《力和機械》錯題分析
2008-01-01 00:00:00楊亞敏
物理教學探討 2008年2期
例1 如圖1所示是一把家用剪刀，用它剪物體時，下列說法正確的是( )
A.省力。 B.費力。
C.既不省力也不費力。
D.以上都有可能。
錯解 C。
原因分析 錯選C的原因在于學生只是從圖形上看剪刀兩側(cè)到支點距離完全相同，就得出家用剪刀是等臂杠桿的錯誤判斷，對杠桿的分類依據(jù)并沒有理解。使用杠桿時，是省力還是費力及省力或費力的多少，取決于L動/L阻的大小。使用家用剪刀能否省力，要看被剪的物體放在刀口的哪個位置，被剪物體離刀尖越近越費力，離刀尖越近越省力，當然也可能正好動力臂等于阻力臂而是等臂杠桿。
正確答案 D。
例2 如圖2所示，物體在拉力F的作用下勻速上升，物體重為50N，滑輪重為10N，則拉力F=____N（不計繩重和摩擦）。
錯解 ①50N ②30N。
原因分析 錯解①認為此滑輪為定滑輪不省力，故F=G物=50N。錯解②認為此滑輪為動滑輪省一半的力，故F=G/2=1/2(50N+10N)=30N。判斷一個滑輪是定滑輪還是動滑輪，關(guān)鍵在于看它是固定的還是隨物體一起移動，不能僅僅看表象。動滑輪及滑輪組省力規(guī)律不能死記結(jié)論，生搬硬套，判斷滑輪省力情況，應(yīng)抓住同一根繩子各段用力相等，然后根據(jù)力的平衡知識找出力的關(guān)系求解。
正確答案 F=2G+G動=50N×2+10N=110N。
例3 古代護城河上安裝的吊橋可看成一個以D為支點的杠桿，如圖3所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置勻速緩慢拉至豎直位置，若用L表示繩對橋板的拉力F的力臂。則關(guān)于此過程中L的變化以及FL乘積的變化情況，下列說法正確的是（ ）
A．L始終在增加，F(xiàn)L始終在增加。
B．L始終在增加，F(xiàn)L始終在減小。
C．L先增加后減小，F(xiàn)L始終在減小。
D．L先減小后增加，F(xiàn)L先減小后增加。
錯解 D。
原因分析 吊橋可看作是一個以D為支點的杠桿，城墻頂端的定滑輪起到改變拉力方向的作用。D點到拉吊橋繩子的垂直距離為拉力F的力臂，吊橋在上升過程中，拉力F的力臂L先會逐漸增大，當?shù)鯓蚝屠K子垂直時，力臂達到最大，再往上拉，力臂L會逐漸減小，因為L先增加后減小，部分同學認為FL乘積也會先增加后減小。事實上，吊橋勻速轉(zhuǎn)動時，吊橋這根杠桿處于平衡狀態(tài)，因此FL與吊橋重力G和重力力臂L阻的乘積GL阻相等，吊橋水平時，阻力臂L阻最大，吊橋上升過程中，重力作用點不斷右移，L阻會逐漸減小，吊橋重力不變，GL阻會逐漸減小，故FL也會逐漸減小。
正確答案 C。
例4 如圖4，自行車是人們常用的交通工具，從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，它應(yīng)用了許多物理知識，下面說法中正確的是（ ）
A．車把相當于費力杠桿。
B．剎車系統(tǒng)應(yīng)用了杠桿及摩擦的知識。
C．鏈條和其相連的兩個齒輪組成了一個滑輪組。
D．輪胎制有花紋是為了減小摩擦。
錯解 C。
原因分析 車把是輪軸，實質(zhì)為一個省力杠桿。剎車系統(tǒng)中，剎把是一個省力杠桿，用力捏剎車停下來，是利用增大壓力的辦法來增大摩擦。輪胎上的花紋是使接觸面粗糙從而增大摩擦。鏈條和其連接的兩個齒輪從外觀上來看，容易和滑輪組混淆，但仔細觀察分析可發(fā)現(xiàn)：一是齒輪并不是滑輪；二是一般一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組在使用過程中，兩滑輪之間的距離會發(fā)生改變，而自行車在騎行過程中，前后齒輪間的距離并未改變，鏈條和其相連的兩個齒輪組成的裝置只是個動力傳動裝置。
正確答案 B。
例5 小江同學想把一重為G的圓柱形油桶滾上一個臺階，試在圖中作出小江同學將油桶推上臺階所用最小的力的示意圖。
錯解 如圖6中F
原因分析 將油桶推上臺階時，油桶可視為杠桿，油桶的重力為阻力，人的推力為動力，由于阻力和阻力臂一定，必須找出最長的動力臂，出現(xiàn)上述錯解的同學有兩個原因：一是將重心O或油桶與地面接觸點B當作支點，二是將圖6中的AD當作了最小動力臂。實際上油桶是繞著與臺階接觸點A轉(zhuǎn)動，A是支點，在油桶上能找到的最長力臂是油桶的直徑AC，再過C點畫出最小力的示意圖。如圖6中F最小。
正確答案 如圖6中F最小。
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。
