中考物理总复习：简单机械（基础）知识讲解

选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 总复习：简单机械（基础）总复习：简单机械（基础） 责编：雒文丽 【考纲要求】【考纲要求】 1、知道杠杆定义及杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂） ； 2、会画力臂理解杠杆平衡条件，并能区别实际生活中的省力、费力及等臂杠杆； 3、理解定滑轮、动滑轮实质，理解滑轮组。 【知识网络】【知识网络】 【考点梳理】【考点梳理】 考点一、杠杆考点一、杠杆（高清课堂力学（高清课堂力学 4 4：杠杆和滑轮杠杆）：杠杆和滑轮杠杆） 1、杠杆的概念：、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、 动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。 2、杠杆的力臂、杠杆的力臂 力臂的画法： （1）明确支点，用 O 表示 ； （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3）过支点 O 作该力的作用线的垂线； （4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母 L1（或 L2)。 3、杠杆的平衡条件：、杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 要点诠释：要点诠释： 杠杆的平衡条件： 动力动力臂=阻力阻力臂，用公式表示为 F1L1= F2L2 注意：注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。 杠杆分类杠杆分类： （1）省力杠杆：L1L2，F1F2 这类杠杆的特点是动力臂 L1大于阻力臂 L2，平衡时动力 F1小于阻力 F2，即用较小的动力就可以 克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物 的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。 （2）费力杠杆：L1L2，F1F2 这类杠杆的特点是动力臂 L1小于阻力臂 L2，平衡时动力 F1大于阻力 F2，即要用较大的动力才能 克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使 工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费 力杠杆。 （3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2 这类杠杆的动力臂 L1等于阻力臂 L2，平衡时动力 F1等于阻力 F2，工作时既不省力也不费力，如 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 天平、定滑轮就是等臂杠杆。 考点二、滑轮考点二、滑轮（高清课堂力学（高清课堂力学 4 4：杠杆和滑轮滑轮）：杠杆和滑轮滑轮） 1、定滑轮、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实实 质质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。 2、动滑轮：、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质实质是动力臂为阻力臂 2 倍 的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 3、定滑轮和动滑轮的作用、定滑轮和动滑轮的作用 使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。 使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。 4、滑轮组、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使 用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以 在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先 确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。 【典型例题】【典型例题】 类型一、杠杆类型一、杠杆 1、如图所示，做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。 【思路点拨】杠杆的五个要素： 支点：杠杆绕着转动的点。 动力：使杠杆转动的力。 动力臂：从支点到动力作用线的距离。 阻力：阻碍杠杆转动的力。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。 【答案与解析】 分析：作杠杆的力臂的方法是： （1）反向延长各力（或正向延长） 。 （2）过支点作延长线的垂线。 （3）标上直角符号和大括号，并标上力臂的字母。 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 作图如图所示。 【总结升华】此题考察了力臂的作法，这是中考物理的一个必考点。 举一反三：举一反三： 【变式】下列关于动力 F1力臂的作图中，正确的是（ ） A B C D 【答案】C 2、 （高清课堂力学（高清课堂力学 4 4：杠杆和滑轮例：杠杆和滑轮例 3 3）用一条长 2m 的扁担挑物品，前后两端分别挂有 300N 和 200N 的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？ 【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。 【答案与解析】 要使两边平衡则有：G1L1=G2L2- 由题意知：L1+L2=2m- 联立解得：L1=0.8m 【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。 举一反三： 【变式】 （2015东营）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同 的钩码，杠杆会（ ） A左端下降 B右端下降 C仍然平衡 D无法判断 【答案】A 类型二、滑轮类型二、滑轮 3、 （2015汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 （ ） 【思路点拨】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注 意分析即可。 【答案】C 【解析】A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即 F=1/2G；B、此图是定滑 轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即 F=G；C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 3 股， 则 F=1/3G； D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由 2 股，则 F=1/2G。 【总结升华】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知 识点。 举一反三：举一反三： 【变式】如图所示，不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力，物体处于平衡状态时（ ） Am1=m2 Bm1=2m2 Cm2=2m1 Dm1=4m2 【答案】B 4、如图所示的装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右的拉力 F=5N 时，物体恰能匀速的向右运动， 求物体所受地面摩擦力的大小。 【思路点拨】由动滑轮的省力情况可知：F自= F轮，在此题中，动力作用在轮上，阻力作用在绳子的 2 1 自由端。 【答案与解析】 物体匀速向右运动，说明整个装置处于平衡状态，如图甲所示为动滑轮在水平方向上的受力情 况，有向右的拉力 F，两段绳子对滑轮向左的拉力（同一根绳子各处的拉力相等） ，滑轮匀速运动： 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 ，则。 如图乙所示为物体在水平方向的受力情况，受到拉力和摩擦力 f 的作用，两者是平衡力，有 。因此物体所受地面的摩擦力为 2.5N 【总结升华】此题很容易错误地得出拉力是摩擦阻力的一半的结论，对于动滑轮，我们不能总是套搬 “使用动滑轮能省一半力”的结论，要根据实际情况具体分析。 类型三、知识运用类型三、知识运用 5、如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸杆，使其静止在水平方向上，O 为麦秸杆 的中点，这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从 O 点分别向着麦秸杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中 麦秸杆在水平方向始终保持平衡，则（ ） A两蚂蚁的质量一定相等 B两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等 D两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等 【思路点拨】蚂蚁爬行过程中，杠杆始终平衡，说明两侧始终满足：动力动力臂=阻力阻力臂。 【答案】C 【解析】蚂蚁爬行的过程中杠杆始终平衡，根据杠杆的平衡条件可得，其中 F 为蚂蚁对 杠杆的压力，等于蚂蚁的重量，F=G=mg，由于杠杆在水平方向保持平衡，力臂 就等于蚂蚁到支点 O 的 距离，将力和力臂代入平衡条件公式中整理得 ，故正确选项为 C。 【总结升华】本题通过一个新颖情景的设计，考查了对杠杆条件的理解，在蚂蚁爬行的动态过程中， 由杠杆平衡条件，判断与其有关的各因素的变化，在分析中要注意杠杆平衡条件是由力与力臂的乘积 决定的，而不是由力的大小或力臂的大小决定的。 举一反三：举一反三： 选师无忧/达分课 15 年教育品牌 专业选师平台 免费咨询热线：400-612-5351 【变式】如图所示，硬质均匀木条 AO 长 80cm，左端与竖直墙壁连接，可以绕 O 点自由转动，木条的 A 端以细绳悬于 B 点，木条水平 BA 与木条垂直，现有一个质量为 400g 的小物块在木条上从 O 点以 0.1m/s 的速度无摩擦地向右匀速滑动，经与 5s 到达 C 点时，细绳恰好断裂，求：细绳 AB 所能承受的 最大拉力为多少？（木条的质量及物块的体积均忽略不计） 【答案与解析】小物块移动的距离 由杠杆的平衡条件得 6、杆秤结构简单，使用和携带都很方便，深受人们的青睐，在我国流传已上千年，如图所 示，用杆秤测量一条鱼的质量，当秤钩挂在 A 点，绳钮挂在 O 点（支点） ，秤锤挂在 B 点时，杆秤处 于平衡状态，AO 是 10cm，BO 是 30cm，秤锤的质量是 0.5kg(g=10N/kg) 求鱼的质量是多少？ 有一杆秤看起来破旧不堪，尾部折断一截，针对这一现象小明和小亮有不同的看法，小明认 为：该商贩是为了节俭，舍不得买新秤，小亮认为：该商贩是故意为之