第十三章力和机械一、复习要点（一）、弹力弹簧测力计1、弹力①弹性:物体受力时发生形变，失去力又恢复到原来的形状的性质叫弹性。

②塑性:物体受力时发生形变，失去力时不能恢复原来形状的性质叫塑性。

③弹力:物体由于发生弹性形变而受到的力叫弹力,弹力的大小与弹性形变的大小有关2、弹簧测力计①作用：测量力的大小②原理：在弹性限度内，弹簧伸长与拉力成正比③结构：弹簧、挂构、指针、刻度、外壳④对于弹簧测力计的使用A、看清量程、分度值和指针是否调到零点。

加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程。

若指针没有调到零点，应先将指针调到零点。

B、使用时力的方向应与弹簧的轴线一致，注意防止指针、弹簧与秤壳接触。

C、读数时视线与刻度面垂直说明：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有：温度计、弹簧测力计、压强计等。

（二）、重力：1、重力的概念：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受的力叫重力。

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。

在要求不很精确的情况下，可取g=10N/kg。

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。

（三）、摩擦力：1、定义：两个互相接触的物体，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，这种力叫做摩擦力。

2、分类：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：①测量原理：二力平衡条件②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。

③ 结论：接触面粗糙程度相同时，压力越大滑动摩擦力越大；压力相同时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大。

该研究采用了控制变量法。

由前两结论可概括为：滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关。

实验还可研究滑动摩擦力的大小与接触面大小、运动速度大小等无关。

7、应用：①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。

②理论上减小摩擦的方法有：减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动（滚动轴承）、使接触面彼此分开（加润滑油、气垫、磁悬浮）。

（四）、杠杆1、定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

判断一个物体是不是杠杆，需要满足三个条件，即硬物体（不一定是棒）、受力（动力和阻力）和转动（绕固定点）。

杠杆可以是直的，也可以是弯的，甚至是任意形状的，动，且是硬物体，都可称为杠杆。

2、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。

②动力：使杠杆转动的力。

用字母 F 1 表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力。

用字母 F 2 表示。

摩擦力 静摩擦 动摩擦 滑动摩擦滚动摩擦F 2O F 1 L 1 L 2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l 1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母l 2表示。

3、研究杠杆的平衡条件：①杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

②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。

③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F 1L 1=F 2L 2 也可写成：F 1 / F 2=L 2 / L 14、应用：（五）、其它简单机械1、定滑轮：①定义：轴固定不动的滑轮。

②特点：使用定滑轮不能省力但是能改变动力的方向。

③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v F ) = 重物移动的距离S G (或速度v G )2、动滑轮：①定义：轴和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动）②特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能改变动力的方向。

③理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：F=G 物 21只忽略摩擦，拉力：F=（G 动+G 物） 绳子自由端移动距离S F (或速度v F )=2倍的重物移动的距离S G (或速度v G )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（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力），拉力：F=G 物 只忽略摩擦，拉力： F=（G 动+G 物） 式中n 是吊着动滑轮和重物的绳子段数。

吊着动滑轮和重物的绳子段数的确定：看直接与动滑轮接触的（包括栓在动滑轮框的）总共有几根，吊着动滑轮和重物的绳子段数就是几段。

绳子自由端移动距离S F (或速度v F )=n 倍的重物移动的距离S G (或速度v G )④组装滑轮组方法：首先根据公式n=(G 物+G 动) / F 或n=s/h 求出绳子的段数,然后根据“奇动偶定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。

4、轮轴：动力作用在轮上省力，动力作用在轴上费力。

5、斜面：使用时费距离但可以省力的简单机械二、重难点例题分析例1、把质量是2 kg 的物体放在水平桌面上，如果用30 N 的水平推力推它做匀速直线运动，物体受到的重力是____N ，摩擦力是_____N ，桌面对物体的支持力是_____N 。

解析：物体的质量知道，根据重力公式就可以计算出物体受到的重力。

物体在水平方向受到推力和摩擦力，在这两个力的作用下做匀速直线运动，所以这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，摩擦力的大小等于推力的大小。

物体在竖直方向受到重力和桌面的支持力，且在竖直方向处于静止，所以这两个力也是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，支持力的大小等于重力的大小。

解答：20 30 20例2、古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O 为支点的杠杆，如图13-1所示。

一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，若用 L 表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L 的变化以及乘积FL 的变化情况， 下列说法正确的是21n 1n 1A 、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 先减小后增加解析：当吊桥被吊起的过程中，如图图13-1 图13-213-2中虚线位置（1）所示，吊桥重力的力臂l 在减小，而吊绳的拉力的力臂L 却在增大，根据杠杆的平衡条件：FL=Gl 可知，FL 在减小；当吊桥被吊到虚线位置（2）的过程，重力的力臂l 变小，所以FL 也在变小，而F 的力臂L 则由大变小。

故正确答案为C 。

指导：解决杠杆的问题，必须先确定杠杆的五要素，再根据题目的已知条件，结合杠杆的平衡条件，进行推断。

对于动态变化的杠杆问题，（如上题）可以取变化过程中的几个状态进行分析比较，从而得出结论。

例3、如图13-3所示，杠杆OA 在力F 1、F 2的作用下处于静止状态。

L 2是力F 2的力臂。

请在图上画出力F l 的力臂L 1和力F 2。

图13-3 图13-4 图13-5 图13-6解析：画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。

即：⑴ 找支点O ；⑵ 画力的作用线（虚线）；⑶ 画力臂（虚线，过支点作力的作用线的垂线，支点到垂足的距离即为力臂）；⑷ 标力臂（常用大括号）。

解答：如图13-4所示。

例4、在图13-5的方框内画出能省2/3的力的滑轮组装配示意图，要求改变力的方向（不考虑滑轮本身重）。

解析：绕制滑轮组的一般步骤：（1）确定承担动滑轮和重物的绳子的段数。

根据n=G F 或n=s h确定需要吊着动滑轮的绳子的段数。

本题要求省2/3的力，实际上拉力是物重的1/3，因此n=3,即要用三段绳子承担动滑轮和重物。

（2）确定动滑轮和定滑轮的个数。

①如果既要省力，又要改变力的方向，则：动滑轮个数+定滑轮个数=n 。

当n 为奇数时，动滑轮的个数为m ，m=n-12 ；当n 为偶数时，动滑轮的个数为m=n 2。

②如果只要求省力，不要求改变用力方向，则可在上述基础上去掉一个定滑轮。

根据上述原则，本题应是由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组。

（3）确定绳头固定端（绳子的起点）。

一般情况下，若n 为奇数时，固定端位于动滑轮的框架上；若n 为偶数时，固定端位于定滑轮的框架上，可用“奇动偶定”帮助记忆。

本题n=3为奇数，绳头应固定在动滑轮的框架上。

（4）穿绕绳索。

顺序是：从固定端出发，从里向外逐个绕过滑轮，每个滑轮上只能穿绕绳一次，不能交叉、重复，最后检查一下能否像一根绳子一样通顺。

解答：滑轮组装配示意图如图13-6所示。

例5、甲乙两个实验小组在探究“杠杆的平衡条件”时，分别得到下面两组数据和结论。

他们在交流时，甲组发现了自己实验结论的错误和产生错误的原因。

你认为甲组产生错误的原因有那些？甲组产生错误的原因： 。

阻力分析：这是一道实验分析评估题。

两组的实验数据和结论对比分析，甲组有明显的错误。

不同的物理量间是不能进行加减的，另外选择的数据带有特殊性，所以没有得出普遍的结论。

解答：甲组的错误：（1）不同单位的物理量不能直接相加。

（2）这四个物理量中的三个，它们的数据都应任意设定，不能有任何人为设置的规律。

（3）没有进行多次测量并从中找到普遍规律。

例6、（09年平原县）如图13-7所示，同一水平桌面上放有长方体木块和铁块各一个．现想探究木块和铁块的下表面谁更粗糙，请你只利用一个量程满足实验要求的弹簧测力计，设计一个实验来验证你的猜想．写出实验的步骤和分析实验的结果。

解析：可以根据摩擦力与接触面粗糙程度的关系通过比较摩擦力的大小来判断粗糙程度，所以必须控制压图13-7力相同。

对于木块和铁块，题目中没有明确提出质量相等，在研究问题时它们对水平桌面的压力不能认为相等，又不能借助于任何外界实验器材，所以就巧妙地运用叠放在一起的方法解决压力相等问题。

解答：（1）将铁块放在木块上，用弹簧测力计水平匀速拉动木块，记下测力计示数F1（2）将木块放在铁块上，用弹簧测力计水平匀速拉动铁块，记下测力计示数F2（3）若F1> F2，则木块下表面更粗糙；若F1< F2，则铁块下表面更粗糙；若F1= F2，则木块和铁块下表面一样粗糙。