《力和机械》错题分析

例1 如图1所示是一把家用剪刀,用它剪物体时,下列说法正确的是( )

A.省力。 B.费力。

C.既不省力也不费力。

D.以上都有可能。

错解 C。

原因分析 错选C的原因在于学生只是从图形上看剪刀两侧到支点距离完全相同,就得出家用剪刀是等臂杠杆的错误判断,对杠杆的分类依据并没有理解。使用杠杆时，是省力还是费力及省力或费力的多少，取决于L动/L阻的大小。使用家用剪刀能否省力，要看被剪的物体放在刀口的哪个位置，被剪物体离刀尖越近越费力，离刀尖越近越省力，当然也可能正好动力臂等于阻力臂而是等臂杠杆。

正确答案 D。

例2 如图2所示，物体在拉力F的作用下匀速上升，物体重为50N，滑轮重为10N，则拉力F=____N（不计绳重和摩擦）。

错解 ①50N ②30N。

原因分析 错解①认为此滑轮为定滑轮不省力，故F=G物=50N。错解②认为此滑轮为动滑轮省一半的力，故F=G/2=1/2(50N+10N)=30N。判断一个滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键在于看它是固定的还是随物体一起移动，不能仅仅看表象。动滑轮及滑轮组省力规律不能死记结论，生搬硬套，判断滑轮省力情况，应抓住同一根绳子各段用力相等，然后根据力的平衡知识找出力的关系求解。

正确答案 F=2G+G动=50N×2+10N=110N。

例3 古代护城河上安装的吊桥可看成一个以D为支点的杠杆，如图3所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置匀速缓慢拉至竖直位置，若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂。则关于此过程中L的变化以及FL乘积的变化情况，下列说法正确的是（ ）

A．L始终在增加，FL始终在增加。

B．L始终在增加，FL始终在减小。

C．L先增加后减小，FL始终在减小。

D．L先减小后增加，FL先减小后增加。

错解 D。

原因分析 吊桥可看作是一个以D为支点的杠杆，城墙顶端的定滑轮起到改变拉力方向的作用。D点到拉吊桥绳子的垂直距离为拉力F的力臂，吊桥在上升过程中，拉力F的力臂L先会逐渐增大，当吊桥和绳子垂直时,力臂达到最大,再往上拉,力臂L会逐渐减小,因为L先增加后减小，部分同学认为FL乘积也会先增加后减小。事实上，吊桥匀速转动时，吊桥这根杠杆处于平衡状态，因此FL与吊桥重力G和重力力臂L阻的乘积GL阻相等,吊桥水平时,阻力臂L阻最大,吊桥上升过程中,重力作用点不断右移,L阻会逐渐减小,吊桥重力不变,GL阻会逐渐减小,故FL也会逐渐减小。

正确答案 C。

例4 如图4，自行车是人们常用的交通工具，从自行车的结构和使用来看，它应用了许多物理知识，下面说法中正确的是（ ）

A．车把相当于费力杠杆。

B．刹车系统应用了杠杆及摩擦的知识。

C．链条和其相连的两个齿轮组成了一个滑轮组。

D．轮胎制有花纹是为了减小摩擦。

错解 C。

原因分析 车把是轮轴，实质为一个省力杠杆。刹车系统中，刹把是一个省力杠杆，用力捏刹车停下来，是利用增大压力的办法来增大摩擦。轮胎上的花纹是使接触面粗糙从而增大摩擦。链条和其连接的两个齿轮从外观上来看，容易和滑轮组混淆，但仔细观察分析可发现：一是齿轮并不是滑轮；二是一般一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组在使用过程中，两滑轮之间的距离会发生改变，而自行车在骑行过程中，前后齿轮间的距离并未改变，链条和其相连的两个齿轮组成的装置只是个动力传动装置。

正确答案 B。

例5 小江同学想把一重为G的圆柱形油桶滚上一个台阶,试在图中作出小江同学将油桶推上台阶所用最小的力的示意图。

错解 如图6中F

原因分析 将油桶推上台阶时，油桶可视为杠杆，油桶的重力为阻力，人的推力为动力，由于阻力和阻力臂一定，必须找出最长的动力臂，出现上述错解的同学有两个原因：一是将重心O或油桶与地面接触点B当作支点,二是将图6中的AD当作了最小动力臂。实际上油桶是绕着与台阶接触点A转动，A是支点，在油桶上能找到的最长力臂是油桶的直径AC，再过C点画出最小力的示意图。如图6中F最小。

正确答案 如图6中F最小。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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