第6章 力和机械 易错题(含解析) 沪粤版(新教材)八年级下册

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第6章 力和机械 易错题(含解析) 沪粤版(新教材)八年级下册

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第六章 力和机械 易错点(学生版)
易错一:对力的认识
【核心知识】
1 .力是物体对物体的作用。
2 .物体间力的作用是相互的。
3 .发生力的作用时必定有施力物体和受力物体同时存在。
4 .发生力的作用时,一个物体是施力物体的同时也是受力物体。
【错因分析】对力的认识不清晰,误认为发生力的作用时先产生作用力然后再产生反作用力或发生力的作用时可以只有施力物体而没有受力物体,进而导致出错。
【易错典例01】(错误率 80%)下列有关力的说法中,正确的是 ( )
A .人用手推墙壁,人先推墙,墙再对人施力
B .用力挤压玻璃瓶,玻璃瓶不会发生形变
C .只要物体是运动的,就一定有力对它作用
D .物体运动状态改变了,一定是受到了力的作用
【以巧破力 方法制胜】
1 .物体间力的作用是相互的:两个物体之间力的作用是同时产生、同时变化、同时消失的。
2 .力不能脱离物体而单独存在:当发生力的作用时,一定至少存在两个物体,受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体,即有力存在时必有施力物体和受力物体。
3 .“力 ”与“直接接触 ”的关系:物体间是否发生力的作用与彼此间是否直接接触并没有必然关系。如贴着竖直墙面放置的箱子,与墙面之间虽有直接接触,但却没有力的作用;用磁铁吸引小铁钉时,磁铁与小铁钉之间虽然没有直接接触,但却有力的作用。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 75%)2021 年 12 月 9 日,“天宫课堂 ”第一课正式开讲并直播。这是中国航天员在中国新空间站的第一次太空授课活动,以下在空间站微重力的情况下能顺利完成的是( )
A .用天平测物体质量 B .用开口的水杯喝水
C .用弹簧测力计测拉力 D .用重垂线检查物体是否竖直放置【强化 2】(错误率65%)下列叙述中手作为受力物体的是 ( )
A .用手将排球打出去 B .手将铁丝弄弯
C .手将石块举高 D .手击拍桌子,手感到疼【强化 3】(错误率70%)小明利用气球做了课后小实验,如图所示,松开气球口的夹子后,气球向右运动,使气球向右运动的力施力物体是 ;此现象可以说明物体间力的作用是 的,力可以改变物体的 。
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【核心知识】
1 .弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
2 .弹性形变:撤去外力后物体能恢复到原来的形状,这种形变称为弹性形变。
3 .弹簧测力计与拉力:弹簧测力计用来测量力的大小,弹簧测力计的示数等于挂钩所受拉力的大小,与其他部位所受力的大小无关。
【错因分析】不清楚弹簧测力计的正确使用方法,或者对弹力的理解不透彻,误认为拉弹簧时弹簧受到的力为两端拉弹簧的力的大小之和,从而导致出错。
【易错典例01】(错误率80%)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大 ”或“小 ”);
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 N ,测得物体的重力是 N;
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G 为 2N,则此测力计的分度值为 N。如果用力 F 竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F 为 N;
(4)如图丁所示,两同学各用 3N 的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 N。
【以巧破力 方法制胜】
1 .弹簧测力计的正确使用方法
(1)使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在则要将指针调节到零刻度线上;
(2)使用前,要看清其量程,所要测量的力不能超过它的最大测量值,否则会损坏测力计;测量前要看清楚弹簧测力计的分度值,以便测量时读数;
(3)用手拉几下弹簧测力计的挂钩,看看测力计的外壳与弹簧是否发生摩擦;
(4)注意测力计拉力的方向要与弹簧的伸长方向在一条直线上;
(5)读数时,视线要垂直于弹簧测力计的刻度面板。
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(
易错二:弹力与弹簧测力计
)
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首先看物体是否直接接触,若不接触则一定没有弹力;然后判断接触处是否相互挤压或拉伸,只有接触且相互挤压或拉伸才能产生弹力。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)关于弹力,下列说法中不正确的是 ( )
A .发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用
B .平时所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力
C .人站在地面上,虽然没有看到地面四陷,但地面对人可以产生向上的弹力
D .两个物体不接触也有可能有弹力
【强化 2】(错误率72%)让小铁球从斜面滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,小铁球运动轨迹如图所示。下列力属于弹力的是 ( )
A .磁铁对小铁球的吸引力 B .小铁球对磁铁的吸引力
C .小铁球受到的重力 D .桌面对小铁球的支持力
【强化 3】(错误率80%)如图取 A 、B 两个弹簧测力计,平放在水平桌面上,按着甲、乙方式,把它们的挂钩挂在一起,甲:静止时 A 、B 的示数分别为 F1 和 F2 ;乙:静止时 A 、B 的示数分别为 F3 和 F4 。下列说法正确的是 ( )
A.F1=F2F3=F4 B.F1 > F2F3> F4 C.F1< F2 F3< F4 D.F1> F2 F3< F4
易错三:摩擦力
【核心知识】
1 .滑动摩擦力:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫滑动摩擦力。
2 .静摩擦力:两个相互接触的物体,当它们之间有相对运动的趋势时,在它们的接触面上会产生一种阻碍物体相对运动趋势的力,这种力叫静摩擦力。
【错因分析】对摩擦力的理解不透彻,分析时仅关注了滑动摩擦力,忽略了受静摩擦力时的情况,从而导致出错。
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2 .弹力有无的判断方法
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速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在 A 点.以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是 ( )
A .木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B .木块在 A 点时受到的摩擦力小于木块的重力
C .木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
D .木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
【以巧破力 方法制胜】
1 .摩擦力的产生条件:两表面粗糙的物体相互接触且挤压,若有相对运动,则产生的是滑动摩擦力;若无相对运动,但有相对运动趋势,则产生的是静摩擦力;若无相对运动且无相对运动趋势,则两物体间不产生摩擦力的作用。
2 .摩擦力的方向:摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,并不是与运动方向相反。
3 .摩擦力的性质:摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,所以研究摩擦力的方向时要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)如下图所示,一重为 G 的木块放在水平面上,上表面固定一轻滑轮(不计滑轮摩擦),一端固定在右侧墙上,另一端始终用大小为 F1 的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ,木块对桌面的压力 G(选填“= ”、 “> ”或“< ”)。若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,这时拉力大小为 F2 ,则F2 (选填“= ”、“> ”或“< ”)。
【强化 2】(错误率72%)随着人们生活水平的不断提高,孩子们的玩具也越来越丰富。如图为小壹控制遥控车模拟送货时的情景,货物随小车在水平面上向右做匀速直线运动,若小车突然减速,请在图中画出此过程中货物对小车作用力的示意图。
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【易错典例01】(错误率80%)(多选题)如图所示,一个木块在光滑水平面上以 v0 的速度做匀
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置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1 < v2 < v3 ,下列说法正确的是 ( )
A .F1 > F2 > F3
B .F1 < F2 < F3
C .三种情况中 A 物体所受到的摩擦力大小关系fA1 = fA3 < fA2
D .三种情况中 B 物体下表面所受到的摩擦力大小关系为fa 2 < fa1 < fa3
易错四:杠杆的平衡条件
【核心知识】
1 .杠杆:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点 O 转动,这根硬棒就是杠杆。
2 .杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为 F1l1=F2l2。
【错因分析】不熟悉杠杆平衡的条件,无法根据杠杆平衡的条件分析杠杆中最小力问题导致出错。 【易错典例01】(错误率80%)如图所示为等刻度的轻质杠杆,在 A 处挂一个重为 4N 的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在 B 处施加的力 ( )
A .可能是 6N B .可能是 1N C .一定是 2N D .一定是 4N
【以巧破力 方法制胜】
1 .杠杆平衡
杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。注意:我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是使杠杆在水平位置平衡,但在实际生产和生活中,这样的平衡是不多的。在许多情况下,杠杆是倾斜静止的,这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止,都可以理解成平衡状态。
2 .杠杆的分类
名称 特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂大于阻力臂 省力、费距离 撬棒、羊角锤等
费力杠杆 动力臂小于阻力臂 费力、省距离 起重臂、钓鱼竿等
等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力、不费力 天平等
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【强化 3】(错误率80%)如图所示,A 和 B 两个材料相同的正方体分别以① 、②、③三种方式放
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【强化 1】(错误率70%)根据“研究杠杆平衡的条件 ”实验要求,完成下列各题:
(1)刚开始实验时,杠杆处于左端下沉,右端上翘状态,可把右端的平衡螺母向 移动(填“左 ”或“右 ”),使杠杆在水平位置平衡, 目的是 ;
(2)该小组用如图 1 所示装置,每个钩码重为 1N ,杠杆上每格长度为 5cm ,该小组做了三次试验,前两次测得的数据如下表所示,第三次实验情况及测力计情况如图,表格中弹簧测力计的示数是 N;
实验次数 动力 F1(N) 动力臂 l1(m) 阻力 F2(N) 阻力臂 l2(m)
1 3 0.20 4 0.15
2 5 0.05 1 0.25
3 2 0.10 0.20
根据实验得到的结论是 ;
(3)如图甲所示,在杠杆的左端 20cm 处挂 2 个 50g 的钩码,而在杠杆的右端 10cm 处用弹簧测力计竖直往下拉,使杠杆在水平位置平衡,这时测力计的读数 F= N;如果测力计沿图中虚线方向向下拉,使杠杆在水平位置平衡,则测力计读数 F, F(选填“> ”、“< ”或“= ”) (g 取 10N/kg);
(4)杠杆在图乙的水平位置平衡后,用手使杠杆缓慢地转过一个角度(如图丙)后松手,杠杆 (选填“能 ”或“不能 ”)保持静止;
(5)学习了功的知识后,小红回看之前杠杆记录的数据,她想能否将表格中 F1L1/N m 单位 N m 换成 J?根据功的定义,你觉得可以换吗? (选填“可以 ”或“不可以 ”)
(6)实验结束后,小明提出了新的探究问题: ”若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立? ”于是小组同学利用如图所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:

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错题反思·易错加练
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(7)小红回家后利用筷子,秤钩,轻质细绳,秤砣自制了杆秤。如图戊所示,秤钩挂在 A 点,改变物体 M 悬挂点的位置至 B ,使木筷在水平位置静止,OA 的长度为 5cm ,OB 的长度为 2cm;OC的长度为 10cm ,物体 M 的质量为 50g ,则 B 点作为杆秤对应的质量刻度值为 g ,该杆秤所能测量的物体质量的最大值为 g。
【强化 2】(错误率72%)小梦用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件 ”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 (左/ 右)移动;
(2)小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图乙所示,他这样做的最终目的是 ;
A .便于直接读出拉力的大小 B .便于提供不同方向的拉力
C .便于正确认识力臂 D .便于测量力臂的大小
(3)当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比如图丙所示,在刻度线“2 ”处挂 2 个钩码。在刻度线“4 ”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1 ,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数为F2 ,则F2 (大于/ 等于/ 小于)F1 ;
(4)小梦设计了如图丁所示的AOB 为一轻质杠杆,O 为支点,AO = OB ;在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为 16N 的物体,当AO 段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B 端施加最小的力为F3 = N;
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若作用在B 端一个力F 使杠杆AOB 匀速转动,当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B 端施加最小的力为F4 将 (小于/ 等于/ 大于)F3 。
【强化 3】(错误率80%)如图小松同学将一根长为 1 米的等刻度轻质横杆的中点放在支架上,在横杆 A 点处挂一个重为 5 牛的物体甲,求:
(1)为使横杆在水平位置平衡,则小松同学至少在杠杆上要挂一个多重的乙物体 G 乙?
(2)小松在 B 处挂一个重为 2 牛的物体丙(图中没有画出),发现杠杆不能在水平位置平衡。为了使杠杆在水平位置平衡,小松思考了2 种方案:
A:将甲、丙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L0
B:在甲、丙两物体的下面再挂上重力相同的物体 G0你认为可行的方案是
求出你认为可行方案中的 L0 或 G0。
易错五:滑轮(组)的特点
【核心知识】
1 .定滑轮:轴固定不动的杠杆。定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变施力的方向。
2 .动滑轮:轴随重物一起移动的滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。使用动滑轮能省一半的力,但费距离,且不能改变施力的方向。
【错因分析】不清楚动、定滑轮及滑轮组的特点,或误认为使用动滑轮一定能省力,导致出错。 【易错典例01】(错误率80%)下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是 ( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力;
②使用动滑轮有时可能不省力;
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力;
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向;
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向;
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等。
A .①④ B .②⑤⑥ C .②④ D .②④⑥
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【以巧破力 方法制胜】
1 .动滑轮并非一定省力:使用动滑轮时,拉力不但要承担物体重力,还要承担动滑轮重力和摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,只有动滑轮重力和摩擦力不计的情况下使用动滑轮才一定省力(省一半力) 。同理,当动滑轮重力和摩擦力的影响不可忽略时,滑轮组也不一定省力。
2 .滑轮组不能省功:定滑轮和动滑轮结合在一起构成滑轮组,所以使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但不能同时既省力又省距离,即不能省功。
3 .滑轮组组装原则——“奇动偶定 ”:若承担物体重力的绳子段数为奇数,则绳子的起点系在动滑轮的挂钩上;若承担物体重力的绳子段数为偶数,则绳子的起点系在定滑轮的挂钩上。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)建筑工地上常用的吊装工具如图所示,M 为重5000N 的配重,杠杆AB 的支点为O ,已知OA: OB = 1: 2 。滑轮下面挂有建筑材料 P ,每个滑轮重为100N ,工人重为700N 。杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。下列说法正确的是 ( )
A .建筑材料 P 的上升速度为绳自由移动速度的3 倍
B .当工人拉绳的力为300N 时,建筑材料 P 重为600N
C .工人能提升的建筑材料的最大重为2000N
D .当工人拉绳的力为300N 时,M 对地面的压力为4500N
【强化 2】(错误率72%)用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是 ( )
(
B

) (
A

)
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C.
D.
【强化 3】(错误率80%)小聪用如图所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的物体,小聪体重为 500N ,物体的重力为 1000N ,动滑轮的重力为 40N ,已知物体受到的摩擦力和重力成正比,他用 80N 的拉力将物体拉动了 2m 。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)
(1)请在图上画出滑轮组上绳子的绕法(要求n = 3 );
(2)求绳子自由端移动的距离;
(3)求物体受到的摩擦力;
(4)求小聪所能拉动物体的最大重力。
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易错一:对力的认识
【核心知识】
1 .力是物体对物体的作用。
2 .物体间力的作用是相互的。
3 .发生力的作用时必定有施力物体和受力物体同时存在。
4 .发生力的作用时,一个物体是施力物体的同时也是受力物体。
【错因分析】对力的认识不清晰,误认为发生力的作用时先产生作用力然后再产生反作用力或发生力的作用时可以只有施力物体而没有受力物体,进而导致出错。
【易错典例01】(错误率 80%)下列有关力的说法中,正确的是 ( )
A .人用手推墙壁,人先推墙,墙再对人施力
B .用力挤压玻璃瓶,玻璃瓶不会发生形变
C .只要物体是运动的,就一定有力对它作用
D .物体运动状态改变了,一定是受到了力的作用
【答案】D
【解析】A.人推墙时,人推墙的力和墙推人的力是一对相互作用力,同时产生同时消失,故 A 错误;
B .用力挤压玻璃瓶,瓶受到这个压力会发生形变,只是形变不明显,故 B 错误;
C .运动的物体不一定受到力的作用,物体不受力时,可以做匀速直线运动,故 C 错误;
D .力的作用效果是改变物体的形状或物体的运动状态,即物体运动状态改变了,一定是受了力的作用,故 D 正确。故选 D。
【以巧破力 方法制胜】
1 .物体间力的作用是相互的:两个物体之间力的作用是同时产生、同时变化、同时消失的。
2 .力不能脱离物体而单独存在:当发生力的作用时,一定至少存在两个物体,受到力的作用的物体叫受力物体,对别的物体施加了力的物体叫施力物体,即有力存在时必有施力物体和受力物体。
3 .“力 ”与“直接接触 ”的关系:物体间是否发生力的作用与彼此间是否直接接触并没有必然关系。如贴着竖直墙面放置的箱子,与墙面之间虽有直接接触,但却没有力的作用;用磁铁吸引小铁钉时,磁铁与小铁钉之间虽然没有直接接触,但却有力的作用。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率 75%)2021 年 12 月 9 日,“天宫课堂 ”第一课正式开讲并直播。这是中国航天员在中国新空间站的第一次太空授课活动,以下在空间站微重力的情况下能顺利完成的是( )
A .用天平测物体质量 B .用开口的水杯喝水
C .用弹簧测力计测拉力 D .用重垂线检查物体是否竖直放置
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【答案】C
【解析】A .空间站内处于失重状态,物体对天平托盘没有压力,所以不能用天平测物体质量,故A 不符合题意;
B .空间站内物体几乎没有重力,因此无法用开口的水杯喝水,故 B 不符合题意;
C .弹簧测力计靠弹簧发生弹性形变产生拉力,与重力无关,因此在失重环境中可以用弹簧测力计测拉力,故 C 符合题意;
D.重垂线是根据重力的方向竖直向下的原理制成的,空间站内处于失重状态,物体几乎没有重力,因此不能用重垂线检查物体是否竖直放置,故 D 不符合题意。故选 C。
【强化 2】(错误率65%)下列叙述中手作为受力物体的是 ( )
A .用手将排球打出去 B .手将铁丝弄弯
C .手将石块举高 D .手击拍桌子,手感到疼
【答案】D
【解析】A .用手将排球打出去,手是施力物体,排球是受力物体,故 A 不符合题意;
B .手将铁丝弄弯,手是施力物体,铁丝是受力物体,故 B 不符合题意;
C .手将石块举高,手是施力物体,石头是受力物体,故 C 不符合题意;
D .手击拍桌子,手感到疼,桌子对手有一个力的作用,手是受力物体,故 D 符合题意。故选 D。 【强化 3】(错误率70%)小明利用气球做了课后小实验,如图所示,松开气球口的夹子后,气球向右运动,使气球向右运动的力施力物体是 ;此现象可以说明物体间力的作用是 的,力可以改变物体的 。
【答案】 喷出的气体 相互 运动状态
【解析】[ 1] 图中气球向外喷出气体,在气体推力的作用下气球向前运动,故使气球向右运动力的施力物体是气球喷出来的气体。
[2]此现象可以说明物体间力的作用是相互的。
[3]此现象也可以说明力可以改变物体的运动状态。
易错二:弹力与弹簧测力计
【核心知识】
1 .弹力:物体由于发生弹性形变而产生的力。
2 .弹性形变:撤去外力后物体能恢复到原来的形状,这种形变称为弹性形变。
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3 .弹簧测力计与拉力:弹簧测力计用来测量力的大小,弹簧测力计的示数等于挂钩所受拉力的大小,与其他部位所受力的大小无关。
【错因分析】不清楚弹簧测力计的正确使用方法,或者对弹力的理解不透彻,误认为拉弹簧时弹簧受到的力为两端拉弹簧的力的大小之和,从而导致出错。
【易错典例01】(错误率80%)亲爱的同学,请你运用所学物理知识解答下面的问题。
(1)如图甲所示的弹簧测力计,使用前,要先 ,若直接使用它测量力的大小,则测出的结果比实际值偏 (选填“大 ”或“小 ”);
(2)如图乙所示的弹簧测力计的量程是 N ,测得物体的重力是 N;
(3)如图丙(1)所示,圆筒测力计下挂有一重物,其重G 为 2N,则此测力计的分度值为 N。如果用力 F 竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,则拉力F 为 N;
(4)如图丁所示,两同学各用 3N 的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,则弹簧测力计的示数为 N。
【答案】 调零 大 0~5 2.8 0.2 0.8 3
【解析】(1)[ 1][2] 图甲中,弹簧测力计不能直接用来测量力的大小,因为指针没有指在零刻度线上,需要调零;若直接测力,所测力的结果比实际值偏大。
(2)[3][4] 图乙中,弹簧测力计的最大刻度值是 5N ,量程为 0~ 5N;每 1N 分成 5 等份,分度值为0.2N ,弹簧测力计的示数是 2.8N ,则物体受到的重力为 2.8N。
(3)[5] 图丙(1)中,圆筒测力计下挂有一重物,其重 G 为 2N ,此时被拉下 10 个小格,此圆筒测力计的分度值为 0.2N。
[6]如果用力 F 竖直向下拉动挂钩,如图丙(2)所示,被拉下 4 个小格,拉力F = 4 × 0.2N = 0.8N
(4)[7] 图丁中,两同学各用 3N 的拉力在水平方向上同时向相反的方向拉弹簧测力计,两个拉力在一条直线上且方向相反,所以是一对平衡力,弹簧测力计的示数应以弹簧测力计挂钩一端所受的拉力,所以其示数是 3N。
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【以巧破力 方法制胜】
1 .弹簧测力计的正确使用方法
(1)使用前要先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线上,如果不在则要将指针调节到零刻度线上;
(2)使用前,要看清其量程,所要测量的力不能超过它的最大测量值,否则会损坏测力计;测量前要看清楚弹簧测力计的分度值,以便测量时读数;
(3)用手拉几下弹簧测力计的挂钩,看看测力计的外壳与弹簧是否发生摩擦;
(4)注意测力计拉力的方向要与弹簧的伸长方向在一条直线上;
(5)读数时,视线要垂直于弹簧测力计的刻度面板。
2 .弹力有无的判断方法
首先看物体是否直接接触,若不接触则一定没有弹力;然后判断接触处是否相互挤压或拉伸,只有接触且相互挤压或拉伸才能产生弹力。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)关于弹力,下列说法中不正确的是 ( )
A .发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用
B .平时所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力
C .人站在地面上,虽然没有看到地面四陷,但地面对人可以产生向上的弹力
D .两个物体不接触也有可能有弹力
【答案】D
【解析】A .弹力是指发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对接触它的物体产生的力,所以,发生弹性形变的物体会对它所接触的物体产生弹力的作用,故 A 正确,不符合题意;
B .发生弹性形变时物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力,通常所说的压力、支持力、拉力、张力,就其力的性质而言都是弹力,故 B 正确,不符合题意;
C .人站在地面上,人对地面有压力,虽然形变很小,但地面对人会产生弹力,故 C 正确,不符合题意;
D .要产生弹力的作用,两个物体必须直接接触,并且相互挤压,故 D 错误,符合题意。故选 D。 【强化 2】(错误率72%)让小铁球从斜面滚下,在它运动路径的侧旁放一个磁体,小铁球运动轨迹如图所示。下列力属于弹力的是 ( )
A .磁铁对小铁球的吸引力 B .小铁球对磁铁的吸引力
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C .小铁球受到的重力 D .桌面对小铁球的支持力
【答案】D
【解析】弹力,是物体由于发生弹性形变而产生的力。判断一个力是不是弹力,主要看施力物体是不是因为受到其他物体挤压发生了弹性形变,因而对外界产生了弹力。磁铁未挤压铁球,铁球未挤压磁铁,铁球未挤压地球,所以后者不能对前者产生弹力。铁球放在桌面上,对桌面有向下的压力,这个压力致使桌面发生了弹性形变,所以桌面对铁球产生了弹力作用,这个弹力也就是桌面对铁球向上的支持力。故 A 、B 、C 不符合题意,D 符合题意。故选 D。
【强化 3】(错误率80%)如图取 A 、B 两个弹簧测力计,平放在水平桌面上,按着甲、乙方式,把它们的挂钩挂在一起,甲:静止时 A 、B 的示数分别为 F1 和 F2 ;乙:静止时 A 、B 的示数分别为 F3 和 F4 。下列说法正确的是 ( )
A.F1=F2F3=F4 B.F1 > F2F3> F4 C.F1< F2 F3< F4 D.F1> F2 F3< F4
【答案】A
【解析】甲、乙两种情况下,连在一起的两弹簧测力计挂钩之间的作用力都是一对相互作用力,大小相等,所以两种情况下,两弹簧测力计的示数均相等,即 F1=F2 ,F3=F4 ,故 A 正确,BCD 错误。故选 A。
易错三:摩擦力
【核心知识】
1 .滑动摩擦力:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫滑动摩擦力。
2 .静摩擦力:两个相互接触的物体,当它们之间有相对运动的趋势时,在它们的接触面上会产生一种阻碍物体相对运动趋势的力,这种力叫静摩擦力。
【错因分析】对摩擦力的理解不透彻,分析时仅关注了滑动摩擦力,忽略了受静摩擦力时的情况,从而导致出错。
【易错典例01】(错误率80%)(多选题)如图所示,一个木块在光滑水平面上以 v0 的速度做匀速直线运动,冲上粗糙斜面后最终静止在 A 点.以下关于木块在斜面上受到摩擦力的说法正确的是 ( )
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A .木块在斜面上受到的摩擦力始终不变
B .木块在 A 点时受到的摩擦力小于木块的重力
C .木块在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变
D .木块在斜面上受到的摩擦力方向始终沿斜面向下
【答案】BC
【分析】因为物体的表面不光滑,所以两个互相接触的物体,当它们做相对运动或有一个相对运动的趋势时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这就是摩擦力.滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关,而静摩擦力的大小与滑动摩擦力大小往往不同.
摩擦力的方向总是与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,据此分析答题.
【解析】A. 木块在斜面上运动时,压力不变、接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变;当木块在斜面上静止时,所受的摩擦力为静摩擦力,大小与滑动时的摩擦力不相等,故 A 错误;B. 木块在 A 点静止时,其受到向下的力是重力的一个分力,这个力与木块受到的摩擦力平衡,因此木块受到的重力大于此时的摩擦力,故 B 正确;CD、木块冲上粗糙斜面的过程中,摩擦力沿斜面向下,当静止在斜面上有沿斜面下滑的趋势,因此摩擦力的方向沿斜面向上,故摩擦力在斜面上受到的摩擦力方向会发生改变,故 C 正确、D 错误.故选 BC.
【以巧破力 方法制胜】
1 .摩擦力的产生条件:两表面粗糙的物体相互接触且挤压,若有相对运动,则产生的是滑动摩擦力;若无相对运动,但有相对运动趋势,则产生的是静摩擦力;若无相对运动且无相对运动趋势,则两物体间不产生摩擦力的作用。
2 .摩擦力的方向:摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,并不是与运动方向相反。
3 .摩擦力的性质:摩擦力的性质是阻碍相互接触的两个物体间的相对运动或相对运动趋势,所以研究摩擦力的方向时要取与研究对象接触的那个物体为参照物,并判断研究对象与参照物之间是否存在相对运动或相对运动趋势。
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)如图所示,一重为 G 的木块放在水平面上,上表面固定一轻滑轮(不计滑轮摩擦),一端固定在右侧墙上,另一端始终用大小为 F1 的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,这个过程中木块受到的摩擦力大小为 ,木块对桌面的压力 G(选填“= ”、“> ”或“< ”)。若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,这时拉力大小为 F2 ,则
F2 (选填“= ”、“> ”或“< ”)。
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【答案】 F1 < >
【解析】[ 1]始终用大小为 F1 的力竖直向上拉,木块向右匀速运动,木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故摩擦力为f 1 = F1
[2] 因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度,当绳子竖直向上拉时,对木块有竖直向上的拉力,木块对桌面的压力小于重力。
[3]若将绳端拉力方向改为水平向右,木块仍能匀速运动,则木块受向右的两个 F2 和向左的摩擦力
是一对平衡力,大小相等,即2F2 = f 2 ;F2 = f 2
2
因为滑动摩擦力的影响因素是压力和接触面粗糙程度,当绳子竖直向上拉时,对木块有竖直向上的拉力,木块对桌面的压力小于重力,当改为水平向右拉时,木块对桌面的压力等于重力,压力增大,摩擦力增大,即f 2>f 1 ;故
【强化 2】(错误率72%)随着人们生活水平的不断提高,孩子们的玩具也越来越丰富。如图为小壹控制遥控车模拟送货时的情景,货物随小车在水平面上向右做匀速直线运动,若小车突然减速,请在图中画出此过程中货物对小车作用力的示意图。
(
【答案】
)
【解析】当小车突然减速时,货物由于惯性会继续保持原来的运动状态,即向右运动,因此小车对货物有一个向左的摩擦力,根据力的作用是相互的,货物对小车是向右的摩擦力,作用点可以画在
小车的重心,而小车还受到货车向下的压力,方向垂直接触面,如图所示:
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【强化 3】(错误率80%)如图所示,A 和 B 两个材料相同的正方体分别以① 、②、③三种方式放置在相同的水平桌面上做匀速直线运动,其速度关系是v1 < v2 < v3 ,下列说法正确的是 ( )
A .F1 > F2 > F3
B .F1 < F2 < F3
C .三种情况中 A 物体所受到的摩擦力大小关系fA1 = fA3 < fA2
D .三种情况中 B 物体下表面所受到的摩擦力大小关系为fa 2 < fa1 < fa3
【答案】D
【解析】AB .整体受力分析,整体受到的重力相同,对地面的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以三种情况受到的摩擦力相同;整体做匀速直线运动,则推力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即F1 = F2 = F3 ;故 AB 错误;
C .图①中,A 对地面的压力大小等于其重力;图②中A 对地面压力大小等于 AB 的总重力大小,因为接触面的粗糙程度相同,压力越大摩擦力越大,所以fA 2 > fA1
图③中整体受力分析,推力等于桌面对 B 的摩擦力;对 B 受力分析,B 在水平方向受到水平向左的桌面对 B 的摩擦力,水平向右的 A 对 B 的摩擦力,B 做匀速直线运动,所以这两个力的大小相等。由于力的作用是相互的,所以 A 对 B 的摩擦力等于 B 对 A 的摩擦力。综上,推力 F3 等于 A受到的摩擦力,也就是F3 = fA3
在图②中整体做匀速直线运动,推力作用在 A 上,则有F2 = fA2
由于在三种情况下推力相等,所以fA 2 = F2 = F3 = fA3所以fA1 < fA 2 = fA3 ;故 C 错误;
D .图①中 B 受到地面的滑动摩擦力作用,图②中B 相对 A 静止不动,受到的摩擦力为 0 ,图③
中 B 对地面的压力等于 AB 的重力之和,接触面相同,压力越大,受到的摩擦力越大,所以fa 2 < fa1 < fa3 ;故 D 正确。故选 D。
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易错四:杠杆的平衡条件
【核心知识】
1 .杠杆:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点 O 转动,这根硬棒就是杠杆。
2 .杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,用公式表示为 F1l1=F2l2。
【错因分析】不熟悉杠杆平衡的条件,无法根据杠杆平衡的条件分析杠杆中最小力问题导致出错。 【易错典例01】(错误率80%)如图所示为等刻度的轻质杠杆,在 A 处挂一个重为 4N 的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在 B 处施加的力 ( )
A .可能是 6N B .可能是 1N C .一定是 2N D .一定是 4N
【答案】A
【解析】设杠杆每一格长度是l ,当 B 处的作用力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,由杠杆平衡条件可得FAlA = FB minlB ;4N× 2l = FB min × 4l ,解得FB min = 2N
当作用在 B 处的力与杠杆不垂直时,力臂小于 4l ,作用力大于 2N ,因此要使杠杆平衡,作用在 B处的力F ≥ 2 N ,故 BCD 不符合题意, A 符合题意。故选 A。
【以巧破力 方法制胜】
1 .杠杆平衡
杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。注意:我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是使杠杆在水平位置平衡,但在实际生产和生活中,这样的平衡是不多的。在许多情况下,杠杆是倾斜静止的,这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止,都可以理解成平衡状态。
2 .杠杆的分类
名称 特征 特点 应用举例
省力杠杆 动力臂大于阻力臂 省力、费距离 撬棒、羊角锤等
费力杠杆 动力臂小于阻力臂 费力、省距离 起重臂、钓鱼竿等
等臂杠杆 动力臂等于阻力臂 不省力、不费力 天平等
错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)根据“研究杠杆平衡的条件 ”实验要求,完成下列各题:
(1)刚开始实验时,杠杆处于左端下沉,右端上翘状态,可把右端的平衡螺母向 移动(填“左 ”或“右 ”),使杠杆在水平位置平衡, 目的是 ;
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(2)该小组用如图 1 所示装置,每个钩码重为 1N ,杠杆上每格长度为 5cm ,该小组做了三次试验,前两次测得的数据如下表所示,第三次实验情况及测力计情况如图,表格中弹簧测力计的示数是 N;
实验次数 动力 F1(N) 动力臂 l1(m) 阻力 F2(N) 阻力臂 l2(m)
1 3 0.20 4 0.15
2 5 0.05 1 0.25
3 2 0.10 0.20
根据实验得到的结论是 ;
(3)如图甲所示,在杠杆的左端 20cm 处挂 2 个 50g 的钩码,而在杠杆的右端 10cm 处用弹簧测力计竖直往下拉,使杠杆在水平位置平衡,这时测力计的读数 F= N;如果测力计沿图中虚线方向向下拉,使杠杆在水平位置平衡,则测力计读数 F, F(选填“> ”、“< ”或“= ”) (g 取 10N/kg);
(4)杠杆在图乙的水平位置平衡后,用手使杠杆缓慢地转过一个角度(如图丙)后松手,杠杆 (选填“能 ”或“不能 ”)保持静止;
(5)学习了功的知识后,小红回看之前杠杆记录的数据,她想能否将表格中 F1L1/N m 单位 N m 换成 J?根据功的定义,你觉得可以换吗? (选填“可以 ”或“不可以 ”)
(6)实验结束后,小明提出了新的探究问题: ”若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立? ”于是小组同学利用如图所示装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:

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(7)小红回家后利用筷子,秤钩,轻质细绳,秤砣自制了杆秤。如图戊所示,秤钩挂在 A 点,改变物体 M 悬挂点的位置至 B ,使木筷在水平位置静止,OA 的长度为 5cm ,OB 的长度为 2cm;OC的长度为 10cm ,物体 M 的质量为 50g ,则 B 点作为杆秤对应的质量刻度值为 g ,该杆秤所能测量的物体质量的最大值为 g。
【答案】(1)右 便于读取力臂 (2)1 F1l1 = F2l2 (3)2 > (4)能 (5)不可以(6)杠杆自身的重力不过支点,会产生力臂,对实验结果有影响 (7)0 80
【解析】(1)[ 1][2]刚开始实验时,杠杆左端下沉,说明杠杆左端偏重,根据“左偏右调,右偏左调 ”原则,应将平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,此时两个力臂在杠杆上,这样做的目的是便于读取力臂。
(2)[ 1]观察实验数据,第一组数据可得3NX 0.20m = 4NX 0. 15m = 0.6N . m第二组数据可得5NX 0.05m = 1NX 0.25m = 0.25 N. m
第三组数据遵循同样的规律,因此表格中弹簧测力计的示数是N [2]根据实验可以得出结论:动力X 动力臂 = 阻力X阻力 ,即 F1l1 = F2l2
(3)[1]根据杠杆的平衡条件F1l1 = F2l2 得2 X 0.05kg X 10 N/ kgX 20 cm = F X 10cm解得,这时测力计的读数F = 2N
[2]当拉力 F 向右倾斜拉时,阻力和阻力臂都不变,动力臂变小,则动力变大,即F , > F 。
(4)用手使杠杆缓慢地转过一个角度后松手,杠杆的力臂都减小,都由原来的l1、l2 减小为l1 cos θ 、 l2 cos θ , θ 为杠杆转过的角度,则根据杠杆平衡条件F1l1 = F2l2 可知,杠杆能平衡。
(5)功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积,功的单位是焦耳(J),杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积F1l1 / N.m 不是功,所以不能把表格中F1l1 / N. m单位N . m换成 J。
(6)如图所示装置进行探究时,支点不在杠杆的中点,在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符,其原因是:杠杆自身的重力不过支点,会产生力臂,对实验结果有影响。
(7)[ 1]秤钩处不放物体时,杆秤平衡,则 B 点作为杆秤对应的质量刻度值为 0g。
[2]该杆秤所能测量的物体质量的最大时,M 在 C 点,根据杠杆平衡条件,可知G物 X OA = GM X BC又因,G = mg ,故可得m物 X OA = mM X BC
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该杆秤所能测量的物体质量的最大值m物 g
【强化 2】(错误率72%)小梦用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件 ”实验。
(1)实验开始时,杠杆的位置如图甲所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向 (左/ 右)移动;
(2)小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图乙所示,他这样做的最终目的是 ;
A .便于直接读出拉力的大小 B .便于提供不同方向的拉力
C .便于正确认识力臂 D .便于测量力臂的大小
(3)当杠杆平衡时,在阻力和阻力臂保持不变的条件下,动力和动力臂成反比如图丙所示,在刻度线“2 ”处挂 2 个钩码。在刻度线“4 ”处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1 ,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数为F2 ,则F2 (大于/ 等于/ 小于)F1 ;
(4)小梦设计了如图丁所示的AOB 为一轻质杠杆,O 为支点,AO = OB ;在杠杆右端A 处用细绳悬挂重为 16N 的物体,当AO 段处于水平位置时,为保持杠杆平衡,需在B 端施加最小的力为F3 = N;若作用在B 端一个力F 使杠杆AOB 匀速转动,当BO 段在水平位置时保持杠杆平衡,这时在B 端施 加最小的力为F4 将 (小于/ 等于/ 大于)F3 。
【答案】右 C 大于 16 小于。
【解析】(1)[ 1]杠杆左端低右端高,说明杠杆的重心在支点左侧,调节平衡螺母应使杠杆重心右移。
(2)[2]从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计拉,若弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识,故 C 正确。
(3)[3]弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大,则F2 大于F1 。
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(4)[4]当AO 段处于水平位置时,如左图所示最省力 由F3LOB = GLOA 可知 G
因为AO = OB ,所以F3 = G = 16N
[5]当OB 段处于水平位置时,如右图所示最省力,由 LOB = GLOC 可知 Gx 由于LOC < LOB ,F4 < G ,F3 > F4
【强化 3】(错误率80%)如图小松同学将一根长为 1 米的等刻度轻质横杆的中点放在支架上,在横杆 A 点处挂一个重为 5 牛的物体甲,求:
(1)为使横杆在水平位置平衡,则小松同学至少在杠杆上要挂一个多重的乙物体 G 乙?
(2)小松在 B 处挂一个重为 2 牛的物体丙(图中没有画出),发现杠杆不能在水平位置平衡。为了使杠杆在水平位置平衡,小松思考了2 种方案:
A:将甲、丙两物体向远离支点方向移动相同的距离 L0
B:在甲、丙两物体的下面再挂上重力相同的物体 G0你认为可行的方案是
求出你认为可行方案中的 L0 或 G0 。 【答案】(1)3N (2)B G0 = 7N
【解析】(1)根据杠杆平衡条件,当乙物体挂在右侧端点时,力臂最大,则物体的重力最小,最大力臂为 5 格,设一格的长度为 L ,则有5Nx 3L = G乙 x 5L
解得乙物体重力G乙 = 3N
(2)A 方案,根据杠杆平衡条件,则有5Nx (3L + L0) = 2Nx (4L + L0)
解得LL ,则 A 方案不可行。B 方案,在甲、丙两物体的下面再挂上重力相同的物体 G0 ,根据杠杆平衡条件,则有(5N + G0)x 3 = (2N + G0)x 4 ;解得G0 = 7N ,则 B 方案可行。
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易错五:滑轮(组)的特点
【核心知识】
1 .定滑轮:轴固定不动的杠杆。定滑轮的实质是等臂杠杆,使用定滑轮不能省力,但能改变施力的方向。
2 .动滑轮:轴随重物一起移动的滑轮。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆。使用动滑轮能省一半的力,但费距离,且不能改变施力的方向。
【错因分析】不清楚动、定滑轮及滑轮组的特点,或误认为使用动滑轮一定能省力,导致出错。 【易错典例01】(错误率80%)下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是 ( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力;
②使用动滑轮有时可能不省力;
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力;
④使用滑轮组有时既能省力,又能改变力的方向;
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向;
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等。
A .①④ B .②⑤⑥ C .②④ D .②④⑥
【答案】C
【解析】①使用定滑轮时,考虑到绳重和摩擦等因素的影响,会更费力。故①错误;
②使用动滑轮时,当所拉物体质量较小,动滑轮质量过大时,可能不省力。故②正确;
③使用只有两根绳子承担物重的滑轮组时,就不比使用动滑轮省力。故③错误;
④⑤滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,当物重远大于动滑轮重和摩擦力时,它要省力,也可以改变力的方向;当物重远小于动滑轮重和摩擦力时,滑轮组就不能省力,但也可以改变力的方向。故④正确,⑤错误;
⑥组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目根据需要来定,不一定要相等。故⑥错误。
综上可知,故 ABD 错误,C 正确。故选 C。
【以巧破力 方法制胜】
1 .动滑轮并非一定省力:使用动滑轮时,拉力不但要承担物体重力,还要承担动滑轮重力和摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,只有动滑轮重力和摩擦力不计的情况下使用动滑轮才一定省力(省一半力) 。同理,当动滑轮重力和摩擦力的影响不可忽略时,滑轮组也不一定省力。
2 .滑轮组不能省功:定滑轮和动滑轮结合在一起构成滑轮组,所以使用滑轮组既可以省力又可以改变力的方向,但不能同时既省力又省距离,即不能省功。
3 .滑轮组组装原则——“奇动偶定 ”:若承担物体重力的绳子段数为奇数,则绳子的起点系在动滑轮的挂钩上;若承担物体重力的绳子段数为偶数,则绳子的起点系在定滑轮的挂钩上。
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错题反思·易错加练
【强化 1】(错误率70%)建筑工地上常用的吊装工具如图所示,M 为重5000N 的配重,杠杆AB 的支点为O ,已知OA: OB = 1: 2 。滑轮下面挂有建筑材料 P ,每个滑轮重为100N ,工人重为700N 。杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计。下列说法正确的是 ( )
A .建筑材料 P 的上升速度为绳自由移动速度的3 倍
B .当工人拉绳的力为300N 时,建筑材料 P 重为600N
C .工人能提升的建筑材料的最大重为2000N
D .当工人拉绳的力为300N 时,M 对地面的压力为4500N
【答案】D
【解析】A .由图可知,承担物重的绳子股数n = 2 ;根据v绳 = nv物 可知,建筑材料 P 的上升速度是绳自由移动速度的 ,故 A 错误;
B .杠杆与绳的自重、滑轮组摩擦均不计,根据F
可知,建筑材料 P 的重力为G = nF _ G动 = 2× 300N_ 100N = 500N ;故 B 错误;
C .工人重为700N ,因此绳自由端承受的最大拉力为700N ,根据F G, + G动)可知,建筑材料最大重力为G, = nF , _ G动 = 2× 700N_ 100N = 1300N ;故 C 错误;
D .由于定滑轮受向下的重力、3 段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力,由力的平衡条件可得FA = 3F + G定 = 3 × 300N +100N = 1000N
杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力,大小相等,即F, = FA = 1000N根据杠杆的平衡条件FA, × OA = FB × OB
且OA: OB = 1: 2 ;所以N
因为物体间力的作用是相互的,所以杠杆对物体 M 的拉力等于物体 M 对杠杆的拉力,即
(
,
)FB = FB = 500N
物体 M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力,则物体 M 受到的支持力为
FM支持 = GM _ FB, = 5000N_ 500N = 4500N
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因为物体间力的作用是相互的,所以物体M 对地面的压力FM压 = FM支持 = 4500N故 D 正确。故选 D。
【强化 2】(错误率72%)用如图所示的四种简单机械,将同一重物从低处匀速提升到高处,在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是 ( )
(
C

D

) (
B

) (
A

)
【答案】B
【解析】如选项 A 中图,动滑轮是省力杠杆,其动力臂是阻力臂的 2 倍,则动力是阻力的一半,即F G
如选项 B 中图,根据机械功原理,任何机械都不省功,所以由Gh = FL 得F G
如选项 C 中图,设阻力臂为 L ,则从支点到动力作用点长度为 3L ,因为动力作用线与横杆夹角为30° , 说明动力臂长度为横杆的一半,即 L 。根据杠杆平衡条件F1L1 = F2L2 可得F G
如选项 D 中图,定滑轮是等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,则F = G 。综上所述,通过比较得知,B选项中F G 最小,即在不计机械自重及摩擦的情况下,最省力的是斜面,故 B 符合题意,ACD不符合题意。故选 B。
【强化 3】(错误率80%)小聪用如图所示的滑轮组匀速拉动放在水平地面上的物体,小聪体重为 500N ,物体的重力为 1000N ,动滑轮的重力为 40N ,已知物体受到的摩擦力和重力成正比,他用 80N 的拉力将物体拉动了 2m 。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)
(1)请在图上画出滑轮组上绳子的绕法(要求n = 3 );
(2)求绳子自由端移动的距离;
(3)求物体受到的摩擦力;
(4)求小聪所能拉动物体的最大重力。
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第六章 力和机械 易错点(解析版)
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【答案】(1)
(
;
)
(2)6m;(3)200N;(4)7300N
【解析】解:(1)要使得滑轮组更省力,且小聪可以向下拉绳子,因此绳子从动滑轮开始绕,滑
轮组被 3 段绳子承担,如图所示:
(2)由图可知,绳子承重股数为 n=3 ,绳子自由端移动的距离为s = ns物 = 3 x 2m = 6m
(3)因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由F 可得,摩擦力为f = nF _ G动 = 3 x 80N _ 40N = 200N
(4)人对绳子的最大拉力为F最大 = G人 = 500N
能拉动物体的最大摩擦力为f最大 = nF最大 _ G动 = 3 x 500N _ 40N = 1460N
物体受到的摩擦力和重力成正比,所以有 解得 G 大=7300N。答:(1)见解析;
(2)绳子自由端移动的距离为 6m;
(3)物体受到的摩擦力为200N;
(4)小聪所能拉动物体的最大重力为 7300N。

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