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(共52张PPT)
考点三 力学
第11讲 简单机械
2024年中考复习专题
考点梳理
1
素材应用
2
重点突破
3
实验剖析
4
真题试做
5
目录
考点梳理
1
考点1
对杠杆的认识及平衡条件
考点2
杠杆的分类
考点3
滑轮
考点1
·核心考点梳理·
概念 在力的作用下能绕着 转动的硬棒叫做杠杆 五要素 支点 杠杆可以绕其转动的点,如图中的O点
(HK八年级P185)
动力 使杠杆转动的力,如图中的F1 阻力 阻碍杠杆转动的力,如图中的F2 动力臂 从支点O 到 的距离,如图中的___ 阻力臂 从支点O 到 的距离,如图中的___ 杠杆平衡 杠杆静止或绕支点匀速转动时,我们就说此时杠杆处于平衡状态 平衡条件 动力×动力臂= ,用字母表示为__________ 固定点
对杠杆的认识及平衡条件
动力作用线
l1
阻力作用线
l2
阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的大小 l1 l2 l1 l2 l1 l2
力的大小 F1 F2 F1 F2 F1 F2
特点 省力但_______ 费力但_______ 不省力也不省距离
>
考点2
杠杆的分类
<
=
<
>
=
费距离
省距离
续表
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
应用 以下几种物品,在使用过程中,属于省力杠杆的是 ,属于费力杠杆的是 ,属于等臂杠杆的是___ a b c d e a、c
d
b、e
考点3
滑轮
定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图
概念 轴的位置固定不动的滑轮 轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮 由定滑轮和动滑轮组合而成的装置 实质 _____杠杆 _____杠杆 — 省力
等臂
定滑轮 动滑轮 滑轮组 特点 ____省力,但是能改变_________ ___省力,但是_____改变力的方向 既 省力,又 改变力的方向 n（承担物重的 绳子段数） n =1 n =2 n =2 n =3
绳端移动距离（s）与物体移动距离（h）的关系 s =h s = h s = h s = h
拉力（F）和重力（G）的关系（忽略绳重及摩擦） F =___ F =_________ F =_______ F =_______
续表
力的方向
能
不能
能
能
2
不能
2
3
G
(G +G动)
(G +G动)
(G +G动)
确定承担物重的绳子段数n的方法:在动滑轮与定滑轮之间画一条水平虚线,与动滑轮相连的绳子段数即为承担物重的绳子段数。
满分技法
1.我们在生活中利用杠杆都是为了省力。 ( )
2.赛艇的桨是费力杠杆。 ( )
3.天平、杆秤、跷跷板都属于杠杆。 ( )
4.动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆的总长。 ( )
5.镊子是一个省力杠杆。 ( )
6.天平是一个等臂杠杆。 ( )
7.使用滑轮组既能省力又能省距离。 ( )
8.使用动滑轮一定可以省一半的力。 ( )
×
√
·易错速判·
√
×
×
√
×
×
素材应用
2
应用1
杠杆的类型及应用
应用2
滑轮组的特点及应用
1.指甲剪是常用的生活用具,如图所示的指甲剪包含有 个杠杆,_____是省力杠杆; 是费力杠杆。(后两空用图中所标字母填空)
(RJ八下P80)
应用1
杠杆的类型及应用
3
2
3
1
ABC
OBD、OED
2.如图所示,独轮车车斗和车内的货物受到的总重力G =900 N,此重力作用在A点,车轴O 为支点,该独轮车是一个 杠杆,工人师傅推独轮车时,人手向上的力F = N,为了更省力,工人师傅可以采取的措施是将____
_______________________。
(HK八年级P190)
省力
2
3
1
225
手向
车把末端移动(合理即可)
3.人体很多关节可以看作由肌肉和骨骼组成的杠杆模型。如图所示,人的前臂可以看成是以 为支点的杠杆,当手托物体曲肘时,胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力,物体对前臂施加一个阻力。前臂相当于一个 杠杆;假设小臂的长度为0.3 m,水平托起一个重为20 N的铅球,动力臂为5 cm,则肱二头肌对前臂的拉力为 N(不考虑此杠杆模型自重及摩擦)。
肘关节
2
3
1
费力
120
4.如图所示的是使用简单机械的情景,图甲中滑轮的轴固定不动,是一个___滑轮,它的优点是可以 ;图乙中滑轮的轴可以随被吊物体一起运动,是一个 滑轮,此滑轮可以 。
甲 乙
(RJ八下P82)
滑轮组的特点及应用
应用2
定
4
5
改变力的方向
动
省力
5.高速铁路的输电线,无论冬夏都绷得直直的,以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂4个相同的坠砣,每个坠砣质量为20 kg,不计滑轮和钢绳自重及摩擦,输电线A端受到的拉力大小为 N。若5 s内坠砣串下降了30 cm,则输电线A端向左移动的速度为 m/s。(g 取10 N/kg,不考虑钢绳的热胀冷缩)
1600
4
5
0.03
实验剖析
3
实验
探究杠杆的平衡条件
实验器材 及作用 带刻度的杠杆(测量动力臂和阻力臂的长度)、弹簧测力计、细线、相同的钩码若干(改变动力和阻力的大小)
实验装置
甲 乙
实验1
探究杠杆的平衡条件(2022版课标要求)
·实验梳理·
续表
实验注意事项 1.选择杠杆中点为支点的原因:消除杠杆 对实验的影响
2.杠杆平衡状态的判断: 或 的杠杆处于平衡状态
3.实验前调节杠杆水平平衡:通过调节平衡螺母,左高向 调,右高向___调,实验过程中 (选填“能”或“不能”)调节平衡螺母
4.调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于测量_____
实验结论 动力×动力臂=阻力×阻力臂,即 (如图甲所示)
自重
静止
匀速转动
左
右
不能
力臂
F1l1=F2l2
续表
实验分析 1.能直接说明“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”是错误结论的操作:将弹簧测力计由竖直拉改为斜着拉
2.如图乙所示,弹簧测力计从竖直拉杠杆到倾斜拉杠杆的过程中,弹簧测力计的示数变化情况:拉力的力臂变 ,弹簧测力计的示数变___
交流与 反思 1.将钩码换成弹簧测力计的好处:可以直接测出 ,实验操作更方便
2.测量多组实验数据的目的:避免实验的偶然性,使结论具有普遍性
3.杠杆偏转方向判断:若F1l1≠F2l2,哪边乘积大,杠杆哪边下沉
4.不能得出正确实验结论的原因:杠杆的支点未在杠杆中点处;杠杆未处于水平平衡状态就读取力臂
大
拉力的大小
小
·典例精练·
小红利用如图1所示的装置来“探究杠杆的平衡条件”。
甲 乙 丙 丁
图1
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,此时我们常把杠杆的平衡螺母向 调,直至杠杆在 位置平衡,这样操作的目的是 。
右
水平
便于测量力臂
(2)如图乙所示,在A点挂2个质量均为50 g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为 N。(g取10 N/kg)
(3)如图丙所示,保持A点所挂钩码的数量和位置不变,将弹簧测力计绕B点从a位置缓慢转到b位置,杠杆始终保持水平平衡,在此过程中观察到拉力F逐渐变大,请你说明理由:________________________________________
______________________________________________________________
________________________________。
1.5
将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置的过
程中,钩码的重力不变,其阻力臂OA不变,即阻力与阻力臂的乘积不变,
而动力臂逐渐减小,动力F 逐渐增大
(4)当竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丁所示,此过程中,弹簧测力计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)实验中小红改变钩码的个数和位置进行了多次实验,以下实验与本次实验目的不相同的是 (填选项字母)
A.“用刻度尺测物体的长度”时要多次测量求平均值
B.“探究平面镜成像特点”时要多次改变物距
C.“用电压表和电流表测量导体的电阻”时测量多组电压和电流值
D.“探究串联电路中电流特点”时换用不同灯泡多测几组数据
不变
AC
(6)实验后,小丽想到爸爸利用如图甲所示的工具抬起大花盆。为了抬起花盆时更省力,她建议爸爸将支架适当向 (选填“左”或“右”)移动一些距离。
甲 乙
图2
右
(7)小红利用杠杆原理,仅用小小的弹簧测力计就和爸爸一起测出了一头小象的质量。测量时用一根长为12 m的槽钢作为杠杆,如图乙所示,吊钩固定于槽钢的中点O。当槽钢水平静止时,弹簧测力计的示数F1为100 N。测得l1为6 m,l2为4 cm。不计铁笼的质量,小象的质量是 t。(g 取
10 N/kg)
1.5
(8)实验结束后,小红提出了新的探究问题:若支点不在杠杆的中点,杠杆的平衡条件是否仍然成立 于是小组同学利用如图3所示的装置进行探究,发现在杠杆左端的不同位置,用弹簧测力计竖直向上拉,使杠杆处于水平平衡状态时,测出的拉力大小都与杠杆的平衡条件不相符,其原因是 。
图3
杠杆自重对平衡产生了影响
（2018~2023）
真题试做
4
判断杠杆的类型
命题点2
命题点1
杠杆作图
命题点3
杠杆平衡条件的应用
命题点1
杠杆作图
(1)作图规范:
①力的反向延长线部分要用虚线。
②力臂用实线加双箭头或虚线加大括号表示。
(2)力臂作图:
(3)最小力作图:
支点和动力作用点（杠杆上距 过动力作用点最长的力臂的
支点最远的点）之间的线段 垂线，并确定动力的方向
方法指导
第一步：找支点，一般是图中的O点
第二步：找力的作用线，根据情况确定是否反向延长
第三步：过支点作力的作用线的垂线段
第一步：找最长动力臂
第二步：作最小力
1. (力臂作图)如图所示的是一种抽水马桶水箱自动上水装置的示意图。当水箱内的水达到一定高度时,浮标带动杠杆AOB压住入水口,停止上水。请在图中画出动力F1、阻力F2和动力臂l1。
补充考法
1
2
F1
F2
l1
2. (最小力作图)(2023四川成都)植树节当天,学校初二年级开展植树活动。同学们分工合作,如图甲所示,小高正在用铁锹铲土。将铁锹视为杠杆,O为支点,请在图乙中画出:
甲 乙
(1)手在A处施加的最小动力F的示意图。
(2)F的力臂l。
1
2
l
F
3.(2018贵阳8题,3分)人们运用不同的简单机械来辅助工作,正常使用
下列简单机械时说法正确的是( )
A.筷子可以省距离　
B.所有剪刀都一定省力
C.定滑轮可以省力
D.撬棒越短一定越省力
判断杠杆的类型(6年4考)
命题点2
A
5
6
4
3
4.(2020贵阳9题,3分)撬棒是人们在劳动中运用杠杆原理的工具。如图所示的是工人利用撬棒撬动大石头的情景,撬棒上O点为杠杆的支点。下列分析正确的是( )
A.此时撬棒为等臂杠杆
B.运用此撬棒的主要目的是省力
C.力F 的作用点靠近O点会更省力
D.运用此撬棒的主要目的是省距离
5
6
4
3
B
5.(2023贵州9题,2分)工具的发明制造为生产、生活提供便利,如图所示的工具在使用中都是为了 (选填“省力”或“省距离”)。
5
6
4
3
省力
6.(2021贵阳15题,2分)如图所示,独轮车是我国古代优秀的科技发明成果,若车总重为300 N,与水平地面接触的总面积为3×10-3 m2,则它对地面的压强为 Pa;将车把向上抬起时,独轮车可视为绕O点转动的 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
5
6
4
3
105
省力
杠杆平衡条件的应用(6年3考)
命题点3
7.(2019贵阳10题,3分)如图所示的是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,下列分析正确的是( )
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大
B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂作用力的力臂不断增大
D.钢绳对吊臂作用力的力臂不断减小
9
10
8
7
D
8. (2022贵阳12题,3分)(多选)如图所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用细线将铁锤悬挂在光滑的尺子上,锤柄末端紧贴尺面,尺子一端置于水平桌面边缘O点处,整个装置恰好处于平衡状态。若尺面水平且不计尺子和细线所受重力,下列说法正确的是( )
A.尺子可以视为能绕O点转动的杠杆
B.细线对铁锤的拉力与铁锤所受重力是一对平衡力
C.细线对尺子的拉力大于锤柄末端对尺子的作用力
D.尺子与铁锤组成的整体,其重心在O点的正下方
9
10
8
7
ACD
9.(古代工艺)如图为用于古代战场的一种军事武器——抛石车,炮架上方横置一个可以转动的轴,固定在轴上的长杆称为“梢”,
人拉炮索,弹兜里边的石弹就会被抛出,下列相关
说法正确的是( )
A.抛石车装置是省力杠杆
B.弹兜所装石块质量越大,拉炮索的力越小
C.弹兜所装石块质量一定时,竖直向下拉炮索用力最小
D.拉动相同质量的石块时,炮轴离炮索越远,拉炮索的力越小
创新考法
9
10
8
7
CD
10. 如图所示,粗细均匀的直尺AB,将中点O 支起来,在B 端放一支蜡烛,在AO 的中点C 处放两支蜡烛,三支蜡烛完全相同,此时直尺保持平衡;若将三支蜡烛同时点燃,且它们的燃烧速度相同,在燃烧过程中,直尺 (选填“能”或“不能”)保持平衡。
9
10
8
7
能
素养综合训练
1.(2023青海)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A.扳手 B.手钳 C.核桃夹 D.镊子
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
基础过关
D
2.(2023四川乐山)李青同学在实验操作考试中进行“探究杠杆平衡条件”的操作,完成杠杆调平后,给杠杆两侧挂上不同数量的钩码。已知每个钩码的重力都相同,其中能让杠杆在水平方向平衡的是( )
A B C D
D
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
C
3.如图所示,分别用滑轮和滑轮组匀速提升同一重物时,所用拉力分别为F1、F2、F3、F4。若不计绳重、动滑轮重及摩擦,则下列关系式正确的是( )
A.F1F2>F3>F4 C.F410
9
8
7
6
5
4
3
2
1
C
4. (2023四川广元)如图所示,杠杆OBA可绕O点在竖直平面内动,OB=2BA,在B点悬挂一个重10 N的重物,在A点施加竖直向上的动力F,使杠杆OBA水平平衡(杠杆重力及摩擦均忽略不计),下列说法
正确的是( )
A.在A点施加竖直向上的力F1时,该杠杆是费力杠杆
B.作用在A点的力F1的大小为5 N
C.如果重物的悬挂点B向O点移动,要使杠杆水平平衡,F1应变小
D.若将作用于A点的力F1变为图中F2,要使杠杆水平平衡,F2应小于F1
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
225
5.工人用如图所示的滑轮组来提升货物,已知货物重 400 N,每个滑轮重50 N,若物体在 10 s 内被提升了6 m,不计绳重和摩擦,则拉力F是____N,绳自由端移动的速度是 m/s。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1.2
质量
6.杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的,是测量物体 的工具。如图所示,若秤砣的质量为0.75 kg,20AO =BO,该秤最多能称量 kg的物体(不计秤杆、秤钩的质量),若杆秤的秤砣磨掉一些,则称得物体的质量比物体真实质量 (选填“偏大”或“偏小”)。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
15
偏大
7.(2023湖南衡阳)桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具,是杠杆的一种应用,如图甲所示。图乙是桔槔的简化示意图,请在图乙中作出水桶所受重力示意图,并画出动力的力臂l1。
甲 乙
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
G
l1
8.(2023黑龙江哈尔滨)小丽学习了滑轮的知识后,想利用滑轮组设计一个升降装置,自己把物体吊上楼来,请你画出最省力的绕线方式和物体所受重力的示意图。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
G
答：行李箱的下部装有滚轮,其目的是用滚动代替滑动来减小摩擦。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
(2)拉行李箱的时候拉出拉杆的作用。
答：把行李箱看成杠杆,轮子是支点,行李箱的动力臂大于阻力臂,行李箱
是省力杠杆,拉行李箱的时候要拉出拉杆,拉出的杆越长,动力臂越长,越
省力。
9.现代生活中我们常常使用行李箱装东西,如图所示的是一个行李箱,行李箱的下部装有滚轮,拉行李箱的时候要拉出拉杆。请运用物理知识解释:
(1)行李箱的下部装有滚轮的目的。
右
10.(2023内蒙古通辽)如图所示的是某实验小组探究杠杆平衡条件的实验装置(杠杆刻度均匀,每个钩码重0.5 N)。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
甲 乙 丙
(1)挂钩码前,杠杆如图甲所示。此时正确的操作是向 (选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母,使杠杆在水平位置平衡。
左
(2)接下来,在A、B 两处挂上如图乙所示的钩码后,杠杆重新在水平位置平衡,若将A处的钩码拿掉一个,要使杠杆在水平位置再次平衡,则应将B 处所挂钩码向 (选填“左”或“右”)移动 个格。
(3)某同学用弹簧测力计替代钩码,首先在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一定角度至图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆始终在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐 (选填“变大”或“变小”),原因是 。
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2
变大
阻力和阻力臂不变,动力臂逐渐变小,动力逐渐变大
能力提升
非平衡
11.如图甲所示,小明将空吊篮提升到高处,拉力F　随时间t变化的图象如图乙所示,空吊篮上升的v -t图象如图丙所示,动滑轮重20 N,在 0～1 s内空吊篮处于 　　　(选填“平衡”或“非平衡”)状态,空吊篮重为　　N(忽略绳重、摩擦和空气阻力);若绳子能承受的最大拉力为120 N,则吊篮最多能装货物的质量为　　kg。(g取10 N/kg)
甲 乙 丙
11
30
19
创新演练
小于
12.(2023河北)在均匀直尺的中央挖一小凹槽,把一个薄金属片一端插入橡皮中,另一端支在直尺的凹槽内制成一个简易“天平”。静止时直尺水平平衡。在直尺的两侧各放一个相同的小盘,在小盘中倒入质量不等的大米和小米,调整小盘在直尺上的位置,使直尺再次水平平衡,如图所示。由图可知,大米的质量 　　(选填“大于”或“小于”)小米的质量。F是左盘对直尺施加的力,请在图中画出F的力臂。现向左盘中再加入少量大米,写出一种能够使直尺恢复平衡的方法:　　　　　　　　　　　　　。
12
向右盘中加入小米(合理即可)

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