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2023年中考物理复习专题
杠杆 滑轮
1.杠杆
（1）定义：在力的作用下能绕着______转动的硬棒叫做杠杆。
（2）五要素
①支点O：杠杆绕着______的固定点。
②动力F1：使杠杆转动的力。
③阻力F2：______杠杆转动的力。
④动力臂l1：从支点O到动力F1_________的距离。
⑤阻力臂l2：从支点O到阻力F2_________的距离。
固定点
转动
阻碍
作用线
作用线
（3）杠杆的平衡
①平衡状态：当杠杆在动力和阻力作用下______时，杠杆处于平衡状态。
②平衡条件：动力×动力臂=_________________，用公式表示为__________。
静止
阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂关系 l1_____________l2 l1____________l2 l1___________l2
力的关系 F1____________F2 F1____________F2 F1_________F2
特点 省力，但______距离 费力，但______距离 不省距离，也不费距离
应用实例 羊角锤、起瓶器等 筷子、钓鱼竿、镊子等 天平、定滑轮等
（4）杠杆的分类
>
费
<
省
<
>
=
=
2.滑轮
（1）定滑轮
①定义：轴的位置__________的滑轮叫定滑轮。
②特点：使用定滑轮不省力，但可以改变动力的______。
③实质：定滑轮相当于一个______杠杆，动力臂______阻力臂。
（2）动滑轮
①定义：轴随重物__________的滑轮叫做动滑轮。
②特点：使用动滑轮可以______，但不能改变动力的方向。
③实质：动滑轮相当于一个______杠杆，动力臂______阻力臂。
固定不动
方向
等臂
等于
一起运动
省力
省力
大于
（3）滑轮组
①结构：由定滑轮和动滑轮按照一定的方式组合而成。
②特点：使用滑轮组既可以省力又可以改变__________。
③滑轮组竖直放置且不计绳重与摩擦时，拉力F与物重的关系：F＝（n为动滑轮上承担物重的绳子段数）。
力的方向
3.其他简单机械
（1）轮轴：由轮和轴组成，是一种可以________的简单机械。生活中常见的轮轴有门把手、汽车的方向盘等。
（2）斜面：坡度越小越_______，如盘山公路、螺丝钉等都应用了斜面省力的特点。
省力
省力
考点1 杠杆作图
考点2 杠杆的平衡条件及其应用
考点3 杠杆的分类
考点4 滑轮 滑轮组
考点1 杠杆作图
抢分攻略
1.力臂是支点到力的作用线的距离，力臂过支点且与力的作用线垂直。常见的错误认识有“支点到力的作用点的距离为力臂”以及“力臂一定在杠杆上”。
2.力臂作图的基本步骤：①找点（支点）；②画线（力的作用线，必要时用虚线将力的作用线延长）；③画垂线段（从支点向力的作用线作垂线，画出垂足）；④标符号。
3.最小动力作图：最小动力对应最长的动力臂（已知动力的作用点时，交点到该作用点的距离为最长动力臂），根据力与力臂垂直和杠杆的平衡确定力的方向。
例1（2021·广西百色）如图13-1所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1及其力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。
【题后总结】在阻力与阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，根据图示确定最长的动力臂，然后作出最小的动力。
如答图13-1所示
1.（2022·江苏苏州）在图13-2中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置时的最小力F。
如答图13-2所示
考点2 杠杆的平衡条件及其应用
1.解题依据：F1l1=F2l2，知道其中任意三个物理量，可求出第四个物理量。
2.若F1l1≠F2l2，则杠杆将向力与力臂的乘积较大的一边倾斜。
3.动态分析：①保持支点某一侧的力和力臂不变，杠杆始终平衡，改变另一侧的力或力臂，此时要抓住力与力臂的乘积不变（f × l=常量）的特点进行分析；②用杠杆提升重物时，要抓住重力的方向不变的特点分析力与力臂乘积的变化情况。
例2图（2022·广西玉林）如图13-3所示，杠杆处于水平平衡状态。若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，则杠杆（ ）
A.仍然平衡 B.右端下降
C.左端下降 D.匀速转动
【解析】由杠杆的平衡条件可知F1l1＝F2l2。在杠杆的左右两侧各增加一个质量相同的钩码时，2L×（3＋1）G＜（2＋1）G×3L，杠杆右端下降。
B
【题后总结】根据杠杆平衡条件，原来处于平衡状态的杠杆，当其动力、动力臂、阻力、阻力臂中的某几个量发生变化时，杠杆将向力与力臂的乘积较大的一侧倾斜。
2.（2022·广西百色）如图13-4所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150 N的物体，拉力F沿水平方向，当θ=45°时，拉力F= _______N。若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将_______（选填“变大”或“变小”）。
【解析】θ＝45°时，拉力的方向沿水平方向，阻力来自物体所受的重力，阻力的方向沿竖直方向。根据等腰直角三角形的知识可知，F的力臂与阻力的力臂是相同的，根据 杠杆的平衡条件可知，动力等于阻力，所以F＝G＝150 N。若保持拉力沿水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到题图中虚线位置，此时动力臂变小，阻力臂变大，在阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件可知，拉力将变大。
2.（2022·广西百色）如图13-4所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150 N的物体，拉力F沿水平方向，当θ=45°时，拉力F= _______N。若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将_______（选填“变大”或“变小”）。
150
变大
3.（2021·广西北部湾经济区）图13-5是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是 （ ）
A.支点不动，脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
D
考点3 杠杆的分类
抢分攻略
1.根据动力臂与阻力臂的大小关系判断杠杆的类型。例如：根据支点相对位置的不同，剪切工具可分为省力的剪钳（支点靠近物体）和费力的裁纸剪刀（支点靠近手）。
2.根据使用目的判断杠杆的类型。例如：人使用剪钳是为了夹断坚硬的物体，故剪钳为省力杠杆；而纸张硬度较低，人在裁纸时为灵活方便需要省距离，故裁纸剪刀为费力杠杆。
3.省力杠杆付出的“代价”是费距离，费力杠杆得到的“回报”是省距离，省力与省距离不可 兼得。
例3（2022·广西北部湾经济区） 下列各种工具，正常使用时省力的是 （ ）
B
【题后总结】确定杠杆的类型时要先明确支点、动力和阻力，然后根据动力臂和阻力臂的大小关系进行判断。
4.（2022·广西贺州）下列四种工具中，属于省力杠杆的是 （ ）
C
考点4 滑轮 滑轮组
抢分攻略
1.使用动滑轮可以省力，使用定滑轮可以改变动力的方向。
2.滑轮组的绕线：知道拉力方向可以从绳端自外往内绕；若要最省力，则连接在动滑轮上的承重绳子的段数n最多。
3.忽略绳重和摩擦时，滑轮组动力F＝，n为承重绳子的段数；若再忽略动滑轮的重力，则F＝。
4.作图：最省力的滑轮绕线要注意符合实际，如人站在地面拉绳子提升重物到高处时，拉力必须向下。
例4（2019·广西百色）如图13-6所示，用由相同滑轮组成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A.F甲=F乙
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组做的额外功较多
【解析】题图甲中n甲＝2，不计绳重和摩擦，有F甲＝；题图乙中n乙＝3，不计绳重和摩擦，有F乙＝，则F甲＞F乙，选项A错误。题图甲中v绳＝ n甲v物＝2v物，题图乙中v绳′＝n乙v物＝3v物，则v绳＜v绳′，选项B错误。P==Fv=nFv物，即题图甲中拉力的功率P甲＝2F甲v物=（G动＋G物）v物，题图乙中拉力的功率P乙＝3F乙v物=（G动+ G物）v物，则P甲=P乙，选项C正确。不计绳重和摩擦，甲、乙滑轮组将物体提升相同高度h，做的额外功都是提升动滑轮所做的功，即W额1＝W额2=G动h， 选项D错误。
参考答案：C
5.（2022·广西贺州）如图13-7所示的滑轮为________（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩擦，用竖直向上的拉力F= _______N，可以匀速提升滑轮下重为100 N的物体。
动
50
6.（2022·广西河池）画出如图13-8所示的滑轮组最省力的绕线方法。
如答图13-3所示
实验 探究杠杆的平衡条件
实验 探究杠杆的平衡条件
实验装置
实验方法 （1）调节平衡螺母，使杠杆水平平衡
（2）在杠杆两侧挂上不同数量的钩码（每个钩码质量相同），移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，记录动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2
（3）改变阻力F2和阻力臂l2的大小，相应调节动力F1和动力臂l1的大小，再做几次实验
（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的方法使杠杆平衡，记录F1、F2、l1、l2的数值
（5）将各组数据中的力与力臂进行相乘或相除，看看计算结果有什么规律，进而归纳得出杠杆平衡的条件
续表
续表
注意事项 （1）实验前要调节平衡螺母，使杠杆水平平衡
（2）实验中不能调节平衡螺母
（3）为得到普遍性规律，须改变所悬挂钩码的数量和位置进行多次测量
实验结论 杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2
续表
评估交流 （1）实验前调节杠杆水平平衡的目的：使杠杆的重心在支点处，消除杠杆自重对实验的影响
（2）实验前调节杠杆水平平衡时，调节平衡螺母的方法：左高左调、右高右调
（3）实验时使杠杆在水平位置静止，目的是便于测量力臂
续表
深入拓展 （1）进行多次实验的目的是寻找普遍性规律
（2）杠杆在水平位置平衡时，若同时将两侧钩码悬点
向外或向内移动相同的距离，或同时取下左右两侧相同数量的钩码，可通过“力与力臂乘积的变化量”来判断哪一侧下沉
（3）用弹簧测力计代替杠杆一侧所挂的钩码，当弹簧测力计由竖直方向拉变成倾斜方向拉时，要使杠杆仍保持平衡，弹簧测力计的示数会变大，这是因为拉力的力臂变小
例（2021·广西桂林）以下是小桂“探究杠杆的平衡条件”的实验。
（1）实验前，杠杆静止时如图13-9所示，接下来小桂应将平衡螺母向______端调节，使杠杆处于水平平衡状态。
（2）调节好后，小桂在杠杆两边挂上不同数量的钩码，并不断调节悬挂位置直至杠杆在______位置平衡，将实验数据记录在下表后，分析得出杠杆的平衡条件：_________________________。
左
水平
动力×动力臂=阻力×阻力臂
不科学
（3）小桂仅凭一组实验数据就得出结论的做法是否科学？ 答：___________。
不科学
拓展考问
在上例实验中：
（1）实验前，调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是________（填字母代号）。
A.便于测量力臂
B.便于悬挂钩码
C.消除杠杆自重的影响
C
（2）用如图13-10所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡（杠杆上每格等距），但老师却往往提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该方式______（填字母代号）。
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.无法测量力臂
D.力和力臂的数目过多
D
基础巩固
能力提升
拓展延伸
基础巩固
1.（2021·内蒙古赤峰）升国旗时，旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。旗杆上端定滑轮的作用是 （ ）
A.省力 B.省功
C.费力 D.改变力的方向
D
2.（2022·湖南邵阳）某天，“生物”和“物理”两位大师在一起进行体育锻炼。“生物”大师伸出健硕的手臂对“物理”大师说：“看，我能提起很重的物体哦！”“物理”大师竖起大拇指说：“真厉害！其实，你的前臂就是物理学中的一根杠杆（如图B13-1所示）。”关于这根杠杆在提起重物的过程中，下列分析合理的是（ ）
A.前臂杠杆的支点O在肘关节处
B.肱二头肌给桡骨的力 F1是阻力
C.重物给前臂的力 F2是动力
D.前臂是一根省力杠杆
A
3.（2022·上海）用如图B13-2所示的滑轮沿竖直方向提起一重为20 N的物体A，滑轮处于静止状态，相当于一个_______杠杆，力F的大小为_______N，此时物体A所受到的合力大小为_______N。（不计滑轮重及摩擦）
省力
10
0
4.（2022·黑龙江鸡西）周末，小刚去湖边钓鱼，钓到鱼后他将鱼拉出水面，如图B13-3所示，鱼线对鱼的拉力和鱼对鱼线的拉力是一对________力；小刚使用钓鱼竿时，钓鱼竿是一个 _______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。
相互作用
费力
5.（2021·广东）用如图B13-4甲所示的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图B13-4乙所示。反映绳子自由端运动的图线是______（选填 “A”或“B”），动滑轮重为______N。
A
40
6.（2021·广西柳州）请画出图B13-5中力F的力臂L。
如答图B13-1所示
7.（2022·山西）如图B13-6甲所示，清明假期，亮亮同学回到老家，看到工程队正在施工埋电线杆，进行电网改造。亮亮发现他们挖的坑形状很特别，如图B13-6乙所示。工程师告诉亮亮这种坑不仅省力，还能缩短移动的距离。要把图B13-6乙中的电线杆竖立到坑内，请你画出作用在杆上A点的最小力及其力臂。
如答图B13-2所示
8.（2021·广西河池）如图B13-7所示，某同学用轻质杠杆做“探究杠杆平衡条件”的实验，杠杆刻度均匀，每个钩码重0.5 N。
（1）实验前，杠杆如图B13-7甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______调节。
（2）如图B13-7乙所示，在B点用弹簧测力计向下拉，使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将______。
（3）如图B13-7丙所示，该同学用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，则弹簧测力计的示数为______N。
8.（2021·广西河池）如图B13-7所示，某同学用轻质杠杆做“探究杠杆平衡条件”的实验，杠杆刻度均匀，每个钩码重0.5 N。
（1）实验前，杠杆如图B13-7甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，则应将平衡螺母向______调节。
右
（2）如图B13-7乙所示，在B点用弹簧测力计向下拉，使杠杆仍在水平位置平衡。当弹簧测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将______。
（3）如图B13-7丙所示，该同学用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，则弹簧测力计的示数为______N。
变大
4
能力提升
9.（2022·浙江丽水）如图B13-8是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（ ）
A.将a点向左移
B.将b点向右移
C.换一个质量较小的秤砣
D.将a、b点都向左移相同的距离
【解析】将a点向左移，阻力臂增大，动力臂和动力不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故A错误；将b点向右移，阻力臂增大，动力不变，动力臂变小，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故B错误；换一个质量较小的秤砣，阻力臂不变，动力变小，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知，阻力变小，称量的最大质量变小，量程变小，故C错误；将a、b点都向左移等长距离，杠杆右边长度变大，阻力臂不变，
动力臂变大，动力不变，由杠杆平衡条件可知，
阻力变大，所称量物体的质量变大，量程变大，
故D正确。
参考答案：D
10.（2021·江苏镇江）如图B13-9所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA=AB，用细线将重物悬挂在A点，在B点施加竖直向上的拉力F，则在保持杠杆水平静止的情况下 （ ）
A.拉力F的大小为物重的2倍
B.当悬挂点左移时，F将减小
C.若F改为沿图中虚线方向，F将增大
D.若物重增加2N，F的大小也增加2N
【解析】题图中动力臂的长度为阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，动力为阻力的一半，故选项A错误。当悬挂点左移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，故选项B错误。保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故选项C正确。若物重增加2N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为2N×＝1N，故选项D错误。
参考答案：C
11. （2020·广西河池）如图B13-10所示，轻质木杆AC可以绕O点转动，AB∶OB=4∶1，A端挂着重为300 N的物体G。为了使木杆保持水平位置平衡，且物体G对水平地面的压力为100 N，需要在B点施加竖直向下的力的大小为 （ ）
A.400N B.600N
C.800N D.1200N
B
【解析】根据力的平衡条件知，A点受到绳子向下的拉力为FA＝G－F支＝300 N－100 N＝200 N，根据杠杆平衡条件有FA×OA＝F×OB，由题意知OA∶OB＝3∶1，可得F＝3FA＝ 3×200 N=600 N。
12.（2022·江苏泰州）如图B13-11所示，工人用动滑轮提升重为800 N的物体，所用拉力为F，物体以0.2 m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦。求：
（1）物体在10 s内上升的高度。
（2）工人对绳端的拉力。
（3）当被提升的物重增大为 1 000 N时，工人对绳端的拉力。
解：（1）由题意知，物体上升速度为 0.2 m/s，物体在 10 s 内上升的高度为h＝vt＝0.2 m/s×10 s＝2 m
（2）工人使用的是动滑轮，承担物重的绳子段数n＝2，
由η＝＝＝可得，工人对绳端的拉力为
F＝ = =500 N
（3）不计绳重和摩擦，由nF＝G＋ G动可得，动滑轮的重力为
G动=nF－G=2×500 N－800 N=200 N，
当提升物重为
G′＝1 000 N 时，工人对绳端的拉力为
F′=（ G′＋ G动）
=×（1 000 N+200 N）＝600 N
拓展延伸
13.（2022·四川遂宁）码头上的工作人员，利用如图B13-12所示的杠杆将一桶淡水从地面转移到船上（杠杆始终保持水平）。挂在A端的桶重100 N，内部底面积为600 cm2，桶内装有800 N的水，水深1 m。重600 N的工作人员用绳子竖直拉住B端，工作人员的脚与地面
的接触面积为 300 cm2，OA∶OB=1∶3。下列计算结果
错误的是（ ρ水=1.0× 103 kg/ m3，g取10 N/kg）（ ）
A.水对桶底的压强为1.0× 104 Pa
B.水对桶底的压力为600 N
C.人对地面的压力为375 N
D.人对地面的压强为1.0× 104 Pa
【解析】水对桶底的压强p＝ ρ水gh＝1.0× 103 kg/ m3×10 N/kg×1 m＝1.0× 104 Pa，A正确；由p＝可得，水对桶底的压力 F＝pS＝1.0× 104 Pa×600× 10－4 m2＝600 N，B正确；由杠杆平衡条件可得，
G总×AO＝ F拉×OB，则 F拉=＝
＝300 N，人对地面的压力
F压=G－ F拉=600 N–300 N=300 N，C错误；
人对地面的压强 p′=＝=1.0× 104 Pa，
D正确。
参考答案：C

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