中考物理考點(diǎn)大串講（蘇科版）：專題01 杠桿與滑輪【考點(diǎn)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(diǎn)）O轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就是杠桿。2.杠桿五要素（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用“O”表示。（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F1”表示。（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用“F2”表示。（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力（作用線）的距離，用“l(fā)1”表示。（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力（作用線）的距離，用“l(fā)2”表示。注意：無論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)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(dòng)的力叫做（動(dòng)力），而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫（阻力）。力臂是點(diǎn)到線的距離，而不是支點(diǎn)到力的（作用點(diǎn)）的距離。力的作用線通過支點(diǎn)的，其力臂為（零），對杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。3.杠桿作圖畫力臂方法:一找支點(diǎn)、二畫線、三連距離、四標(biāo)簽。⑴找支點(diǎn)O；⑵延長力的作用線(虛線)；⑶畫力臂(實(shí)線雙箭頭，過支點(diǎn)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(dòng)力和阻力的作用下（靜止）時(shí)，我們就說杠桿平衡了。（2）杠桿的平衡條件：（動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂），或F1l1=F2l2。5.杠桿的應(yīng)用（1）省力杠桿：動(dòng)力臂l1（＞）阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＜F2，這種杠桿使用時(shí)可省力（即用較小的動(dòng)力就可以克服較大的阻力），但卻費(fèi)了距離（即動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離大于阻力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離，并且比不使用杠桿，力直接作用在物體上移動(dòng)的距離大）。（2）費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂l1（＜）阻力臂l2，則平衡時(shí)F1＞F2，這種杠桿叫做費(fèi)力杠桿。使用費(fèi)力杠桿時(shí)雖然費(fèi)了力（動(dòng)力大于阻力），但卻省距離（可使動(dòng)力作用點(diǎn)比阻力作用點(diǎn)少移動(dòng)距離）。（3）等臂杠桿：動(dòng)力臂l1=阻力臂l2，則平衡時(shí)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(fèi)力，即不省距離也不費(fèi)距離。既省力又省距離的杠桿時(shí)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(dòng)的輪子叫（滑輪）。因?yàn)榛喛梢赃B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(dòng)滑輪。2.定滑輪（1）定義：工作時(shí)，中間的軸（固定不動(dòng)）的滑輪叫定滑輪。（2）實(shí)質(zhì)：是個(gè)（等臂）杠桿。軸心O點(diǎn)固定不動(dòng)為支點(diǎn)，其動(dòng)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?yàn)橹匚飫蛩偕仙龝r(shí)不省力。（3）特點(diǎn)：（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(gè)與該力方向不同的力。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離與重物移動(dòng)的距離相等。對于定滑輪來說，無論朝哪個(gè)方向用力，定滑輪都是一個(gè)等臂杠桿，所用拉力都等于物體的重力G。（不計(jì)繩重和摩擦）3.動(dòng)滑輪（1）定義：工作時(shí)，軸隨重物一起移動(dòng)的滑輪叫（動(dòng)滑輪）。（2）實(shí)質(zhì)：是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂（二倍）的杠桿。（3）特點(diǎn)：省一半力，但不能改變力的（方向）。（4）動(dòng)力移動(dòng)的距離是重物移動(dòng)距離的（2）倍。對于動(dòng)滑輪來說：1）動(dòng)滑輪在移動(dòng)的過程中，支點(diǎn)也在不停地移動(dòng)；2）動(dòng)滑輪省一半力的條件是：動(dòng)滑輪與重物一起勻速移動(dòng)，動(dòng)力F1的方向與并排繩子平行，不計(jì)動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦。4.滑輪組（1）定義：由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪匹配而成。（2）特點(diǎn)：可以（省力），也可以改變力的（方向）。使用滑輪組時(shí)，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(jì)動(dòng)滑輪、繩重和摩擦）。注意：如果不忽略動(dòng)滑輪的重量則：。3.動(dòng)力移動(dòng)的距離S和重物移動(dòng)的距離h的關(guān)系是：使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子吊著物體，提起物體所用的力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)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(fèi)（距離）。2.當(dāng)斜面高度h一定時(shí)，斜面L越長，越（省力）（即F越小）；當(dāng)斜面長L相同時(shí)，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(shí)，越省力（即F越小）。即時(shí)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(dòng)力臂就是支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離C.杠桿支點(diǎn)一定在杠桿上 D.杠桿的長度等于動(dòng)力臂與阻力臂之和【答案】C?！窘馕觥緼、杠桿可以是直的，也可以是彎曲的，故A錯(cuò)誤；?B、動(dòng)力臂就是支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，故B錯(cuò)誤；?C、杠桿的五要素之一就是支點(diǎn)，且支點(diǎn)一定作用在杠桿上，故C正確；?D、力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的距離，簡單地說，就是“點(diǎn)到線”的距離，而不是“點(diǎn)”到“點(diǎn)”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(dòng)力臂與阻力臂之和，故D錯(cuò)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(diǎn)為支點(diǎn)，l?為F?的力臂，請?jiān)趫D中畫出F?的力臂l?和力F?。【解析】向延長F?的作用線，從O點(diǎn)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(diǎn)作垂直于l?的作用線，與杠桿的交點(diǎn)為F?的作用點(diǎn)，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(diǎn)，則A處釘受到的水平拉力F為______N支架重力忽略不計(jì))。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(diǎn)，ABC是一個(gè)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(dòng)而造成危險(xiǎn)）；?在A處拉力和阻力G一定時(shí)，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(dòng)滑輪的是（）。A．

B．C．D．【答案】D?！窘馕觥恳?yàn)閯?dòng)滑輪會隨物體一起運(yùn)動(dòng)，定滑輪不隨物體運(yùn)動(dòng)，由此知道A、B、C圖中滑輪是固定不動(dòng)的，是定滑輪，D圖中的滑輪與物體一起運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)滑輪，故選D?！揪毩?xí)5】如圖所示，小明用一個(gè)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(dòng)的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)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(dòng)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(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=nF﹣G=2×125N﹣200N=50N?！揪毩?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(jì)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。【答案】A；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(jì)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(dòng)滑輪，不計(jì)摩擦和滑輪重力，能省一半的力，但費(fèi)距離，根據(jù)可知，使用動(dòng)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(fèi)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(dòng)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(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，故B符合題意；C．園藝剪刀在使用過程中，動(dòng)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(dòng)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(diǎn)處，整個(gè)裝置恰好處于平衡狀態(tài)。若尺面水平且不計(jì)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)的正下方【答案】ACD。【解析】A．尺子繞著O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故尺子可以視為能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)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(cuò)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(gè)整體受到了重力和桌面對其支持力，而支點(diǎn)是兩個(gè)力的作用點(diǎn)，故重力的作用線是過O點(diǎn)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(diǎn)的正下方，故D正確。故選ACD。3.如圖所示，每個(gè)滑輪的重力相等，不計(jì)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(gè)動(dòng)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(dòng)滑輪的重力為G輪，不計(jì)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(dòng)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(diǎn)是支點(diǎn)O，從支點(diǎn)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(gè)動(dòng)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(dòng)滑輪的固定掛鉤上，繞過上面的定滑輪，再繞過動(dòng)滑輪，如圖所示：6.如圖所示，為一可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)AB部分水平，保持重物靜止不動(dòng)，而使繩繞A點(diǎn)從圖示位置沿圖中的虛線轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）。A．逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大B．順時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變小后變大C．逆時(shí)針轉(zhuǎn)，F(xiàn)先變大后變小D．順時(shí)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(shí)OA是最長動(dòng)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(dòng)力臂越長越省力；因此以O(shè)A為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力F最?。挥蓤D可知：當(dāng)繩從圖示位置沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力臂先變大后變小，力F先變小后變大。沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)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(dòng)重為G的物體A，使物體A沿水平方向移動(dòng)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?！窘馕觥坑深}知：拉力為F，繩子自由端移動(dòng)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(diǎn)，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(diǎn)用一根輕質(zhì)硬棒連接。當(dāng)在B端用50N的動(dòng)力F豎直向上拉時(shí)，杠桿在水平位置平衡，該杠桿為______杠桿，此時(shí)物體C對水平地面的壓強(qiáng)是______Pa。【答案】省力；90000?！窘馕觥縖1]由題知，為支點(diǎn)，因?yàn)?，所以，?dòng)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(shí)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(gè)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(dòng)的距離為___________m，拉力的功率是___________W，如果不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力為___________N。【答案】4；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(dòng)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(jì)繩重和摩擦，根據(jù)可知，動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=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(yùn)動(dòng)。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(yùn)動(dòng)了________m。如圖甲所示，小明在探究“杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中所用的實(shí)驗(yàn)器材有：杠桿、支架、彈簧測力計(jì)、刻度尺、細(xì)線和質(zhì)量相同的鉤碼若干個(gè)。（1）實(shí)驗(yàn)前，將杠桿中點(diǎn)置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿右端下沉，此時(shí)，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(shí)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(diǎn)處掛4個(gè)鉤碼，在B點(diǎn)處掛6個(gè)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