初中物理中考专题简单机械复习

简单机械复习

【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。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 要点进阶：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：L1＞L2，F1＜F2。

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：L1＜L2，F1＞F2。

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

1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，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F1GG动（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n物动的距离为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

例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。 30 20 10 0 10 20 30

举一反三：

【变式】如图所示，在使用相同的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”的实验中，要使调好的杠杆重新在水平位置平衡，应在A处悬挂钩码的个数是（ ） A．1个 B．2个 C．3个 D．6个

例2、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？

举一反三：

【变式】如图所示一根质地不均匀的木棒横放在地上，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？

类型二、滑轮

例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端移动的距离分别为（ ）

A．8N，4m B．8N，8m C．16N，4m D．16N，8m

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（ ）

A．F=G B．F=2G C．F= G/2 D．无法确定

例4、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？

类型三、知识运用

例5、如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于密度秤制作的说法中，错误的是（ ） A．每次倒入空桶的液体体积相同 B．秤的刻度值向右越来越大

C．悬点O适当右移，秤的量程会增大 D．增大M的质量，秤的量程会增大

举一反三：

【变式】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（ρ铜>ρ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

例6、杆秤是称量物体质量的工具，由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。

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点的右侧

例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Ｏ在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:OB＝3:1，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6Ｎ。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，ｇ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？

【巩固练习】 一、填空题

1、撬瓶盖的起子和天平都是杠杆，其中属于省力杠杆的是_______，不省力也不费力的杠杆是_________。

2、如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重G=60N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则F=______N；保持F的方向不变，将杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中，力F将______（填“变大”、“不变”或“变小” ）

3、如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图．杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AO：OB=3：2，悬挂在A端的桶与沙土所受的重力为200N，悬挂在B端的配重所受的重力为80N。当杠杆AB在水平位置平衡时，加在配重下面绳端的竖直向下的拉力F是______N。（不计杆重和绳重）

4、如图，用一滑轮来提升物体，不计滑轮和绳子的重力以及摩擦力，若作用在绳子上的力为100N时，刚好能使物体匀速上升，则物体重_______N；若绳子移动了4m，则物体要移动_______m。

5、如图所示，物体A和B所受重力都为200N，滑轮重力和摩擦不计，当用力分别匀速提升物体A和B

时，FA为_____N，FB为______N。

二、选择题

6、（多选题）下列说法错误的是（ ） A、杠杆必须是直的

B、夹煤块的火钳，医用镊子是费力杠杆

C、启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，虎口钳都属于这省力杠杆 D、杠杆可以同时省力和距离

7、如图所示，F1=4N，F2=2N，图中杠杆上每个小格代表的长度都相同，在这两个力的作用下，轻质杠杆AB将（ ）

A. 顺时针转动 B. 逆时针转动

C. 保持水平 D. 无法判断

8、用下列简单机械，使重量同为G的物体都处于静止状态，不计摩擦、机械自重及绳的重量，其中用力最小的是（ ）

A． B．

C．

D．

9、如图所示，杠杆AOB的A端挂重为GA的物体，B端挂重为GB的物体时，杠杆处于平衡状态，若

AO=OB，杠杆自身重力不计，则（ ）

A. GA=GB B. GAGB D. 无法判断

10、如图所示的轻质杠杆，AO小于BO，在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡。若将G1和G2同

时向支点O移动相同的距离，则（ ）

A. 杠杆仍保持平衡

B. 杠杆的A端向下倾斜 C. 杠杆的B端向下倾斜 D. 无法判断

11、如图所示，用F=10N的力拉着物体在地面上匀速运动，则物体与地面间的摩擦力为（ ）（不计绳重和摩擦）

A、10N B、20N C、30N D、无法确定

12、为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杠AB，从其上找一点C用支架支起来，如图所示。当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时，发现越来越容易提起水桶。根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（ ） A．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，为什么施力点离支点越远就越省力？ B．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？ C．阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系？ D．杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系？

13、若要用５N的拉力提起20N的物体，可以采用下列简单机械中的哪一种（ ） A. 一个定滑轮

B. 一个动滑轮 C. 杠杆

D. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组

三、实验与作图题

14、下表是小王“研究杠杆平衡条件”的实验中，记录的部分测量结果，请在空格处填上适当的值。（每个钩码质量为50g，g=10N/kg）

实验次数 1 2 动力F1/N 0.5 动力臂L1 /cm 8 6 阻力F2/N 1 1.5 阻力臂L2/cm 4 8 请把表格中空格数据填上 （1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆的左端下倾，应将杠杆右端的螺母向 （“左”或“右”）边旋一些。使杠杆在水平位置平衡，这样的目的是 。

（2）实验中多次测量的目的是 。 （3）实验总结中，老师提出了这样一个问题：如图杠杆处于平衡状态，若在两边钩码下再各加挂一只相同的钩码，释放后观察到什么现象？ 。

（4）古希腊的学者阿基米德首先总结了杠杆平衡条件，据此，他发出了“给我一个支点，我就能撬起整个地球”的豪言，他的设想 （“有”或“没有”）道理，经过努力能实现吗？ ；为什么？ 。

15、有一个量程为10N的弹簧测力计，现用它测量一个大西瓜的物重，其他辅助器材可任意选用，但不是切割西瓜，请设计一种方法测出它的物重。要求： 1）写出设计方案（或画示意图说明） 2）写出操作步骤和被测的物理量 3）写出被测结果的表达式。

16、（2015•雅安）请作出图中：①物体A所受重力G的示意图；②力F的力臂L。

17、一条绳子最多能承受1000Ｎ的拉力。请设计一个滑轮组，用这条绳子吊起3300牛的重物，画出滑轮组安装示意图。（动滑轮重及摩擦不计）

四、计算题

18、用如图所示的滑轮组来提升重为700N的物体，不计动滑轮的重量及绳子与滑轮之间的摩擦，问绳子自由端的拉力应为多大？