中考物理一轮复习 第十讲 简单机械 第一节 杠杆 滑轮

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第十讲 简单机械第一节杠杆 滑轮知识回顾 考点梳理考点一 杠杆1. 杠杆的基本知识（1）定义：在力的作用下能绕固定点O转动的硬棒。（2）五要素（如图所示）：a._：杠杆绕其转动的点O；b.动力：使杠杆转动的力F1；c.阻力：_杠杆转动的力F2；d.动力臂：从支点到_的距离L1；e.阻力臂: 从支点到_的距离L2。2. 杠杆的平衡条件(1)定义：当杠杆在动力和阻力作用下_或匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。(2)平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂(或_)。3. 生活中的杠杆杠杆种类力臂关系力的关系特点省力杠杆L1_L2F1F2省力，_费力杠杆L1_L2F1_F2费力，_等臂杠杆L1_L2F1_F2不省力，_考点二 滑轮定滑轮动滑轮滑轮组图示定义轴固定不动的轮轴可以随物体一起运动的滑轮由动滑轮和定滑轮组合而成的装置实质_杠杆_杠杆拉力移动距离s与阻力移动距离h的关系s_s_s_动力F和阻力G的关系F1_F2_F3_特点改变力的方向但不省力省力但不改变力的方向既可省力，又可改变力的方向重点难点突破命题点一 杠杆作图类型1 力臂作图例1如图所示，杠杆在动力F1和阻力F作用下保持平衡，请画出动力臂L1和阻力臂L2。 【解析】 反向延长动力作用线，从支点向动力的反向延长线引垂线，即为动力F1的力臂L1；从支点O向阻力作用线引垂线，即为阻力F2的力臂L2。如答图所示。【答案】如图所示。考向训练1 如图所示，不计重力的杠杆OB可绕O点转动，重为6 N的重物P悬挂在杠杆的中点A处，拉力F1与杠杆成30角，杠杆在水平位置保持平衡，请在图中画出拉力F1的力臂。 类型2 力及最小力的作图例2 如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在动力F作用下，杠杆静止在水平位置。图中的为动力F的力臂，请作出动力F的示意图。(温馨提示：注意标明力F的方向和作用点) 【解析】 支点到力的作用线的距离叫做力臂。力的作用线与力臂相互垂直，作用点在杠杆上，动力F的示意图如答图所示。 【答案】如图所示。考向训练2 如图所示，曲杆在图示位置平衡(曲杆AOBC自重不计)，O为支点，AO60 cm，OB40 cm，BC30 cm，重物M重4 N，请做出物体M受到重力的示意图和使杠杆平衡的最小动力F。 考向训练2图 考向训练3图考向训练3 如图所示，在B端施加一个最小的力FB，使杠杆平衡，请画出此力，并画出FA的力臂。 命题点二 杠杆平衡条件及其应用类型1 杠杆平衡条件的相关计算例3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 AO2OB，固定O点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40 N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F_N的力。 【解析】根据题意可知，要使杠杆平衡，且用力最小，则此力应垂直于OA，根据F1L1F2L2，AO2OB，FOA40 NOB，可得F20 N。即至少需要在A端施加20 N的力。 【答案】20考向训练4 如图所示，重力不计的杠杆OAB可绕O点在竖直平面内转动，重为100 N的物体挂在OA的中点处。已知OA40 cm，AB30 cm，OA垂直于AB，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡，且OA段处于水平位置，请在图中作出作用于B端的最小力F的示意图，该力F_ N。考向训练4图 考向训练5图考向训练5 如图所示，一轻质杠杆AC可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。为使杠杆在水平位置保持平衡，画出施加在杠杆上最小力F的示意图。 类型2 动态杠杆分析例4如图所示，杠杆处于平衡状态，如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离，下列判断正确的是 ()A. 杠杆仍能平衡B. 杠杆不能平衡，左端下沉C. 杠杆不能平衡，右端下沉 D. 无法判断【解析】原来杠杆在水平位置处于平衡状态，此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力，其对应的力臂分别为L1、L2，根据杠杆的平衡条件可得：mAg L1mBg L2，由图示可知，L1mB，当向支点移动相同的距离L时，两边的力臂都减小L，此时左边为：mAg(L1L)mAg L1mAgL，右边为：mBg(L2L)mBg L2mBgL，由于mAmB，所以mAgLmBgL；所以mAgL1mAgL”“”或“ 费距离 省距离 = = 不费距离 等臂 省力 2 2 考向训练1. 如图所示。 2.如图所示。 3.如图所示。 4.40 如图所示。 5.如图所示。 6.A 7.5 考向训练1 考向训练2 考向训练3 考向训练4 考向训练5实验剖析实验延伸 （1）竖直 （2）A （3）右侧 将右侧钩码减少一个 （或将杠杆左侧钩码向左移动一格） （4）将左侧钩码向右移动针对训练1.乙 【解析】甲图中的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮乙图中的滑轮在使用时，轴的位置随被拉物体一起运动，是动滑轮；在不计滑轮的自重和摩擦时，F1G，F2，所以F1F2。2. C B 省力3. 如答图所示。【解析】过动力臂L1的末端做垂直于动力臂的作用力即动力F1，要使杠杆平衡，方向应该向上，如答图所示。4. 如图所示。【解析】要使力最小，则根据杠杆的平衡条件可知此时力臂应最大，最大的力臂即为OA长。重力竖直向下，故要使杠杆平衡，动力F应垂直于OA向上，故过A点向上作OA连线的垂线，具体如答图所示。5. 如图所示。【解析】使用滑轮组省力的情况取决于拉动滑轮的绳子的股数，股数越多，越省力。使用一个定滑轮与一个动滑轮组成的滑轮组，绳子的绕法有两种情况：一种是绳子固定端系在定滑轮的钩子上，2股绳子拉动滑轮，绳子自由端向下；另一种是绳子固定端系在动滑轮的钩子上，3股绳子拉动滑轮，绳子自由端向上，则最省力的绕法如答图所示。6. 【解析】根据杠杆平衡公式F1L1F2L2，阻力即物体的重力不变，阻力臂不变，并且动力大小不变，因此动力臂大小不变。7. 240 如答图所示 将肩膀(支点)往B点移动8. A 【解析】本题考查杠杆的应用。筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A正确；用起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，B错误；钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，C错误；天平在使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，D错误。故选A。9. B 【解析】在棒转动的过程中，拉力F始终与棒垂直，所以其力臂始终等于棒长L，大小是不变的，A错误；而由图可知阻力臂L2Lsin，随的增大而增大，所以阻力臂增大，B正确；因为阻力恒为G不变，动力臂的大小不变，所以根据杠杆平衡条件可得动力的大小和阻力臂的大小成正比，由于阻力臂增大，所以动力也增大，C、D错误。故选B。10. B 【解析】本题考查杠杆平衡条件及动滑轮省力特点。首先由动滑轮省力特点可求出动滑轮绳自由端对杠杆拉力150 N，动力F对应的力臂为OA，对应的力臂为整个杠杆的长度，再由杠杆平衡条件FOAF L，可求出力F的大小为200 N，B项正确。故选B。11. C 【解析】本题考查杠杆平衡条件杠杆平衡时：动力动力臂阻力阻力臂，A项将力臂各减小一格长度，不再满足平衡条件；B、D项将钩码同时增加或减小一个，也不能继续满足杠杆平衡条件；C项左右砝码各减少一半，杠杆平衡条件等式依然成立。故选C。12. (1)右 (2)6 (3)变大 (4)3【解析】(1)实验前，杠杆左端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向右调节；(2)设一个钩码的重力为G，杠杆上每小格的长度为l，根据杠杆平衡条件F1l1F2l2得：4G3lF22l，解得：F26G，即应在B点挂6个相同的钩码；(3)在题图丙中，在B点处施加一个竖直向下的拉力F，则拉力力臂为OB；当拉力F向右倾斜拉杠杆时，拉力的力臂小于OB，即拉力力臂变小；根据杠杆平衡条件F1l1F2l2可知：拉力将变大，即弹簧测力计的示数将变大；(4)如解图所示，当弹簧测力计在C点斜向上拉杠杆时，O到拉力F的作用线的垂直距离即为拉力F的力臂；根据“在直角三角形中，30角所对的直角边为斜边的一半”，知拉力F的力臂lOC42 cm4 cm.图中钩码的总重力G40.5 N2 N，根据杠杆平衡条件F1l1F2l2可知：2 N32 cmF4 cm，故F3 N。13.证明：作用在木棒上的力和力臂如图所示：根据F1L1F2L2可得：GOBF1AB GOAF2AB 可得：G(OAOB)(F1F2)AB又ABOAOB 所以，GF1F2中考演练1. 150 【解析】由题知，斜面长s3 m，斜面高h1.5 m，物体重G900 N，推力F600 N；有用功：W有用Gh900 N1.5 m1 350 J，推力做的总功：W总Fs600 N3 m1 800 J，额外功：W额外W总W有用1 800 J1 350 J450 J，由W额外fs得，摩擦力：150 N。2. 改变动力方向 变小 【解析】定滑轮可以改变施力的方向，但不能省力；在拉起吊桥的过程中，重物A的重心距支点O的水平距离逐渐减小，即阻力臂变小。3. 如图所示 8 4. B 【解析】本题考查滑轮施力特点。A图是定滑轮，FG，B图为动滑轮，竖直提升时FG；C图动滑轮中绳自由端未沿竖直方向，故FG；D图F2G；所以作用在绳自由端的动力最小的是B