“簡單機(jī)械”易錯(cuò)點(diǎn)解析

“簡單機(jī)械”是初中力學(xué)部分的最后一章，涉及前面所學(xué)的力和功的知識(shí)，具有一定的綜合性，同學(xué)們一方面要從力的角度認(rèn)識(shí)簡單機(jī)械，另一方面還要從功的角度認(rèn)識(shí)簡單機(jī)械．另外，這部分知識(shí)較為抽象，有些知識(shí)不容易理解，容易出錯(cuò)，比如杠桿的形狀、動(dòng)力和阻力的方向、水平方向滑輪組機(jī)械效率的求解等問題．下面．趙老師針對(duì)這一章的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行一一辨析，希望對(duì)同學(xué)們有所幫助．

易錯(cuò)點(diǎn)1 認(rèn)為杠桿一定是直的

有些同學(xué)認(rèn)為杠桿一定是直的．比如撬棒、鑷子，包括實(shí)驗(yàn)室做探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)中用到的杠桿，這些杠桿都是直的．但是杠桿也可以是其他形狀的，比如鋼絲鉗、剪刀、羊角錘等就是彎的．杠桿無論是直的還是彎的，一定是一根“硬棒”，即我們?cè)谘芯扛軛U時(shí)，認(rèn)為它不會(huì)發(fā)生形變．

例1 如圖1所示，工人師傅將油桶推上臺(tái)階，下列說法正確的是（ ）．

A．這不能看成杠桿，因?yàn)橛屯笆菆A的

B．這不能看成杠桿，因?yàn)闆]有支點(diǎn)

C．這可以看成杠桿，因?yàn)闈M足杠桿的所有條件

D．這可以看成杠桿，支點(diǎn)就是油桶橫截面的圓心

錯(cuò)誤答案：A

錯(cuò)因分析：很多同學(xué)認(rèn)為杠桿應(yīng)該是直的．油桶是圓的，不能稱之為“桿”，因此錯(cuò)選A．

正解與分析：油桶在被推上臺(tái)階的過程中幾乎沒有發(fā)生形變，一直圍繞其與臺(tái)階的接觸成點(diǎn)（圖2中支點(diǎn)O）向上轉(zhuǎn)動(dòng)，所以這可以看成杠桿．如圖2所示，人對(duì)油桶的推力為動(dòng)力，油桶所受的重力G為阻力，相應(yīng)的動(dòng)力臂l1和阻力臂l2已在圖中標(biāo)出，滿足杠桿的所有條件.

正確答案：C

易錯(cuò)點(diǎn)2 認(rèn)為動(dòng)力和阻力是作用在ｓｈｉ力物體上的力

有些同學(xué)認(rèn)為動(dòng)力和阻力是作用在施力物體上的力，其實(shí)動(dòng)力和阻力都是作用在受力物體杠桿上的力.

例2 如圖3所示，小華用蘋果和橘子來玩蹺蹺板的游戲，她將蘋果、橘子分別放在輕桿的左、右兩端，放手后，桿馬上轉(zhuǎn)動(dòng)起來，使桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力是（ ）.

A．蘋果所受的重力

B．橘子所受的重力

C．桿對(duì)橘子的支持力

D．蘋果對(duì)桿的壓力

錯(cuò)誤答案：A

錯(cuò)因分析：有些同學(xué)認(rèn)為是蘋果受到的重力使桿沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而錯(cuò)選A．

正解與分析：動(dòng)力或阻力，都是作用在杠桿上的力．因此，使桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力是蘋果對(duì)桿的壓力．

正確答案：D

易錯(cuò)點(diǎn)3 認(rèn)為力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離

力臂是指支點(diǎn)到力的作用線之間的距離．而非支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離.

例3 如圖4所示的杠桿，動(dòng)力F的力臂是（ ）．

A．lOA B．lOC

C.lOD D．lAD

錯(cuò)誤答案：A

錯(cuò)因分析：有些同學(xué)認(rèn)為力臂是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)之間的距離，從而錯(cuò)選A．

正解與分析：力臂是支點(diǎn)到力的作用線之間的距離．因此，將力F的作用線反向延長，從O點(diǎn)作垂線段OC，lOC即為動(dòng)力F的力臂.

正確答案：B

易錯(cuò)點(diǎn)4 認(rèn)為使用動(dòng)滑輪總是省力的

有些同學(xué)認(rèn)為使用動(dòng)滑輪總是省力的．其實(shí)，使用動(dòng)滑輪有時(shí)是為了省力，有時(shí)則是為了省距離．取決于拉力的作用點(diǎn)，建議同學(xué)們通過受力分析的方法來解答動(dòng)滑輪是否省力的問題.

例4 如圖5所示，用滑輪拉同一物體沿同一水平面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用的拉力分別為F、F2、F3．下列關(guān)系中，正確的是（ ）.

A．F1gt;F2=F3 B．F1＜F2＜F3

C．F2gt;F1gt;F3 D．F2＜F1＜F3

錯(cuò)誤答案：A

錯(cuò)因分析：錯(cuò)選A的同學(xué)認(rèn)為，甲中滑輪是定滑輪，不省力也不費(fèi)力，則F1=f，乙和丙中滑輪都是動(dòng)滑輪，都省一半力，從而錯(cuò)選A．

正解與分析：丙中滑輪雖然是一個(gè)動(dòng)滑輪．但是拉力的作用點(diǎn)在動(dòng)滑輪上，根據(jù)受力分析可以得出F3=2f，因此F2＜F1 ＜F3.

正確答案：D

易錯(cuò)點(diǎn)5 認(rèn)為水平方向滑輪組機(jī)械效率的求解與豎直方向的一樣

分析豎直方向的滑輪組和水平方向的滑輪組．它們機(jī)械效率的求解方法是不同的．原因在于，豎直方向的滑輪組需要克服物體所受的重力來做功，而水平方向的滑輪組需要克服物體與接觸面之間的摩擦力來做功.

例5 如圖6所示．利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上所受重力為G的物體，若拉力的大小為F，物體和地面間的摩擦力大小為f，A點(diǎn)的拉力為FA，則下列滑輪組的機(jī)械效率表達(dá)式正確的是（ ）．

A．f/3FA×100% B．FA/3F×100%

C．f/2F×100% D．G/3F×100%

錯(cuò)誤答案：D

錯(cuò)因分析：有些同學(xué)認(rèn)為有用功是克服物體所受重力做的功，從而錯(cuò)誤計(jì)算為η=W有/W總×100%=Gs物/Fs×100%=G物/F×3s物×100%=G/3F×100%.

正解與分析：本題中的有用功為克服物體所受摩擦力做的功，W有=fs物，總功W總=Fs，因此機(jī)械效率η=W有/W總×100%=fs物Fs×100%=fs物/F×3s物×100%=f/32F×100%.又因?yàn)槲矬w做勻速直線運(yùn)功，所以拉力FA和摩擦力f是一對(duì)平衡力，則有f=FA，所以滑輪組的機(jī)械效率η=f/3F×100%=FA/3F×100%．

正確答案：B