题文

下面向种情况中，如图所示，重物G均处于静止状态，请填写F与G的关系（以下各图均忽略摩擦、机械重）． （1）F=______G；（2）F=______G；（3）F=______G．

题型：填空题  难度：中档

答案

由题知，各图均忽略摩擦、机械重， （1）在图（1）中，∵AB=2OA， ∴OB=3OA， ∵杠杆平衡， ∴F×OB=G×OA， ∴F= OA OB ×G= 1 3 G； （2）由图（2）可知，n=5， 拉力F= 1 5 G； （3）在直角三角形ABC中， ∵AB= 3 BC， ∴AC2=AB2+BC2=（ 3 BC）2+BC2=4BC2， ∴AC=2BC， 由功的原理知道：W=G×BC=F×AC， ∴F= BC AC ×G= 1 2 G． 故答案为：（1） 1 3 ；（2） 1 5 ；（2） 1 2 ．

据专家权威分析，试题“下面向种情况中，如图所示，重物G均处于静止状态，请填写F与G的关..”主要考查你对  功的原理，杠杆的平衡条件，滑轮（组）中拉力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的原理杠杆的平衡条件滑轮（组）中拉力的计算

考点名称：功的原理

• 使用任何机械都不省功。

• 功的原理：
  1．忽略机械自重和摩擦时，使用简单机械所做的功等于不使用机械而直接用手做的功。或者说使用机械不省功。如果直接用手把重为G的物体提升一个高度h，手使用的力就是G，手移动的距离就是h。手做的功是W₁=G·h。如图所示，使用动滑轮，手用的力变了G/2(不考虑动滑轮的重及摩擦)，手移动的距离变了2h。
  
  使用动滑轮时手做的功Gh。可见，W₂=W₁，即有：使用机械时对物体做的功等于不使用机械时而直接对物体做的功。结论：在不考虑机械的重力和相关的摩擦力时，使用机械不省功——功的原理。
  
  2．功的原理对于任何机械都适用，它是成立在一种“理想化的状态”前提下的。例如，杠杆、滑轮都是不考虑机械自身的重力及工作时的摩擦力，而这些又都是客观存在的，所以在应用功的原理进行计算时，是一种“理想化”状态下的计算。
  
  3．使用简单机械可以省力，或者可以省距离，但省力必然费距离，省距离必然费力，即力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积是一个不变量。例如，动滑轮做功，由于有两根绳子承重，所以可以省一半的力，但绳端却要移动两倍的距离，因此，将功定义为力和物体在力的方向上移动的距离的乘积。有时使用机械，即不省力，也不费力，但可以使做功方便，如改变力的方向。

考点名称：杠杆的平衡条件

• 杠杆的平衡条件：
  动力×动力臂=阻力×阻力臂。
  即
  在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。

• 利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
  (1)确定杠杆支点的位置。
  (2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。
  (3)确定每个力的力臂。
  (4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。
  
  例：如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO= 2OB。固定D点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=____N的力，在图上画出此时力F的方向。