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第一轮课标点点清
课时八力和机械
课标要求
1．知道什么是弹力及弹力产生的条件。了解弹簧测力计的原理，会使用弹簧测力计测力。
2．知道什么是重力及重力的方向。通过探究，了解重力与质量的关系。会应用公式G＝mg。
3．通过实验探究，了解影响摩擦力大小的因素，知道增大和减小摩擦的方法。
4．能用力的示意图进行简单的受力分析。
5．认识杠杆，知道杠杆的一些应用。
6．通过探究，理解杠杆的平衡条件。
7．认识定滑轮、动滑轮及其作用，了解简单的滑轮组（只包括一个定滑轮和一个动滑轮的滑轮组）。
考点解析
一、弹力
1．弹力
①弹性：物体受力发生形变，不受力时又回恢复到原来的形状的特性。
②弹力：物体由于发生弹性形状时而产生的力。
本知识点考查的关键：对弹性的探究。
真题1（广东省清远市）年5月8～15日在荷兰举行世界乒乓球锦标赛，比赛所用的乒乓球是由一种叫胶棉材料制成。如图所示，这种胶棉材料具有较好的（）
A．绝缘性B．弹性
C．导热性D．导电性
解析：对于乒乓球来说与材料的绝缘性、导热性、导电性没有多大关系，关键是具有良好的弹性，所以“胶棉材料”应用到乒乓球上，说明这种材料具有很好的弹性。
答案：B
点评：解答此题，应了解物质的物理性质，在理解的基础上加以记忆。河南省一般弹性不单独命题，间或命一次，一般是某一填空题的一个空，或选择题的一个选项。
2．弹簧测力计
①原理：弹簧受到的拉力越大，弹簧的伸长就越长。
②构造：弹簧测力计都由弹簧、指针、刻度板、挂钩、吊环和外壳等组成。
③使用方法：
使用前，首先应观察量程，所要测量的力不能超过它的量程。因为弹簧是有一定弹性限度的，超过这个限度测量就不准确，还有可能损坏测力计；看清楚弹簧测力计的分度值，以便测量时读数；测量前要检查指针是否指在零刻度线。如果没有指在零刻度线，要进行调节使指针指在零刻度线。要轻轻地来回拉动弹簧测力计的挂钩，以免指针被卡住，给测量带来较大的误差。
测量时，拉弹簧测力计挂钩的力要和测力计的外壳平行，避免扭曲和摩擦，尽量减小由于摩擦产生的测量误差；要等到示数稳定后再读数，读数时视线要与刻度板表面垂直。要尽量使用用挂钩把物体向上拉的测量方法。因为它就是按照这种方法设计的，使用其他方法的误差相对较大。
本知识点考查的关键：弹簧测力计的读数。
真题2（浙江省无锡市）为制作弹簧测力计，某物理实验小组对弹簧的伸长与拉力的关系作了探究。下表是他们利用甲、乙两根不同的弹簧做实验时所记录的数据。
表一
表二
（1）分析表一和表二数据可知：①在一定条件下，弹簧伸长的长度与它所受的拉力成________；
②在拉力相同的情况下，甲弹簧伸长的长度比乙弹簧________（选“大或“小”）。
（2）如图所示的A、B两弹簧测力汁分别使用了甲、乙两弹簧，它们的外壳相同，刻度线分布情况相同，则量程较大的是________（选填“A”或“B”下同）测力计，精度较高的是________测力计。
（3）经实验探究发现：在拉力相通的情况下，弹簧伸长的长度与弹簧的材料、粗细、原长（弹簧不受外力时的长度）等均有关系，请设计一个简单实验，证实弹簧伸长的长度与弹簧原长有关________。
解析：弹簧测力计A、B的外壳相同，说明A、B中的弹簧伸长的最大长度相同，由表中数据我们看出，伸长相同的长度，乙弹簧（即B弹簧测力计）受到的力小，所以说B弹簧测力计量程大，刻度线分布情况相同，A测力计每一小格表示的力小，所以说A弹簧测力计精度比较高。
设计实验，利用控制变量法，研究的是弹簧伸长的长度与弹簧原长的关系，那就要保持其他条件不变（拉力的大小不变），用不同长度的弹簧，看弹簧伸长的长度如何变化。
答案：（1）正比；大；
（2）B；A；
（3）将一根弹簧剪成长度不同的两段，分别用大小相同的力拉弹簧，比较弹簧的伸长长度（其它答案合理即可）
点拨：本题考查学生对弹簧测力计的原理以及利用控制变量法设计实验应用。
真题3（广东省湛江市）如图所示弹簧测力计示数是________N。
解析：测量仪器的读数时，首先要看清它的量程，认清它的分度值。图示中的弹簧测力计分度值是0.2N，所以示数是2.2N。
答案：2.2
点拨：本题考查了弹簧测力计和电流表的读数，解决本题的关键是要熟练掌握测量仪器的读数规则：要看清它的量程和分度值。这也是一些学生容易疏忽之处。本题的难度较小。
二、重力
重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。
①大小：物体所受的重力跟它的质量成正比。用公式G＝mg表示，其中g一般认为是一个常数为9.8N/kg，在要求不太精确时取10N/kg。
②方向：始终竖直向下。应用重锤线检验墙壁是否竖直或水平。
③重心：重力的作用点。
本知识点考查的关键：公式的应用和重力方向的应用。
真题4（浙江省温州市）年5月，天空出现百年一遇的水星、金星、木星、火星、天王星和海王星“六星连珠”天文奇观，如图所示。仰望星空，这六大行星大致处在一条线上。分析下表数据，1kg物体在“六星”表面所受的重力比地球上的重力大的行星有哪些？________。
解析：根据1kg物体在地球上受到的重力是9.8N；比较实验数据可知：重力比9.8N大的数据有22.9N和11.0N，即1千克物体在“六星”表面所受的重力比地球上的重力大的行星有：木星、海王星。
答案：木星、海王星
点拨：本题考查的是实验数据的分析比较，是对实验数据的一种处理方法，为一道基础题，熟记g的含义是解此题的关键，难度较小。重力是通过计算得出的，不能说1kg等于9.8N，并且不能比较重力和质量的大小。
真题5（四川省广安市）一个重为9N的物体A，静止放在如图所示的斜面上，请作出物体A所受重力的示意图。
解析：作物体重力示意图时，重心一般画在物体的几何中心，如图中的重心应在正方形对角线的交点，画出重心，由于重力方向始终竖直向下，然后沿重力方向画一条带箭头的线段表示出这个力，并标出重力的表示符号G。
答案：如图所示
点拨：该题考查重力示意图的做法，难度较小。画重力的示意图首先确定重心，形状规则、质地均匀的物体，它的重心在它的几何中心上．然后沿重力方向（竖直向下）画一条带箭头的线段表示这个力。如果给出重力的大小，在图中要标出。要注意竖直向下（垂直于水平面向下）和垂直向下（垂直于斜面而向下）的区别。
三、摩擦力
1．摩擦力：两个相互接触的物体，当它们做相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力。
2．实验探究摩擦力大小的决定因素
①器材：不同表面的木板、木块、砝码和弹簧测力计等。
②方法：二力平衡。
③结论：摩擦力的大小和压力的大小、接触面的粗糙程度有关，压力越大、接触面越粗糙，物体受到的摩擦力越大。
本知识点考查的关键：摩擦力的判断和探究实验。
真题6（四川省绵阳市）通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面的大小无关。如图甲所示，两个完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在16N的水平拉力F↓1作用下，A、B一起向右做匀速直线运动。若将甲A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F↓2推A使它们一起也向右做匀速直线运动，如图乙所示，则F↓2是______N；若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动，在不撤除F↓2的情况下，应该在B的右端施加一大小为______N的水平向左的推力。
解析：摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体间接触面的大小无关。当将甲A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F↓2推A使它们一起也向右做匀速直线运动时，压力和接触面的粗糙程度未变，只是物体间接触面的大小发生变化，但这未不改变摩擦力的大小，所以F↓2不变；当让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动时，在不撤除F↓2的情况下，在水平方向的力的大小应该抵消。所以在B的右端施加一大小为32N的水平向左的推力。
答案：16；32
点拨：本题考查的知识点是影响摩擦力大小的因素。摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，与物体间接触面的大小无关是解决本题的关键点。另外，当让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动时，和图甲情况对照，此时摩擦力的方向与相对运动的方向相反（即与图甲中摩擦力的方向相反），能理解了这点，这个题基本也就能解决了。本题难度较大。
真题7（山东省莱芜市）在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中：
（1）如图甲所示，用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动，这时木块受到的摩擦力的大小_______(填“大于”“等于”或“小于”)弹簧测力计的示数。
（2）为探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”，在甲实验的基础上，下一步应进行的操作是________，然后用弹簧测力计拉木块在水平木板上做匀速直线运动，记下弹簧测力计的示数。
（3）为探究“滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关”，实验室提供的器材有：a．表面平整的长木板；b．天平；c．带钩的长方体木块；d．带钩的正方体木块；e．弹簧测力计。应选用以上器材中的_______进行实验探究。(填器材前面的字母代号)
（4）在山东省第一届物理创新实验大赛上，莱芜一同学对该实验进行了改进，其实验方法如图1-8-8乙所示，请你说明这种改进的好处是_______。
解析：（1）在测量摩擦力时，我们是利用二力平衡的知识把摩擦力转化为弹簧测力计对物体A的拉力，即弹簧测力计的读数。
（2）为探究“滑动摩擦力的大小与压力的关系”，应改变木块对木板的压力，此时压力等于木块的重力，由于木块的重力不能变，所以只能在木块上增加其它物体以改变其重力，从而改变木块对木板的压力。
（3）产生摩擦力必须有两个物体发生相对运动，所以应有长木板和木块，由于是研究与表面积是否有关，所以应使木块的表面积能改变，只有长方体木块可以。在匀速直线运动时，摩擦力等于弹簧测力计的示数，所以应有弹簧测力计。
（4）由于物体做匀速直线运动的情况很难获得，所以，弹簧测力计的读数不会稳定。利用图乙测量时，拉动下面的木板不论如何运动，都能保证木块和木板间有摩擦力，由于摩擦力和压力的大小和接触面的粗糙程度有关，而与物体的运动状态无关，同时木块相对于地面是静止的，而静止也属于平衡状态，此时的弹簧测力计的读数既等于摩擦力的大小，又容易读出。
答案：（1）等于；（2）在木块上放一砝码(说明在木块基础上改变压力即可)；（3）a、c、e；（4）弹簧测力计示数稳定，便于读值
点拨：本题一改过去考查探究摩擦力决定因素的形式，充分说明灵活到利用物理知识是解决实际问题中困难的关键，也是设计实验，保证实验成功的关键。
3．摩擦力的分类
①按运动情况分：静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦。滚动摩擦最小。
②按利弊分：有益摩擦、有害摩擦。
4．改变摩擦力的大小的方法
①改变压力的大小；②改变接触面的粗糙程度；③变滑动为滚动。
本知识点考查的关键：判断摩擦的形式和改变摩擦的方法。
真题8（福建省三明市）下列事例中，能增大摩擦的是（）
A．科学家设计磁悬浮列车悬浮行驶
B．厂家给旅行箱底部装上轮子
C．小明往生锈的锁孔中加润滑油
D．羽坛名将林丹比赛时在手上抹镁粉
解析：磁悬浮是采用使接触面离开的方法减小摩擦，A不符合题意；箱底装轮子是采用滚动代替滑动的方法减小摩擦，B不符合题意；加润滑油是采用油膜使接触面离开的方法减小摩擦，C不符合题意；手上涂镁粉是使接触面粗糙的方法增大摩擦力，D符合题意。
答案：D
点拨：本题考查增大摩擦力的方法，依据摩擦力的影响因素，和生活中常采用的改变摩擦力的方法来判断。影响摩擦力大小的因素有接触面粗糙程度和压力大小，还和摩擦的方式（滑动和滚动）有关，而与接触面的大小无关。
（1）要增大有益摩擦可采用方法：①增大接触面粗糙程度；②增大压力。
（2）减小有害摩擦可采用的方法：①减小接触面粗糙程度；②减小压力。
生活中减小摩擦还采用的方法：③用滚动代替滑动；④使接触面分离（磁悬浮、气垫、润滑油等）。
四、杠杆
1．杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是杠杆。
②要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂。
本知识点考查的关键：力臂的画法。
真题9(甘肃省兰州市)如图所示的是汽车液压刹车装置的一部分，该装置中AOB实为一个杠杆，O是杠杆的支点，请画出刹车时它所受的动力F1、阻力F2和动力臂L1。
解析：踩下汽车踏板时，脚会对刹车踏板就会施加一个和踏板垂直向下的力F↓1，作用点在踏板上；过支点O做力F↓1的垂线段，用大括号标出这段距离，记为L↓1，就是动力臂；刹车踏板运动时对液体有一个作用力，根据力的作用的相互的，液压装置中的液体就会对B点施加了以水平向右的力F↓2，就是阻力。
答案：如图所示
点拨：这是一道综合题，考查了受力分析、力的示意图和力臂的画法等，力臂的画法是一个重点，其中阻力的示意图和力臂的画法是一个易错点，关键是阻力方向的判断和力臂是从支点向力的作用线画垂线而不是连线。
从图中可以看出，杠杆不一定都是直棒，但一定是硬棒，只能能绕固定如与转动即可。
2．杠杆的平衡条件
①探究实验：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F↓1l↓1＝F↓2l↓2）。
②应用：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。
本知识点考查的关键：实验探究的方法、杠杆省费力的判断及应用。
真题10（广西桂林市）如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。
（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆两端的平衡螺母向_______(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，保持______并静止，达到平衡状态。这样做的好处是：便于在杠杆上直接测量_______。
（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_______。他这样得出的结论是否合理？________；为什么？_______。
（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：________。
解析：（1）杠杆重心左移，应将平衡螺母（左端和右端的均可）向左调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；
（2）杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F↓1L↓1＝F↓2L↓2），只通过一次测量，数据具有偶然性，不具备普遍性；
（3）图乙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
答案：⑴左；水平；力臂；
⑵动力×动力臂＝阻力×阻力臂
（或F↓1l↓1＝F↓2l↓2）；不合理；
结论具有偶然性（结论没有普遍性）；
⑶杠杆自重的影响
点评：（1）只有在某些特殊情况下，力臂才与杠杆重合，即杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，这时力臂便于读出，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡。一般情况下应根据力臂是从支点到力的作用线的垂线段来确定；
（2）初中物理实验进行多次测量有些是为了求平均值，使测得的数据更准确，有些是为了寻找普遍规律，探究杠杆平衡的条件多次测量就是为了寻找普遍规律；
（3）杠杆平衡时，若阻力使杠杆欲顺时针转动，则动力一定使杠杆逆时针转动。
真题11（江苏省苏州市）如图所示的常用工具中，属于费力杠杆的是（）
解析：找出各杠杆的支点，通过观察实际使用可以发现镊子的动力臂小于阻力臂，所以为费力杠杆。
答案：B
点拨：判断杠杆的省力与费力一般是指人用的力的大小比要克服的力的大小是大还是小，但判断的关键是先找准支点，再定准力臂。注意天平是等臂杠杆。
五、其它简单机械
1．滑轮
①定滑轮：轴固定不动的滑轮。不省力，但能改变力的方向。
②动滑轮：轴可以随物体一起运动的滑轮。动滑轮能省力，但不能改变力的方向。
③滑轮组：由定滑轮和动滑轮组成的组合装置。
本知识点考查的关键：滑轮的区分、应用和组装。
真题12（广西柳州市）滑轮在生活中有着广泛的应用，在需要改变力的方向时，要使用_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）；在需要省力时，要使用_______（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。
解析：定滑轮的特点是能改变力的方向，不省力也不省距离；动滑轮的特点是不能改变力的方向，省一半力，费一倍距离。在改变力的方向时应用定滑轮，在需要省力时使用动滑轮。
答案：定滑轮；动滑轮
点拨：本题的解题关键是理解定滑轮和动滑轮的实质，然后根据杠杆的平衡知识加深对滑轮特点的记忆。定滑轮实质是等臂杠杆，支点在轴上；而动滑轮实质上是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，支点在另一边绳子与滑轮的接触处。
真题13（广东省肇庆市）借助简单机械将重物提升，若不计滑轮重量及摩擦，图中的装置最省力的是（）
解析：不计滑轮重及摩擦：A中拉力F＝G，B中滑轮组的绳子段数为n＝2，拉力F＝（1/2）G，C中使用的是定滑轮，拉力F＝G，D中滑轮组的绳子段数为n＝3，拉力F＝（1/3）G，所以D装置最省力。
答案：D
点拨：本题的关键有二：一是承担物重的绳子股数的确定（直接从动滑轮上引出的绳子股数），二是利用好不计滑轮重、绳重和摩擦时，拉力和物重的关系F＝（1/n）G。
真题14（吉林省长春市）在图中画出滑轮组最省力的绕线方式。
解析：只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮。
答案：如图所示
点拨：轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。若有多个滑轮时，绕线应为一定一动，先绕内部再绕外部。
本题中，要求最省力，属于第二种，绕绳方法：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮。
