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(共54张PPT)
第十四讲　简单机械
第一课时　杠杆　滑轮
(5年8考,2~8分)
梳理主干 速记速填
实验探究 素养提升
高频考点 疑难突破
云南三年真题 两年模拟
全国中考 真题集训
梳理主干 速记速填
一、杠杆
1.定义:在力的作用下能绕着____________转动的一根硬棒。
2.五要素:
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点O。
(2)动力:使杠杆转动的力F1。
(3)阻力:__________杠杆转动的力F2。
(4)动力臂:从支点到________________的距离l1。
(5)阻力臂:从支点到________________的距离l2。
3.平衡状态:杠杆静止或匀速转动, 我们就说此时杠杆处于平衡状态。
4.杠杆的平衡条件:_____________。
　固定点　
　阻碍　
　动力作用线　
　阻力作用线　
　F1l1=F2l2　
5.生活中的三类杠杆:
杠杆 力臂 力 特点 应用
举例
省力杠杆 l1___l2 F1费力杠杆 l1F2 ___________ 船桨
等臂杠杆 l1=l2 F1___F2 不省力 也不费力 _____
省力费距离
费力省距离
天平
>
=
【名师点拨】(1)杠杆可直可弯,但一定是硬棒。
(2)杠杆一定有固定不动的支点。
(3)杠杆的力臂是支点到力的作用线的垂线段的长度,不是支点到力的作用点连线的距离。
二、滑轮
种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组
图形
判断 轴固定不动 轴随物体运动 动滑轮和定滑
轮的组合
实质 等臂杠杆 省力杠杆 -
种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组
动力F和阻力G的关系(忽略滑轮重力) F1=_______ F2=_____ F3=_____
方向是否可以改变 可以 不可以 可以
拉力移动距离s与阻力移动距离h的关系 _________ __________ __________
　G　
G
G
　s=h　
　s=2h　
　s=nh　
【名师点拨】(1)滑轮的实质:定滑轮的实质是等臂杠杆,动滑轮的实质是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。
(2)判断滑轮组的绳子段数:动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,数出与动滑轮相接触的绳子段数n。
实验探究 素养提升
【主题】探究杠杆的平衡条件(必做实验)
1.调节杠杆平衡的状态:杠杆在水平位置__________或__________转动。
2.实验前调节杠杆平衡的方法:杠杆左端下沉(右端上升),则将平衡螺母向________调,右端下沉(左端上升),则将平衡螺母向________调。
3.实验前,使杠杆在水平位置平衡的目的:
(1)使杠杆的重心落在支点上,排除______________对杠杆平衡条件产生的影响。
(2)方便读出________________。
4.进行多次实验,收集不同数据的目的:____________________________。
5.测力计从竖直方向变为倾斜拉杠杆,测力计示数将__________。
6.实验结论:杠杆平衡的条件是_____________。
　静止　
　匀速　
　右　
　左　
　杠杆自重　
　杠杆的力臂　
　使实验结论更具有普遍性　
　变大　
　F1l1=F2l2　
【示范案例】在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的实验器材有:杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。
[基础探究]
(1)实验前调节杠杆在水平位置平衡,目的是消除______________对杠杆平衡的影响,同时便于______________。
(2)若将如图甲所示的杠杆调节在水平位置平衡,应将平衡螺母适当往________
(选填“左”或“右”)调。
　杠杆自重　
　测量力臂　
　右　
(3)杠杆调节好后,进行了三次实验,实验情景如图乙、丙、丁所示,杠杆两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2,对应的力臂为l1和l2,实验数据如表所示,由此分析可得杠杆的平衡条件为:_______________________________________。
实验中进行多次实验的目的是_______(选填“A”或“B”)。
A.取平均值减小误差
B.使实验结论具有普遍性
实验序号 F1(N) l1(cm) F2(N) l2(cm)
乙 2 15 1 30
丙 2 15 3 10
丁 3 20 2 30
　F1l1=F2l2(动力×动力臂=阻力×阻力臂)　
　B　
(4)将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个,则杠杆______________(选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端下沉”)。
(5)实验中,小明按如图1方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师建议他不宜采用这种方式,该种方式的不足主要是因为( )
A.一个人无法独立操作
B.力臂与杠杆不重合
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
　左端下沉　
C
(6) 如图2所示,左侧钩码的重力为F2,右侧换成弹簧测力计,其拉力大小为F1,保持F2和l1不变而改变l2,为便于测量力臂,弹簧测力计应沿__________方向拉杠杆,并使杠杆在__________位置平衡,所获得的实验数据如表格所示,第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图3所示,则F1=________N,此时杠杆的类型与_________
(选填“筷子”或“老虎钳”)相同。
实验 次数 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm 动力臂 l1/cm 动力
F1/N
1 4 33 30
2 4 18 30 2.4
3 4 7.5 30 1.0
　竖直　
　水平　
　4.4　
　筷子
[创新拓展]
(7)如图4所示,用细绳竖直向上拉,使杠杆在水平位置平衡,则拉力F为_______N;保持杠杆平衡,将细绳转到虚线位置时,拉力F大小将__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
　1　
　变大　
(8)如图5所示,某学生实验时在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘盛放物体,右盘加减钩码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的 _____
__________。
(9)若正确使用图5所示自制天平称量物体质量:
①假如支点O因某种原因向右偏移,则测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值;
②假如钩码因生锈等原因质量增大,则测量值__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
　等
臂杠杆　
　大于　
　小于　
高频考点 疑难突破
【考点1】杠杆的作图
【示范题1】(2025·遂宁中考)按要求作图。如图(a),拉行李箱时,可将行李箱视为杠杆,图(b)是其简化图,O为支点,A为行李箱的重心。请在图(b)中画出重力的示意图以及拉力F的力臂l。
答:
【提分必备】(1)画杠杆力臂的“四步法”
(2)画最小动力
①最大力臂:支点与力的作用点的连线;
②画力:过力的作用点作最大力臂的垂线,确定力的方向,即为最小动力。
【变式训练】
1.(根据力臂画力)如图所示,杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态,l1是力F1的力臂,请在图中作出F2的力臂l2和力F1的示意图。
答:
2.(最小动力作图)(2025·昆明模拟)在图中画出使杠杆静止在图示位置的最小动力F1。
答:
【考点2】杠杆的平衡条件的应用
【示范题2】(2025·安徽中考)图甲所示为自行车的手闸,将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆,忽略杠杆自身的重力,当杠杆平衡时,施加在B点的动力F1=15 N,测得l1=12 cm,l2=4 cm,则阻力F2=________N。
　45　
【变式训练】
1. (力垂直转动时的杠杆平衡)如图所示,用始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B,此过程中,阻力臂__________,动力臂__________,动力F
__________。(均选填“变小”“变大”或“不变”)
　变大　
　不变　
　变大　
2. (力竖直转动时的杠杆平衡)如图所示是农村舂米工具的结构示意图。O为固定转轴,A处连接着石球,不计摩擦和杆重。脚在B处沿竖直向下的方向用力F缓慢将石球抬起,此过程中,F的大小__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
　不变　
3. (跨学科实践)如图所示的杆秤是利用杠杆的原理工作的。当分别利用两个提线测量时,所测最大质量分别为5斤和20斤(1千克=2斤)。若只能利用提线A测量某物体的质量,所测物体的质量( )
A.小于2.5 kg　　 B.大于2.5 kg小于10 kg
C.大于10 kg D.无法确定
B
【考点3】滑轮的特点和组装
【示范题3】(2024·牡丹江中考)如图所示,利用动滑轮提升物体,使其在10 s内匀速上升4 m。物体的重力为10 N,动滑轮的重力为2 N,不计绳重与摩擦。下列说法正确的是( )
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为4 m/s
C.拉力的大小为5 N
D.绳子自由端移动的距离为8 m
D
【提分必备】(1)组装滑轮组:按“奇动偶定”的原则,即奇数段绳子从动滑轮开始绕线,偶数段绳子从定滑轮开始绕线。
(2)规避绕线时的易错点:
①线的一端拴在滑轮上,且按从内到外的顺序。
②所有的滑轮都要绕线。
③所画的线要直,与滑轮的边缘相切。
④若绳子末端拉力方向向上,则所画力的方向一定在竖直方向。
【变式训练】
1.(水平方向滑轮)用如图所示的装置,拉同一物体在同一水平面上做匀速直线运动。已知物重150 N,摩擦力为30 N,忽略滑轮重力,则F1=________N,F2=_______
N。
　30　
　15
2.(滑轮绕线)(2025·苏州中考)按要求作图。图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法。
答:
云南三年真题 两年模拟
【命题点一】杠杆
1. (2025·云南中考)《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置,其简化模型如图所示,O为支点,OM∶ON=1∶2,M端用绳子悬挂重200 N的物体,在N端用竖直向下的拉力在1 s内使物体缓慢上升了0.5 m。忽略杠杆和绳的自重,下列说法正确的是( )
A.该杠杆是费力杠杆
B.杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400 N
C.M端绳子拉力对物体做功为100 J
D.M端绳子拉力对物体做功的功率为50 W
C
2.(2025·昆明官渡一中模拟)关于图中四个杠杆,说法正确的是( )
A.图甲起重机的吊臂是省力杠杆
B.图乙指甲钳中既有省力杠杆也有费力杠杆
C.图丙开瓶起子支点是B,A点受到的阻力竖直向上
D.图丁钓鱼竿受到的阻力就是鱼的重力
B
3.(2022·云南学业考)丽丽帮妈妈用同一把剪刀剪鸡脚时,有如图所示的三种情形。你认为图________的方式最容易把鸡脚剪断。
　甲　
4.(2024·西双版纳一模)在图中画出拉力F的力臂l。
答:
【命题点二】滑轮
5. (2024·云南中考)如图所示,美丽乡村建设的工地上,工人使用一个________(选填“定”或“动”)滑轮匀速提升重300 N的建筑材料(不计绳重和摩擦),则人的拉力为_________N。
　定　
　300　
6.(2024·云南模拟)如图所示,动滑轮实质是一个__________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;若绳子的拉力F=10 N,动滑轮重3 N,则重物A所受的重力为______N。(不计绳重及摩擦)
　省力　
　17　
【命题点三】探究杠杆的平衡条件
7.(2024·云南中考)实验小组通过探究杠杆的平衡条件,来解释桔槔的使用原理。
(1)实验前,杠杆水平静止如图甲所示,此时杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。将杠杆左下角物块M取走后,不调节平衡螺母,杠杆__________
(选填“仍能”或“不能”)保持水平位置静止。
　平衡　
　仍能　
(2)调节杠杆水平平衡,进行多次实验,数据记录如表所示:
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 12.0 1 24.0
2 2 5.0 1 10.0
3 3 10.0 2 15.0
4 3 12.0 2 18.0
①分析表中的数据,归纳出杠杆的平衡条件是_____________(用表格中的字母表示)。多次实验的目的是_______(选填“A”或“B”)。
A.寻找普遍规律
B.减小实验误差
②如图乙,此时在右侧钩码下端加挂一个钩码,杠杆会______________(选填“左端下沉”或“右端下沉”)。
　F1l1=F2l2　
　A　
　右端下沉　
(3)桔槔是我国古代的取水工具,如图丙,在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简化图如图丁。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以__________(选填“增大”或“减小”)石块的质量或向________(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
　增大　
　左　
(4)图戊为桔棒在水平位置平衡的模型图,A处所吊水和水桶的总质量为m1,O处为支点,杠杆的质量为m0,重心在C处,B处所挂石块的质量为m2,AO=l1,OC=l0,OB=l2。请写出l2的表达式:l2= (用字母m0、m1、m2、l0、l1表示)。
　
全国中考 真题集训
1.(2025·青海中考)如图所示,踏碓是古代的舂米工具,运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是( )
A
2.(2025·烟台中考)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A.是定滑轮,可以省力
B.是动滑轮,可以省力
C.是定滑轮,可以改变力的方向
D.是动滑轮,可以改变力的方向
3.(2025·新疆中考)小明用一个不可忽略重力的动滑轮将重力为2 N的物体匀速竖直向上提升时,作用在绳子自由端的拉力不可能是( )
A.1.0 N B.1.2 N
C.1.4 N D.1.6 N
C
A
4. (2025·河南中考)如图,在植树活动中,两位同学用竹竿抬水。水桶挂在水平竹竿的P处,与前、后同学的距离分别为PM、PN,水桶对竹竿的作用力为F,其中PM、PN及F的大小均已知,竹竿的重力忽略不计。若要分析前面同学抬水的力F1的大小,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
A
5.(2023·武威中考)如图所示是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择一把剪硬铁皮的剪刀,你会选择_______(选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择的目的是_________
(选填“省力”“省距离”或“省功”)。
　A　
　省力　
6.(2025·天津中考)如图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板,连着踏板的金属杆绕O点转动,推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦,请解答下列问题:
(1)图中画出了杠杆的动力F1和阻力F2,其中正确的是________图;
(2)若动力F1为300 N,动力臂与阻力臂之比为5∶1,求阻力F2的大小。
答:根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,得阻力F2==300 N×=1 500 N。
　乙　
7.(2025·成都中考)在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2,则F1、F2的大小关系是___________;若钩码匀速上升0.1 m,则绳子自由端移动的距离是________m。
　F1=F2　
　0.2　
8.(2025·泸州中考)随着科技发展,机器人开始走进人们的生活。如图所示,机器人托着茶杯处于静止状态。请你画出茶杯对机器人手的压力F压及其力臂l(以机器人手肘O为支点)。
答:
9.(2024·广元中考)图甲是用来压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出:阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1。
答:
10.(2025·广东中考)小美同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注:实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前,小美同学将组装好的杠杆放在水平桌面上,她发现杠杆静止时情况如图所示,此时小美同学判断杠杆处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)欣月同学指出:在探究实验的过程中,必须把杠杆调到水平位置平衡,这样做的目的是便于测量__________。
　平衡　
　力臂　
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2,测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次换用不同数量的钩码,并改变钩码在杠杆上的位置,得到实验数据如表:
龙龙同学通过分析表格中的数据,可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说:生活中用钢丝钳剪钢丝,与实验_______中原理相同。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 0.5 20.0
　1　
(4)一鸣同学认为,仅用人眼来确定杠杆是否水平,这样做不够科学。请任选实验器材,运用物理知识,写出判断杠杆水平的实验过程和方法:_________________
___________________________________________________________________
_____________________________________。
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件,如图,已知OA∶OB=2∶9,秤砣质量为
100 g,则重物所受的重力为________N。(g取10 N/kg)
　将铅垂线固定在
杠杆的支点上方,使铅垂线自然下垂。观察杠杆,若杠杆与铅垂线垂直,则杠杆
处于水平位置;若不垂直,则杠杆不水平　
　4.5　
跨学科实践:制作简易杆秤
11.【项目提出】
我们在农贸市场、中药房还能看见杆秤,俗话说“秤砣虽小压千斤”,由此学习小组开展制作简易杆秤的活动。
【产品制作】
(1)如图甲,用木棒作为秤杆,用细线系一个20 g的钩码作为秤砣,把空小盆挂在A点作为秤盘,在B点挂粗绳作为提纽,则_______点相当于支点。
　B　
(2)调节秤砣位置使杆秤水平平衡,标记此时细线的位置,则该位置对应的质量刻度值为_______g。
(3)在秤盘中逐个添加50 g的砝码,当杆秤水平平衡时,记录细线的位置、标记相应的质量,再测出细线距离B点的长度(如表),根据表中数据,应将250 g的刻度值标记在距离B点________cm处。
秤盘中砝码总质量/g 50 100 150 200
距离B点的长度/cm 6 11 16 21
　0　
　26　
【展示交流】
(4)在称重过程中,若杆秤左低右高,如图乙,要将杆秤调至水平平衡,秤砣应往____
(选填“左”或“右”)侧移动。
(5)为了增大杆秤的测量范围(量程),你的方法是:___________________________
______________________________(写一种即可)。
　右
　增加秤砣的质量(或让提纽B
靠近A点、增加秤杆的长度等)　
本课结束

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