Question

（2009?鎮(zhèn)江模擬）（1）為迎接2008年奧運(yùn)會(huì)，加強(qiáng)全民健身運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)體質(zhì)，學(xué)校為同學(xué)們開展了豐富多彩的體育鍛煉活動(dòng)，如圖是幾位同學(xué)正在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的情景，請(qǐng)你觀察此情景，找出與同學(xué)們的運(yùn)動(dòng)有關(guān)的兩個(gè)物理現(xiàn)象，并指出每個(gè)物理現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的物理知識(shí)．（不與示例重復(fù)）

示例：
物理現(xiàn)象：甲圖中同學(xué)舉著杠鈴靜止不動(dòng)
物理知識(shí)：杠鈴所受的重力和人對(duì)杠鈴的支持力平衡
物理現(xiàn)象1．

乙圖中同學(xué)手中的球發(fā)生形變

；
物理知識(shí)：

力可以改變物體的形狀

．
物理現(xiàn)象2．

丙圖中的同學(xué)將球踢出

；
物理知識(shí)：

力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

．
（2）小陳同學(xué)所在的物理興趣小組，利用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易 電子拉力計(jì)，圖甲是其原理圖，該裝置中電流表的示數(shù)可以顯示拉力的大小．他們最初選用的主要器材及其規(guī)格是：
A．電池組（能夠提供6V恒定不變的電壓）
B．電流表（量程為0～0.6A）
C．定值電阻Ro（電阻為10Ω）
D．硬電阻絲R（長度為lcm，總電阻為50Ω，電阻隨長度均勻變化；滑片P與R接觸良好且摩擦不計(jì)）
E．硬質(zhì)彈簧（導(dǎo)電性能良好，電阻不計(jì)；能承受的最大拉力是   150N，當(dāng)拉力小于150N時(shí)，其伸長量△l與所受拉力F的關(guān)系圖線如圖乙．
①該拉力計(jì)能夠測量出的最大拉力是

100

N．
②為了增大拉力的測量范圍，小陳他們又找來了如圖丙所示的一個(gè)定滑輪和一個(gè)杠桿，另有線若干．
（a）小陳他們已安裝好定滑輪，請(qǐng)你用杠桿在圖丁的虛線框中進(jìn)  行適當(dāng)?shù)倪B接，并畫出拉環(huán)的位置，使測力計(jì)拉力的測量范圍變?yōu)樵瓉淼?倍（若需要文字說明，請(qǐng)寫在圖丁右邊的橫線上，注杠桿重不計(jì)，摩擦不計(jì)．）

（b）在你新設(shè)計(jì)的拉力計(jì)中，電流表表盤上0.3A處應(yīng)標(biāo)

400

N．
（c）為了使測力計(jì)拉力的測量范圍變?yōu)樵瓉淼?倍，你還可以用什么樣的簡單機(jī)械代替本題中的杠桿，并將彈簧連線后的簡單機(jī)械及拉環(huán)用圖畫在下面的虛線框里．

Answer 1

分析：（1）解決本題的關(guān)鍵是掌握力的作用效果：力可以改變物體的形狀、力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（2）①由左圖得出當(dāng)滑片被拉至b端時(shí)，拉力最大，此時(shí)彈簧被拉伸1cm，從圖乙讀出拉力大小；
②（a）選用杠桿，如圖，支點(diǎn)為B，移動(dòng)拉環(huán)知C點(diǎn)，使AB=5AC，可以使測力計(jì)拉力的測量范圍變?yōu)樵瓉淼奈灞叮?BR>（b）知道電流表示數(shù)為0.3A，利用歐姆定律求出硬電阻絲連入電路的電阻，求出aP的長L_aP，即彈簧被拉伸的長度，從右圖找出對(duì)應(yīng)的拉力大小，在據(jù)杠桿的平衡條件可計(jì)算出此時(shí)在C點(diǎn)所加的力，即電流表表盤的示數(shù)．
（c）從滑輪組的角度來考慮分析即可判斷．

解答：解：（1）仔細(xì)觀察圖畫，每個(gè)圖中物理現(xiàn)象都蘊(yùn)含著物理知識(shí)，比如：
物理現(xiàn)象：乙圖中同學(xué)手中的球發(fā)生形變；
物理知識(shí)：力可以改變物體的形狀．
物理現(xiàn)象：丙圖中的同學(xué)將球踢出；
物理知識(shí)：力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
物理現(xiàn)象：丁圖中的同學(xué)越過橫桿下落；
物理知識(shí)：同學(xué)的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
（2）①由題干左圖可知，當(dāng)滑片被拉至b端時(shí)，拉力最大，此時(shí)彈簧被拉伸1cm，
由圖乙可知此時(shí)的拉力：F=100N；
②（a）杠桿的A端通過定滑輪接在彈簧的右端，移動(dòng)拉環(huán)知C點(diǎn)，使AB=5AC，杠桿A端對(duì)彈簧的拉力為對(duì)拉環(huán)拉力的

1

5

，使測力計(jì)拉力的測量范圍變?yōu)樵瓉淼奈灞叮?BR>
（b）由題知：
I=

U

R0+RaP

=0.3A，
即：

6V

10Ω +RaP

=0.3A，
∴硬電阻絲連入電路的電阻：R_aP=10Ω，
L_aP=

10Ω

50Ω

×1cm=0.2cm，
彈簧被拉伸的長度為1cm-0.2cm=0.8cm，
由右圖可知此時(shí)的拉力：F′=80N．
故據(jù)杠桿的平衡條件知，
F′×5=G×1；故G=400N；
（c）若使測力計(jì)拉力的測量范圍變?yōu)樵瓉淼?倍，使用滑輪組只需3段繩子吊著動(dòng)滑輪即可，見下圖．


故答案為：（1）見上面的解析；（2）①100N；②（a）見解析；（b）400；（c）見解析．

點(diǎn)評(píng)：這類題目可以從力的作用效果角度分析，即力可以改變物體的形狀、力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；同時(shí)能否通過左圖準(zhǔn)確判斷定值電阻R₀與可變電阻R_aP的電路關(guān)系，求出滑片在不同位置時(shí)彈簧被拉抻的長度，通過右圖轉(zhuǎn)化成拉力大小是本題的解題關(guān)鍵．