻力作用与D,动力作用于B,故动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;对OED杠杆,阻力作用于D,动力作用于E,故动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。因此答案选C。

 

  解答本题的关键是三个杠杆的五要素:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的确定和杠杆平衡条件的应用。

 

  【例3】在探究杠杆的平衡条件实验中,小军将杠杆放在水平桌面上,发现杠杆左端下倾。那么他应将杠杆右端螺母向______(填“左”或“右”)调节一些,使杠杆在______位置平衡。实验时只有8个相同的钩码,杠杆上画有均匀的格子,当在A点挂4个钩码如图4所示,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡?(请设计两种方案)

 

  ①                               ②                              。

 

  解析:左端下倾是因为杠杆左边力和力臂的乘积较大,在右边的力的大小不变的情况下,只有增加右的力臂才能使左右力和力臂的乘积相等,因此应将右端的螺母向右调。我们只有让杠杆在水平位置平衡,才能使力臂刚好在杠杆上,才能方便地用杠杆上的格数或沿着杠杆测出支点与钩码悬挂点之间的距离作为力臂。根据杠杆的平衡条件,为使左右力和力臂的乘积相等,可在杠杆右侧第3格处挂4个钩码,或在第4格处挂3个钩码,也可在第6格处挂2个钩码。

 

  解本题的关键是依据杠杆的平衡条件,看左、右两边的力和力臂的乘积是否相等。若乘积相等,则杠杆平衡;若乘积不等,那么杠杆将向乘积大的一边下倾。解第2问时还要注意钩码个数的限制。

 

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