《力和机械》考点考题展示
初中物理教师的博客 高垚骏的物理空间（高中版） 高垚骏的个人主页
初中物理老师教育博客与物理教学网荟萃 “国培计划（2011）”高垚骏的博客
《力和机械》考点考题展示
《力和机械》考点考题展示
本章知识与生产、生活息息相关，所以中考命题常结合实际创设问题情境，让大家分析和解决生活中的常见现象，考查大家运用所学知识解决实际问题的能力以及科学探究能力。中考的热点是弹簧测力计的原理与使用、重力的三要素、探究滑动摩擦力的实验、影响滑动摩擦力的因素、杠杆平衡条件及杠杆和滑轮的应用。
考点一、弹力和弹簧测力计的使用
本考点重点考查弹力的概念、弹力产生的原因、弹簧测力计的原理和使用方法等。弹簧测力计的使用往往结合重力、摩擦力、探究性实验等出题。
例1（2010年浙江中考题）小玲同学把两个50克的钩码挂到弹簧测力计的挂钩上（如图1甲），图1乙是弹簧测力计的示数。下列有关说法错误的是（ ）
A．称量时弹簧测力计中的弹簧在拉力的作用下发生了形变
B．称量时钩码的重力势能减少，弹簧的弹性势能增加
C．弹簧测力计的示数为1牛
D．钩码的质量与它受到的重力成正比
思路点拨：试题A选项考查了力的作用效果：一是使物体发生形变，二是能改变物体的运动状态。B选项考查了机械能的知识，称量时钩码位置下降，高度减小，所以重力势能减少。弹簧形变增加，所以弹性势能增加。C选项考查弹簧测力计的读数，从图1看出示数为1牛，当然也可以根据钩码质量，利用G=mg来计算。D选项考查重力和质量的关系，应注意是我们只能说重力与质量成正比，而不能说质量与它受到的重力成正比。因为重力只能是随着质量改变，而不是质量随着重力改变。
答案：D
说明：试题综合性较强，不仅考查力的作用效果、弹簧测力计的读数、重力等知识，还涉及到重力势能、弹性势能大小的判断。学科内甚至不同学科间知识的融合是中考的趋势，这就要求大家在平时的学习中，不仅要把每个知识点掌握牢固，还要注意知识的前后练习，尽力做到融会贯通。
考点二、重力
主要考查重力的产生原因、重力与质量的关系、重力方向和作用点。重垂线在生活中的应用、画出重力的示意图和探究重力与质量的关系是中考的重要考点。
例2（2010年桂林中考题）如图2所示，一架重型运输直升机在执行救灾任务时，通过钢缆将一质量为9×103Kg的货物悬吊着往下放。下列说法正确的是（ ）
A．直升机所吊货物的重量是9×103N
B．直升机所吊货物的重量是9×104N
C．货物受到的重力方向是不断变化的
D．货物受到的重力方向是垂直向下的
思路点拨：货物的重量指的是货物受到的重力，重力的大小可以利用G=mg来计算，所以A错。物体受到的重力方向总是竖直向下的，这里面包含两个含义：重力方向总是不变的；重力方向是竖直向下，而不是“垂直向下”，二者含义不同。
答案：B
说明：重力是由于地球吸引而产生的力，重力的施力物体是地球，重力的方向总是竖直向下的，所谓竖直向下就是垂直于水平面向下，或者是指向地球中心的方向。
考点三、摩擦力
静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦是摩擦的三种类型，探究影响滑动摩擦力的因素是中考热点，滑动摩擦力的测量涉及二力平衡知识，生活中增大和减小摩擦的方法也是常考的。
例3（2010年杭州中考题）如图3甲所示，用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0-tl时间木块静止，木块运动后改变拉力，使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图线，回答下列问题：
（1）当用F=5．3牛的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为 牛；若用F=5．8牛的水平拉力拉木块，木块所受摩擦力大小为 牛。
（2）如图丙所示，为研究滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关系，在重力为17牛的木块上每次增加1牛重的砝码，分别用水平拉力F使木块作匀速直线运动。实 验测量数据如下：
| 木块对水平面压力FN（牛） | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| 水平拉力F（牛） | 5．1 | 5．4 | 5．7 | 6．0 | 6．3 |
根据表格数据，得出滑动摩擦力Ff大小与接触面受到压力FN大小的关系式为 。
思路点拨：（1）题目涉及两种摩擦：静摩擦和滑动摩擦。静摩擦力和滑动摩擦力的大小都必须根据二力平衡来判断。当用F=5．3牛的水平拉力拉木块时，由于木块静止，摩擦力与拉力平衡，所以木块所受摩擦力大小为5．3牛。由图乙可知，木块处于匀速直线运动状态时的拉力为5．1牛，此时的滑动摩擦力应等于5．1牛。若用F=5．8牛的水平拉力拉木块，木块受到的也是滑动摩擦力，此摩擦力的大小为5．1牛而不是5．8牛。这是因为决定摩擦力大小的不是拉力，而是压力和接触面的粗糙程度。
（2）木块作匀速直线运动时，滑动摩擦力Ff与拉力F是平衡力，即Ff = F，要得出Ff大小与压力FN大小的关系，只需观察表中上下两行数据即可。粗略地看，压力增大，拉力也要增大。是否成正比呢？求一下拉力与对应压力的比值，看是否相等，若相等就是成正比，题目中比值为0．3。
答案：（1）5．3 5．1 （2）Ff =0．3FN
说明：滑动摩擦力的大小不能直接测量，只能通过测量拉力的方法间接测量。只有把物体放在水平支持面上，让弹簧测力计沿水平方向匀速拉动物体时，滑动摩擦力的大小才等于弹簧测力计示数。滑动摩擦力大小的决定因素是接触面间的压力和接触面粗糙程度，与接触面积大小无关，与运动速度的大小无关，与是否做匀速直线运动无关，与拉力的大小等因素无关。
考点四、杠杆
能根据实际情况确定杠杆的支点，正确画出动力和阻力的方向及力臂，能正确区分三种杠杆是考试热点。其中作出杠杆的力臂几乎是每一张中考试卷必出现的题型。
例4（2010年江苏泰州中考题）图4为用螺丝刀撬图钉的示意图，在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
思路点拨：图中用螺丝刀撬图钉时，螺丝刀绕O点转动，所以O点为支点。动力F1的力臂应该从O点向动力F1的作用线作垂线，并用l1表示这段线段（如图5）。撬图钉时，螺丝刀给图钉一个向上的力，但这并不表示阻力F2方向向上。恰恰相反，阻力F2方向向下，而且F2的作用点不是在图钉上，而是在螺丝刀上。这是因为阻力F2是螺丝刀受到的力，而不是图钉受到的力。
答案：如图5。
说明：有关杠杆的作图，首先要根据实际情况确定杠杆的支点，接着确定动力和阻力，切记动力和阻力都是杠杆受到的力，它们使杠杆转动的方向正好是相反的（即一个能使杠杆沿顺时针方向转动，那么另一个必然是使杠杆沿逆时针方向转动）。最后作力臂，切记是从支点向力的作用线作垂线（属于点到直线的距离，不是支点到力的作用点的距离）。
考点5、杠杆平衡条件
杠杆平衡条件是研究杠杆问题的核心，三种杠杆的划分及最省力问题都是依据杠杆平衡条件，利用杠杆平衡条件进行简单的计算，探究杠杆的平衡条件实验都是中考常考点。
例5（2010年江苏扬州中考题）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向________调节。小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是___________、_________。
（2）如图6甲所示，在杠杆左边A处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边B处挂同样钩码______个。
（3）如图6乙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将________（变大／变小／不变），其原因是________________。
思路点拨：（1）杠杆在没有挂钩码前，必须使杠杆在水平位置平衡，目的是使待测力的力臂在杠杆上，便于测量。另外杠杆在水平位置平衡时，整个杠杆的重心就在支点O处，即杠杆重力的力臂为零，可以消除杠杆重力对实验的影响。发现杠杆右端低左端高，应将杠杆左端的螺母向左边旋一些，或将右端的螺母也向左边旋一些（想一想：与大家玩过的跷跷板调节平衡是否类似？）。
（2）根据杠杆平衡条件，结合图6甲，有4G×3格=n×G×4格，所以n=3
（3）图6中，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件判断弹簧测力计的示数将变大。
答案：（1）左 消除杠杆的重力对实验的影响（使杠杆的重力的力臂为0） 便于测量力臂
（2）3
（3）变大 该力的力臂变短了（此时的力臂不是OC了）
说明：杠杆在没有挂钩码前，右端低左端高，其原因是整个杠杆的重心在支点O的右侧，将杠杆两端的螺母向左边旋一些，就可以使杠杆的重心左移。另外，挂上钩码后，若发现杠杆不平衡，则应移动钩码的位置或改变钩码的个数，使杠杆在水平位置重新平衡。我们应注意：杠杆的两次平衡，调节方法是不同的。
考点6、滑轮
考查的重点是定滑轮、动滑轮、滑轮组及轮轴、斜面的使用。
例6（2010年芜湖中考题）定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图7所示，某人用绳子沿着倾斜的方向通过定滑轮拉住钩码，已知人手的拉力为F，钩码重力为G。（1）请在图中标出这只“杠杆”的支点O，画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂（保留作图痕迹）；（2）若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：F=G。
思路点拨：（1）支点是杠杆绕着转动的点，所以定滑轮的支点在定滑轮的转轴上。钩码重力G作用在钩码的重心上，拉力F作用在绳端，方向沿着绳子斜向下。从支点分别向两个力的作用线作垂线，垂线长就是力臂。（2）根据几何中圆的半径相等和杠杆平衡条件即可推证F=G。
答案：（1）如图8
（2）由几何知识知：l1 = l2 = R （R为滑轮半径）
根据杠杆平衡条件：F1·l1=F2·l2，即F·l1=G·l2，所以F =G
说明：定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向。动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆，使用动滑轮能省力，但不可以改变施力的方向。使用滑轮组可以省力，或者改变施力的方向。使用轮轴和斜面都可以省力。使用任何机械，只要省力，就要费距离。省力越多，费的距离也越多。
评论