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1、第十章机械与人第1课时简单机械年份题号题型考查内容分值总分202121作图杠杆作图2220204选择杠杆的分类33201911AB24(1)(4)选择实验与探究滑轮和滑轮组的特点探究杠杆平衡的条件1.567.5201820填空杠杆的动态平衡分析、杠杆的分类222017617选择填空杠杆的分类滑轮和滑轮组的特点与简单计算314命题导向本课时知识点在百色中考中占27.5分，主要以选择题、填空题、作图题和实验与探究题的形式考查。高频考点是滑轮和滑轮组、杠杆作图、杠杆的分类以及杠杆的平衡条件。本课时知识点是百色中考的必考考点，考查杠杆的分类、杠杆的动态平衡分析以及滑轮和滑轮组的简单计算的可能性较大 1
2、定义：在物理学中，在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒称为杠杆。2五要素支点杠杆绕着转动的固定点动力使杠杆转动的力阻力阻碍杠杆转动的力动力臂从支点到动力作用线的距离阻力臂从支点到阻力作用线的距离示意图3.杠杆平衡(1)定义：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，此时杠杆处于平衡状态，这种状态叫做杠杆平衡。(2)杠杆平衡的条件：动力动力臂阻力阻力臂，即F1l1F2l2。4分类省力杠杆动力臂大于阻力臂，用较小的动力就可以克服较大的阻力。这种杠杆使用起来省力，常被称为省力杠杆，如用钉锤撬钉子费力杠杆动力臂小于阻力臂，要用比阻力大的动力才能克服阻力。这种杠杆使用起来费力，常被称为费力杠杆，如钓鱼竿等臂杠杆动
3、力臂等于阻力臂，动力与阻力大小相等就能使杠杆平衡。这种杠杆使用起来既不省力，也不费力，常被称为等臂杠杆，如跷跷板5.应用：筷子、天平、核桃钳等。【提示】杠杆平衡并不是力的平衡，而是动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消。1定义：滑轮是一个周边有槽、能绕轴转动的小轮。2分类定义使用滑轮时，其轴固定不动的滑轮叫做定滑轮特点能够改变力的方向，但不能省力。实质是等臂杠杆定义使用滑轮时，滑轮的轴随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮特点能够省一半的力，但不能改变力的方向。实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆定义定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组特点既能省力，也能改变力的方向。在不考虑绳重、摩擦及动滑轮受到的重力的情
4、况下，使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊起物体，则所用的力就是物重的几分之一3.应用：旗杆上的定滑轮、吊车、起重机、滚动窗帘、升降衣架等。HK八P188图 105命题点：杠杆类型的判断1.如图所示的钓鱼竿属于费力(选填“省力”或“费力”)杠杆，但省(选填“省”或“费”)距离命题点：定滑轮2.如图所示，沿三个不同的方向拉绳使物体上升，所用的力分别是F1、F2、F3，则DA.F1最大BF2最大CF3最大D三个力一样大命题点：滑轮和滑轮组3.小明用如图所示的滑轮组将重为120 N的物体匀速提升了一段距离，此过程中滑轮组的机械效率为80%，不考虑绳重及摩擦，则绳端的拉力为75N，动滑轮的重力为30N1(
5、HK八P189“作业”T2改编)如图(a)所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的钩码下方分别加挂一个等重的物体，如图(b)所示，则杠杆AA右端下沉B左端下沉C要保持平衡，应将左端的钩码向右移动D要保持平衡，应在右端再加挂一个物体2(HK八P190“作业”T4改编)各式各样的剪刀都是一对对杠杆。下列剪刀中，最适合剪开较硬物体的是B，C剪刀是费力(选填“费力”“省力”或“等臂”)杠杆。3(HK八P190“作业”T3改编)一位同学用木棒挑着重物扛在肩上行走，如图所示，他胳膊所用的力大于(选填“大于”“小于”或“等于”)物重；要使胳膊所用的力减小些，可采用的办法是将重物靠近(选填“远离”或“靠近”)
6、肩膀。4(HK八P194“作业”T3改编)小可用如图所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为100N；实际测量A端的拉力为110 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为20N。 5.(HK八P194“作业”T5改编)如图，工人利用滑轮组将500 N的重物匀速向上提升到2 m高的平台上，则他所用的拉力为250N，绳子自由端向下移动的距离为4m。(不计绳重、动滑轮重及摩擦)6(HK八P185图片改编)在图中画出作用在撬棒上的动力的力臂。例1(2021河南中考)如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒BA省力且省距离B省力但费距离C费力且费距离D费力但
7、省距离例2如图所示，某同学用完全相同的钩码验证杠杆的平衡条件。杠杆调节平衡后，在杠杆A点处挂4个钩码，为使杠杆重新平衡，应在B点处挂6个钩码；如果A、B两处再各挂一个钩码，杠杆的左(选填“左”或“右”)端会下沉。,(例2图)例3(2018百色中考)如图所示，用方向始终垂直于杠杆的动力F将重物从A位置缓慢提升到B位置，在提升重物的过程中，动力F的大小变化情况是先变大后变小；该杠杆属于省力(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。1(2020百色中考)如图所示的工具，正常使用时属于费力杠杆的是B 2(2021大连中考)工人使用独轮车搬运石头，相关信息如图所示，车箱和石头所受的总重力G1 200 N，
8、推车时，双手向上的力F300N；如果将这些石头偏向车箱前部装载，推车时，双手向上的力为F，则F(选填“”“”或“”)F。3(2021贵港模拟)如图所示，轻质杠杆OA中点处悬挂一质量为5 kg的物体，在A端施加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F25N；保持力F的方向不变，将杠杆从OA位置匀速提到OB位置的过程中，力F将不变(选填“增大”“减小”或“不变”)。(g取10 N/kg)【方法技巧】分析杠杆的动态平衡时，要注意找出两个特殊点分析：杠杆转到水平位置时，阻力臂达到最大值。当动力的作用线经过支点时，动力臂为零，分析时可视为最小值。例4(2021柳州一模)如图是工人师傅提升重物的情景
9、，若不计绳重、动滑轮重及摩擦，其中最省力的是DABCD例5(2017百色中考)如图所示，重力为50 N的物体在拉力F的作用下水平向左匀速运动，若物体受到地面摩擦力的大小为10 N，不计绳、滑轮的重力及绳与滑轮的摩擦，则拉力F的大小为5N；在这个过程中，物体的机械能不变(选填“变大”“不变”或“变小”)。4(2021北海二模)用如图所示的甲、乙两种滑轮装置匀速提升重均为20 N的A、B两物体，已知每个滑轮重1 N，不计绳重和轮、轴间摩擦。下列说法中正确的是DA甲图中，手的拉力F甲21 NB乙图中，手的拉力F乙10 NC若A、B两物体都被提升0.5 m，则利用乙装置做的有用功比甲多D若A、B两物体
10、都被提升0.5 m，则利用甲装置做的总功比乙少,(第4题图)5如图所示，不计摩擦、滑轮重及绳重，重为G1、G2的两个物体现在处于静止，则G1G221；若在G1和G2下方分别挂一同样重的砝码，则G1上升(选填“装置仍保持平衡”“G1上升”或“G1下降”)；若G110 N，动滑轮重2 N，忽略绳重和绳与滑轮间的摩擦，要让整个系统处于静止状态，则G26N。【方法技巧】判断滑轮组承担物重的绳子段数n的方法：在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一数有几段绳子与动滑轮相连，则n就是几。在不考虑绳重、动滑轮自重及摩擦的情况下，绳端拉力FG物，如果考虑动滑轮自重，不计绳重、摩擦，绳端拉力F(G物G动)。例6(2
11、021百色中考)如图所示，轻质杠杆的A点挂一个重物G，绳的拉力为F2，O为杠杆的支点。请在杠杆B端画出最小的动力F1并画出其力臂l1，使杠杆在图中位置平衡。6(2021丹东中考)如图，O是轻质杠杆的支点，杠杆在图中所示位置静止，请画出阻力F2和所要施加的最小动力F1的示意图。【方法技巧】1力臂表示的是支点O到力的作用线的距离，不是支点O到力的作用点的距离。2画力臂时可以按照以下步骤：(1)先在杠杆上确定支点O；(2)找到动力和阻力的作用点，沿力的方向画出动力作用线和阻力作用线；(3)最后从支点O向力的作用线引垂线。3杠杆最小力的作图步骤：(1)在杠杆上找出支点O和离支点最远的点；(2)把最远的
12、点和支点连线，这条线段就是最长的力臂；(3)分析清力的方向，垂直于力臂作出最小的力。探究杠杆的平衡条件(近5年1考，课标、考标要求)1高频命题点杠杆平衡螺母的调节原则；调节杠杆在水平位置平衡的目的；弹簧测力计的使用与读数；测量多组数据的目的；分析数据总结杠杆平衡条件。2实验清单(1)实验器材：杠杆、相同的钩码若干、铁架台、刻度尺等。(2)实验注意事项及实验分析：实验要选择杠杆中央作为支点，目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆自重对实验造成的影响。杠杆平衡螺母的调节原则：左高向左调，右高向右调。注意调节平衡后，实验过程中不能再调节杠杆两端的平衡螺母。实验开始时需调节杠杆在水平位置平衡，目的
13、是便于直接从杠杆上读出力臂。使杠杆在倾斜位置平衡也可得出杠杆的平衡条件，只是实验操作比较麻烦。实验应测量多组数据(改变钩码的个数和钩码的位置)，目的是避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性。在杠杆平衡时，两边同时增减钩码后杠杆是否平衡的判断：看两边的力和力臂的乘积是否相等，若不相等，则哪边的乘积大，杠杆就向哪边倾斜。(3)实验结论：动力动力臂阻力阻力臂，写成公式为F1l1F2l2。(4)实验拓展：若将另一端换用弹簧测力计，则好处是弹簧测力计可以测出任何一个拉力的大小，实验操作更方便。若弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，则拉力力臂变小，弹簧测力计示数变大。例7(2019百色中考)在“探究杠杆平
14、衡的条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆(每小格均等长)、铁架台、刻度尺、细线和若干个重为1 N的钩码。(1)为了便于测量力臂，要将如图甲所示的杠杆调节在水平位置平衡，应将平衡螺母适当往右(选填“左”或“右”)调。(2)杠杆调节好后，进行了三次实验，实验情景如图乙、丙、丁所示，以两边钩码的重力分别为动力F1和阻力F2，对应的力臂为l1和l2，由此可得杠杆的平衡条件为F1l1F2l2(或动力动力臂阻力阻力臂)。实验中进行多次实验的目的是B(选填“A”或“B”)。A取平均值减小误差B使实验结论具有普遍性(3)将如图丁所示杠杆两边的钩码各撤掉1个，则杠杆左端下沉(选填“保持平衡”“左端下沉”或“右端
15、下沉”)。(4)如图戊所示，用细绳竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，则拉力F为1N；保持杠杆平衡，将细绳转到虚线位置时，拉力F大小将变大(选填“变大”“不变”或“变小”)。戊【问题补充】(5)在许多物理实验中，通常也要进行多次实验，如：“研究凸透镜成像”时要多次改变物距找像；“测量物体长度”时多次测量；“研究并联电路电流规律”时换用不同灯泡多测几组数据；“用电压表、电流表测电阻”时，测量多组电压和电流值。其中与本实验进行多次实验的目的相同的是(填序号)。1(2021营口中考)如图所示的工具中，属于费力杠杆的是BA瓶盖起子 B食品夹C核桃钳 D起钉锤2如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处
16、于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力大小错误的是CAF1GBF2GCF3GDF4G3如图所示是指甲剪的示意图，F是剪指甲时施加的一个力，则下列关于指甲剪的说法正确的是CA指甲剪只由一个杠杆组成B指甲剪由两个杠杆组成C对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是lD对杠杆ABC，若以B为支点，则动力臂是BC4(2021泰州中考)如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)DA两侧钩码同时向支点移动一格B两侧钩码下方同时加挂一个钩码C左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码D左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格5某同学
17、体重为500 N，他的手能承受的最大拉力为600 N，动滑轮重100 N，该同学利用如图所示的滑轮组把物体A吊起来，物体A的重量不能超过(不计绳重和摩擦)CA1 000 N B1 200 NC900 N D1 100 N6(2021南宁马山县一模)在“研究杠杆的平衡条件”实验中，若实验时在杠杆的左端悬挂一个物体，右端用弹簧秤拉着，如图所示使杠杆在水平位置保持平衡，手拉着弹簧秤缓慢地沿图中虚线由位置1移动到位置2(杠杆始终在水平位置保持平衡)，则弹簧秤的示数DA不断增大 B不断减小C先增大后减小 D先减小后增大7(2021河池一模)如图所示，用滑轮提升重为G100 N的物体，使物体以0.2 m/
18、s的速度上升(绳重和各种摩擦不计)，已知动滑轮重G动10 N，则拉力F和动滑轮移动速度v的判断正确的是BA55 N，0.1 m/s B210 N，0.1 m/sC55 N，0.4 m/s D210 N，0.4 m/s8如图，A物体的重力为100 N，B物体的重力为30 N，此时A物体恰好向右做匀速直线运动，A物体受到的滑动摩擦力为其重力的0.2倍。下列说法正确的是(不计绳重和摩擦)AA动滑轮的重力为10 NBA受到的绳子的拉力为30 NC若将A匀速向左拉动，则需要给A施加一个水平向左的20 N的拉力D若将B的重力增加一倍，则A受到的摩擦力也增加一倍9如图是同学们常用的燕尾夹，ABBC，当用力摁
19、住C点打开该夹子时，可把B点看作支点，此时夹子可近似看作等臂(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。10如图，用100 N的力F拉着物体A以2 m/s的速度在水平面匀速前进，若A受到的摩擦力是20 N，则B受到的摩擦力是40N，B物体的速度是4m/s。11如图所示为一拉杆箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点，已知箱重为250 N，OA为120 cm，OC为24 cm。使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为50N；生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力将变小(选填“变大”“变小”或“不变”)。12如图所示，物体A重100 N，
20、物体B重10 N，在物体B的作用下，物体A恰好在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A所受的摩擦力等于30N；如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，使物体B匀速上升，则拉力F的大小为60N。(不计绳重和滑轮与绳及轴之间的摩擦)13如图所示是一种手动升降衣架的结构示意图，它用到了我们学过的简单机械滑轮组，使用这种机械的目的是省力(或改变用力方向)(写出一点即可)。若图中虚线框内的部分的自重为0.9 kg，某次在衣架挂上总重为7.5 kg的湿衣服匀速提升时，绳子自由端的拉力至少为21N。(忽略绳重和摩擦，g取10 N/kg)14如图所示，杆秤秤砣的质量为0.2 kg，杆秤自身质量忽略不计，若杆秤水平静
21、止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05 m和0.2 m，则被测物体的质量为0.8kg。若秤砣上粘有油污，则测量值比被测物体的真实质量要偏小(选填“偏大”或“偏小”)。15(2021毕节中考)用滑轮组将放在水平地面上的重物G提起，在图中画出最省力的绳子绕法。16(2021苏州中考)图中利用羊角锤撬钉子，在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l。17(2021东营中考)图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。(1)挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于平衡(选填“平衡”或“非平衡”)状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的平衡螺母向左(选填“左”或“右”)侧
22、调节。(2)图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示)，就会发现杠杆左端下沉(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)。(3)在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。(4)某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，在杠杆O点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在A点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为2.3N。以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码处绳子拉力为阻力F2，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是大于(选填“大于”“等于”或“小于”)F2l2，其原因可能是杠杆的自重对杠杆平衡有影响。(5)图丁中，弹簧测力计处在A点位置时，此杠杆属于费力(选填“省力”或“费力”)杠杆，请举出它在生活生产中的一个应用实例：钓鱼竿。