北京四中中考物理總復習：簡單機械（提高）知識講解

1、PAGE 第PAGE 頁碼9頁/總NUMPAGES 總頁數9頁Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.中考總復習：簡單機械（提高）撰稿：肖鋒 審稿：蒙阿妮【考綱要求】1、知道杠桿定義及杠桿的五要素：支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂；2、會畫力臂理解杠桿平衡條件，并能區(qū)別實際生活中的省力、費力及等臂杠桿；3、理解定滑輪、動滑輪實質，理解滑輪組?！局R網絡】 【考點梳理】考點一、杠桿1、杠桿的概念：一根在力的作用下能繞著固定點轉動的硬棒就是杠桿。杠桿的五要素是：支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂，杠桿可

2、以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是彎的，如羊角錘。2、杠桿的五要素（1）支點（O）：杠桿繞著轉動的點。（2）動力（F1）：使杠桿轉動的力，一定是其他物體施給杠桿的力。（3）阻力（F2）：阻礙杠桿轉動的力。一定是其他物體施給杠桿的力。（4）動力臂（L1）：從支點到動力作用線的距離。（5）阻力臂（L2）：從支點到阻力作用線的距離。 3、杠桿的平衡條件：（1）杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉動，杠桿就處于平衡狀態(tài)。（2）杠桿的平衡條件是動力動力臂=阻力阻力臂，用公式表示為F1L1= F2L2要點詮釋：杠桿的平衡不是單獨由力或力臂決定的，而是由它們的乘積來決定的。4、杠桿分類：（1）省力杠桿：L1L2，

3、F1F2。這類杠桿的特點是動力臂L1大于阻力臂L2，平衡時動力F1小于阻力F2，即用較小的動力就可以克服較大的阻力。但是實際工作是動力移動的距離卻比阻力移動的距離大，即要費距離。如撬起重物的撬棒，開啟瓶蓋的起子、鍘草用的鍘刀等，都屬于這一類杠桿。（2）費力杠桿：L1L2，F1F2。這類杠桿的特點是動力臂L1小于阻力臂L2，平衡時動力F1大于阻力F2，即要用較大的動力才能克服阻力完成工作，但它的優(yōu)點是杠桿工作時，動力移動較小的距離就能使阻力移動較大的距離。使工作方便，也就是省了距離。如縫紉機踏板、挖土的鐵锨、大掃帚、夾煤塊的火鉗，這些杠桿都是費力杠桿。（3）等臂杠桿：L1=L2，F1=F2。這類

4、杠桿的動力臂L1等于阻力臂L2，平衡時動力F1等于阻力F2，工作時既不省力也不費力，如天平、定滑輪就是等臂杠桿。考點二、滑輪（高清課堂力學4：杠桿和滑輪滑輪）1、定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪實質是等臂杠桿。定滑輪的特點是它的轉軸（支點）不隨貨物上下移動。2、動滑輪：如下圖乙所示，特點是它的轉動軸會隨物體上下移動，它實質是動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，它的轉動軸是阻力作用點。 3、定滑輪和動滑輪的作用使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。4、滑輪組：由定滑輪和動滑輪組裝起來的，既可省力又

5、可以改變用力方向，但費距離。所用力F與物重關系為（n為承擔吊著物體的繩子段數），物體升高h時，繩子自由端移動的距離為s，則s=nh。繩子自由端移動的速度距離為v，則V自=nV物。我們可以在知道或算出滑輪組承擔重物的繩子段數的情況下組裝滑輪組，可以根據“奇動偶定”的原則先確定繩子的一端是掛在動滑輪或定滑輪的鉤上，再由里向外順次繞線?！镜湫屠}】類型一、杠桿1、在探究杠桿平衡條件的實驗中，如果杠桿右側高左側低，則可將左側的平衡螺母向 調節(jié)，使其在水平位置平衡。如圖所示，在支點左側20cm刻度處掛3個重均為0.5N的鉤碼，在支點右側15cm刻度處用彈簧測力計拉杠桿，使其水平平衡。要使彈簧測力計示數最

6、小，彈簧測力計的拉力應沿 方向，此時讀數為 N。 3030202010100【思路點撥】（1）實驗前杠桿右側高左側低，原因是右側的力和力臂乘積小于左側的力和力臂乘積，根據杠桿的平衡條件可知，可將左側的平衡螺母向右調節(jié)，減小左側的力和力臂乘積，使杠桿在水平位置平衡；（2）當把支點到作用點的連線作為動力臂（施力方向與連線垂直）時，動力臂最長、最省力（彈簧測力計示數最?。?；（3）知道阻力、阻力臂和動力臂，利用杠桿的平衡條件求動力?！敬鸢浮坑?；豎直（或豎直向下）；2【解析】杠桿在調節(jié)過程中右側高，左側低，可將左側的平衡螺母向右調；在阻力和阻力臂及動力作用點一定的條件下，力的作用方向與杠桿垂直時，力臂最

7、大，所用力最小，根據杠桿平衡條件可得F=2N。【總結升華】本題考查探究杠桿平衡條件的實驗，要求學生平時重視實驗能力的培養(yǎng)，重視自己動手實驗，要學會利用杠桿平衡條件解決簡單的實際問題。舉一反三：【變式】在探究杠桿平衡條件的實驗中，多次改變力和力臂的大小主要是為了（ ）A減小摩擦 B使每組數據更準確C多次測量取平均值減小誤差 D獲取多組實驗數據歸納出物理規(guī)律【答案】D2、（高清課堂力學4：杠桿和滑輪例3）用一條長2m的扁擔挑物品，前后兩端分別掛有300N和200N的箱子。要使扁擔保持水平平衡，肩應離扁擔前端多遠？【思路點撥】人在挑水時以肩為支點，兩邊水桶形成杠桿的平衡，由平衡的條件可求得答案?！敬?/p>

8、案與解析】 要使兩邊平衡則有：G1L1=G2L2由題意知：L1+L2=1.8m聯(lián)立解得：L1=0.8m【總結升華】扁擔是杠桿平衡一典型應用，應明確其原理。舉一反三：【變式】如圖所示一根質地不均勻的木棒橫放在地上，重心為O點，抬起它的左端需要200N，抬起它的右端需要300N，則（1）木棒的OA段重還是OB段重？（2）木棒本身重多少N？【答案與解析】由已知F120N，如圖應作用在A點F2300N，如圖應作用在B點，設木棒重為G，作用在O點則抬左端F1ABGOB抬右端F2ABGOA由此故OAOB，應是OB段重由、式，G(OBOA)(F1F2)AB又OBOAAB故GF1F2500N。類型二、滑輪3、

9、如圖所示，用水平方向的力F拉繩子的一端P，使物體A以2m/s的速度向左勻速運動，此時彈簧測力計的示數為8N。不計滑輪、繩、彈簧的測力計的重力及繩與滑輪間的摩擦，則物體A與水平面的摩擦力及2秒內P端移動的距離分別為（ ） A8N，4m B8N，8m C16N，4m D16N，8m【思路點撥】要解決此題需要搞清此滑輪的種類，是動滑輪。動滑輪由兩段繩子承擔摩擦力，所以繩端移動距離是物體移動距離的2倍，繩端拉力是物體與地面摩擦力的一半。在此題中還要用到公式s=vt?！敬鸢浮緿【解析】物體A移動的距離為：s物=v物t=2m/s2s=4m，由圖知，這是動滑輪，所以P移動的距離為SP=2s物=24m=8m物

10、體與地面之間的摩擦力為：f=2F=28N=16N?！究偨Y升華】此題主要考查了動滑輪的特點，與以往不同的是使用動滑輪不是克服物體的重力，而是克服物體與地面之間的摩擦。但始終要明確一點，使用動滑輪時，繩端移動距離是物體移動距離的2倍，但繩端的拉力是作用在動滑輪上的拉力的一半。舉一反三：【變式】如圖所示，用力F將重物勻速提起，滑輪重不計，則重物重力G與力F的關系是（） AF=G BF=2G CF= G/2 D無法確定【答案】B4、如圖所示，通過滑輪組用100N的拉力在20s內將重為240N的物體勻速提高2m，（不計繩重和摩擦），求： （1）繩子自由端的移動速度為多大？（2）動滑輪重力多大？（3）若重

11、物再增加120N，要使重物勻速上升，作用在繩子自由端的拉力至少多大？【思路點撥】（1）由圖示知，動滑輪和物體重由3股繩子承擔著，故物體移動2m，繩子自由端移動6m；然后由速度公式求出繩子自由端的速度。（2）由拉力大小和物體重，由平衡條件求出動滑輪的重。（3）由物體的重、動滑輪重、由平衡條件可以求出重物增加時拉力的大小?！敬鸢浮孔饔迷诶K子自由端的拉力至少140N。【解析】（1）繩子自由端移動的距離：s繩=nh=32m=6m，繩子自由端移動的速度：；答：繩子自由端的移動速度是0.3m/s。（2）物體勻速運動，處于平衡狀態(tài)，動滑輪重：G動=nF-G物=3100N-240N=60N，答：動滑輪重力60

12、N。（3）物體的重力：G物=G物+G=240N+120N=360N，繩子自由端的拉力：【總結升華】計算拉力時要考慮到動滑輪自身的重力，弄清物體重由幾股繩子承擔是關鍵。類型三、知識運用5、如圖所示，質量不計的不等臂杠桿兩端分別掛上實心鐵球A、B時，恰好能使杠桿在水平位置平衡。若將A和B同時浸沒在水中，則杠桿的狀態(tài)是（ ） A右端下沉 B左端下沉 C仍然平衡 D不能判定【思路點撥】（1）要解決此題，首先要掌握杠桿的平衡條件：F1L1=F2L2（2）同時要掌握阿基米德原理，知道F浮=液gV排【答案】C【解析】分別掛上實心鐵球A、B時，恰好能使杠桿在水平位置平衡。根據杠桿的平衡條件：鐵VAgOA=鐵V

13、BgOB，所以VAOA=VBOB若將A和B同時浸沒在水中，則左端=（鐵VAg-水VAg）OA=鐵VAgOA-水VAgOA右端=（鐵VBg-水VBg）OB=鐵VBgOB-水VBgOB又GAOA=GBOB，所以水VAgOA=水VBgOB，所以鐵VAgOA-水VAgOA=鐵VBgOB-水VBgOB因此杠桿仍然平衡?！究偨Y升華】此題主要通過判斷杠桿的平衡情況，考查了對杠桿平衡條件的應用和阿基米德原理的應用，首先要掌握杠桿的平衡條件和浮力的計算公式，分別計算出杠桿兩端力和力臂的乘積，根據乘積的大小關系判斷杠桿的平衡情況。舉一反三：【變式】（高清課堂力學4：杠桿和滑輪例5）等臂杠桿的兩端各懸掛一個質量相等

14、的實心銅球和鐵球，杠桿保持平衡，如圖所示。若將兩球同時沒入水中，杠桿將（銅鐵） A. 仍保持平衡 B. 掛鐵球的一端下降 C. 掛銅球的一端下降 D. 無法確定【答案】C6、桿秤是稱量物體質量的工具，由于存在許多弊端不利于公平交易，我國經貿部門已明令禁止在商品交易中使用桿秤，如果物體的實際質量為M，桿秤測得的質量為m，桿秤重G，秤砣重G0，桿秤頭、尾銅皮的質量分別為m1，m2。如圖所示，試用杠桿原理分析下列情況中M與m的大小關系。 （1）斷尾秤（尾部被截短）；（2）挖掉秤砣中的配重鉛塊；（3）用大秤砣G0替換小秤砣G0；（4）縮小刻度間距?！舅悸伏c撥】首先明確變化的是什么，然后根據杠桿平衡條件

15、進行分析，要注意題目隱含的條件：所測物體的重力和力臂不變。【答案與解析】 （1）斷尾秤：尾部m2被去掉，桿秤重量變輕，要使桿秤平衡，只有增大秤砣與轉軸的間距（秤砣向右移）從而使示重m增大，mM；（2）秤砣中的配重鉛塊被挖掉后，秤砣變輕，要使桿秤平衡，只有秤砣向右移，即示重m增大，mM；（3）用大秤砣G0替換小秤砣G0后，為使桿秤平衡只能將秤砣左移，則示重m減小，mM?！究偨Y升華】桿秤上能自由移動秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加長，增加秤桿順時針轉動的作用，示重加大；反之秤砣左移，示重變小。舉一反三：【變式】密度秤是一種測量液體密度的儀器，外形跟桿秤差不多，測量時，只要把B端的鐵塊浸沒在待測液體

16、中，移動提紐右側的秤砣，便可在秤桿上直接讀出液體密度，下列說法錯誤的是（秤砣放在A處時，鐵塊在空氣中，秤剛好平衡）（ ） A、密度秤的零點在A點B、秤桿上較大的刻度在較小刻度左邊C、密度秤的刻度都在A點的右側【答案與解析】在空氣中，秤砣放在A點秤桿剛好平衡，那么G鐵OB=G砣OA，或者，（如圖所示）浸在待測液體中時，設砣掛在A點平衡，則（G鐵-gV排）OB=G砣OA，則，比較OA和OA，有OAOA，故A點在A點左邊，因此零刻度在A，所有刻度都在A點左邊，選項A是對的。當然，待測密度越大，OA比OA小得越多，即在左邊離A點更遠處。因此選項B也是對的，選項C錯。7、如圖是小剛設計的一個通過簡單機械自動拉開開關的裝置示意圖。該裝置主要由滑輪組、配重C、D以及杠桿AB組成，配重C通過細繩與動滑輪相連，配重C、D分別通過支架固連在杠桿AB兩端，支架與杠桿垂直。杠桿的B端放在水平臺面上，杠桿可以繞支點在豎直平面內逆時針轉動，開關被拉開前，杠桿在水平位置平衡。已知動滑輪P的質量mP為0.2kg，OA:OB3:1，配重D的質量mD為1.5k