小明同學(xué)探究“二力平衡的條件”時，選用了一個木塊、兩滑輪、一些砝碼、細(xì)線及普通桌面，裝配成如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)物體在平衡力作用下可保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的知識，小明選擇讓木塊做勻速直線運(yùn)動來探究木塊兩側(cè)的細(xì)繩拉木塊的力間的關(guān)系．
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：左盤中砝碼為100g時，右盤中加150g的砝碼，木塊恰能向右做勻速直線運(yùn)動．因此，小明認(rèn)為兩個力平衡時，其大小不必相等．
（1）小明的結(jié)論顯然是錯誤的，出錯的原因是
木塊和桌面之間存在摩擦力
木塊和桌面之間存在摩擦力
；
（2）左盤中放入100g的砝碼，右盤中所加砝碼的質(zhì)量位于
50
50
g至
150
150
g之間時，系統(tǒng)可處于靜止?fàn)顟B(tài)．
分析：（1）研究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)必須在物體水平方向不受其他外力的情況下進(jìn)行，而兩個物體接觸時，要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運(yùn)動時，物體之間產(chǎn)生阻礙物體運(yùn)動的摩擦力．
（2）根據(jù)木塊恰好做勻速直線運(yùn)動時，受力平衡求出摩擦力的大小，然后根據(jù)摩擦力的方向可能向左也可能向右求出右盤所加砝碼的質(zhì)量．
解答：解：（1）普通的桌子表面不夠光滑，物體放在上面的時候必然要受到摩擦力的作用，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．
（2）因?yàn)樽蟊P中砝碼為100g時，右盤中加150g的砝碼，木塊恰能向右做勻速直線運(yùn)動；則說明木塊受到向左的摩擦力，其大小等于50g砝碼的重力；因此右盤中所加砝碼的最大質(zhì)量為150g；如果摩擦力方向向右，則右盤中砝碼為50g砝碼時，砝碼產(chǎn)生向右的力與摩擦力之和剛好等于左盤中100g砝碼產(chǎn)生的力，故右盤中所加砝碼的最小質(zhì)量為50g．
故答案為：（1）木塊和桌面之間存在摩擦力；（2）50；150．
點(diǎn)評：此題對二力平衡的條件進(jìn)行了探究，注意摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響，同時能利用二力平衡的條件來分析物體靜止時所加砝碼的范圍．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

在“探究滑動摩擦力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用了一塊帶鉤的長方體木塊、相同的鉤碼兩個、彈簧測力計一只，毛巾一塊，平板一塊，如圖所示．
（1）小明把長方體木塊平放在木板上，為了測出滑動摩擦力的大小，他用彈簧測力計
水平勻速
水平勻速
拉動木塊運(yùn)動，記下些時彈簧測力計的示數(shù)F1，根據(jù)
二力平衡
二力平衡
可知，滑動摩擦力的大小等于
F1
F1
．
（2）接著，他在木塊上先后增加一個和兩個鉤碼，重復(fù)步驟（1），分別讀出對應(yīng)的彈簧測力計示數(shù)為F2和F3，發(fā)現(xiàn)F3＞F2＞F1，這說明
在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大
在接觸面粗糙程度相同時，壓力越大，滑動摩擦力越大
．
（3）接著，取下鉤碼，把毛巾平鋪在木板上，重復(fù)步驟（1），彈簧測力示數(shù)為F4，并發(fā)現(xiàn)F4＞F1，這說明
在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大
在壓力一定時，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大
．
（4）接著，去掉毛巾，他把木塊側(cè)放在木板上，按步驟（1）的方法再次讀出彈簧測力計的示數(shù)，這樣操作是為了研究
滑動摩擦力是否與接觸面的面積有關(guān)
滑動摩擦力是否與接觸面的面積有關(guān)
．

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科目：初中物理 來源：2013屆河南省鄭州市第四中學(xué)九年級第一次月考物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖甲是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實(shí)驗(yàn)情景．

(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩對危的線分別  跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向       ，并通過調(diào)整                        來改變拉力的大�。�
(2)當(dāng)小卡片平衡時，小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，松  手后小卡片       (選填“能”或“不能’’)平衡。設(shè)計此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究
．
(3)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個力才能平 衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：                                         ．
(4)在探究同一問題時，小明將木塊放在水平 桌面上，沒計了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)予小明的實(shí)驗(yàn)．其主要原因是       ．

A．減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
B．小書片是比較容易獲取的才料
C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡
D．小卡片容易扭轉(zhuǎn)

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科目：初中物理 來源：2012-2013學(xué)年河南省鄭州市九年級第一次月考物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

如圖甲是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實(shí)驗(yàn)情景．

(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩對危的線分別   跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向        ，并通過調(diào)整                         來改變拉力的大小．

(2)當(dāng)小卡片平衡時，小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，松   手后小卡片        (選填“能”或“不能’’)平衡。設(shè)計此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究

．

(3)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個力才能平  衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：                                          ．

 (4)在探究同一問題時，小明將木塊放在水平  桌面上，沒計了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)予小明的實(shí)驗(yàn)．其主要原因是        ．

A．減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

B．小書片是比較容易獲取的才料

C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡

D．小卡片容易扭轉(zhuǎn)

 

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科目：初中物理 來源： 題型：

如圖甲是小華同學(xué)探究二力平衡條件時的實(shí)驗(yàn)情景．

(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計)兩對危的線分別   跨過左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個拉力方向        ，并通過調(diào)整                         來改變拉力的大�。�

(2)當(dāng)小卡片平衡時，小華將小卡片轉(zhuǎn)過一個角度，松   手后小卡片        (選填“能”或“不能’’)平衡。設(shè)計此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究

．

(3)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個力才能平  衡，在圖甲所示情況下，小華下一步的操作是：                                          ．

(4)在探究同一問題時，小明將木塊放在水平  桌面上，沒計了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)予小明的實(shí)驗(yàn)．其主要原因是        ．

A．減少摩擦力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響

B．小書片是比較容易獲取的才料

C．容易讓小卡片在水平方向上保持平衡

D．小卡片容易扭轉(zhuǎn)

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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

力學(xué)綜合計算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個知識點(diǎn)只對某一個物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時抓住要點(diǎn)，一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。

有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對解題有用的信息。

2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析，通常對研究對象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計算。

①求壓強(qiáng)時可用，兩個公式進(jìn)行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來解。

②計算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸�。唬�4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>

③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時就用后者。

4.驗(yàn)證計算結(jié)果

對答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過程有無錯誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。

 

二.熱點(diǎn)問題歸類

熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）

（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？

解析：這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：

（1）

（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G

當(dāng)m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。

所以

所以

 

例2.去年南京市對大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識對湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請計算此時木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。

（2）請通過計算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的好題，綜合的知識有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：

（2）此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)椋赏ㄟ^浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

 

熱點(diǎn)二：速度、功率和效率的綜合

例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機(jī)械效率。

圖1

解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因?yàn)閷ξ矬w的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：

（1）拉力的大�。�

拉力的功率：

（2）

 

熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

圖2

解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒水中時：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運(yùn)用杠桿平衡條件：

，因?yàn)?/p>

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

 

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