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1、初中物理-杠杆滑轮难题巧解精析【例题1】如图所示，杠杆OA可绕支点0转动，B处挂一重物G , A处用 一竖直力F.当杠杆和竖直墙之间夹角逐渐增大 时，为了使杠杆平衡，贝U （）A. F大小不变，但 Fv G B. F大小不变，但 F GC. F逐渐减小，但 F G D. F逐渐增大，但F v G【解析】过A、B分别作墙的垂线交墙于 F、E AF / BE 三角形AFO s三角形BEO （当杠杆和竖直墙之间夹 角逐渐增大时，始终一样） AF/BE=AO/BO / AO/BO 是不变的 AF/BE 也不变又 G不变， F也不变/ AF始终大于 BE , Fv G【反思】【例题2】挂在竖直墙壁上的石
2、英钟，它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重 力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时，其秒针往往停在表 盘上的：A . “ 3的位置；B . “ 6的位置；C. “ 9勺位置；D. “12的位置。【解析】电池的电能转化的动力、转轴解析：秒针在转动的过程中大致可看作只受到三个力的作用:的摩擦阻力、重力。当电池的电量即将耗尽时，动力逐渐减小，首先数值减小到与重力和摩 擦阻力的和相等。当秒针在“9的位置时，秒针受到动力方向竖直向上，受到的重力与摩擦阻力方向竖直向下， 此时重力与摩擦阻力的和等于动力的大小，秒针受平衡力，会在原地静止。答案：Co点拨：当秒针匀速转动动微小距离时，受到平衡力
3、的作用，但每时每刻的 平衡力的构成都在发生变化。当秒针在“ 3的位置时，受到的重力和动力的方向都是竖直向下，而转轴摩擦阻力竖直向上，此时重力与动力的和等于摩擦阻力的大小。当秒针在“ 12”和“6的位置时，秒针受到重力与转轴的支持力（或拉力）作用效果抵消，动力只跟转轴的 摩擦阻力构成一对平衡力。所以，当平衡力形成后，并不是一成不变的， 而是随着运动情况的改变而不断变化。【反思】1图1團3a j7_N的力拉绳。N的力拉绳。【讲解】用分割法判断承重绳子的股数，方法不错，在以往的教学中我也是 这样教的。但初学阶段仍有学生会问：图1画线处不是有三股绳子吗？为什么会是2F= G物等问题。我感觉要想彻底搞清
4、认楚上面的问题，只是划一条 虚线来分割滑轮组是不够的。笔者认为解决滑轮组一类问题的一般方法是： 选取研究对象，分析对象受力，利用平衡条件解题。首先要讲清楚的是：（1）同一根绳子穿起来的滑轮组绳子上各处的拉力都相等。（不计摩擦，不计绳重）（2 ）区分绳子的“根数”与“股数”这两个概念的不同。一根绳子，绕在定 滑轮和动滑轮之间，会被分成几股。（3）初中阶段研究的对象要么静止，要么做匀速直线运动， 即受力满足平衡条件:合力等于零。【例3】如图2,每个滑轮重10N，物体A重80N，不计绳重和摩擦，整个装置处于静止状态，求绳子的拉力F。【解析】取动滑轮和物体 A为研究对象，受力分析如图 3 （有三股绳子
5、向上拉着动滑轮和物体 A整体），因为处于静止状态，所以有F+ F + F=C物十G动，即3F= 10N + 80N ,所以F = 30N。若求弹簧秤的读数 F弹，应取定滑轮为研究对象，受力如图4（有两股绳子向下拉着定滑轮）。因为静止，弹簧秤的读数F 弹=G 定+ 2F= 10N + 60N = 70N。【例4】如图5,体重500N的人，要将G = 700N的吊篮匀速吊起，不计滑轮、绳重及摩擦。（1）如图5,人站在地面上，至少要用（2）如图6,人站在吊篮中至少要用【解析】（1）取动滑轮和吊篮整体为研究对象，分析受力如图 -（两股绳子向上拉着动滑轮和吊篮整体）。由于匀速吊起有2F= C 篮，F=
6、350N。（2 ）取动滑轮、吊篮和人整体为研究对象分析受力如图8 （有三股绳子向上拉着动滑轮、吊篮和人整体）。由于匀速吊起有3F= G 人+ C 篮，F= 400N。【例5】 一小车A陷在泥地里。现 在通过如图9所示的滑轮组将小车匀 速拉出，F= 1000N。求小车受到的拉 力和树受到的拉力（不计滑轮、绳重 和摩擦）。【解析】要想求小车受到的拉力，须取动滑轮为研究对象，受力如图10 （有三股绳子向右拉着动滑轮），小车受到的拉力 F F= 3F= 3000N。求树受到的拉力，要取定滑轮为研究对象，受力如图11（有两股绳子向左拉着定滑轮），树受到的拉力 F= 2F= 2000N。【总结】处理滑轮组
7、一类力学题，使用的仍是解决力学问题的一般思路，即选取研究对象，分析受力，利用平衡条件列方程解题。如何选取研究对 象，是整体还是隔离某一物体，要具体情况具体分析。正确地进行受力分析是解题的关键,既要找准力的个数， 又要找准力的方向。 作为教师应教给学生处理问题的一般方法，使学生 能灵活地处理可能遇到的各种问题。由此可见N=G-F【例6】放在水平地面上的物体所受重力为G ,系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，它的另一端受的拉力为 F，地面对物体的支持力为 N，下面关于这三 个力大小的关系正确的是：A. F=G ;B . G=N ; C. F+N=G ; D . F=N.【解析】1. 这样想比较简单
8、N是物体给予地面的力的反作用力而当绳子另一边有个F的时候 并不是全部力都给予了地面地面只受到了 G-F的力N+F=G2. 在原图中物体的受力分析还少画了一个：绳子的拉力=F（竖直向上）由受力平衡可知F+N=G3. 注意N是地面支持力 物体受力分析 重力向下 地面支持力 向上 绳子拉力向上 由牛二定律 得G （下）=F+ N （上）【例7】物体A重20N，滑轮重1N，绳重不计，弹簧测力计示数为25N，则物体B重N【解析】1. 首先除掉滑轮的重，这样示数为24N,因为测力计接的是定滑轮，所以两根绳子平分了测力计的示数，再加上B没有与地面接触，所以 B的重力为12N2. 这里若说的明白点，应为 A和
9、B对弹簧测力计的力为 24牛，而不应该说为 AB共重24牛。再根据绳子两端的力是相等的，可以得知B对弹簧测力计的力为12牛。3. 对B受力分析，向上绳子的拉力和B向下的重力平衡，即 F=Gb对滑轮受力分析，向下两段绳子，即两个拉力F,，向下滑轮的重力G轮；向上测力计处绳子的拉力，即F示则F+F+暁=F示，2Gb+1N=25所以B勺重力Gb=12N4. 可以这样分析，用大小为 G （b）的力匀速提起物体 A。弹簧测力计测的力为 G（b） +GA+1=25所以G（b） +GA=24 因为定滑轮不省力且物体处于平衡，所以为12No【例8】甲、乙两容器，甲容器中盛有硫酸，乙容器中盛有水，如图 所示，已知甲、乙两容器底部受到的压力相等，比较两容器内液体的 质量（B）A.硫酸的质量大于水的质量B.硫酸的质量等于水的质量C.硫酸的质量小于水的质量D .无法判断【解析】4#设高和底面积分别为hi, Si； h2, S2；#其中压强 pi= p ghi； p2= p gh2；那E么 Fi=pi x s= p ghiSi； F 2=p2X S2= p gh2S2； 又因 Vi=hiSi； V2=h2S2； F i=F2；因止匕 Fi= p vig； F2 = p V2g；=mig=m 2 g=Gi=G 2也就是他们的重力相等；质量相等#
初中物理杠杆滑轮难题巧解精析
