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1、第十章机械与人第1课时简单机械中考物理一轮复习考点梳理中考物理一轮复习考点梳理【思维导图构建【思维导图构建】杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件认识杠杆认识杠杆杠杆的平衡杠杆的平衡杠杆的应用杠杆的应用铡纸刀开瓶器生活工具生活工具这些工具在使用时，有什么共同特点？它们工作时，能绕一个固定点转动。树枝剪抽水机杠杆共同点：都是硬棒（软的不行，直的弯的都可以）工作过程中都在转动，转动过程中有一点是不动的还要受到两个力的作用1、杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就称为杠杆。以上几种机械有一个共同的特点:它们都有一根能绕固定点转动的硬棒.生活中将杠杆灵活组合的应用钳子核桃夹指甲剪衣服夹镊子筷子 OO支点（支
2、点（O）：）：杠杆绕着转动杠杆绕着转动的固定点的固定点OOOOOOF1F1F1动力（动力（F1）：）：使杠杆转动的力使杠杆转动的力阻力（阻力（F2）：）：阻碍杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力F2F2F2杠杆五要素F1F2动力动力阻力阻力O力臂：支点到力的作用线的距离力臂：支点到力的作用线的距离L2阻力臂阻力臂L1动力臂动力臂支点支点杠杆五要素：F2阻力l1动力臂l2阻力臂(动力作用线)(阻力作用线)O支点杠杆绕着转动的固定点使杠杆转动的力阻碍杠杆转动的力支点到动力作用线的距离支点到阻力作用线的距离F1动力l2l1BF2OF1AF2BOAF1作力臂的方法找出支点的位置从支点作动力、阻力作用线的垂线确
3、定动力、阻力作用线标垂足，定力臂 F1 F2研究杠杆平衡条件研究杠杆平衡条件o探究杠杆的平衡条件探究杠杆的平衡条件物体的平衡状态物体的平衡状态杠杆的平衡状态杠杆的平衡状态保持保持匀速直线运动匀速直线运动保持静止保持静止保持保持匀速转动匀速转动保持静止保持静止探探 究究 实实 验验F F1 1F F2 2oL1L2杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件杠杆的平衡条件：F1L1F2L2公式：F1L1F2L2或或动力动力 动力臂动力臂=阻力阻力 阻力臂阻力臂桔槔舂OF1F2l1l2OF1F2l1l2Ol2l1F1F2OF1F2l1l2 你认为图中的杠杆可以分成几类？每一类杠杆分别 有什么特点？F
4、1F2动力臂动力臂L1阻力臂阻力臂L2O由由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2这这是省力杠杆是省力杠杆省力杠杆省力杠杆hS=4hOF2F1ABF2F1AB省力省力，费距离费距离省力杠杆的特点省力杠杆的特点举例生活中省力标杆（举例生活中省力标杆（4种以上）？种以上）？手通过的距离比刀口通手通过的距离比刀口通过的距离大，要多移动距离。过的距离大，要多移动距离。省力杠杆铡刀省力杠杆道钉撬羊角锤起子钳子手动抽水机F2F1动力臂动力臂L1阻力臂阻力臂L2O由由 F1L1=F2L2 L1 L2 F1 F2这这是费力杠杆是费力杠杆费力杠杆费力杠杆F2F1S=h/4hABABF2F1O费力，省距离费
5、力，省距离费力杠杆的特点费力杠杆的特点举例？举例？费力杠杆费力杠杆 手通过的距离比煤或鱼通手通过的距离比煤或鱼通过的距离少得多，可以省距离。过的距离少得多，可以省距离。铁锹钓鱼竿费力杠杆费力杠杆缝纫机脚踏板起重机剪刀镊子人的胳膊筷子F2F1动力臂动力臂L1阻力臂阻力臂L2O由由 F1L1=F2L2 L1=L2 F1=F2这这是等臂杠杆是等臂杠杆不省力，也不省距离不省力，也不省距离等臂杠杆的特点等臂杠杆的特点举例？举例？跷跷板 日常生活中的的等臂杠杆天平秤 判断方法：先判断方法：先判断方法：先判断方法：先画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂画出动力臂和阻力臂，再，再，再，再比较
6、动力臂和比较动力臂和比较动力臂和比较动力臂和 阻力臂的长短阻力臂的长短阻力臂的长短阻力臂的长短，再，再，再，再判断是哪种判断是哪种判断是哪种判断是哪种杠杆杠杆杠杆杠杆判断根据：判断根据：判断根据：判断根据：省力杠杆（省力杠杆（省力杠杆（省力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,F F1 1F F2 2)省力费距离省力费距离省力费距离省力费距离 （铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、铡刀、起子、指甲剪；手推车子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、老虎
7、钳；道钉撬、压水杆，羊角锤子、刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。刹车板、还有一个铁皮剪。）费力杠杆（费力杠杆（费力杠杆（费力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,F F1 1F F2 2)费力省距离费力省距离费力省距离费力省距离 （镊子、筷子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、镊子、筷子、理发剪、起重机臂、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、钓鱼竿、扫帚、铁锨、铁火钳、还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的脚踏板。还有缝纫机的
8、脚踏板。）不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（不省力也不费力杠杆（L L L L1 1 1 1L L L L2 2 2 2,F F1 1F F2 2 （天平、定滑轮天平、定滑轮天平、定滑轮天平、定滑轮）特别强调：特别强调：生活中的剪刀生活中的剪刀“柄长省力；口长费力柄长省力；口长费力”【核心突破】【核心突破】考向考向1 1杠杆力臂的画法杠杆力臂的画法【原型题】【原型题】(2019(2019广东中考广东中考)如图所示如图所示,拉杆式行李箱在拉力拉杆式行李箱在拉力F F的作用下静止的作用下静止在斜坡上在斜坡上,请画出行李箱受到的重力请画出行李箱受到的重力G G的示意图的示意
9、图,以及拉力以及拉力F F对对O O点的力臂点的力臂l。【讲【讲悟】悟】(1)(1)明确概念明确概念:支点到力的作用线的距离支点到力的作用线的距离,叫作力臂。叫作力臂。(2)(2)类比数学中类比数学中“点到直线的距离点到直线的距离”画力臂。画力臂。(3)(3)力的作用线应该看作一条直线力的作用线应该看作一条直线,可以向两端无限延长。可以向两端无限延长。【变式题】【变式题】(2019(2019武威中考武威中考)如图所示是羊角锤的示意图如图所示是羊角锤的示意图,请画出羊角锤撬铁请画出羊角锤撬铁钉时最小动力钉时最小动力F F1 1的示意图。的示意图。【明【明技法】技法】(1)(1)“四步法四步法”画
10、杠杆力臂。画杠杆力臂。(2)(2)“两步法两步法”找杠杆找杠杆“最小力最小力”【失分警示】【失分警示】(1)1)要按照题中要求画要按照题中要求画,做到做到:要求画什么就画什么要求画什么就画什么,既既不要漏画不要漏画,也不要画蛇添足。也不要画蛇添足。(2)(2)画力的示意图时画力的示意图时,不要漏画力的方向。画力的作用不要漏画力的方向。画力的作用线时线时,既可以正向延长既可以正向延长,也可以反向延长。也可以反向延长。(3)(3)力臂要用虚线、垂直符号、加大括号或带双箭头的力臂要用虚线、垂直符号、加大括号或带双箭头的实线表示实线表示,并标注符号并标注符号,不能有遗漏。不能有遗漏。【核心突破】【核心
11、突破】考向杠杆平衡条件的应用考向杠杆平衡条件的应用【原型题】【原型题】(2019(2019扬州中考扬州中考)下列工具属于省力杠杆的是下列工具属于省力杠杆的是()()【讲【讲悟】悟】(1)(1)定点定点:找出图中杠杆的固定点即支点。找出图中杠杆的固定点即支点。(2)(2)找力找力:找到动力和阻力并画出两个力的示意图。找到动力和阻力并画出两个力的示意图。(3)(3)画力臂画力臂:画出杠杆的两个力臂。画出杠杆的两个力臂。(4)(4)比较比较:比较动力臂和阻力臂的长短比较动力臂和阻力臂的长短,确定杠杆的种类。确定杠杆的种类。D D【变式题】变式题】(2019(2019安顺中考安顺中考)如图所示如图所示
12、,用固定在竖直墙上的直角三角形支架用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABCABC放置空调室外机放置空调室外机,已知已知ABAB长长40 cm,BC40 cm,BC长长50 cm50 cm。室外机的质量为。室外机的质量为30 kg,30 kg,室外室外机的重力作用线正好通过机的重力作用线正好通过ABAB中点中点,则则A A处螺钉受到的水平拉力处螺钉受到的水平拉力F F为为_N(_N(支支架重力不计架重力不计)。为了安全。为了安全,从力学的角度分析从力学的角度分析,室外机的位置应尽室外机的位置应尽_(_(选选填填“靠近靠近”或或“远离远离”)墙壁。墙壁。【明【明技法】技法】判断杠杆是否处于平衡状态判
13、断杠杆是否处于平衡状态若若F F1 1l1 1=F=F2 2l2 2,则杠杆能保持平衡。则杠杆能保持平衡。若若F F1 1l1 1FF2 2l2 2,则杠杆不能保持平衡则杠杆不能保持平衡,杠杆向力与力臂乘积较大杠杆向力与力臂乘积较大的方向转动。的方向转动。200200靠近靠近【失分警示】【失分警示】(1)(1)力臂的长度不是支点到力的作用点的距离力臂的长度不是支点到力的作用点的距离,而是支点而是支点到力的作用线的距离。到力的作用线的距离。(2)(2)同一个杠杆同一个杠杆,力臂的长度与力的方向有关力臂的长度与力的方向有关;力的方向力的方向不同不同,其力臂往往不一样。其力臂往往不一样。滑轮及其应用
14、滑轮及其应用定滑轮动动滑滑轮轮滑滑轮轮组组生生活活中中的的滑滑轮轮凹槽凹槽小轮小轮轴轴滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。定滑轮定滑轮动滑轮动滑轮定滑轮定滑轮:轴固定不轴固定不动动的滑轮的滑轮动滑轮动滑轮:轴随物体一起轴随物体一起运动运动的滑轮的滑轮0FG物物L1L2定滑轮相当于等臂杠杆定滑轮：工作时，定滑轮：工作时，轴不随物体移动轴不随物体移动的滑轮。的滑轮。F1F2L1L2定滑轮的实质：定滑轮的实质：动力臂与阻力臂相等的等臂杠杆动力臂与阻力臂相等的等臂杠杆F1=F2F1=G物物（不计摩擦）（不计摩擦）G定滑轮的实质是定滑轮的实质是等臂杠等臂杠杆杆F2F1GL1L2OGF2F1/L2L1/F
15、2F1/L2L1/OO定滑轮实质:F1FF2F_F1 _F2=G实际：实际：F_G原因可能是：原因可能是：_受摩擦力的影响改进的措施：改进的措施：_加润滑油hh绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物体上升物体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系:定滑轮定滑轮:s=_h特点：特点：不省力不省力，但，但可可以改变力的方向以改变力的方向。1 1、定义：工作时，、定义：工作时，轴不随物体移动轴不随物体移动的滑轮。的滑轮。定滑轮定滑轮5、定滑轮相当于一个、定滑轮相当于一个等臂等臂杠杆。杠杆。2、使用定滑轮、使用定滑轮不省力不省力，不省距，不省距离；但离；但可以改变力的方向可以改变力的方向。3
16、、同一根绳子上的力大小相等。同一根绳子上的力大小相等。4、s s绳绳 =h=h物物；v绳=v物水平定滑轮（与重力无关）水平定滑轮（与重力无关）绳子自由端拉力大小等于物体受到的摩擦力大小绳子自由端移动距离等于物体移动的距离FL1L20动滑轮相当于省力杠杆动滑轮：工作时，动滑轮：工作时，轴随物体移动轴随物体移动的滑轮。的滑轮。G物FOF1F2L1L2F1=F2=G物物理想情况：理想情况：动滑轮的实质：动力臂为阻力臂动滑轮的实质：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆倍的省力杠杆忽略轮重及摩擦、绳重忽略轮重及摩擦、绳重竖直向上缓慢匀速拉动竖直向上缓慢匀速拉动F1F拉拉=G物物L1L2不计摩擦、绳重 F=（G
17、物物+G动动）G动动原因可能是：原因可能是：_动滑轮重 绳子重有摩擦改进的措施：改进的措施：_采用轻质的动滑轮、细绳等实际：实际：F_ G_ 12FGL1L2动滑轮中，若拉力动滑轮中，若拉力F沿斜上方拉，沿斜上方拉，F=G吗？吗？12F2F1GL1L2OF1/L1/动力臂动力臂L1减小减小动力动力F增大增大 要使动滑轮省一半的力要使动滑轮省一半的力(省力最多），必须使绳子省力最多），必须使绳子沿竖直方向拉沿竖直方向拉hS=2hs s绳绳 =2 h=2 h物物v v绳绳 =2 v=2 v物物特点：特点：省力省力，但，但不不能改变力的方向能改变力的方向。6 6、水平动滑轮、水平动滑轮（与重力无关）
18、（与重力无关）水平动滑轮（与重力无关）水平动滑轮（与重力无关）绳子自由端拉力大小等于物体受到的摩擦力大小的一半。绳子自由端移动距离等于物体移动距离的两倍。我们能否用定滑轮、动滑轮组成既可以省力又能改变用力方向的机械呢？不能省力不能省力可以改变力的方向可以改变力的方向可以省力不能改变力的方向定滑轮改变方向动滑轮省力动定结合定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组。结论：使用滑轮组既可以省力；又可以改变力的方向。滑轮组 想一想：还有别的绕线方法吗？4.优点优点:_;既省力又能改变力的方向G“一定一动一定一动”1.绳子股数绳子股数n_;22.绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物物体上升体上升的高度的
19、高度h之间的关系之间的关系:s_;2h3.绳子自由端绳子自由端拉力拉力F与与物体物体重力重力G的关系的关系:F_;(不计轮重及绳重和摩擦不计轮重及绳重和摩擦)_ G2F上结法上结法4.优点优点:_;最省力“一定一动一定一动”1.绳子股数绳子股数n_;32.绳子自由端绳子自由端移动的距离移动的距离s与与物物体上升体上升的高度的高度h之间的关系之间的关系:s_;3h3.绳子自由端绳子自由端拉力拉力F与与物体物体重力重力G的关系的关系:F_;(不计轮重及绳重和摩擦不计轮重及绳重和摩擦)_ G3FG下结法下结法S=2 hS=3 hV绳绳=2V物物V绳绳=3V物物不考虑动滑轮重不考虑动滑轮重G；h F；
20、sF；sG；hF=G21F=G31S=2 hS=3 hV绳绳=2V物物V绳绳=3V物物考虑动滑轮重考虑动滑轮重G；h F；sF；sG；hF=（GG动）21F=（GG动）31F FF F 你发现了什么规律？结 论：n为承担物重的绳子段数。讨讨讨讨 论论论论n n的判断方法：直接与动滑轮相连的绳子段数的判断方法：直接与动滑轮相连的绳子段数n：动滑轮上方承受力的绳子段数动滑轮上方承受力的绳子段数=1nFG总总S绳绳=nh物物h物物：物体上升高度物体上升高度S S绳绳：绳自由端移动的距离绳自由端移动的距离竖直滑轮组特点滑轮组特点V绳绳=nV物物FG动动G水平滑轮组特点水平滑轮组特点3 3F=fF=f；
21、S绳=3 S物；S绳S物fv绳=3 v物v物v绳n=5n=4n=2n=3FFFF滑轮组的绕线滑轮组的绕线1 1、奇动偶定、奇动偶定n n为为奇数奇数，从，从动滑轮动滑轮开始开始n n为为偶数偶数，从，从定滑轮定滑轮开始开始要求n为奇数请您帮忙。请您帮忙。救命！救命！啊？你怎么啊？你怎么上来了！上来了！好的，唉.2、人能给绳子的最大拉力为人能给绳子的最大拉力为人的重力人的重力。【核心突破】【核心突破】考向考向1 1滑轮组的使用滑轮组的使用【原型题】【原型题】(2019(2019德阳中考德阳中考)如图所示如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为为400 N400
22、 N的物体匀速向上提起的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重已知每个滑轮重20 N,20 N,忽略绳子的重力以及滑轮忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为图甲中车对绳子的拉力为_N,_N,图乙中人对绳子的拉力为图乙中人对绳子的拉力为_N_N。【讲【讲悟】悟】(1)(1)分类分类:根据滑轮的轴是否运动根据滑轮的轴是否运动,确定哪个是定滑轮、哪个是动确定哪个是定滑轮、哪个是动滑轮。滑轮。(2)(2)“切线法切线法”确定绳子的股数。确定绳子的股数。(3)(3)计算省力情况计算省力情况:F=:F=(G(G物物+G+G动动)。400400210210【明【明技法】技法】(1)
23、(1)切线法判断绳子的股数切线法判断绳子的股数:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线在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数出与动滑轮相接触的绳子段数n n。不计摩擦和机械本身重力不计摩擦和机械本身重力:F=G:F=G物物。(2)(2)省力情况省力情况:不计摩擦和绳重不计摩擦和绳重:F=(G:F=(G物物+G+G动动)。【失分警示】【失分警示】应特别注意题设条件应特别注意题设条件:摩擦是否忽略、动滑轮的重力是否忽略、摩擦是否忽略、动滑轮的重力是否忽略、绳重是否忽略等。绳重是否忽略等。【核心突破】【核心突破】考向考向2 2滑轮组的组装滑轮组的组装【原型题】【原型题】(2019(2
24、019淮安中考淮安中考)用如图所示的滑轮组提升重物用如图所示的滑轮组提升重物,画出最省力的画出最省力的绕绳方法。绕绳方法。【讲【讲悟】悟】(1)(1)分类分类:区分动滑轮和定滑轮。区分动滑轮和定滑轮。(2)(2)确定绳子的股数确定绳子的股数:只有一个动滑轮只有一个动滑轮,物重最多物重最多由三股绳子承担。由三股绳子承担。(3)(3)找绳子的始端找绳子的始端:根据根据“奇动偶定奇动偶定”原则确定。原则确定。(4)(4)绕线组装。绕线组装。【失分警示】【失分警示】(1)(1)绕线时绕线时,按从内到外的顺序且所有滑轮都有绕线。按从内到外的顺序且所有滑轮都有绕线。(2)(2)所画的线要直所画的线要直,与滑轮的边缘相切。与滑轮的边缘相切。