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1、中考总复习：简单机械（提高）撰稿：肖锋 审稿：蒙阿妮【考纲要求】1、知道杠杆定义及杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；2、会画力臂理解杠杆平衡条件，并能区别实际生活中的省力、费力及等臂杠杆；3、理解定滑轮、动滑轮实质，理解滑轮组。【知识网络】 【考点梳理】考点一、杠杆1、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。2、杠杆的五要素（1）支点（O）：杠杆绕着转动的点。（2）动力（F1）：使杠杆转动的力，一定是其他物体施给杠杆的力。（3）阻力（F2）：阻碍杠杆转动的力
2、。一定是其他物体施给杠杆的力。（4）动力臂（L1）：从支点到动力作用线的距离。（5）阻力臂（L2）：从支点到阻力作用线的距离。 3、杠杆的平衡条件：（1）杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。（2）杠杆的平衡条件是动力动力臂=阻力阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2要点诠释：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。4、杠杆分类：（1）省力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，开启
3、瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。（2）费力杠杆：L1L2，F1F2。这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。（3）等臂杠杆：L1=L2，F1=F2。这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。考点二、滑轮（高清课堂力学4：杠杆和滑轮滑轮）1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径
4、看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。 3、定滑轮和动滑轮的作用使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。4、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。所用力F与物重关系为（n为承担吊着物体的绳子段数），物体升高h时，绳子自由端移动的距离为s，则s=nh。绳子自由端移动的速度距离为v，则V自=nV物。我们可以在知道或算出滑
5、轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。【典型例题】类型一、杠杆1、在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向 调节，使其在水平位置平衡。如图所示，在支点左侧20cm刻度处挂3个重均为0.5N的钩码，在支点右侧15cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿 方向，此时读数为 N。 3030202010100【思路点拨】（1）实验前杠杆右侧高左侧低，原因是右侧的力和力臂乘积小于左侧的力和力臂乘积，根据杠杆的平衡条件可知，可将左侧的
6、平衡螺母向右调节，减小左侧的力和力臂乘积，使杠杆在水平位置平衡；（2）当把支点到作用点的连线作为动力臂（施力方向与连线垂直）时，动力臂最长、最省力（弹簧测力计示数最小）；（3）知道阻力、阻力臂和动力臂，利用杠杆的平衡条件求动力。【答案】右；竖直（或竖直向下）；2【解析】杠杆在调节过程中右侧高，左侧低，可将左侧的平衡螺母向右调；在阻力和阻力臂及动力作用点一定的条件下，力的作用方向与杠杆垂直时，力臂最大，所用力最小，根据杠杆平衡条件可得F=2N。【总结升华】本题考查探究杠杆平衡条件的实验，要求学生平时重视实验能力的培养，重视自己动手实验，要学会利用杠杆平衡条件解决简单的实际问题。举一反三：【变式】
7、在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了（ ）A减小摩擦 B使每组数据更准确C多次测量取平均值减小误差 D获取多组实验数据归纳出物理规律【答案】D2、（高清课堂力学4：杠杆和滑轮例3）用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N和200N的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。【答案与解析】 要使两边平衡则有：G1L1=G2L2-由题意知：L1+L2=2m-联立解得：L1=0.8m【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。举一反三：【变式】如图所示一根质地不均匀的木棒
8、横放在地上，重心为O点，抬起它的左端需要200N，抬起它的右端需要300N，则（1）木棒的OA段重还是OB段重？（2）木棒本身重多少N？【答案与解析】由已知F120N，如图应作用在A点F2300N，如图应作用在B点，设木棒重为G，作用在O点则抬左端F1ABGOB抬右端F2ABGOA由此故OAOB，应是OB段重由、式，G(OBOA)(F1F2)AB又OBOAAB故GF1F2500N。类型二、滑轮3、如图所示，用水平方向的力F拉绳子的一端P，使物体A以2m/s的速度向左匀速运动，此时弹簧测力计的示数为8N。不计滑轮、绳、弹簧的测力计的重力及绳与滑轮间的摩擦，则物体A与水平面的摩擦力及2秒内P端移动
9、的距离分别为（ ） A8N，4m B8N，8m C16N，4m D16N，8m【思路点拨】要解决此题需要搞清此滑轮的种类，是动滑轮。动滑轮由两段绳子承担摩擦力，所以绳端移动距离是物体移动距离的2倍，绳端拉力是物体与地面摩擦力的一半。在此题中还要用到公式s=vt。【答案】D【解析】物体A移动的距离为：s物=v物t=2m/s2s=4m，由图知，这是动滑轮，所以P移动的距离为SP=2s物=24m=8m物体与地面之间的摩擦力为：f=2F=28N=16N。【总结升华】此题主要考查了动滑轮的特点，与以往不同的是使用动滑轮不是克服物体的重力，而是克服物体与地面之间的摩擦。但始终要明确一点，使用动滑轮时，绳端
10、移动距离是物体移动距离的2倍，但绳端的拉力是作用在动滑轮上的拉力的一半。举一反三：【变式】如图所示，用力F将重物匀速提起，滑轮重不计，则重物重力G与力F的关系是（） AF=G BF=2G CF= G/2 D无法确定【答案】B4、如图所示，通过滑轮组用100N的拉力在20s内将重为240N的物体匀速提高2m，（不计绳重和摩擦），求： （1）绳子自由端的移动速度为多大？（2）动滑轮重力多大？（3）若重物再增加120N，要使重物匀速上升，作用在绳子自由端的拉力至少多大？【思路点拨】（1）由图示知，动滑轮和物体重由3股绳子承担着，故物体移动2m，绳子自由端移动6m；然后由速度公式求出绳子自由端的速度。
11、（2）由拉力大小和物体重，由平衡条件求出动滑轮的重。（3）由物体的重、动滑轮重、由平衡条件可以求出重物增加时拉力的大小。【答案】作用在绳子自由端的拉力至少140N。【解析】（1）绳子自由端移动的距离：s绳=nh=32m=6m，绳子自由端移动的速度：答：绳子自由端的移动速度是0.3m/s。（2）物体匀速运动，处于平衡状态，动滑轮重：G动=nF-G物=3100N-240N=60N，答：动滑轮重力60N。（3）物体的重力：G物=G物+G=240N+120N=360N，绳子自由端的拉力：【总结升华】计算拉力时要考虑到动滑轮自身的重力，弄清物体重由几股绳子承担是关键。类型三、知识运用5、如图所示，质量不
12、计的不等臂杠杆两端分别挂上实心铁球A、B时，恰好能使杠杆在水平位置平衡。若将A和B同时浸没在水中，则杠杆的状态是（ ） A右端下沉 B左端下沉 C仍然平衡 D不能判定【思路点拨】（1）要解决此题，首先要掌握杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2（2）同时要掌握阿基米德原理，知道F浮=液gV排【答案】C【解析】分别挂上实心铁球A、B时，恰好能使杠杆在水平位置平衡。根据杠杆的平衡条件：铁VAgOA=铁VBgOB，所以VAOA=VBOB若将A和B同时浸没在水中，则左端=（铁VAg-水VAg）OA=铁VAgOA-水VAgOA右端=（铁VBg-水VBg）OB=铁VBgOB-水VBgOB又GAOA=GBOB，
13、所以水VAgOA=水VBgOB，所以铁VAgOA-水VAgOA=铁VBgOB-水VBgOB因此杠杆仍然平衡。【总结升华】此题主要通过判断杠杆的平衡情况，考查了对杠杆平衡条件的应用和阿基米德原理的应用，首先要掌握杠杆的平衡条件和浮力的计算公式，分别计算出杠杆两端力和力臂的乘积，根据乘积的大小关系判断杠杆的平衡情况。举一反三：【变式】（高清课堂力学4：杠杆和滑轮例5）等臂杠杆的两端各悬挂一个质量相等的实心铜球和铁球，杠杆保持平衡，如图所示。若将两球同时没入水中，杠杆将（铜铁） A. 仍保持平衡 B. 挂铁球的一端下降 C. 挂铜球的一端下降 D. 无法确定【答案】C6、杆秤是称量物体质量的工具，由
14、于存在许多弊端不利于公平交易，我国经贸部门已明令禁止在商品交易中使用杆秤，如果物体的实际质量为M，杆秤测得的质量为m，杆秤重G，秤砣重G0，杆秤头、尾铜皮的质量分别为m1，m2。如图所示，试用杠杆原理分析下列情况中M与m的大小关系。 （1）断尾秤（尾部被截短）；（2）挖掉秤砣中的配重铅块；（3）用大秤砣G0替换小秤砣G0；（4）缩小刻度间距。【思路点拨】首先明确变化的是什么，然后根据杠杆平衡条件进行分析，要注意题目隐含的条件：所测物体的重力和力臂不变。【答案与解析】 （1）断尾秤：尾部m2被去掉，杆秤重量变轻，要使杆秤平衡，只有增大秤砣与转轴的间距（秤砣向右移）从而使示重m增大，mM；（2）秤
15、砣中的配重铅块被挖掉后，秤砣变轻，要使杆秤平衡，只有秤砣向右移，即示重m增大，mM；（3）用大秤砣G0替换小秤砣G0后，为使杆秤平衡只能将秤砣左移，则示重m减小，mM。【总结升华】杆秤上能自由移动秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加长，增加秤杆顺时针转动的作用，示重加大；反之秤砣左移，示重变小。举一反三：【变式】密度秤是一种测量液体密度的仪器，外形跟杆秤差不多，测量时，只要把B端的铁块浸没在待测液体中，移动提纽右侧的秤砣，便可在秤杆上直接读出液体密度，下列说法错误的是（秤砣放在A处时，铁块在空气中，秤刚好平衡）（ ） A、密度秤的零点在A点B、秤杆上较大的刻度在较小刻度左边C、密度秤的刻度都在A点
16、的右侧【答案与解析】在空气中，秤砣放在A点秤杆刚好平衡，那么G铁OB=G砣OA，或者，（如图所示）浸在待测液体中时，设砣挂在A点平衡，则（G铁-gV排）OB=G砣OA，则，比较OA和OA，有OAOA，故A点在A点左边，因此零刻度在A，所有刻度都在A点左边，选项A是对的。当然，待测密度越大，OA比OA小得越多，即在左边离A点更远处。因此选项B也是对的，选项C错。7、如图是小刚设计的一个通过简单机械自动拉开开关的装置示意图。该装置主要由滑轮组、配重C、D以及杠杆AB组成，配重C通过细绳与动滑轮相连，配重C、D分别通过支架固连在杠杆AB两端，支架与杠杆垂直。杠杆的B端放在水平台面上，杠杆可以绕支点在
17、竖直平面内逆时针转动，开关被拉开前，杠杆在水平位置平衡。已知动滑轮P的质量mP为0.2kg，OA:OB3:1，配重D的质量mD为1.5kg,作用在D上的竖直向下的压力F为75N，刚好拉开开关所需的拉力T为6。杠杆、支架和细绳的质量均忽略不计，滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，取10N/kg。求：配重C的质量mC等于多少千克，开关刚好能被拉开？【思路点拨】以杠杆为研究对象，因为杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件得出两边受力的大小关系；左边受力根据动滑轮的特点和同一直线上力的合成求得；右边受力根据同一直线上同方向力的合成求得；最后根据两边受力大小关系求配重C的质量mC。【答案与解析】【总结升华】这是北京中考物理的一个压轴题，题目难度较大，需要综合分析。