【备考 志鸿优化设计】全国中考物理总复习 第23讲 杠杆 其他简单机械（基础讲练+锁定考试目标+导学必备知识+规律方法探究）（含解析） 新人教版.doc

第23讲杠杆其他简单机械考纲要求备考指津1.认识杠杆、定滑轮、动滑轮，知道它们的应用，了解杠杆的平衡条件。2.知道轮轴和斜面也能省力。3.理解力臂的概念，会画力臂图。4.会判断滑轮组省力情况，会组装滑轮组。5.能探究杠杆的平衡条件，了解定滑轮、动滑轮的特点。日常生活中常见的简单机械，如羊角锤、钓鱼竿、钉锤、各种剪刀、起子、核桃钳、镊子、铡刀、杆秤、天平、滑轮、斜面等，是中考中经常出现的问题，主要考查省力情况、改变用力方向等问题。研究杠杆的平衡条件的实验探究主要考查实验过程及实验结论。力臂的画法是力学作图的一个重要方面，时常出现在各省市的中考试题中。预计在今后的中考中，实验探究杠杆的平衡条件、杠杆力臂的作图、滑轮组的绕线等将是中考的热点问题。考点1杠杆(1)杠杆定义：一根硬棒，在力的作用下如果能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。杠杆五要素：支点o：杠杆绕着其转动的固定点；动力f1：使杠杆转动的力；阻力f2：阻碍杠杆转动的力；动力臂l1：支点到动力作用线的距离；阻力臂l2：支点到阻力作用线的距离。(2)杠杆的平衡条件杠杆平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，若杠杆保持静止或匀速转动，则杠杆平衡。平衡条件：动力动力臂阻力阻力臂即f1l1f2l2。(3)杠杆的分类省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆，杠杆平衡时，其动力小于阻力。省力杠杆省力，但费距离。费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆，杠杆平衡时，其动力大于阻力。费力杠杆虽费力，但省距离。等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆，杠杆平衡时，动力等于阻力，既不省力也不费力。考点2滑轮(1)定滑轮定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。(2)动滑轮定义：随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，且多费一倍距离。(3)滑轮组定义：由几个动滑轮和几个定滑轮组成的装置，叫做滑轮组。特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。即f，此时snh。(n为承担物体的绳子的段数)1关于杠杆的一些说法中，正确的是()。a杠杆必须是一根直棒 b杠杆一定要有支点c动力臂是支点到动力作用点的距离 d当力的作用线通过支点时，力臂最大2在探究杠杆的平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了()。a减小摩擦 b使每组数据更准确c多次测量取平均值减小误差 d获取多组实验数据归纳出物理规律3观察如图所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是()。a一个杠杆，且是省力杠杆b两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆c三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆d三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆4关于滑轮的以下说法中，正确的是()。a使用定滑轮一定不省力，但可以省距离 b使用动滑轮一定可以省力，但是费距离c使用定滑轮和动滑轮都可以改变力的方向d定滑轮和动滑轮都是变形杠杆5物体重1 000 n，如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用_n的力；如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用_n的力(不计摩擦、滑轮自重、绳重)。杠杆作图归类例析纵观各省市中考试题，有关杠杆的作图题屡见不鲜，要求也越来越高，成了考试的热点问题，现将杠杆作图类试题归类分析，供同学们参考。题型一、根据已知力作力臂【例1】 轻杆a端挂重物，oa在绳子拉力作用下保持平衡，画出绳对a点的拉力及力臂。解析：绳对a点的拉力沿着绳子的方向。过o点作拉力的作用线的垂线，垂线段的长度即为力臂。答案：如图所示：题型二、根据已知力臂作力【例2】 如图所示，杠杆在力f1、f2作用下处于平衡状态，l1为f1的力臂。请在图中作出力f1。解析：根据力臂是支点到力的作用线的距离，过l1的末端作l1的垂线，与杠杆的交点是f1的作用点，从而画出动力f1。注意动力的作用点要画在杠杆上。答案：如图所示：【例3】 如图所示，在课桌的c点用最小的力把桌腿b抬离地面，在抬起时桌腿a没有滑动。请在c点画出这个力的示意图，并标出它的力臂l。解析：在抬起桌子的过程中，可以把桌子看做是一个杠杆，此时a是支点，要在c点用最小的力把桌腿b抬离地面，根据杠杆的平衡条件知，在c点施加的力的力臂需要最长，在图中最大的动力臂就是支点与力的作用点的距离，而在c点与该力臂垂直的动力最小，由此可作出图。答案：如图所示：通过以上例题分析我们可以看出，要做好杠杆作图题，必须注意：(1)审清题意，看清要求；(2)正确理解并掌握力臂的概念；(3)充分利用杠杆的平衡条件。1(2012山东烟台中考)在你学过的简单机械里既可以省力又可费力的机械是()。a杠杆b定滑轮 c动滑轮 d滑轮组2(2011山西中考)如图所示是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是()。aabc是一个省力杠杆bd处刀刃较薄，可以增大压力 c杠杆abc上有粗糙的花纹，可以减小摩擦d指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆3(2011浙江宁波中考)下列所示工具中，使用时不能省力但能省距离的是()。4(2012山东烟台中考)如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是_；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为_(选填“省力”或“费力”)杠杆。5(2012四川成都中考)在下图中：标出支点o的位置；画出作用在撬棍上的力f1的力臂。6(2011甘肃兰州中考)在探究“杠杆平衡条件”的实验中：(1)某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向_调节，使杠杆在_位置平衡。(2)在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：实验次序动力f1/n动力臂l1/cm阻力f2/n阻力臂l2/cm12.051.01022.0102.01033.0102.015根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是_。(3)根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力动力臂阻力阻力臂。他得出此错误结论的原因是_。1如图所示的用具中，属于省力杠杆的是()。260 kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态。由此可估测球的质量约为()。a20 kg b30 kg c60 kg d120 kg3某人用100 n的力提起了350 n的重物，那么他可能使用了()。a一个定滑轮 b一个动滑轮c一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 d一个杠杆4如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是()。5探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可能左侧的平衡螺母向_调节，使其在水平位置平衡，如图所示，在支点左侧20 cm刻度处挂三个重均为0.5 n的钩码，在支点右侧15 cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿_方向，此时读数为_ n。6在电视剧三国中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。它是一个_杠杆。要把石块抛出去，图中作用在a点的力沿_方向最小(选填“a”“b”或“c”)。7小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤(自重不计)，其照片如图所示。秤砣的质量m0为1 kg，根据照片估算此杆秤最大测量值为_ kg；若要增大该杆秤的测量范围，可采用的方法是_(写一种方法)；如果秤杆上0.5 kg和2.5 kg的两根刻度线相距10 cm，则秤钩连接点a与提纽o点的距离是_ cm。8某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。比较(a)(b)两图可知：_；比较(b)(c)(d)三图可知：_。9如图所示，为自行车脚踏板的示意图，作用在脚踏板上的力为f。请在图中画出该力的力臂。参考答案基础自主导学自主测试1b2.d3.c4.d5答案：1 000500知能优化训练中考回顾1a2a对于杠杆abc，支点为b，其动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，选项a正确；d处刀刃较薄，是为了减小受力面积，从而增大压强，选项b错误；杠杆abc上有粗糙的花纹，可以增大摩擦，选项c错误；指甲刀有三个杠杆，即abc、obd及oed，选项d错误。3d动滑轮和省力杠杆(订书机、羊角锤)省力，但费距离；镊子是费力杠杆，不能省力，但能省距离。4答案：后轮省力5答案：如图所示：6答案：(1)左水平(2)f1l1f2l2(动力动力臂阻力阻力臂)(3)依据一组数据就得出实验结论，具有偶然性解析：研究杠杆平衡条件时，若杠杆不平衡，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。分析表中数据可得出杠杆的平衡条件：f1l1f2l2(动力动力臂阻力阻力臂)。模拟预测1a分析杠杆类别时，要注意杠杆的几个基本要素：支点、动力作用点、阻力作用点、动力臂、阻力臂。联系用具的日常使用，a是省力杠杆，b与d都是费力杠杆，天平是等臂杠杆，既不省力也不费力。2b根据杠杠的平衡条件f1l1f2l2，杠杆是水平平衡的，不妨认为人对杠杆的力是动力，则球对杠杆的力是阻力，由图知l1l2约为12，所以f1f2约为21。又因为f1大小等于mg，所以f2f1mg，f2m2g，所以球的质量约为60 kg30 kg。3d从题意知某人提起重物时是省力的，而定滑轮不能省力，动滑轮只能省一半的力，一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组至少用 n的力才能提起该重物。4d若不计机械自重及摩擦，选项a中，由f1l1gh可得，f1g；选项b中，f2g；选项c中，f32g；选项d中，由杠杆的平衡条件可得，f4g。通过以上分析可知，正确的选项是d。5答案：右竖直(或竖直向下)2解析：杠杆在调节过程中右侧高，左侧低，可将左侧的平衡螺母向右调，在阻力与阻力臂及动力作用点一定的情况下，动力的作用方向与杠杆垂直时，力臂最大，所用力最小，根据杠杆的平衡条件可得，1.5 n0.2 mf0.15 m，则f2 n。6答案：费力c解析：由题图可知，此杠杆为费力杠杆，由杠杆的平衡条件f1l1f2l2，由于阻力与阻力臂的乘积是定值，所以动力臂越大，动力越小，图中作用在a点的力沿c方向的力臂最大，所以力最小。7答案：6.4(6.06.8的范围内均可)增大秤砣的质量(或减小oa的距离)5解析：用刻度尺测得loa0.7 cm，lob4.5 cm，根据杠杆的平衡条件知：m0g lobmgloa，即1 kg4.5 cmm0.7 cm，解之得m6.4 kg，注意：m在6.06.8 kg之间都算正确。若要增大杆秤的测量范围，可采用增大秤砣质量或者减小oa距离的方法。设秤杆上0.5 kg刻度线处距提纽o距离为l1，秤钩连接点a距提纽o距离为l2，根据杠杆的平衡条件：0.5 kgl21 kgl1；2.5 kgl21 kg(l110 cm)。由上面