中考物理考點大串講（蘇科版）：專題01 杠桿與滑輪【考點清單】（解析版）

第1節(jié)杠桿與滑輪清單01杠桿的概念1.在力的作用下能繞著（固定點）O轉(zhuǎn)動的硬棒，這根硬棒就是杠桿。2.杠桿五要素（1）支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，用“O”表示。（2）動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力，用“F2”表示。（4）動力臂：從支點到動力（作用線）的距離，用“l(fā)1”表示。（5）阻力臂：從支點到阻力（作用線）的距離，用“l(fā)2”表示。注意：無論動力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個力的作用效果正好相反。一般情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動的力叫做（動力），而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動的力叫（阻力）。力臂是點到線的距離，而不是支點到力的（作用點）的距離。力的作用線通過支點的，其力臂為（零），對杠桿的轉(zhuǎn)動不起作用。3.杠桿作圖畫力臂方法:一找支點、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。⑴找支點O；⑵延長力的作用線(虛線)；⑶畫力臂(實線雙箭頭，過支點垂直于力的作用線作垂線)；⑷標(biāo)力臂。4.杠桿平衡條件（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動力和阻力的作用下（靜止）時，我們就說杠桿平衡了。（2）杠桿的平衡條件：（動力×動力臂=阻力×阻力臂），或F1l1=F2l2。5.杠桿的應(yīng)用（1）省力杠桿：動力臂l1（＞）阻力臂l2，則平衡時F1＜F2，這種杠桿使用時可省力（即用較小的動力就可以克服較大的阻力），但卻費了距離（即動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動的距離大）。（2）費力杠桿：動力臂l1（＜）阻力臂l2，則平衡時F1＞F2，這種杠桿叫做費力杠桿。使用費力杠桿時雖然費了力（動力大于阻力），但卻省距離（可使動力作用點比阻力作用點少移動距離）。（3）等臂杠桿：動力臂l1=阻力臂l2，則平衡時F1=F2，這種杠桿叫做等臂杠桿。使用這種杠桿既不省力，也不費力，即不省距離也不費距離。既省力又省距離的杠桿時不存在的。清單02滑輪1.滑輪定義：周邊有槽，中心有一轉(zhuǎn)動的輪子叫（滑輪）。因為滑輪可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來分析。根據(jù)使用情況不同，滑輪可分為定滑輪和動滑輪。2.定滑輪（1）定義：工作時，中間的軸（固定不動）的滑輪叫定滑輪。（2）實質(zhì)：是個（等臂）杠桿。軸心O點固定不動為支點，其動力臂和阻力臂都等于圓的半徑r，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，因為重物勻速上升時不省力。（3）特點：（不省力），但可改變力的（方向）。所謂“改變力的方向”是指我們施加某一方向的力能得到一個與該力方向不同的力。（4）動力移動的距離與重物移動的距離相等。對于定滑輪來說，無論朝哪個方向用力，定滑輪都是一個等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計繩重和摩擦）3.動滑輪（1）定義：工作時，軸隨重物一起移動的滑輪叫（動滑輪）。（2）實質(zhì)：是一個動力臂為阻力臂（二倍）的杠桿。（3）特點：省一半力，但不能改變力的（方向）。（4）動力移動的距離是重物移動距離的（2）倍。對于動滑輪來說：1）動滑輪在移動的過程中，支點也在不停地移動；2）動滑輪省一半力的條件是：動滑輪與重物一起勻速移動，動力F1的方向與并排繩子平行，不計動滑輪重、繩重和摩擦。4.滑輪組（1）定義：由若干個定滑輪和動滑輪匹配而成。（2）特點：可以（省力），也可以改變力的（方向）。使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的（幾分之一），即（條件：不計動滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動滑輪的重量則：。3.動力移動的距離S和重物移動的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動的距離就是物體移動距離的（n）倍，即S=nh。4.繩子端的速度與物體上升的速度關(guān)系：。清單03斜面1.斜面是一種可以省力的簡單機(jī)械，但卻費（距離）。2.當(dāng)斜面高度h一定時，斜面L越長，越（省力）（即F越?。?；當(dāng)斜面長L相同時，斜面高h(yuǎn)越小，越省力（即F越?。?；當(dāng)斜面L越長，斜面高h(yuǎn)越小時，越省力（即F越?。＜磿r練習(xí)【練習(xí)1】下列關(guān)于杠桿的一些說法中，正確的是（）。A.杠桿只可以是直的 B.動力臂就是支點到動力作用點的距離C.杠桿支點一定在杠桿上 D.杠桿的長度等于動力臂與阻力臂之和【答案】C。【解析】A、杠桿可以是直的，也可以是彎曲的，故A錯誤；?B、動力臂就是支點到動力作用線的距離，故B錯誤；?C、杠桿的五要素之一就是支點，且支點一定作用在杠桿上，故C正確；?D、力臂是從支點到力的作用線的距離，簡單地說，就是“點到線”的距離，而不是“點”到“點”的距離。力臂不一定是杠桿的長度，也不一定在杠桿上，所以杠桿的長度不一定等于動力臂與阻力臂之和，故D錯誤。?故選：C。?【練習(xí)2】如圖所示，輕質(zhì)杠桿在力F?、F?的作用下處于平衡狀態(tài)。O點為支點，l?為F?的力臂，請在圖中畫出F?的力臂l?和力F?。【解析】向延長F?的作用線，從O點向延長線作垂線段，該垂線段即F?的力臂l?；過力臂l?的末端點作垂直于l?的作用線，與杠桿的交點為F?的作用點，由力的平衡條件可知，F(xiàn)?的方向向下?！揪毩?xí)3】如圖所示，用固定在豎直墻上的直角三角形支架ABC放置空調(diào)室外機(jī)，已知AB長40cm，AC長30cm室外機(jī)質(zhì)量為30kg，室外機(jī)的重力作用線正好通過AB中點，則A處釘受到的水平拉力F為______N支架重力忽略不計)。為了安全，從力學(xué)角度分析，室外機(jī)的位置應(yīng)盡量______(選填“遠(yuǎn)離”或“靠近”)墻壁?！敬鸢浮?00；靠近?！窘馕觥坑深}意可知，以C為支點，ABC是一個杠桿。AC為A處螺釘水平拉力的力臂，室外機(jī)對其壓力的力臂為AB長的1/2，?由杠桿平衡條件可得：F×AC即：F×30cm解得：F=200N為了安全，應(yīng)減小A處的拉力（若拉力過大，支架對螺釘拉力會使螺釘松動而造成危險）；?在A處拉力和阻力G一定時，室外機(jī)的位置越靠近墻壁，室外機(jī)對支架壓力力臂越小，根據(jù)杠桿平衡條件可知，A處的拉力將減小，以保證支架和室外機(jī)的安全。?故答案為：200；靠近。?【練習(xí)4】下列各圖中利用了動滑輪的是（）。A．

B．C．D．【答案】D?！窘馕觥恳驗閯踊啎S物體一起運動，定滑輪不隨物體運動，由此知道A、B、C圖中滑輪是固定不動的，是定滑輪，D圖中的滑輪與物體一起運動，是動滑輪，故選D?！揪毩?xí)5】如圖所示，小明用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內(nèi)上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計繩重和摩擦，動滑輪的重力為___________N?！敬鸢浮?；125；50?！窘馕觥縖1]根據(jù)圖示可知，滑輪組承重的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動距離s=nh=2×2m=4m[2]拉力所做的總功為W總=Fs=125N×4m=500J拉力的功率為[3]不計繩重和摩擦，根據(jù)可知，動滑輪的重力為G動=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N。【練習(xí)6】如圖所示，滑輪______（選填“A”或“B”）可以看作等臂杠桿；若物體的重力均為30N且處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計摩擦和滑輪重力，力F1的大小為______N，使用B滑輪______（選填“能”“不能”）省功?！敬鸢浮緼；30；不能?！窘馕觥縖1][2]A是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但是可以改變用力方向；力F1通過定滑輪拉物體，不計摩擦，力F1的大小等于物體的重力，即。[3]使用任何機(jī)械都不能省功，滑輪B是動滑輪，不計摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費距離，根據(jù)可知，使用動滑輪不能省功。1.如圖是常用的一些工具，它給我們帶來了很多便利。其中屬于費力杠桿的是（）。A．核桃夾B．食品夾C．園藝剪刀D．天平【答案】B?！窘馕觥緼．核桃夾在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．食品夾使用時動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故B符合題意；C．園藝剪刀在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D．天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故D不符合題意。故選B。2.如圖所示的情景展示了物理世界的平衡之美。用細(xì)線將鐵錘懸掛在光滑的尺子上，錘柄末端緊貼尺面，尺子一端置于水平桌面邊緣O點處，整個裝置恰好處于平衡狀態(tài)。若尺面水平且不計尺子和細(xì)線所受重力，下列說法正確的是（）。A．尺子可以視為能繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿；B．細(xì)線對鐵錘的拉力與鐵錘所受重力是一對平衡力；C．細(xì)線對尺子的拉力大于錘柄末端對尺子的作用力；D．尺子與鐵錘組成的整體，其重心在O點的正下方【答案】ACD?！窘馕觥緼．尺子繞著O點轉(zhuǎn)動，故尺子可以視為能繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，故A正確；B．對鐵錘受力分析，鐵錘受到了重力和細(xì)線對其的拉力，還受到了尺子對鐵錘的作用力，而鐵錘處于靜止?fàn)顟B(tài)，故三個力處于平衡態(tài)，故細(xì)線對鐵錘的拉力與鐵錘所受重力不是一對平衡力，故B錯誤；C．對鐵錘受力分析，鐵錘受到了豎直向下的重力，和尺子對其向下的力，還受到了細(xì)線給其向上的拉力，豎直向上的力等于豎直向下的合力，故細(xì)線對尺子的拉力大于錘柄末端對尺子的作用力，故C正確；D．若將尺子與鐵錘組成的整體，這個整體受到了重力和桌面對其支持力，而支點是兩個力的作用點，故重力的作用線是過O點的，而尺子與鐵錘組成的整體，重心偏向密度大的一端，鐵錘的密度大，故重心在O點的正下方，故D正確。故選ACD。3.如圖所示，每個滑輪的重力相等，不計繩重和摩擦力，G1＝60N，G2＝38N，甲乙兩種情況下繩子在相等拉力F作用下靜止。則每個動滑輪的重力為（）。A．3NB．6NC．11ND．22N【答案】B?！窘馕觥坑蓤D知，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)分別為：n1＝3，n2＝2，滑輪的重力相等，設(shè)動滑輪的重力為G輪，不計繩重和摩擦力，則拉力分別為：F1＝（G1+G輪），F(xiàn)2＝（G2+G輪），由題知F1＝F2，所以（G1+G輪）＝（G2+G輪），即：（60N+G輪）＝（38N+G輪），解答動滑輪的重力：G輪＝6N。故選B。4.畫出圖中羊角錘所受力F的力臂L?！窘馕觥垦蚪清N與物體的接觸點是支點O，從支點到力F的作用線作垂線段，即可作出力臂L，如下圖5.如圖所示，在圖中畫出最省力的繞繩方法?！窘馕觥繄D中只有一個動滑輪，要求最省力，則由3段繩子承擔(dān)物重，是最省力的繞繩方法；繩子先系在動滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動滑輪，如圖所示：6.如圖所示，為一可繞O點轉(zhuǎn)動的杠桿，在A端通過繩作用一豎直向下的拉力F使杠桿平衡，此時AB部分水平，保持重物靜止不動，而使繩繞A點從圖示位置沿圖中的虛線轉(zhuǎn)動，則（）。A．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大B．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大C．逆時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小D．順時針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小【答案】B?！窘馕觥咳鐖D所示：連接OA，此時OA是最長動力臂；已知阻力（物重）不變，阻力臂不變；由杠桿的平衡條件可知，在阻力和阻力臂不變的情況下，動力臂越長越省力；因此以O(shè)A為動力臂時，動力F最??；由圖可知：當(dāng)繩從圖示位置沿順時針方向旋轉(zhuǎn)時，動力臂先變大后變小，力F先變小后變大。沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，動力臂變小，力F變大，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。7.如圖所示，用不變的拉力F勻速拉動重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動了一段距離s，在此過程中拉力F做的功為（）。A．FsB．GsC．2FsD．（G+F）s【答案】C。【解析】由題知：拉力為F，繩子自由端移動距離是2s，由功的公式得拉力F做的功為W=2Fs。故選C。8.如圖所示，輕質(zhì)杠桿AOB以O(shè)為支點，AB=3OB，物體C重800N，底面積為，在杠桿A端與物體C的上表面中點用一根輕質(zhì)硬棒連接。當(dāng)在B端用50N的動力F豎直向上拉時，杠桿在水平位置平衡，該杠桿為______杠桿，此時物體C對水平地面的壓強(qiáng)是______Pa?！敬鸢浮渴×?；90000?！窘馕觥縖1]由題知，為支點，因為，所以，動力臂大于阻力臂，此杠桿為省力杠桿。[2]由杠桿平衡條件可得杠桿A端受到的力杠桿A端受到的力方向豎直向上,由于力的作用是相互的，物體C受到硬桿的豎直向下的壓力此時物體對水平地面的壓力受力面積為物體對水平地面的壓強(qiáng)。9.如圖所示，小明用一個滑輪組勻速提升重為200N的物體，物體在4s內(nèi)上升2m，所用的拉力為125N，此過程中，繩子自由端移動的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計繩重和摩擦，動滑輪的重力為___________N?！敬鸢浮?；125；50?！窘馕觥縖1]根據(jù)圖示可知，滑輪組承重的繩子段數(shù)n=2，繩子自由端移動距離s=nh=2×2m=4m[2]拉力所做的總功為W總=Fs=125N×4m=500J拉力的功率為[3]不計繩重和摩擦，根據(jù)可知，動滑輪的重力為G動=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N。10.如圖所示，用10N的水平推力推重為20N的物體沿水平方向做勻速直線運動。若5s內(nèi)推力對物體做了80J的功，則在這一過程中，物體沿水平方向運動了________m。如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實驗中所用的實驗器材有：杠桿、支架、彈簧測力計、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個。（1）實驗前，將杠桿中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，此時，應(yīng)把杠桿兩端的平衡螺母向_______（左/右）調(diào)節(jié)，使杠桿在不掛鉤碼時在水平位置平衡；（2）杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小明在杠桿上A點處掛4個鉤碼，在B點處掛6個鉤碼杠桿恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠桿的平衡條件為：_________（用字母表示）。他這樣得