“简单机械”易错点解析
2024-12-31赵瑞
“简单机械”是初中力学部分的最后一章，涉及前面所学的力和功的知识，具有一定的综合性，同学们一方面要从力的角度认识简单机械，另一方面还要从功的角度认识简单机械．另外，这部分知识较为抽象，有些知识不容易理解，容易出错，比如杠杆的形状、动力和阻力的方向、水平方向滑轮组机械效率的求解等问题．下面．赵老师针对这一章的几个易错点进行一一辨析，希望对同学们有所帮助．
易错点1 认为杠杆一定是直的
有些同学认为杠杆一定是直的．比如撬棒、镊子，包括实验室做探究杠杆的平衡条件实验中用到的杠杆，这些杠杆都是直的．但是杠杆也可以是其他形状的，比如钢丝钳、剪刀、羊角锤等就是弯的．杠杆无论是直的还是弯的，一定是一根“硬棒”，即我们在研究杠杆时，认为它不会发生形变．
例1 如图1所示，工人师傅将油桶推上台阶，下列说法正确的是（ ）．
A．这不能看成杠杆，因为油桶是圆的
B．这不能看成杠杆，因为没有支点
C．这可以看成杠杆，因为满足杠杆的所有条件
D．这可以看成杠杆，支点就是油桶横截面的圆心
错误答案：A
错因分析：很多同学认为杠杆应该是直的．油桶是圆的，不能称之为“杆”，因此错选A．
正解与分析：油桶在被推上台阶的过程中几乎没有发生形变，一直围绕其与台阶的接触成点（图2中支点O）向上转动，所以这可以看成杠杆．如图2所示，人对油桶的推力为动力，油桶所受的重力G为阻力，相应的动力臂l1和阻力臂l2已在图中标出，满足杠杆的所有条件.
正确答案：C
易错点2 认为动力和阻力是作用在ｓｈｉ力物体上的力
有些同学认为动力和阻力是作用在施力物体上的力，其实动力和阻力都是作用在受力物体杠杆上的力.
例2 如图3所示，小华用苹果和橘子来玩跷跷板的游戏，她将苹果、橘子分别放在轻杆的左、右两端，放手后，杆马上转动起来，使杆沿逆时针方向转动的力是（ ）.
A．苹果所受的重力
B．橘子所受的重力
C．杆对橘子的支持力
D．苹果对杆的压力
错误答案：A
错因分析：有些同学认为是苹果受到的重力使杆沿逆时针方向转动，从而错选A．
正解与分析：动力或阻力，都是作用在杠杆上的力．因此，使杆转动的力是苹果对杆的压力．
正确答案：D
易错点3 认为力臂是支点到力的作用点之间的距离
力臂是指支点到力的作用线之间的距离．而非支点到力的作用点之间的距离.
例3 如图4所示的杠杆，动力F的力臂是（ ）．
A．lOA B．lOC
C.lOD D．lAD
错误答案：A
错因分析：有些同学认为力臂是支点到力的作用点之间的距离，从而错选A．
正解与分析：力臂是支点到力的作用线之间的距离．因此，将力F的作用线反向延长，从O点作垂线段OC，lOC即为动力F的力臂.
正确答案：B
易错点4 认为使用动滑轮总是省力的
有些同学认为使用动滑轮总是省力的．其实，使用动滑轮有时是为了省力，有时则是为了省距离．取决于拉力的作用点，建议同学们通过受力分析的方法来解答动滑轮是否省力的问题.
例4 如图5所示，用滑轮拉同一物体沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别为F、F2、F3．下列关系中，正确的是（ ）.
A．F1gt;F2=F3 B．F1＜F2＜F3
C．F2gt;F1gt;F3 D．F2＜F1＜F3
错误答案：A
错因分析：错选A的同学认为，甲中滑轮是定滑轮，不省力也不费力，则F1=f，乙和丙中滑轮都是动滑轮，都省一半力，从而错选A．
正解与分析：丙中滑轮虽然是一个动滑轮．但是拉力的作用点在动滑轮上，根据受力分析可以得出F3=2f，因此F2＜F1 ＜F3.
正确答案：D
易错点5 认为水平方向滑轮组机械效率的求解与竖直方向的一样
分析竖直方向的滑轮组和水平方向的滑轮组．它们机械效率的求解方法是不同的．原因在于，竖直方向的滑轮组需要克服物体所受的重力来做功，而水平方向的滑轮组需要克服物体与接触面之间的摩擦力来做功.
例5 如图6所示．利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上所受重力为G的物体，若拉力的大小为F，物体和地面间的摩擦力大小为f，A点的拉力为FA，则下列滑轮组的机械效率表达式正确的是（ ）．
A．f/3FA×100% B．FA/3F×100%
C．f/2F×100% D．G/3F×100%
错误答案：D
错因分析：有些同学认为有用功是克服物体所受重力做的功，从而错误计算为η=W有/W总×100%=Gs物/Fs×100%=G物/F×3s物×100%=G/3F×100%.
正解与分析：本题中的有用功为克服物体所受摩擦力做的功，W有=fs物，总功W总=Fs，因此机械效率η=W有/W总×100%=fs物Fs×100%=fs物/F×3s物×100%=f/32F×100%.又因为物体做匀速直线运功，所以拉力FA和摩擦力f是一对平衡力，则有f=FA，所以滑轮组的机械效率η=f/3F×100%=FA/3F×100%．
正确答案：B
