2022学年九年级物理抢分秘籍：杠杆和滑轮（解析版 ）

1、外装订线内装订线学校:_姓名：_班级：_考号：_2022学年九年级物理抢分秘籍：杠杆和滑轮（解析版 ）抢分点1.杠杆的五要素 (1)杠杆：一根硬棒，在力的作用下能绕固定点转动，这根硬棒就是杠杆。这个固定的点是支点，一个杠杆有且只有一个支点。正确理解“硬棒”，在外力作用时，不变形。杠杆的形状可以是任意的，不一定时直的。（2）杠杆的五要素动力（F1）：使杠杆转动的力；阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力；力的作用线：沿力的作用线的一条假想的直线；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（3）当力与杠杆垂直时，力臂最长。力臂与力的作用线垂直。例题精选(2020苏州23

2、)【改编】请画出FA的力臂l，并在B端画出使杠杆平衡的最小力FB。【答案】【解析】根据杠杆平衡条件，动力臂越长越省力，力的作用点确定，从支点到动力作用点的距离便为最长的力臂；图中O为支点，要使杠杆平衡且动力最小，就应该让力F作用在B点，OB最长的力臂，则力F应与OB垂直且向下。如答案图所示。【提分秘诀】当以杠杆的一端为支点时，在杠杆的另一端施加一个垂直于杠杆的力，力臂等于杠杆的长度，最长，最省力。方向的确定，需要根据另外一个力的作用效果相反，即一个力使杠杆绕顺时针转动，另一个力则必须要使杠杆绕逆时针转动。抢分秘练1.(2020鄂州19)如图所示，甲图是正在使用的核桃夹，上、下两部分都是杠杆，乙

3、图是上半部分杠杆的示意图。请在A点画出最小动力F1的示意图，在B点画出阻力F2的示意图及其力臂12。【答案】【解析】连接OA两点，OA即为最长动力臂，当动力F1与动力臂垂直时，动力最小，据此可作出最小动力F1；而阻力F2应垂直于核桃的接触面向上，然后过O点作力F2的垂线，即阻力臂l2。如答案图所示。2.（2020巴中27【2】）如图所示，轻质杠杆OMN上挂一重物，为使杠杆在图中位置平衡，请在N端画出最小力的示意图。【答案】【解析】连接ON，ON即为最长动力臂，根据力与力臂垂直，结合实际情况做出最小力F,如答案图所示。3.（2020重庆B）按要求完成下列作图：如图所示，硬棒OB能绕支点O转动，A

4、处用绳子拉住固定在墙壁上。画出拉力F的力臂(用l表示)。 【答案】 【解析】由图可知：O点是支点，通过支点做F作用线的垂线，如答案图所示。4.（2020聊城市）如图是起重机将货物吊起的情景。O为支点。F1为动力，F2为阻力。请画出阻力F2的力臂l2。【答案】【解析】从支点O向阻力F2的作用线做垂线段，即可作出阻力的力臂l2，如答案图所示。抢分点2.探究杠杆的平衡条件（1）杠杆平衡的条件：动力动力臂=阻力阻力臂（F1L1=F2L2）（2）探究杠杆平衡的实验中，要注意几个问题：A调节杠杆在水平位置平衡的目的 是什么？（使力与杠杆垂直，力臂与杠杆重合，便于测量力臂的大小）B.如何调节杠杆在水平位置平

5、衡？（同调节天平平衡一样，看杠杆哪一端向上翘，平衡螺母就向哪边调）C为什么不多加几个动力或阻力？（为了使实验更简单，更容易获得结论）D.为什么要多次改变力和力的大小？（为了探究规律，避免一次实验带来的结论的偶然性）E.为什么不能猜想条件为“动力动力臂=阻力+阻力臂”？（ 力和长度不能相加减） 例题精选（2020广元22）如图所示是小王“探究杠杆的平衡条件”的装置，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干），弹簧测力计量程为05N。(1)将该装置置于水平桌面上，静止时处于甲图所示状态。为使杠杆在水平位置平衡，小王应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移，这样做的好处是便于直接测量 。(2)乙

6、图中杠杆恰好处于水平平衡，若在A点下方再挂一个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，则需将B点的钩码向右移动 格。(3)丙图中杠杆每个小格长度均为5 cm，在C点竖直悬挂4个重为0.5N的钩码，当在D点用如丙图所示动力F拉杠杆。使杠杆在水平位置平衡，此时动力臂为 cm，动力F为 N。【答案】 (1) 左 力臂 (2) 1 (3) 10 3【解析】(1)实验前，应先进行杠杆平衡调节。由甲图可知：杆杆向右下端下沉，所以应该将平衡螺母向左边调节。在实验中使杠杆在水平位置平衡的目的是使力与力臂垂直，力臂则与杆杆重合，便于测量力臂的长短。 (2)如图乙所示：设一格的长度为l，根据杠杆的平衡条件可得：4G2l

7、=2Gnl；解得：n=4，应该将B处所挂钩码向右移动43=1格。(3)当动力在D点斜向下拉（与水平方向成30角）动力臂是：l1=OD/2=45cm/2=10cm。根据杠杆的平衡条件可得，动力为：F= 4Gl2l1 = 40.5N35cm10cm = 3N。【提分秘诀】根据探究杠杆平衡实验几个问题，灵和求解。抢分秘练1. (2020达州9)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块，此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中，如图所示。已知：，则下列判断正确的是（ ）A. A端下降 B. B端下降 C. 仍然平衡 D. 无法判断【答案】B【解析】在轻质不等臂杠杆AOB两端

8、吊上实心铝块和铜块时，杠杆在水平位置平衡，由图知OBOA，由杠杆的平衡条件可得：G铝OA=G铜OB，即铝V铝gOA=铜V铜gOB。因为铝V铜g。将铝块和铜块同时浸没在水中后，杠杆左、右两边有(G铝-F浮)OA，(G铜-F浮)OB，即(铝V铝g-水V铝g)OA，(铜V铜g-铜V铜g)OB。则铝V铝gOA -水V铝gOA【解析】脚沿与杆垂直方向用力F1将石球抬起，F1的力臂：l1=1.4m-0.4m=1m；动力臂大于阻力臂，所以舂米工具是省力杠杆。(2)脚竖直向下用力F2将石球抬起，如图所示：由杠杆的平衡条件得到F2l1=Gl2；F2G = l2l1 = 0A0B = 0.4m1m = 25 ；F

9、2= 2G5 = 250N5 = 20N。由于阻力和阻力臂不变，F1的力臂大于F2的力臂，由杠杆的平衡条件可知：F2F1。抢分点4.动（定）滑轮（1）定滑轮：滑轮的轴固定不动的滑轮。它的实质是一个等臂杠杆。即不省力也不费力，好处是：可以改变用力的方向。（2）动滑轮：物体和滑轮一起动的滑轮。它的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。它可以省一半的力，但需要费一倍的距离。例题精选如图所示，用三个滑轮分别拉同一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动，所用的拉力分别是F1、F2、F3，比较它们的大小应是（ ）F1F2F3A.F1F2F3 B.F1F2F3 C.F2F1F3 D.F2F1F3【答案】D【解析】拉同

10、一个物体，沿同一水平面做匀速直线运动时，物体与水平面的摩擦力相同。在1中，绳子绕过的是定滑轮，不省力，F1等于摩擦力；在2中，绳子绕过的是动滑轮，省一般的力，F2等于摩擦力的一半；图3中，F3需要克服摩擦力的2倍的力，所以F3F1F2,D正确，选D。【提分秘诀】分析动滑轮的力的问题，可以采用受力分析的一般方法去分析。提升物体时，竖直向上的拉力与竖直向下的重力以及摩擦力是平衡力时，滑轮组才会匀速上升。水平拉动物体时，拉力与摩擦力之和需等于物体与接触面的摩擦力平衡才会匀速运动。抢分秘练1.用图所示的定滑轮匀速提升重物G时，向三个方向的拉力大小分别是F1、F2、F3，则三个力大小关系是（ ）AF1最

11、大 BF2最大 CF3最大 D一样大【答案】D【解析】图中是用定滑轮匀速提升物体，所以不省力也不费力，三个力相等。2.如图所示，动滑轮重2N，弹簧秤的示数为10N，如忽略绳重及摩擦，则拉力F和物体的重为（ ）A20N，18N B10N，18N C18N，10N D20N，20N【答案】B【解析】如忽略绳重及摩擦，竖直向上的拉力有两个，都等于弹簧秤的示数10N，竖直向下的也有两个力，即动滑轮重2N和物重。所以有2F=G物+G动，G物=2F-G动=210N-2N=18N。B正确，选B。抢分点5.滑轮组将动滑轮和定滑轮组合使用的机械，就是滑轮组。组装滑轮组的方法：绳子与轮子相连的一端遵循“奇动偶定”

12、：奇数股，在动滑轮上；偶数股，在定滑轮上。常见的数量关系：（1）S=nh（S-绳子移动端移动的距离；n-绳子的股数；h-物体移动的距离）（2）V动=nV物（V动-动力引动的速度；V物-物体移动的速度）（3）F=G物+G动n （G物-物体的重力；G动-动滑轮的重力）（忽略绳重和摩擦力）（4）G物=nF-G动；G动= nF-G物。 例题精选如图所示，利用滑轮组将一重为9N的物体在2s内匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。则动滑轮重 N；拉力移动的速度为 m/s。【答案】3 0.15【解析】由图可知：与动滑轮相联系的绳子股数为n=3,分析题意有：G物=9N，

13、t=2s,h=10cm ,F=4N。不计一切摩擦和绳重，有：G动=nF-G物=34N-9N=3N。物体上升的速度：V物= ht = 10cm2s = 5cm/s；拉力移动的速度为V拉=nV物=35cm/s=15cm/s=0.15m/s。【提分秘诀】牢记常见物理量的计算公式。也可以根据功的原理分析：使用任何机械都不能省功，费多少倍的力就会省多少倍的距离；省多少倍的距离就会费力多少倍的力。抢分秘练1.（2020巴中10）如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力大小错误的是（） A.F1=G B.F2=G/3 C.F3=G/2 D.F4=G/2【答案】C【解

14、析】A由图像可知L1=L2，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得F1=G，A正确。B由图像可知滑轮组n=3，则F2=G/3，B正确。C由图像可知动滑轮动力作用在轴上，F3=2G,C错。D不计机械自重和摩擦，斜面为理想斜面，满足FL=Gh，即F4=G/2,D正确。选C。2.（2020滨州市）如图所示，重的物体在水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左匀速直线运动了，滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是（）A. 拉力F做的功为B. 物体与地面间的滑动摩擦力为C. 额外功的功率为D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低【答案】BC【解析

15、】【详解】A物体移动距离s物=v物t=0.1m/s20s=2m，由图可知：n=3，则绳子自由端移动的距离：s=3s物=32m=6m，拉力F做的功W总=Fs=100N6m=600J。A错。B有用功：W有=W总=600J60%=360J， 物体与地面间的滑动摩擦力：f= W有s物 = 360J2m = 180N。B正确。C额外功W额=W总-W有=600J-360J=240J，额外功的功率：P= W额t = 240J20s =12W。C正确。D若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，故增大了有用功，所以在额外功不变的情况下，滑轮组的机械效率变大，D错。选BC。3.（2020成都市）如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数g取10N/kg。下列结论正确的是（）A. 动滑轮的重力为9NB. 第2s内拉力F的功率为40WC. 此装置最多能匀速运载80N的货物D. 此装置提升重物的最大机械效率为85%【答案】BC【解析】A由图丙可知：在12s内物体匀速运动，图乙可知：拉力为10