从2021年河北高中学业水平选择性考试模拟演练物理卷第6题看吃透物理模型的重要性

近期刚刚举行过的2021年八省市联合举行的普通高中学业水平选择性考试模拟演练十分引人关注，语数外三个学科由国家统一命题，其余学科由各省自主命题。试题命制质量高，值得参考。

2021年河北省普通高中学业水平选择性模拟考试物理卷第6题是一道关于千斤顶的问题。

试题回放

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常见的千斤顶有齿条千斤顶、螺旋千斤顶、液压千斤顶、气囊式气动千斤顶和剪式千斤顶等。

齿条千斤顶：由人力通过杠杆和齿轮带动齿条顶举重物。起重量一般不超过20吨，可长期支持重物，主要用在作业条件不方便的地方或需要利用下部的托爪提升重物的场合，如铁路起轨作业。

螺旋千斤顶：由人力通过螺旋副传动，螺杆或螺母套筒作为顶举件。普通螺旋千斤顶靠螺纹自锁作用支持重物，构造简单，但传动效率低，返程慢。自降螺旋千斤顶的螺纹无自锁作用，但装有制动器。放松制动器，重物即可自行快速下降，缩短返程时间，但这种千斤顶构造较复杂。螺旋千斤顶能长期支持重物，最大起重量已达100吨，应用较广。下部装上水平螺杆后，还能使重物做小距离横移。

液压千斤顶：由人力或电力驱动液压泵，通过液压系统传动，用缸体或活塞作为顶举件。液压千斤顶可分为整体式和分离式。整体式的泵与液压缸联成一体；分离式的泵与液压缸分离，中间用高压软管相联。液压千斤顶结构紧凑，能平稳顶升重物，起重量最大达1000吨，行程1米，传动效率较高，故应用较广；但易漏油，不宜长期支持重物。如长期支撑需选用自锁千斤顶，螺旋千斤顶和液压千斤顶为进一步降低外形高度或增大顶举距离，可做成多级伸缩式。液压千斤顶除上述基本型式外，按同样原理可改装成滑升模板千斤顶、液压升降台、张拉机等，用于各种特殊施工场合。

气囊式气动千斤顶：气动千斤顶，全称叫做气囊式气动千斤顶，一般由3层、两层或者单层气囊组成，主要工作原理是利用5-8KG压力空压机充气，将车顶起。气动液压千斤顶产品是利用压缩气体作为动力，液体增压与伸缩式液压缸组合而成的一种新型举升设备，它具有设计精巧、体积小、重量轻、易操作、省时、省力、举升吨位大等特点，广泛用于流动性起重，特别适用于汽车、拖拉机等交通运输业的修理行业。

剪式千斤顶：剪式千斤顶又叫支架千斤顶，使用轻便快捷，是国内各大汽车厂随车产品。其由金属板材制成的上支杆和下支杆组成，工作原理各有不同。上支杆的横截面与下支杆在齿部及其附近部分的横截面是一边开口的矩形，开口两边的金属板向内弯折。上支杆和下支杆上的齿是由开口两边弯折的金属板上制成，齿宽大于金属板厚。

模型迁移与分析

将试题与资料对比分析可以发现，试题中的千斤顶属于螺旋千斤顶。螺旋本质上是斜面，螺旋千斤顶的顶起过程其实就是把物体由斜面底部推向顶部的过程，螺旋千斤顶的回落过程其实就是物体由斜面顶部滑向底部的过程。

一旦将螺旋千斤顶的顶起和回落转化为物体在斜面上的上推和下滑，这类问题的难度就陡然下降了。