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1、 初三物理难题详解 集团标准化工作小组#Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#初三物理经典难题详解 1.如图22所示装置,杠杆OB可绕O点在竖直平面内转动,OAAB12。当在杠杆A点挂一质量为300kg的物体甲时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F1,杠杆B端受到竖直向上的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N1;在物体甲下方加挂质量为60kg的物体乙时,小明通过细绳对动滑轮施加竖直向下的拉力为F2,杠杆B点受到竖直向上的拉力为T2时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N2。已知N1N231,小明受到的重力为600N,杠杆OB及细绳的质量均忽略
2、不计,滑轮轴间摩擦忽略不计,g取10N/kg。求:(1)拉力T1;(2)动滑轮的重力G。解:(1)对杠杆进行受力分析如图 1甲、乙所示:根据杠杆平衡条件:G甲OAT1OB (G甲G乙)OAT2OB 又知 OAAB=12 所以 OAOB=13 N300010N/kgkg300gmG甲甲 N600N/kg10kg60gmG乙乙 N0001N0300311甲GOBOAT (1分)N2001N036031)(2乙甲GGOBOAT (1分)(2)以动滑轮为研究对象,受力分析如图 2甲、乙所示 因动滑轮处于静止状态,所以:T动1G2F1,T动2G2F2 又 T动1T1,T动2T2 所以:GGGTF21N5
3、002N1000211 (1分)图 22 B A O 甲 甲 乙 图 1 O B A G甲+G乙 T2 O B A G甲 T1 G T动2 G T动1 G人 F人1 F人2 G人 图 3 甲 乙 GGGTF21N6002N1200222 (1分)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示。人始终处于静止状态,所以有:F人1 N1,G人,F人2N2,G人 因为 F人1F 1,F人2F 2,N1N1,N2N2,且 G人600N 所以:N 1G人F 1600N)21N500(GG21N100(1 分)N 2G人F 2600N)21N600(GG21 (1 分)又知 N 1N 231 即132121N1
4、0021GGNN 解得 G100N 2.如图 24所示,质量为 60kg的工人在水平地面上,用滑轮组把货物运到高处。第一次运送货物时,货物质量为 130kg,工人用力 F1匀速拉绳,地面对工人的支持力为 N1,滑轮组的机械效率为 1;第二次运送货物时,货物质量为 90 kg,工人用力 F2匀速拉绳的功率为 P2,货箱以 s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为 N2,N1与 N2之比为 2:3。(不计绳重及滑轮摩擦,g 取 10N/kg)求:(1)动滑轮重和力 F1的大小;(2)机械效率 1;(3)功率 P2。解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象 11F人GN 图 24 N1 GF1 绳对
5、人的拉力与人对绳的拉力相等,11FF 411动GGF 1 分 第二次提升货物时,以人为研究对象 22F人GN 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,22FF 422动GGF 1 分 32NN21 把数据分别带入以上 5 个式子,解得:300动GN 1分 F1=400N 1分 F2=300N(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:81.25%4J4001300J4hFhGW111总有W 1 分(3)第二次货物上升速度为 s,人匀速拉绳的速度为 smsmv/4.0/1.042 1 分 WsmNvFP120/4.0300222 1分 3、图 26 是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为 1600N
6、,配重 A 上方连有一根弹簧测力计 D,可以显示所受的拉力大小,但当它所受拉力在 02500N 范围内时,其形变可以忽略不计。B是动滑轮,C 是定滑轮;杠杆 EH可绕 O点在竖直平面内转动,OE:OH=1:6.小阳受到的重力为700N,他通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力为 T1时,杠杆在水平位置平衡,小阳对地面的压力为 F1,配重 A受到绳子的拉力为1AF,配重 A上方的弹簧测力计 D显示受到的拉力1DF为103N;小阳通过细绳在 H点施加竖直向下的拉力为 T2时,杠杆仍在水平位置平衡,小阳对地面的压力为 F2,配N2 GF2 重 A受到绳子的拉力为2AF,配重 A上方的弹簧测力计 D显示受
7、到的拉力2DF为103N.已知9:11:21FF。(杠杆 EH、弹簧 D 和细绳的质量均忽略不计,不计绳和轴之间摩擦)。求:(1)配重 A受到绳子的拉力为1AF;(2动滑轮 B受到的重力 GB;(3)拉力为 T2.4.(1)以物体 A 为研究对象,受力分析如图 2 甲、乙所示,物体 A 始终处于静止状态,所以有 11AADFGF 22AADFGF,(以上两个式子共 1 分)已知 GA=1600N,1DF为 2100N,2DF为 2400N,所以可以求得NNNGFFADA5001600210011 (1 分)(2)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示,人始终处于静止状态,所以有 11FTG人
8、 22FTG人 因为11TT与大小相等,11FF与大小相等。所以有 11T人GF 22TGF人,已知9:11:21FF,得:21911TGTG人人 (1 分)对杠杆进行受力分析,如图 4 甲、乙所示,根据杠杆平衡条件:OHTOEGFBA11)2(图 26 FA1 A GA FD1 FA2 A GA FD2 图 2 甲 乙 2F 1F 人 G1T 人 G2T 图 3 甲 乙 E H BAGF12 T1 E H BAGF22 T2 O O 图 4 OHTOEGFBA22)2((和共 1 分)已知 OE:OH=1:6.NFA5001 NFA8002 (FA1和 FA2全解正确共 1 分)解上面三式可
9、得:GB=100N (1 分)(3)将 GB=100N代入式,得 T2=250N.(1 分)5.如图所示,杠杆 OA 可绕支点 O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,则()A.F大小不变,但 FG B.F大小不变,但 FG C.F逐渐减小,但 FG D.F逐渐增大,但 FG【解析】过 A、B分别作墙的垂线交墙于 F、E AFBE 三角形 AFO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,FG【反思】6.挂在竖直墙壁
10、上的石英钟,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”的位置;?D“12的位置。【解析】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:电池的电能转化的动力、转轴的摩擦阻力、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:C。点拨:当秒针匀速转动动微小距离时,受到平衡力的作用,但每时
11、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】【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 2FG物等问题。我感觉要想彻底搞清认楚上面的问题,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
12、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 向上拉着动滑轮和物体 A整体),因为处于静止状态,所以有 FFFC
13、 物十 G动,即 3F10N80N,所以 F30N。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2F10N60N70N。7.如图 5,体重 500N的人,要将 G700N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_N的力拉绳。(2)如图 6,人站在吊篮中至少要用_N的力拉绳。【解析】(1)取动滑轮和吊篮整体为研究对象,分析受力如图 7(两股绳子向上拉着动滑轮和吊篮整体)。由于匀速吊起有 2FC 篮,F350N。(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
14、轮、吊篮和人整体)。由于匀速吊起有 3FG人C 篮,F400N。【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,F1000N。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,F3F3000N。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 F2F2000N。【总结】处理滑轮组一类力学题,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
15、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。8.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:AF=G;BG=N;CF+N=G;D F=N.【解析】1.这样想比较简单 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 由此可见 N=G-F N+F=G 2.在原图中物体的受力分析还少画了一个
16、:绳子的拉力=F(竖直向上)由受力平衡可知 F+N=G 3.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)9.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 12N 2.这里若说的明白点,应为 A 和 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 1
17、2 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+G轮=F示,2Gb+1N=25N所以B的重力Gb=12N 4.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12N。10.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】设高和底面积分别为 h1,S1;h2,s2;其中压强 p1=gh1;p2=gh2;那么 F1=p1s=gh1s1;F2=p2s2=gh2s2;又因 V1=h1s1;V2=h2s2;F1=F2;因此 F1=v1g;F2=v2g;=m1g =m2 g =G1 =G2 也就是他们的重力相等;质量相等