初中应用物理知识竞赛辅导讲座 力和机械(教师版)

初中应用物理知识竞赛辅导讲座力和机械（教师版）

【重点知识解读】

1.在地面附近的物体，由于地球对物体的吸引而使物体受到的力叫做重力。重力大小G=mg。

重力的方向竖直向下。用弹簧测力计测量重力。

2.重心是物体各个部分受到的重力作用的等效作用点。质量分别均匀、有规则几何形状的均匀

物体，其重心在其几何中心。物体重心位置可以在物体上，也可以不在物体上。重心位置与物体所处的位置及放置状态和运动状态无关。利用悬挂法可以确定均匀薄板的重心位置，利用支撑法确定棒形物体重心位置。

3. 物体由于发生弹性形变而要恢复原状时产生的力叫做弹力。任何物体只要发生形变就一定会产生弹力。形变越大，产生的弹力越大。弹力的施力物体是发生形变的物体，受力物体使它发生形变的其它物体。产生弹力的条件时：相互接触，接触处相互挤压或拉伸。弹力方向垂直于接触面。

4.两个相互接触的物体，当它们做相对运动（或有相对运动趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，称为摩擦力。摩擦力的方向总是与物体之间相对运动或相对运动趋势的方向相反。

5.杠杆平衡条件：F1L1= F2L2。

6.定滑轮不省力，但能够改变力的方向；动滑轮能够省一半力，不能改变力的方向。

7.在不计动滑轮重力和绳重、不计一切摩擦的情况下，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

8.斜面：当不计一切摩擦的情况下，当斜面长L是斜面高h的几倍时，所用推力F就是物重G 的几分之一，即F=hG/L。

【竞赛知识拓展】

1、拉力沿绳或弹簧收缩的方向。压力方向垂直于接触面指向被压物体。支持力垂直于接触面指

向被支持物体。

2、弹簧测力计原理：根据在弹性限度内弹簧受到的拉力越大，弹簧伸长的越长的道理制成的。

胡克定律，弹簧弹力F=kx，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧形变量。

3、摩擦力可分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。静摩擦力发生在相对静止的有相对运动

趋势的两个物体之间。静摩擦力是被动力，静止物体所受静摩擦力与沿接触面方向的外力平衡。静摩擦力与压力大小无关。滑动摩擦力发生在相对滑动的两个物体之间，滑动摩擦力的

大小与压力成正比。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，在相同压力作用下，滑动摩擦力越大。滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。

4、画好力臂是解决杠杆问题的关键所在。先从整体中抽象出杠杆，然后确定支点O，找出动力、

阻力，画出动力作用线和阻力作用线，再由支点向两个力的作用线作垂线，得到力臂。

5、对于滑轮或滑轮组，一根绳子上的力处处相等。

6、轮轴是由轮和轴共同组成的装置，由杠杆平衡条件可得，F1R=F2r

【经典竞赛题分析】

例1. （2011全国初中应用物理知识竞赛）如图2所示，教室里的天花板下面装有多挡位吊扇，当吊扇正常工作时，对于吊扇对天花板的拉力大小与其重力大小的判断，下列说法中正确的是( )

A.吊扇在高挡位工作时，拉力等于重力。

B.吊扇在低挡位工作时，拉力大于重力。

C.电扇在任意挡位工作时，拉力等于重力。

D.电扇在任意挡位工作时，拉力小于重力。

解析：由牛顿第三定律，电扇在任意挡位工作时，电扇对空气有向下的作用力，空气对吊绳有向上的反作用力，所以拉力小于重力，选项D正确。

答案：D

例2.（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）小刚同学想测量家中一头肥猪的重，如图所示。他用绳将猪绑住挂在木棒的B点，将棒的一端O放在石坎上，人通过挂在A端的测力计拉

起木棒的另一端，使木棒刚好到达水平位置。已知测力计示

数F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。问：

（1）请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少？

（2）你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏

大还是偏小，并说明产生误差的原因是什么？

（3）如果猪的实际重力为1200N，猪被拉离地面0.1m，这个过程中杠杆装置的机械效率是多少？

【解析】：（1）设猪的重力为G，由杠杆平衡原理，G·OB=F·OA，

解得G=1280N.。

（2）利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大。产生误差的原因

是木棒具有重力。

（3）猪被拉离地面h=0.1m，A点升高H=4h=0.4m，有用功W有=Gh，总功W总=FH,，

杠杆装置的机械效率是η=W

W

有

总

×100%=93.75%。

【点评】此题涉及杠杆平衡原理、功的计算、机械效率、误差分析等，意在考查对实际问题的分析、建模能力和综合运用知识的能力。

【竞赛实战训练】

1.(2010全国初中应用物理知识竞赛题) .图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手把和夹爪分别是

( )

A.省力杠杆，费力杠杆

B.费力杠杆，省力杠杆

C省力杠杆，省力杠杆

D.费力杠杆，费力杠杆

1. 答案：A解析：手把动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，夹爪动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

2.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是 ( )

A.仅仅是为了利用“镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑

B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”

C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀

D.上述各种功能都具有

2.答案：D解析：体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑；利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作