第6講 力和機(jī)械專題復(fù)習(xí)

陳新業(yè)

本知識(shí)板塊共有5個(gè)考點(diǎn)，分別是重力和彈力、摩擦力、杠桿的分類及力臂的畫(huà)法、利用杠桿平衡條件進(jìn)行計(jì)算，以及應(yīng)用簡(jiǎn)單機(jī)械解決實(shí)際問(wèn)題，題型有填空題、選擇題、作圖題、實(shí)驗(yàn)探究題，以及綜合應(yīng)用題，考查能力的開(kāi)放性題目和探究性題目在各種題型中均有出現(xiàn)，并有逐年加大的趨勢(shì).其中畫(huà)力的示意圖、力臂，增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法，探究影響摩擦力大小的因素，探究桿桿的平衡條件，簡(jiǎn)單機(jī)械的應(yīng)用是中招考試的熱點(diǎn).由于許多知識(shí)點(diǎn)都是放在一起綜合考查，大家在平常的復(fù)習(xí)中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的透徹理解，重視課本上出現(xiàn)的插圖、實(shí)驗(yàn)，熟悉相關(guān)的知識(shí)背景，練習(xí)答題技巧，以不變應(yīng)萬(wàn)變.

第1節(jié) 彈力 重力

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)的重點(diǎn)、考點(diǎn)有：認(rèn)識(shí)彈力，明確彈力產(chǎn)生的條件：正確使川彈簧測(cè)力計(jì)；重力方向的應(yīng)用；重力大小的計(jì)算：重力示意圖的正確畫(huà)法.

物體不受力時(shí)能恢復(fù)到原來(lái)的形狀的特性叫作彈性.物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力叫作彈力.拉力、壓力和支持力都是彈力.

彈簧測(cè)力汁是測(cè)量力的大小的工具，它是根據(jù)在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量或縮短量與受到的拉力或壓力成正比的原理制成的，與其他測(cè)量工具相同，測(cè)量前要觀察量程、分度值、零刻度線；另外，要將彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤輕輕來(lái)同拉幾次，避免彈簧被外殼卡住或彈簧的自由端受阻：指針不指零時(shí)，還要調(diào)將彈簧測(cè)力計(jì)的指針調(diào)零，

地面附近的物體由于地球的吸引而受到的力叫重力，簡(jiǎn)稱“物重”，施力物體是地球，重力的方向總是豎直向下的.重力的大小與物體的質(zhì)量成正比，即G=mg.質(zhì)地均勻、外形規(guī)則的物體的重心，在物體的幾何中心.在畫(huà)物體受力示意圖時(shí)，應(yīng)將重力的作用點(diǎn)畫(huà)在物體的重心上，重心可以在物體上，也可以在物體外（如圓環(huán)的重心在圓環(huán)的圓心）.

中考常見(jiàn)題型

例1 （2014.廣安）如圖l所示，足球在水平地面上滾動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出足球在滾動(dòng)過(guò)程中所受重力的示意圖.

思路分析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是重力示意圖的畫(huà)法，同學(xué)們?nèi)菀装蚜Φ淖饔命c(diǎn)畫(huà)在足球與地面的接觸點(diǎn)上.足球所受重力的作用點(diǎn)（即重心）在它的球心上，重力的方向豎直向下.豎直方向和水平方向是互相垂直的，從球心開(kāi)始，沿豎直向下的方向畫(huà)一條線段，在線段的末端標(biāo)上箭頭表示力的方向，重力要用專用字母G表示，如圖2所示.

例2 （2014.江西）如圖3所示是我們常見(jiàn)的圖象，這種圖象如果在橫縱坐標(biāo)加上適當(dāng)?shù)奈锢砹考皢挝唬梢杂脕?lái)描述（）.

A.彈簧的伸長(zhǎng)量與彈簧所受拉力的關(guān)系

B.通電導(dǎo)體的電阻與其兩端電壓的關(guān)系

C.物體所受重力與質(zhì)量的關(guān)系

D.勻速直線運(yùn)動(dòng)中路程與時(shí)問(wèn)的關(guān)系

思路分析：本題考查不同量之間的關(guān)系，理解圖象中物理量之間的比例關(guān)系是解題的關(guān)鍵.從圖象上可以看出，該圖象反映的物理量之間成正比關(guān)系，然后根據(jù)各選項(xiàng)之間的關(guān)系選擇即可.在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長(zhǎng)量與彈簧所受拉力成正比，可以用該圖象描述；電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與其兩端電壓無(wú)關(guān)，不能用該圖象描述：物體所受的重力和質(zhì)量成正比，可以用該圖象描述：勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體，速度是一定值，路程和時(shí)間成正比，可以用該圖象描述，選ACD.

第2節(jié) 摩擦力

重點(diǎn)考點(diǎn)

兩個(gè)互相接觸的物體，當(dāng)它們要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這個(gè)力就是摩擦力，摩擦力產(chǎn)生的條件是接觸的同時(shí)，發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)：摩擦力的方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.

探究滑動(dòng)摩擦力和哪些因素有關(guān)時(shí)，首先要測(cè)量滑動(dòng)摩擦力的大小.這時(shí)可將物體放在水平表面上，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著物體在水平表面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體在水平方向上受到的力是平衡力，摩擦力在數(shù)值上等于拉力（彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）.

滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)：壓力越大、接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大，

摩擦現(xiàn)象在生活中非常普遍，有的有益，有的有害.增大有益摩擦的方法有增大壓力、增加接觸面的粗糙程度、用滑動(dòng)代替滾動(dòng).減小有害摩擦的方法有減小壓力、使接觸面光滑、用滾動(dòng)代替滑動(dòng)、加潤(rùn)滑油等使接觸面彼此分離.

探究滑動(dòng)摩擦力的大小與什么因素有關(guān)，增大和減小摩擦的方法是本知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)和考查熱點(diǎn).

中考常見(jiàn)題型

例3 （2014.菏澤）下列做法屬于減小摩擦的是（）.

A.冬天，在結(jié)冰的馬路上撒一些細(xì)沙以方便路人的行走

B.在生銹的自行車車軸上滴一些油，騎車就會(huì)感覺(jué)輕松一些

C.當(dāng)汽車后輪陷入泥坑打滑時(shí)，司機(jī)會(huì)就近尋找石塊等物墊在車輪下

D.體操運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行雙杠表演前，在手上涂抹滑石粉以防止人從杠上滑落

思路分析：掌握影響摩擦力大小的因素和增大、減小摩擦力的方法是解答此題的關(guān)鍵，冬天，在結(jié)冰的馬路上撒一些細(xì)沙以方便路人的行走，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力，A不符合題意：在生銹的自行車車軸上滴一些油，使接觸面脫離，減小摩擦力，騎車就會(huì)感覺(jué)輕松一些，B符合題意；當(dāng)汽車后輪陷入泥坑打滑時(shí)，司機(jī)尋找石塊等物墊在車輪下，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力，C不符合題意；體操運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行雙杠表演前，在手上涂抹滑石粉，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力，D不符合題意，選B.

例4（2014.威海）自行車是中國(guó)老百姓最常用的交通工具，幾乎家家都有，請(qǐng)你根據(jù)自行車的構(gòu)造和使用情況完成表1.

思路分析：麟自行車的制造和使用應(yīng)用了很多物理知識(shí)，它涉及杠桿、輪軸、摩擦力和慣性等知識(shí)，在解題時(shí)應(yīng)先將各個(gè)小題的內(nèi)容向各大知識(shí)塊靠攏，然后再找出相應(yīng)的小知識(shí)點(diǎn).經(jīng)常在轉(zhuǎn)軸部位加潤(rùn)滑油，其物理學(xué)原理是：減小接觸面粗糙程度（使接觸面分離），來(lái)減小摩擦.剎車時(shí)，用不太大的力捏閘就可以使閘皮緊緊地壓在車圈上，其物理學(xué)原理是：剎車閘的動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，

答案：（1）減小接觸面粗糙程度（使接觸面分離）（2）動(dòng)力臂大于阻力臂

第3節(jié) 簡(jiǎn)單機(jī)械

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)的重點(diǎn)是：（1）杠桿力臂的畫(huà)法、杠桿的平衡條件、杠桿的分類.（2）認(rèn)識(shí)定滑輪、動(dòng)滑輪，知道定滑輪和動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn).（3）掌握定滑輪和動(dòng)滑輪的應(yīng)用，以及“一定一動(dòng)”滑輪組的繞法、省力情況等.（4）按要求畫(huà)出杠桿的力臂，利用杠桿的平衡條件分析解決實(shí)際問(wèn)題，判斷杠桿的省力情況等.這些都是在中考試卷中經(jīng)常出現(xiàn)的內(nèi)容.

1.根據(jù)題意，畫(huà)出杠桿所受的動(dòng)力或阻力.

使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力.動(dòng)力和阻力的作用效果相反，但方向不一定相反！應(yīng)當(dāng)注意的是，無(wú)論動(dòng)力還是阻力都是杠桿受到的力，杠桿都是受力物體.動(dòng)力和阻力的作用效果相反：一個(gè)讓杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，另一個(gè)一定阻礙杠桿沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng).

2.畫(huà)力臂.從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫力臂，力的方向和力臂垂直.

3.杠桿的平衡條件的應(yīng)用：

（1）判斷杠桿的省力或費(fèi)力情況.

根據(jù)杠桿的平衡條件動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F1L1= F2L2可知：

①當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)，動(dòng)力小于阻力，即利用較小的動(dòng)力就可以克服比較大的阻力，這時(shí)我們就說(shuō)省了力，這種杠桿叫省力杠桿，雖然省力但是費(fèi)距離.生活中常見(jiàn)的省力杠桿有手鉗、鍘刀、羊角錘、酒瓶起子等.

②當(dāng)動(dòng)力臂等于阻力臂時(shí)，動(dòng)力等于阻力，這種杠桿叫等臂杠桿.這種杠桿的特點(diǎn)是不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離.生活中常見(jiàn)的等臂杠桿有天平、蹺蹺板等.

③當(dāng)動(dòng)力臂小于阻力臂時(shí)，所用動(dòng)力大于阻力，這種杠桿叫費(fèi)力杠桿.雖然費(fèi)力但是省距離.例如釣魚(yú)竿、人體的前臂、吊車的起重臂、鑷子等，

既省力又省距離的杠桿是不存在的.

（2）畫(huà)出使杠桿平衡的最小動(dòng)力的示意圖，

杠桿平衡時(shí)，阻力和阻力臂不變，要想使動(dòng)力最小，必須使動(dòng)力臂最大，最大的力臂就是支點(diǎn)和作用點(diǎn)的連線.

（3）簡(jiǎn)單計(jì)算.

4.滑輪及滑輪組.

使用滑輪時(shí)，滑輪軸固定不動(dòng)，不隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫定滑輪，隨著物體一起運(yùn)動(dòng)的滑輪叫動(dòng)滑輪.定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿，故使用定滑輪不省力、但能改變動(dòng)力的方向.使用動(dòng)滑輪時(shí)可以省一半力，但不能改變力的方向.

定滑輪和動(dòng)滑輪組成滑輪組.滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向.用滑輪組提升重物時(shí)，滑輪組由兒段繩子承擔(dān)貨物，繩子自由端所需拉力就是總重的幾分之一.省了力就必須費(fèi)距離，即動(dòng)力移動(dòng)的距離就是重物提升高度的兒倍，即（）

判斷滑輪組有幾段繩子承擔(dān)物重時(shí)，主要判斷繩子自由端是否承擔(dān)物重.一種方法是判斷動(dòng)滑輪上有幾段繩子承擔(dān)，動(dòng)力就是阻力的幾分之一.另一種方法是看繩子自由端是否改變動(dòng)力的方向，如果繩子的自由端最后是從定滑輪拉出的，改變力的方向時(shí)，一般不承擔(dān)物重，就不能算上一段：如果繩子的自由端最后是從動(dòng)滑輪拉出的，就算上一段.

特別注意：當(dāng)滑輪組水平放置時(shí)，拉力克服的就小再是重力，而是摩擦力，

中考常見(jiàn)題型

例5 （2014.安徽）身高相同的兄弟兩人用一根所受重力不計(jì)的均勻扁擔(dān)抬起一個(gè)900 N的重物，已知扁擔(dān)長(zhǎng)為1.8 m，重物懸掛點(diǎn)與哥哥的肩之間的距離OA =0.8 m，如圖4所示，則（）.

A.以哥哥的肩A為支點(diǎn)，可計(jì)算出弟弟承擔(dān)的壓力為400 N

B.以O(shè)為支點(diǎn)，可計(jì)算出兄弟兩人承擔(dān)的壓力之比為4：9

C.以O(shè)為支點(diǎn)，可計(jì)算出兄弟兩人承擔(dān)的壓力之比為9：5

D.以弟弟的肩B為支點(diǎn)，可計(jì)算出哥哥承擔(dān)的壓力為600 N

例6 （2014.東營(yíng)）皮劃艇是我國(guó)奧運(yùn)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一，如圖5所示，比賽中運(yùn)動(dòng)員一手撐住槳柄的末端（視為支點(diǎn)），另一手用力劃槳.下列說(shuō)法正確的是（）.

A.為省力，可將用力劃槳的手靠近支點(diǎn)

B.為省力，可將用力劃槳的手遠(yuǎn)離支點(diǎn)

C.為省距離，可將用力劃槳的手遠(yuǎn)離支點(diǎn)

D.將用力劃槳的手靠近支點(diǎn)，既能省力又能省距離

思路分析：使用杠桿省力就費(fèi)距離，費(fèi)力就省距離，既省力又省距離的機(jī)械是不存在的，運(yùn)動(dòng)員一手撐住槳柄的末端（視為支點(diǎn)），另一手用力劃槳，根據(jù)杠桿平衡條件F1L1= F2L2可知，船槳在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿.為了省力，可將用力劃槳的于遠(yuǎn)離支點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；為了省距離，可將用力劃槳的手靠近支點(diǎn)，但費(fèi)力，故C、D錯(cuò)誤.選B.