初中物理力和机械教案

第十三章 力与机械

【知识点一】弹力、弹簧测力计

1、弹力：我们在压尺子、拉橡皮筋、拉弹簧时，感觉到它们对手有力的作用，这种力叫做弹力。 弹力是物理由于弹性形变而产生的。 2、判断是否有弹力的条件： A、物体间是否直接接触

B、接触处是否有相互挤压或拉伸 3、弹簧测力计：

A、原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与所受的拉力成正比。 B、使用方法：“看”：量程、分度值、指针是否指零；“调”：调零；“读”：读数=挂钩受力。 C、注意事项：加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。

D、物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的,但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,

用容易观察的量显示不宜观察的量,是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”。利用这种方法制作的仪器象：温度计、弹簧测力计、压强计等。

【知识点二】重力

1、概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而受的力叫重力。重力的施力物体是：地球。 2、重力大小的计算公式G=mg

其中g=9.8N/kg 它表示质量为1kg 的物体所受的重力为9.8N。

3、重力的方向：竖直向下 其应用是重垂线、水平仪分别检查墙是否竖直和面是否水平。 4、重力的作用点——重心：

重力在物体上的作用点叫重心。质地均匀外形规则物体的重心，在它的几何中心上。如均匀细棒的重心在它的中点，球的重心在球心。方形薄木板的重心在两条对角线的交点。 重心的检测——垂线法

【知识点三】摩擦力

1、定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已发生相对运动时，就会在接触面上产生一种阻碍相

对运动的力就叫摩擦力。

2、分类： 静摩擦

摩擦力 滑动摩擦

动摩擦

滚动摩擦 3、摩擦力的方向：

摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，有时起阻力作用，有时起动力作用。 4、静摩擦力大小应通过受力分析，结合二力平衡求得

5、在相同条件（压力、接触面粗糙程度相同）下，滚动摩擦比滑动摩擦小得多。 6、滑动摩擦力：

⑴测量原理：二力平衡条件

⑵测量方法：把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计水平拉木块，使木块匀速运动，读出这时的

拉力就等于滑动摩擦力的大小。

⑶滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。 7、应用：

⑴理论上增大摩擦力的方法有：增大压力、接触面变粗糙变滚动为滑动。

⑵理论上减小摩擦的方法有：减小压力接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）使接触面彼此分

开（加润滑油）。

l1 【知识点四】杠杆 l2 O 1、杠杆

⑴定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。 说明：①杠杆可直可曲，形状任意。 F1 F2 ②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。

⑵五要素——组成杠杆示意图。

①支点：杠杆绕着转动的点。用字母O 表示。

1

②动力：使杠杆转动的力。用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杆转动的力。用字母 F2 表示。

说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反

④动力臂：从支点到动力作用线的距离。用字母l1表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。用字母l2表示。

⑶画力臂方法：A、 找支点O； B、 画力的作用线（虚线）；

C、 画力臂（实线，过支点垂直力的作用线作垂线）；D、标力臂。

2、研究杠杆的平衡条件：

⑴杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

⑵实验前：应调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。

这样做的目的是：可以方便的从杠杆上量出力臂。

⑶结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是： 动力×动力臂＝阻力×阻力臂

写成公式F1L1=F2L2 也可写成：F1 / F2=L2 / L1

⑷解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂

最大，要使动力臂最大需要做到①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线垂直的方向。

3、应用： 名称 省力 杠杆 费力 杠杆 等臂 杠杆 结构 特征 动力臂大于 阻力臂 动力臂小于 阻力臂 动力臂等于阻力臂 特 点 省力、费距离 应用举例 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、 钢丝钳、手推车、花枝剪刀 缝纫机踏板、起重臂 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 天平，定滑轮 费力、省距离 不省力 不费力 说明：应根据实际来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距离时，应选费力杠杆。 【知识点五】几种简单机械 1、定滑轮：

①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

F1

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆

l2 l1 l1 ③特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

l2

F2 F2 F1

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G绳子自由端移动距离S F(或速度vF) = 重物移动的距离SG(或速度vG)

2、动滑轮：

①定义：和重物一起移动的滑轮。（可上下移动，也可左右移动） ②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 ③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

④理想的动滑轮（不计摩擦和动滑轮重力）则：F=1/2G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=1/2(G物+G动);

2

绳子自由端移动距离SF(或vF)=2倍的重物移动的距离SG(或vG)

3、滑轮组

①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向

③理想的滑轮组（不计摩擦和动滑轮的重力）拉力F= 1/n*G

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F=1/n*(G物+G动) 绳子自由端移动距离S F(或vF)=n SG(或vG) ④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G物+G动) / F求出绳子的股数。 然后根据“奇动偶定”的原则。

⑤滑轮组省力情况：几段绳子承担重物和动滑轮的总重，提起重物所用力就是物重的几分之一。

注：一般说绳子自由端如果向上拉动，数绳子股数时算上此绳数，如果自由端向下拉动，数绳子股数时，不算此绳数。设计滑轮组一般先依拉力，阻力关系或依拉力移动距离与重物移动距离确定绕滑轮组的绳子股数nG物G动滑F拉 再按绳子股数，拉力方向推出动滑轮和定滑轮的个数。

n （n为偶数时） 2n1 N动（n为奇数时）

2 动滑轮个数：N动4、轮轴

⑴定义：由一个轮和一个轴组成，并且都围绕固定的轴转动，使用轮轴，若动力F1作用在轮上，可以省力； 若动力F2作用在轴上则费力。

⑵实质：轮轴实质上是一个可以连续转动的杠杆。 F1----作用在轮上的力 F2----作用在轴上的力 R----轮半径 r ----轴半径 5、斜面

⑴定义：斜面是一种可以省力的简单机械，但必须多移动距离。 ⑵原理：F·L=G·h F----沿斜面拉力 G----物体重力 L----斜面长 h----斜面高

【题型一】弹簧秤问题

1、（07·大连）弹簧测力计的基本原理是：弹簧所受的拉力与弹簧的________成正比；弹簧测力计能否在月球上测出拉力的大小？__________________________。 2、（07·杭州）如图所示，一同学实验时在弹簧涮力计的两侧沿水平方向各加6牛拉力。并使其保持静止，此时弹簧测力计的示数为（ ） A．0牛 B．3牛 C．6牛 D．12牛

3、（07·镇江）小星和小华分别购买了两只不同品牌的乒乓球，为了比较两只乒乓球的弹性大小，他们设计了几种方案，你认为能够解决这个问题的最好方案是（ ）

3

A．把两球向墙掷去，比较它们反弹后离墙的距离

B．让两球置于乒乓桌面上方同一高度自由落下，比较它们反弹的高度 C．用乒乓球拍分别击打两球，比较两球飞出去的距离 D．用手捏乒乓球，比较它们的硬

4、某一弹簧测力计在使用前,指针指在0.3N的刻度上,某同学没有校零,就用该弹簧测力计测一个4N的力,测得的结果是 N 5、如图所示不计重力的弹簧原长为l。上端固定在离上端

1处剪断弹簧，把所受重力为G的重物挂在其下3端，把剪下的弹簧挂在重物G的下面，再在弹簧最下端挂上另一个所受重力为P的重物，平衡时，上下两段弹簧的总伸长量相同，则P与G的关系为： ( )

A．GP B.G2P C.G1P D.G4P 2

6、如图所示，甲、乙两个轻质弹簧，所挂物体均重100牛。当物体处于静止状态时，弹簧秤甲、乙的示数分别为( )

7、如图，弹簧秤A和B的自重均为0.3牛．砝码重0.49牛．则图中弹簧秤A的示数为 牛,B的示数 牛.

8、某同学在用已调零的弹簧测力计测量一物体的重力时，误将物体挂在了拉环上，如图所示，当物体静止时，弹簧测力计的读数是5．0 N，则该物体重（ ） A．一定等于5.0 N B．一定小于5.0 N C．一定大于5.0 N D．一定不小于5.O N

9、把三只完全相同的弹簧秤，按下图的方式连接起来，在第三只弹簧秤的下端挂一物体。已知A和B的示数分别是2 N和1.5 N，C的示数不清楚，则所挂物体的重力为 。

4

【题型六】摩擦力的现象

1．（07·苏州）汽车在紧急刹车时，总是滑行一段距离才能停下来，这是由于汽车具有_________；当雨

天路面有水时，轮胎与地面间的摩擦会变_______，汽车在紧急刹车后滑行的距离将比路面没有水时大．因此，司机驾车要注意：“雨天路滑，小心慢行”． 2．（07·大连）下列说法正确的是

A．鞋底的花纹是为了增大摩擦 B．离手的铅球还能继续往前飞行是由于受到手的推力 C．潜水员看岸上的树变矮了 D．实验室取块状固体药品的称量可直接放在天平的托盘上 3．杂技演员沿硬杆匀速向上爬升，演员受到竖直向上的作用力为 ( ) A．重力 B．拉力 C．弹力 D．摩擦力

4．人骑自行车时，由人提供能量，但能使车前进的力是 ( )

A．脚的蹬力 B．链条对后轮的拉力 C．后轮受地面的摩擦力 D．前轮受地面的摩擦力

5．在泥泞的道路上空手行走往往比挑担子行走滑得厉害抖．这是由于挑担后他对地面的 增大，从而使 增大的缘故。

6．有时瓶盖拧得太紧，为了把它打开，往往要包上一块毛巾后再拧，这样做的目的是为了增大 ，从而达到增大 。 7．（07·黄冈）关于汽车的下列说法正确的是( ) A．汽车轮胎与地面间的摩擦总是有害的

B．紧急刹车时，摩擦力的主要作用是改变轮胎的形状 C．汽车沿直线匀速上坡时，受到平衡力的作用 D．废旧轮胎没有回收价值，可以直接烧掉 8．（07·常德）下列事例中，为了减小有害摩擦的是( ) A．汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹 B．在自行车的轴承中加润滑油

C．刚竣工的水泥路面留着一道道的细槽 D．拔河比赛时，用力蹬着地面 【题型三】摩擦力的分析

1．运动员在水平路面上骑自行车沿直线加速前进，车轮受到地面的摩擦力的方向是 ( ) A．前、后轮都向后 B．前、后轮都向前 C．前轮向后，后轮向前 D．前轮向前，后轮向后

2．如图所示，重为G的物体A被夹在两固定且竖直的平木板之间。设用大小为2．2G的力恰好可将A从木板中竖直向上抽出，那么能抽出A的竖直向下的力，其最小值为 。

3．如图所示，在光滑水平面上迭放着甲、乙两物体。甲物体用细线挂在左边竖直墙上，现用力把乙物体从右端匀速拉出来，所用力F=15牛顿，则甲、乙二物体受到的摩擦力是（ ）

5

A．f甲0,f乙15牛顿，方向都向左 B．f甲f乙15牛顿，方向都向右

C．f甲15牛顿，方向向右，f乙15牛顿，方向都向左 D．f甲f乙15牛顿，方向都向左

4．如图所示，水平桌面上叠放的A、B两个物体，在水平方向力F1和F2的作用下，以共同的速度V一起向右匀造运动，已知F1=5牛，F2=3牛，那么物体B上、下表面所受摩擦力的大小分别为 ( )

A.5牛、2牛 B.3牛、0牛 C.0牛、2牛 D.5牛、8牛

5．物体A重5牛，物体B重10牛。现对A施加一水平力F=100牛，将A、B压在竖直墙壁上静止，如图所示。则B的左表面所受的静摩擦力大小和方向为 ( )

A．5牛、竖直向上 B．5牛、竖直向下 C．10牛、竖直向上 D．10牛、竖直向下

6．在水平地面上推重80牛顿的木箱，使它做匀速直线运动，所用力是40牛顿，现在木箱内装入重200牛顿的货物，使它仍沿原来的地面做匀速直线运动，需要多大的推力?

7．(05镇江市)如图所示，在玻璃杯内装满米，将竹筷竖直插入米中，然后用竹筷将玻璃杯沿竖直方向慢慢提起，使玻璃杯在空中处于静止状态.已知玻璃杯与米的总质量是0.8kg，则玻璃杯与米受到的总重力是 N，与总重力相平衡的力是 力.(g取10N/kg)

8. 把三块完全相同的砖分别立放、侧放、平放在水平地面上，分别施加水平拉力Fl、F2、F3，使砖块分别

6

以1m／s、2m／s、3m／s的速度向右做匀速直线运动，如图所示，则关于砖块受到的摩擦力，下列说法正 确的是（ ）

A．立放时摩擦力最大 B．侧放时摩擦力最大 C．平放时摩擦力最大 D．三种放法摩擦力一样大

7