第十三章 力和机械学生用书

第十三章 力和机械学生用书 一、本章重难点分析
学 习 目 标 1.通过回顾重力、弹力、摩擦力、杠杆、滑轮、滑轮组等知识点，找出各知识点之间的内在联系，建构知识体系。

2.通过对杠杆平衡条件、定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质特点加深理解及其应用和练习巩固、拓展延伸来找出规律，培养分析概括能力和熟练解决问题的能力。

重 点 构建知识体系；灵活运用力和机械知识解答生活中相关问题
难 点
运用力、杠杆及平衡原理、定滑轮动滑轮滑轮组特点和实质、较熟练地分析解决与其相关的实际问题物。

二、知识结构
1、常见的力
⎩⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎧
弹力⎩
⎨⎧
定义弹簧测力计⎩
⎪⎨⎪⎧
构造、原理
使用方法重力⎩⎪
⎨⎪
⎧
方向：竖直向下大小：G ＝mg 作用点：重心
摩擦力⎩⎪⎨⎪
⎧
产生条件
影响滑动摩擦力大小的因素
改变摩擦力的方法
2、简单机械
⎩⎪
⎪⎪⎨⎪⎪
⎪⎧
杠杆⎩⎪⎨⎪
⎧
定义平衡条件
分类
滑轮⎩⎪⎨⎪⎧
定滑轮⎩⎪⎨⎪⎧ 实质
特点动滑轮⎩⎪⎨⎪⎧ 实质特点滑轮组⎩
⎪⎨⎪⎧ 省力情况
绕制方法轮轴和斜面
三、基础考点自测
考点一
1．物体由于发生 而产生的力叫弹力，拉力、压力都属于弹力．弹力的大小与 程度大小有关．
2．弹簧测力计的原理：弹簧的 与受到的拉力成正比．
考点二
3．地面附近的物体由于 的吸引而受到的力叫重力，重力的施力物体是 ，重力的方向总是 ．
4．物体所受重力的大小与物体的 成正比．用公式表示为G ＝ g ＝ N/kg ，它表示质量为 的物体所受的重力为9.8 N.
5．重力在物体上的作用点叫 ，质地均匀、外形规则物体的重心在它的 ．
考点三 6．两个互相接触的物体，当它们有 或相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻
碍 的力，叫做摩擦力．摩擦力的方向与物体 方向相反．
7．摩擦力产生条件：①物体间相互接触、挤压；②接触面不光滑；③物体间有相对运动或相对运动趋势．
8．滑动摩擦力的大小与 大小和 有关，与接触面积的大小、物体的运动速度大小无关．
9．增大有益摩擦的方法：增大 ，增大接触面的 ；减小有害摩擦的方法：减小 ，减小接触面的 ，变滑动为 ，分离 ．
考点四
10．在力的作用下，能绕着 转动的硬棒叫杠杆．力臂是 到 的距离，而不是支点到力的作用点的距离．
11．杠杆处于 状态或 状态，称
为杠杆平衡．杠杆平衡条件为： ，即F 1F 2＝l 2
l 1
.
12．杠杆的分类：
(1)省力杠杆：动力臂 阻力臂，特点是 但费 ．如：撬棒，起子．
(2)费力杠杆：动力臂 阻力臂，特点是 但 ．如：船桨，镊子．
(3)等臂杠杆：动力臂 阻力臂，特点是既不省力也不费力．如：天平．
13．力臂的画法：
要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键．画法可按以下几步完成：
(1)首先在杠杆的示意图上，确定支点O. (2)画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长．
(3)过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂．
考点五
14．定滑轮的实质是杠杆，特点是不能，但能改变．
15．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，特点是能，但不能，费的距离．
16．使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的，
即F＝1
n(G物＋G动)；绳子移动的距离就是物体上升
高度的几倍，即s＝.
17．拧螺丝钉的螺丝刀是一个轮轴，手把部分相当于，螺丝钉部分相当于．利用斜面可以省力，斜面坡度越，越省力．
四、例题精讲
题型一弹簧测力计使用方法
1.下列关于弹簧测力计使用的说法，错误的是（）___________
A.每个弹簧测力计都有一个测量范围，被测力应小于这个范围
B.使用前必须先对弹簧测力计校零
C.弹簧测力计只能竖直放置，测竖直方向的力
D.弹簧测力计可以测不同方向的力
题型二质量和重力
2.关于质量和重力，以下说法正确的是（）
A.质量与重力是一回事，质量大的重力大
B.质量与重力方向都是竖直向下的
C.在同一地点，质量相同的物体重力一定相等
D.买米和背米时，人们只关心重力
题型三对摩擦力的理解
3.摩擦与我们的生活息息相关，如图13-1所示。

关于摩擦的说法中不正确的是（）
图13-1
A.（a）是利用火柴与火柴盒之间的摩擦使火柴头的温度上升而燃烧
B.（b）是利用货物与传送带之间的摩擦把货物送到高处
C.（c）是机器上安装的滚动轴承，它可以使摩擦大大增加
D.（d）是气垫船通过船底向下喷气，在船底和水面之间形成一层空气垫，使航行时阻力大大减小题型四探究摩擦力
4．小明用如图甲、乙、丙的步骤探究摩擦力的大小与哪些因素有关．
(1)实验中，他应将弹簧测力计沿________方向拉动木块，使木块在水平面上做________运动，并记下弹簧测力计的示数．
(2)比较步骤________与________可得：摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关，且压力越大，摩擦力越大．比较步骤甲与丙可得：摩擦力的大小跟接触面的________有关，且接触面越______，摩擦力越大．
(3)小明在实验中还发现：在木块还没有被拉动的情况下，弹簧测力计仍然有示数，且示数逐渐增大，直到拉动木块为止．该现象表明：物体在静止时也可能受到________力的作用，且该力的大小与________力的大小有关．
(4)上学路上，小明看见一辆汽车陷进了泥坑里，司机将一些稻草塞进后轮底下，汽车很快就爬上来了，这是利用增大________________________的方法增大摩擦力．
题型五力的综合应用
5.在棋类比赛中，比赛现场附近的讲棋室内所用的棋盘是竖直放置的，棋子可以在棋盘上移动但不会掉下来。

原来，棋盘和棋子都是由磁性材料制成的。

棋子不会掉落的原因是因为棋子（）
A.受到的重力很小可忽略不计
B.和棋盘间存在很大的吸引力
C.受到棋盘对它向上的摩擦力
D.受到的空气的浮力等于重力
题型六杠杆平衡条件的应用
6.如图13--3所示，等臂杠杆两端各挂一个质量相等的实心铁块和铝块（已知ρ铁＞ρ铝），杠杆平衡，若将它们同时浸没在水中，杠杆将（）
图13--3
A..仍平衡
B.左端下沉
C.右端下沉
D.无法判定
题型七在杠杆的示图上画力臂的方法
7.画出渔民扳鱼网的杠杆示意图（图13-4）。

图13--4
题型八滑轮组的组装
8.一根绳子只能承担5 000 N的力，用它提起1.8×104N的重物，应选什么样的滑轮组？怎样绕线？画出绕线图。

五、反馈练习
（一）、填空题
1.将皮带张紧后，就不会在皮带轮上打滑，这是采用__________的方法来增大摩擦的；在积有冰雪而变得很滑的公路上行驶的汽车，需要在轮子上缠防滑铁链，这是采用__________________________的方法来增大摩擦的。

2.下图13--5工具中，省力杠杆是______________；费力杠杆是__________；等臂杠杆是__________。

图13--5
3.如图13--6，滑轮A上挂一重10 N的物体B，C 为固定点（地面），当滑轮A在力F的作用下向上匀速上升时，滑轮A的速度为重物B上升时速度的________，力F应为_______N（滑轮A和绳重及摩擦均不计）。

图13--6
4.如图13--7所示，若拉力F=900 N，物体A重1 500 N，不计滑轮重和绳与滑轮间摩擦。

当绳子自由端移动3 m，则沿水平方向匀速拉动物体A前进时，物体A与地面间摩擦力是_________N，物体A移动_________m。

图13--7
（二）、选择题
1.某同学在用弹簧测力计测量一物体的重力时，错将物体挂在了拉环上，当物体静止时，弹簧测力计的读数为10.0N，则物体的重力为（）
A.一定等于10.0 N
B.一定小于10.0 N
C.一定大于10.0 N
D.以上判断都不正确
2.测一个大小为8 N的力时，应选用的弹簧测力计，最恰当的规格是（）
A.量程为10 N，最小刻度值为0.2 N
B.量程为5 N，最小刻度值为0.1 N
C.量程为15 N，最小刻度值为0.5 N
D.上述三个弹簧测力计都可以用
3.如图13--8所示实验装置，甲重16 N，乙重12 N，静止时不计弹簧测力计自重，则弹簧测力计的示数是（）
图13--8
A.16 N
B.12 N
C.28 N
D.4 N
4.图13--9所示的重力示意图中，正确的是（）
图13--9
5.静止放在水平桌面上的书，受到的作用力有（）
A.重力、桌面对书的支持力
B.重力、书对桌面的压力
C.桌面对书的支持力、书对桌面的压力
D.重力、桌面对书的支持力，书对桌面的压力
6.在平直公路上行驶的汽车，在关闭发动机后，汽车最终将停止，这是因为（）
A.汽车所受的重力与支持力平衡
B.汽车受到摩擦力作用
C.汽车在水平方向上受到平衡力作用
D.汽车不受力作用
7、以下各例能够减小摩擦的是()
图13--10
8.关于磁悬浮列车减小摩擦的方法，正确的说法是（）
A.给摩擦面加润滑油
B.减小摩擦面间的压力
C.使摩擦面脱离接触
D.变滑动摩擦为滚动摩擦
9.下列各例子中，属于有害摩擦的是（）
A.机器运转时，各部分之间的摩擦
B.拔河比赛，手与绳子之间的摩擦
C.自行车行进时，后轮胎与地面的摩擦
D.吃饭时，筷子与食物之间的摩擦
9.如图13--11所示，O是杠杆的支点，为了提高重物，用一个跟杠杆始终保持垂直的力F，使杠杆由竖直位置缓慢转动到水平位置，在这个过程中，则（）
A.杠杆始终是省力的
B.杠杆始终是费力的
C.杠杆始终是等力的
D.以上说法都不对
图13--11
10.如图13--12所示，通过定滑轮匀速提起重物G 时，向三个方向拉动的力分别为F1、F2、F3，则三个力大小关系是（）
图13--12 A.F1最大 B.F2最大
C.F3最大
D.一样大
11.要用30 N的力刚好提起重40 N的物体，下列简单机械中可以采用的是（不计机械本身重和摩擦）（）
A.一个定滑轮
B.一个动滑轮
C.杠杆
D.一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
12.如图13--13所示，简单机械均不计摩擦，图B 中R=2r，其中最省力的是（）
图13--13
13．如图所示，某同学用重力为10 N的动滑轮匀速提升重为50 N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是()
A．20 N B．25 N C．30 N D．
35 N
图13--14
14、如图13--15所示，将木块放在压缩了的弹簧旁，释放弹簧，木块沿水平地面向右运动，离开弹簧后，木块运动一段距离后停下来．下列说法正确的是(
)
图13--15
A．木块所受摩擦力使木块由静止开始运动
B．弹簧对木块的弹力使木块由静止开始运动C．木块所受摩擦力不会改变木块的运动状态D．木块最终停止运动是由于失去弹簧的弹力作用（三）、作图题
15 .如图13-16是正在足球场上滚动的足球，请画出足球受到的重力的示意图
.
图13-16 图13-17
16.一块质量分布均匀的长方形木板放在水平地面上，现在要将木板从N端抬起，请你在图13-17中标出支点O的位置，并画
出所用最小动力F 的示意图和动力臂L （板的厚度不计）。

17．画出斜面上匀速上滑的物体A 所受的重力和摩擦力的示意图．(G ＞f)
图13--18
18、下图中，为使杠杆OA 保持静止，画出在A 点所加最小力F 1的示意图和阻力F 2的力臂l 2
.
图13--19
（四）、探究题
19．在探究“重力的大小跟什么因素有关系”的实验中，按照图甲所示，把钩码逐个挂在弹簧测力计上，分别测出它们受到的重力，并记录在下面的表格中．
图13--20
(1)把表格中的空格填写完整；
(2)图甲中弹簧测力计的示数为________N ； (3)根据表格中的实验数据，在图乙中画出重力与质量的关系图象；
(4)由此可知物体所受的重力跟质量成________．
20．探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向__________调节，使其在水平位置平衡．如图13--21所示，在支点左侧20 cm 刻度处挂3个重均为0.5 N 的钩码，在支点右侧15 cm 刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡．要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿__________方向，此时读数为
__________N.
图13--21
21．在探究杠杆平衡条件的实验中：
图13--22
(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__________(选填“变大”“变小”或“不变”)，其原因是_______________________________． （五）、应用
22.如图13--23所示是一弯曲的杠杆，O 是支点，OB=CA=4 cm ，OC=3 cm 。

在B 点挂一重物G=10 N ，在A 点加一力，要使杠杆平衡，力F 最小值为多大？
图13--23。