【備考 志鴻優(yōu)化設(shè)計】（湖南專用）中考物理總復(fù)習(xí) 第21講 杠桿其他簡單機(jī)械（基礎(chǔ)講練+鎖定考試目標(biāo)+導(dǎo)學(xué)必備知識+探究重難方法）（解析版） 新人教版.doc

第21講杠桿其他簡單機(jī)械考綱要求備考指津1.認(rèn)識杠桿、定滑輪、動滑輪，知道它們的應(yīng)用，了解杠桿的平衡條件。2知道輪軸和斜面也能省力。3理解力臂的概念，會畫力臂圖。4會判斷滑輪組省力情況，會組裝滑輪組。5能探究杠桿的平衡條件，了解定滑輪、動滑輪的特點。本課時中考考查的重點是：日常生活中常見簡單機(jī)械的特點。杠桿的平衡條件、滑輪及滑輪組的特點及應(yīng)用。題型以選擇題、填空題及實驗探究題為主。預(yù)計在今后的中考中，實驗探究杠桿的平衡條件、杠桿力臂的作圖、杠桿的分類等將是中考的熱點問題?？键c梳理考點1杠桿(1)杠桿定義：一根_，在力的作用下如果能夠繞著固定點_，這根硬棒就叫杠桿。杠桿五要素：支點o：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的_；動力f1：使杠桿轉(zhuǎn)動的力；阻力f2：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力；動力臂l1：支點到_的距離；阻力臂l2：支點到_的距離。(2)杠桿的平衡條件杠桿平衡：當(dāng)有兩個力或幾個力作用在杠桿上，若杠桿保持_或_，則杠桿平衡。平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂即_。(3)杠桿的分類省力杠桿：動力臂_阻力臂的杠桿叫做省力杠桿，杠桿平衡時，其動力_阻力。省力杠桿省力，但_距離。費力杠桿：動力臂_阻力臂的杠桿叫做費力杠桿，杠桿平衡時，其動力_阻力。費力杠桿雖費力，但_距離。等臂杠桿：動力臂_阻力臂的杠桿叫等臂杠桿，杠桿平衡時，動力_阻力，既不省力也不費力?？键c2滑輪(1)定滑輪定義：軸_的滑輪叫做定滑輪。實質(zhì)：定滑輪的支點是轉(zhuǎn)動軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，因此定滑輪的實質(zhì)是一個_杠桿。特點：使用定滑輪不能省力，但可以改變動力的_。(2)動滑輪定義：隨物體一起運動的滑輪叫做動滑輪。實質(zhì)：動滑輪的支點是那段上端固定的繩子與動滑輪相切的點，動力臂是滑輪的_，阻力臂是滑輪的_，因此動滑輪的實質(zhì)是一個動力臂是阻力臂_的杠桿。特點：使用動滑輪能省_，但不能改變動力的_，且多費一倍距離。(3)滑輪組定義：由幾個動滑輪和幾個定滑輪組成的裝置，叫做滑輪組。特點：使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的_。即f_，此時s_。(n為承擔(dān)物體的繩子的段數(shù))自主測試1如圖所示的四種情景中，所使用的杠桿屬于費力杠桿的是()2如圖是人抬起獨輪車車把時的簡化示意圖，此時獨輪車相當(dāng)于一個_(選填“省力”或“費力”)杠桿；若動力臂是阻力臂的3倍，物體和車總重為1 200 n，抬起車把的力f為_ n。3使用如圖所示的裝置來提升物體時，既省力又改變了力的方向的裝置是()重難突破1杠桿作圖歸類例析縱觀各省市中考試題，有關(guān)杠桿的作圖題屢見不鮮，要求也越來越高，成了考試的熱點問題，現(xiàn)將杠桿作圖類試題歸類分析，供同學(xué)們參考。探究1根據(jù)已知力作力臂【例1】 (2012湖南婁底中考)如圖所示為釣魚竿釣魚時的示意圖，o為支點，f1表示手對釣魚竿的作用力，請在圖中畫出魚線對釣魚竿拉力f2的力臂l2。解析：力臂即支點到力的作用線的距離。首先找出支點o、作出力f2的作用線，然后從支點開始向力f2的作用線作垂線，并標(biāo)出力臂l2。答案：方法歸納 力臂即點到線的距離，在數(shù)學(xué)中早有接觸。方法為找到點(支點)找到線(力的作用線)，由點向線作垂線段即可。畫力臂的方法可記為：一找點，二作線，點向線作垂線。探究2根據(jù)已知力臂作力【例2】 如圖所示，杠桿在力f1、f2作用下處于平衡狀態(tài)，l1為f1的力臂。請在圖中作出力f1。解析：根據(jù)力臂是支點到力的作用線的距離，過l1的末端作l1的垂線，與杠桿的交點是f1的作用點，從而畫出動力f1。注意動力的作用點要畫在杠桿上。答案：如圖所示：方法歸納 通過以上例題分析我們可以看出，要做好杠桿作圖題，必須注意：(1)審清題意，看清要求；(2)正確理解并掌握力臂的概念；(3)充分利用杠桿的平衡條件。2關(guān)于滑輪組的問題關(guān)于滑輪組的問題一般有兩類：一類是根據(jù)滑輪組的構(gòu)成方式，求繩子的受力情況；另一類是已知繩子的受力情況設(shè)計組裝滑輪組，畫出滑輪組的示意圖?！纠?】 如圖所示為一種手搖升降晾衣架示意圖，它由4個定滑輪和2個動滑輪組成，繩子的尾端繞在一個固定在墻壁的旋輪上，旋轉(zhuǎn)搖柄可以使晾衣架升降，假設(shè)在升降過程中衣架橫梁保持水平，請回答下列問題：(1)假設(shè)衣服和晾衣架(含動滑輪)等的總重是50 n，則靜止時繩子拉力是_ n；(各種摩擦力忽略不計)(2)要使衣架橫梁上升1 m，則繞進(jìn)旋輪上的繩子長度是_ m。解析：從題圖中可以看出，懸吊衣架的繩子有四段，在不計摩擦力的情況下，四段繩對橫梁的拉力之和與掛衣桿的總重平衡，即fg50 n12.5 n；若衣架橫梁上升1 m，則拉力端繩子移動的距離為4 m。答案：(1)12.5(2)4方法歸納 解決此類問題的關(guān)鍵是確定承擔(dān)重物和動滑輪總重的繩子段數(shù)n，n為直接與動滑輪相連的繩子的段數(shù)。易錯剖析易錯點不能靈活分析滑輪組中各段繩子的受力情況【例】 如圖所示，g200 n，滑輪重g40 n，要使物體能勻速上升2 m，則下列說法正確的是(不計滑輪的摩擦)() af440 n，并向上移動4 mbf140 n，并向上移動4 mcf440 n，并向上移動1 mdf480 n，并向上移動1 m錯解：b錯因：判斷滑輪組中承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)，確定每段繩子承受的拉力是容易出錯的地方。主要是因為對動滑輪的使用特點把握不準(zhǔn)，不能聯(lián)系運動和力的關(guān)系分析物體的受力情況。解析：動滑輪兩側(cè)繩中拉力均為tg200 n，所以向上的拉力為fg2tg2g40 n2200 n440 n。物體上升2 m，動滑輪每側(cè)繩子只需縮短1 m，所以施力端向上移動1 m。答案：c1(2012湖南益陽中考)如圖所示，在已調(diào)節(jié)水平位置平衡的杠桿的左邊掛一個鉤碼，下列操作中能使杠桿在水平位置重新平衡的是()a在位置2掛6個相同的鉤碼b在位置4掛2個相同的鉤碼c在位置4掛4個相同的鉤碼d在位置6掛2個相同的鉤碼2(2012湖南株洲中考)下列屬于費力杠桿的是()a天平b鑷子c扳手 d鋼絲鉗3(2012湖南懷化中考)下圖屬于費力杠桿的是()4(2012湖南衡陽中考)用如圖所示的滑輪組勻速向左拉動重為100 n的物體a，所用拉力f為10 n(不計滑輪與繩重及滑輪與繩之間的摩擦)，則a受到地面對它的摩擦力大小是_ n，方向向_(選填“左”或“右”)。5(2012湖南長沙中考)如圖所示，小紅在探究“杠桿的平衡條件”的實驗中所用的器材有：杠桿、支架、刻度尺、細(xì)線和若干個質(zhì)量相同的鉤碼。(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)杠桿左端下沉，則應(yīng)將平衡螺母向_(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。(2)杠桿調(diào)節(jié)平衡后，小紅在杠桿上a點處掛4個鉤碼，為使杠桿重新平衡，應(yīng)在b點處掛_個鉤碼。(3)如果再在a、b兩處各加掛一個鉤碼，杠桿的_端將會下沉。此后，小紅又經(jīng)過多次實驗，得出的杠桿的平衡條件是_。6(2012湖南岳陽中考)小明同學(xué)探究“杠桿的平衡條件”。(1)實驗前，杠桿停在圖甲所示的位置，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)該將右端平衡螺母向_(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)。(2)調(diào)節(jié)杠桿水平平衡后，小明進(jìn)行的三次實驗如圖乙所示。根據(jù)實驗，他得出杠桿的平衡條件為“動力支點到動力作用點的距離阻力支點到阻力作用點的距離”，你認(rèn)為這個結(jié)論是_(選填“正確”或“錯誤”)的，實驗過程中使杠桿水平平衡的目的是_。(3)在圖乙(b)裝置的左右兩邊各取下一個鉤碼后，杠桿_(選填“左”或“右”)端下沉，為使杠桿恢復(fù)水平平衡，只需將右側(cè)鉤碼移至第_格。(4)用繩子拴住一根粗細(xì)不同的大樹某處，靜止后大樹水平平衡，如圖丙所示?，F(xiàn)將大樹從拴繩處沿豎直方向切成a、b兩段，根據(jù)圖乙可判斷ga_gb(選填“”“”或“”)。1如圖所示，起瓶器開啟瓶蓋時，可看做是() a以b為支點的費力杠桿b以b為支點的省力杠桿c以a為支點的費力杠桿d以a為支點的省力杠桿2下列所示工具中，使用時不能省力但能省距離的是()3三個和尚挑水吃的故事相信大家耳熟能詳，圖中和尚們商量出新的挑水方案，胖和尚一人挑兩小桶，瘦和尚和小和尚兩人合抬一大桶，以下說法中不正確的是()a乙圖中水桶b向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將他的肩往后移動一點距離b乙圖中水桶b向下沉，為保持水平平衡，胖和尚可以將后面水桶b往前移動一點距離c丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以讓瘦和尚往前移動一點距離d丙圖中小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，可以將水桶往前移動一點距離4. 如圖所示是一種指甲刀的結(jié)構(gòu)示意圖，下列說法正確的是() aabc是一個省力杠桿bd處刀刃較薄，可以增大壓力c杠桿abc上有粗糙的花紋，可以減小摩擦d指甲刀只有兩個杠桿，一個省力杠桿，一個費力杠桿5如圖為家庭手搖升降晾衣架結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)順時針搖動手柄時，橫梁上升。下列滑輪屬于動滑輪的是()a甲b乙c丙d丁6小李的質(zhì)量為50千克，可以舉起80千克的杠鈴；小胖的質(zhì)量為70千克，可以舉起60千克的杠鈴。他們兩人通過如圖所示的裝置來比賽，雙方都竭盡全力，看誰能把對方拉起來。比賽結(jié)果應(yīng)是()a小李把小胖拉起 b小胖把小李拉起c兩個都拉不起 d兩個都拉起7工人們?yōu)榱税徇\一臺笨重的機(jī)器，設(shè)計了如圖所示的四種方案(機(jī)器下方的小圓表示并排放置的圓形鋼管)。其中最省力的方案是()8如圖所示，輕質(zhì)杠桿oa中點懸掛重為60 n的物體，在a端施加一豎直向上的力f，杠桿在水平位置平衡，則力f的大小是_，保持f的方向不變，將杠桿從a位置勻速提升到b位置的過程中，力f將_(選填“變大”“變小”或“不變”)9某同學(xué)騎車在水平面行進(jìn)，當(dāng)自行車兩個腳踏板轉(zhuǎn)到_位置時，用力最小，這是因為這個位置的_最大。10請在圖中畫出力f的力臂和物體所受重力的示意圖。11在“探究杠桿的平衡條件”的實驗中：(1)在沒有掛鉤碼時杠桿的平衡位置如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將杠桿左端螺母向_(選填“左”或“右”)邊旋一些。(2)調(diào)好后，第一組按圖乙進(jìn)行實驗，第二組按圖丙進(jìn)行實驗。你認(rèn)為第_組實驗更好，理由是_。12同學(xué)們利用圖甲裝置驗證“杠桿的平衡條件”，實驗中記錄的數(shù)據(jù)如下：(1)寫出分析處理實驗數(shù)據(jù)的具體過程及驗證的結(jié)果。(2)杠桿在生活中有很多應(yīng)用。如圖乙所示，現(xiàn)欲使靜止的蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動，可采取的做法是_，并說出能驅(qū)使蹺蹺板發(fā)生轉(zhuǎn)動的條件_。參考答案考點1(1)硬棒轉(zhuǎn)動固定點動力作用線阻力作用線(2)靜止勻速轉(zhuǎn)動f1l1f2l2(3)大于小于 費小于大于省等于等于考點2(1)固定不動等臂方向(2)直徑半徑二倍一半力方向(3)幾分之一nh導(dǎo)學(xué)必備知識自主測試1d撬棒、羊角錘、核桃夾在使用時動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，而食品夾在使用時動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故選項d正確。2解析：從題圖中可以看出，支點是o，動力是f，阻力是g，因此動力臂大于阻力臂，故獨輪車相當(dāng)于一個省力杠桿；根據(jù)杠桿的平衡條件可知，fl1gl2，故抬起車把的力fg1 200 n400 n。答案：省力4003c題圖a中定滑輪只能改變用力的方向，而不能省力；題圖b中動滑輪只能省力，但不能改變用力的方向；題圖d中滑輪組省力，但不改變力的方向，只有題中c圖能省力，也能改變用力的方向。品鑒經(jīng)典考題1b解答時利用杠桿的平衡條件來分析。設(shè)杠桿每一個小格代表l，一個鉤碼的重為g，當(dāng)杠桿左端的力和力臂的乘積等于杠桿右端的力和力臂的乘積時，杠桿平衡，否則杠桿不平衡。2b天平在使用過程中，動力臂等于阻力臂，是等臂杠桿；鑷子在使用過程中，動力臂小于阻力臂，是費力杠桿；扳手相當(dāng)于輪軸，是變形杠桿；鋼絲鉗在使用過程中，動力臂大于阻力臂，是省力杠桿。3c4解析：由題圖中的滑輪組可看出，物體受到的摩擦力由3段繩子承擔(dān)；在不計滑輪與繩重及滑輪與繩之間的摩擦的條件下，摩擦力f與拉力f的關(guān)系是：f3f310 n30 n；物體a勻速向左運動，所受摩擦力的方向為向右。答案：30右5解析：(1)當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，右端上翹，平衡螺母向上翹的右端移動，使杠桿在水平位置平衡。(2)設(shè)杠桿分度值是l，一個鉤碼重是g，所以4g3lng2l，n6個。(3)如果再在a、b兩處各加掛一個鉤碼，5g3l7g2l，所以杠桿左端下沉。杠桿平衡條件：f1l1f2l2。答案：(1)右(2)6(3)左f1l1f2l26解析：當(dāng)杠桿的左端偏低時，可將兩端的平衡螺母向右調(diào)節(jié)；“動力支點到動力作用點的距離阻力支點到阻力作用點的距離”，是在杠桿在水平位置平衡且動力和阻力的方向都是豎直向下的條件下得出的，也就是實驗過程中沒有改變動力或阻力的方向。為了便于從杠桿上直接讀取力臂，在進(jìn)行實驗時應(yīng)該使杠桿在水平位置平衡。兩邊各取下一個鉤碼后，左端變成2個鉤碼，力臂為2格，右邊變成一個鉤碼，力臂為3格。則2213，故左端下降，為使兩邊平衡，應(yīng)使右邊鉤碼移到第四格。根據(jù)杠桿的平衡條件可知，力與相應(yīng)的力臂成反比關(guān)系。如圖所示，lalb，所以gagb。答案：(1)右(2)錯誤方便讀出力臂(3)左4(4)研習(xí)預(yù)測試題1d起瓶器用題圖方式開啟瓶蓋時，起瓶器繞著a點轉(zhuǎn)動，所以a為杠桿的支點，又由于動力臂大于阻力臂，所以是省力杠桿，故選項d正確。2d動滑輪、訂書機(jī)和羊角錘在使用中均是動力臂大于阻力臂，為省力杠桿，費距離。鑷子在使用中動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，省距離，故選項d正確。3d將挑水的扁擔(dān)看做是一個杠桿，其支點是扁擔(dān)與肩的接觸點，水桶b向下沉，說明水桶b對扁擔(dān)的拉力與其力臂的乘積大于水桶a對扁擔(dān)的拉力與其力臂的乘積，要保持平衡，由于桶和水的重力不變對扁擔(dān)的拉力不變，故要減小水桶b的力臂，因此需將支點后移或?qū)⑺癰前移，即胖和尚可以向后移動一點距離，即選項a和選項b正確；丙圖中兩個和尚抬水時，將小和尚的肩膀與扁擔(dān)的接觸點作為支點，桶和水的重力為阻力且不變，小和尚為減輕瘦和尚的負(fù)擔(dān)，即減小對瘦和尚肩膀的壓力，需要增大瘦和尚的力臂或減小阻力臂，即讓瘦和尚往前移動一點距離或?qū)⑺巴笠苿右稽c距離，故選項c正確，選項d錯誤。4a從指甲刀的示意圖可看出，abc在使用時動力臂大于阻力臂，所以是一個省力杠桿；d處刀刃較薄是減小受力面積，增大了壓強(qiáng)，而不是增大壓力；粗糙的花紋是增大了與手指接觸面的粗糙程度，增大摩擦；指甲刀在使用時有三個杠桿：一是abc省力杠桿，二是obd費力杠桿，三是oed費力杠桿，因此只有選項a正確。5d動滑輪的特點是在轉(zhuǎn)動過程中，隨物體一起運動，參與了兩個運動，從升降晾衣架的結(jié)構(gòu)上看，與橫梁固定的兩個滑輪為動滑輪。6b使用定滑輪不省力，當(dāng)兩個人用力拉繩的一端時，若想把對方提起，則所用的拉力不能小于對方的重力，而自己站在地面上所能提供的拉力不會大于自己的重力，由于小胖的重力大，小李的重力小，所以小胖能把小李拉起，b選項正確。7d題中的四種方案中，選項d從兩個方面進(jìn)行了省力設(shè)計，一是滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，二是利用了動滑輪，而a、c選項只利用了變滑動摩擦為滾動摩擦來省力，選項b、c中定滑輪不省力，只能改變力的方向，故選項b沒有應(yīng)用省力的方法，所以選項d正確。8解析：根據(jù)杠桿的平衡條件得，foagoa，fg60 n30 n。若保持f的方向不變，將杠桿從a位置勻速提升到b位置的過程中，由于動力臂與阻力臂的比值不變，所以力f的大小