初三物理经典难题详解

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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,OA ∶AB =1∶2。

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F 1,杠杆B 端受到竖直向上的拉力为T 1时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N 1;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F 2,杠杆B 点受到竖直向上的拉力为T 2时,杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压力为N 2。

已知N 1∶N 2=3∶1,小明受到的重力为600N ,杠杆OB 及细绳的质量均忽略不计,滑轮轴间摩擦忽略不计,g 取10N/kg 。

求:(1)拉力T 1; (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×OA =T 1×OB(G 甲+G 乙)×OA =T 2×OB 又知OA ∶AB = 1∶2 所以OA ∶OB = 1∶3N 300010N/kg kg 300=⨯==g m G 甲甲 N 600N/kg 10kg 60=⨯==g m G 乙乙N 0001N 0300311=⨯==甲G OB OA T N 2001N 036031)(2=⨯=+=乙甲G G OB OA T (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1=G +2F 1,T 动2=G +2F 2 又T 动1=T 1,T 动2=T 2所以:G G G T F 21N 5002N 1000211-=-=-= (1分) G G G T F 21N 6002N 1200222-=-=-= (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+ N 1, =G 人, F 人2+N 2, =G 人因为F 人1=F 1,F 人2=F 2,N 1=N 1, ,N 2=N 2,图22BAO甲甲 乙 图1OBA G 甲+ G 乙 T 2OBA G 甲T 1T 动2 T 动1 G 人 F 人1F 人2G 人 图3 甲 乙且G 人=600N 所以:N 1=G 人-F 1=600N -)21N 500(G -=G 21N 100+(1分)N 2=G 人-F 2=600N -)21N 600(G -=G 21(1分)又知N 1∶N 2=3∶1即132121N 10021=+=G G N N 解得G =100N2.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F 1匀速拉绳,地面对工人的支持力为N 1,滑轮组的机械效率为η1;第二次运送货物时,货物质量为90 kg,工人用力F 2匀速拉绳的功率为P 2,货箱以0.1m/s 的速度匀速上升,地面对人的支持力为N 2, N 1与 N 2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F 1的大小; (2)机械效率η1; (3) 功率P 2。

解:(1)第一次提升货物时,以人为研究对象11F '-=人G N ① 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,11F F ='411动G G F +='② 1分 第二次提升货物时,以人为研究对象22F '-=人G N ③ 绳对人的拉力与人对绳的拉力相等,22F F ='422动G G F +='④ 1分32N N 21= ⑤把数据分别带入以上5个式子,解得:300=动G N 1分 F 1=400N 1分图24N 1G 人F 1´N 2G 人F 2´F 2=300N(2)第一次运送货物时滑轮组的机械效率:81.25%4J4001300J4h F h G W 111=⨯===总有W η 1分 (3)第二次货物上升速度为0.1m/s ,人匀速拉绳的速度为s m s m v /4.0/1.042=⨯=' 1分 W s m N v F P 120/4.0300222=⨯='= 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 ,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0~2500N 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T 1时,杠杆在水平位置平衡,小阳对地面的压力为F 1,配重A 受到绳子的拉力为1A F ,配重A 上方的弹簧测力计D 显示受到的拉力1D F 为2.1×103N ;小阳通过细绳在H 点施加竖直向下的拉力为T 2时,杠杆仍在水平位置平衡,小阳对地面的压力为F 2,配重A 受到绳子的拉力为2A F ,配重A 上方的弹簧测力计D 显示受到的拉力2D F 为2.4×103N.已知9:11:21=F F 。

(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1A F ; (2动滑轮B 受到的重力G B ; (3)拉力为T 2.4.(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11A A D F G F +=22A A D F G F +=,(以上两个式子共1分) 已知G A =1600N ,1D F 为2100N ,2D F 为2400N ,所以可以求得N N N G F F A D A 5001600210011=-=-= (1分)图26F A1 AG A F D1F A2 AG AF D2图2甲乙(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11F T G '+'=人 22F T G '+'=人因为11T T '与大小相等,11F F '与大小相等。

所以有11T -=人G F 22T G F -=人,已知9:11:21=F F ,得:21911T G T G --=人人 ① (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:OH T OE G F B A ⨯=⨯-11)2( ②OH T OE G F B A ⨯=⨯-22)2( ③(②和③共1分) 已知OE:OH=1:6.N F A 5001=N F A 8002=(F A1和F A2全解正确共1分)解上面三式可得:G B =100N (1分)(3)将G B =100N 代入③式,得T 2=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F <GB. F 大小不变,但F >G2F '1F '人G 人 1T '人G 人2T '图3甲乙EH B A G F -12T 1EHB A G F -22T 2OO图4甲图4乙C. F逐渐减小,但F>GD. F逐渐增大,但F<G【解析】过A、B分别作墙的垂线交墙于F、E∴AF∥BE ∴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,∴F<G【反思】6.挂在竖直墙壁上的石英钟,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2F=G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。

7. 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_______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2F=C篮,F=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。