学科王物理中考复习学案.docx

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学科王物理中考复习学案

第七单元　简单机械和功

第15课时　杠杆和其他简单机械

1.说出杠杆、杠杆的五个要素.

2.懂得杠杆的平衡条件,会画杠杆的力臂.

3.能利用杠杆平衡条件的数学关系式F1l1=F2l2进行简单的计算.

4.说出定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点.

1.如左下图所示,工人师傅用一根铁棒撬起木箱,铁棒可以看成是一个　　　　,下方地面的支承点称为　　　　,是杠杆绕着转动的固定点,工人向上施加的使杠杆转动的力叫做　　　　力. 

2.如右上图是用撬棒撬石头的示意图,请画出支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂.

3.如图所示在研究杠杆平衡条件的实验中:

（1）实验前杠杆静止在水平位置上的好处是　　　　　　　　　. 

（2）实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端下倾,应将横梁右端的螺母向　　　　（填“左”或“右”）边旋一些,使杠杆在水平位置平衡; 

（3）如图在杠杆的左侧A已经挂了4个钩码,要想使杠杆平衡在右侧4的位置应该挂　　　　钩码杠杆才能平衡. 

4.下列杠杆中,属于费力杠杆的有　　　　,属于省力杠杆的有　　　　.等臂杠杆有　　　　（填写序号）. 

5.如图所示,　　　　是定滑轮,　　　　是动滑轮. 

6.如图所示,一物体重500N,滑轮重、绳重和摩擦均不计,要拉起这个物体甲图中需　　　　N拉力,乙图中需　　　　N拉力. 

7.如图已画出弹簧测力计拉力的方向,画出滑轮组的绕线.

8.如图所示,小明利用滑轮组提升重为300N的重物,该滑轮组绳子的股数n=　　　　.若不计滑轮重和摩擦,则拉力F=　　　　N时,可以使重物匀速提升,若物体被提升的高度为2m,则自由端绳子上升的距离为　　　　m.

【知识网络】动力、阻力、动力臂、阻力臂、支点　F1L1=F2L2　费力杠杆、省力杠杆、等臂杠杆　只改变力方向不改变大小　只改变大小不改变力方向　力的方向大小都可以改变

【重点积累】1.杠杆　支点　动　2.

　3.

（1）可以从杠杆上直接读出力臂　

（2）左　（3）3　4.A　B、C　D　5.B、C、E　A、D、F、G　6.500　250　7.

　8.3　100　6

考点1　杠杆、杠杆的五个要素

例1　（2014·山东聊城）如图所示,用起子开启瓶盖,请确定支点O的位置,画出F的力臂.

【点拨】应用数学知识从直线外一点作垂线.

【解析】用起子开瓶盖时,根据用力情况,起子与瓶盖上面接触的点O为支点,过支点O作力F的作用线的垂线段,标出力臂符号l.

【答案】　

【举一反三】

1.关于杠杆的有关概念,下列说法中正确的是（　　）.

A.动力作用点到支点的距离为动力臂

B.力臂一定在杠杆上

C.只要动力等于阻力,杠杆就平衡

D.支点到动力作用线的垂直距离为动力臂

2.（2014·北京）如左下图所示,OB是以O点为支点的杠杆,F是作用在杠杆B端的力.图中线段AB与力F的作用线在一条直线上,且OA⊥AB、AC⊥OB.线段　　　　（填“OA”或“AC”）表示力F的力臂. 

3.（2014·湖北咸宁）如右上图是液压汽车起重机的示意图.请你分别画出作用在吊臂上的动力F1的力臂L1和阻力F2的力臂L2.

【小结】力臂是从支点到力的作用线的距离,不是从支点到力的作用点的距离.

考点2　杠杆的平衡条件

例2　（2014·云南昆明）在探究“杠杆平衡条件”的实验中,采用了如图所示的实验装置.

（1）调节平衡时,都应该使它在　　　　位置平衡.根据图示杠杆所处的位置,应将平衡螺母向　　　　（填“右”或“左”）调整. 

（2）挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡.此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆　　　　,挂钩码位置所对应的刻度值就等于　　　　. 

（3）某小组同学在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,同时调节平衡螺母使杠杆平衡,你认为他们的做法是　　　. 

（4）实验的结果如下表所示.

动力

F1/N

动力臂

L1/cm

阻力

F2/N

阻力臂

L2/cm

3

6

6

3

2

5

5

2

4

2

2

4

3

6

9

2

3

4

2

6

4

4

2

8

　　甲同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:

动力+动力臂=阻力+阻力臂

乙同学分析实验数据后认为杠杆平衡的条件是:

动力×动力臀=阻力×阻力臂

两个同学都认为自己是对的,对方是错误的.那么你认为他们中正确的应该是　　　　同学.原因是　　　　　同学的结论部分仅从部分实验数据分析得到,不是所有实验数据都满足他总结的结论. 

（5）下列正在使用中的杠杆:

用镊子取砝码、用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,属于费力的杠杆是　　　　　　　. 

【点拨】

（1）调节杠杆两端的平衡螺母,平衡螺母向上翘的一端移动,使杠杆在水平位置平衡.（4）实验结论必须要具有合理性、科学性,要符合物理规律;同时要多做几次实验,合理分析才能得出正确的结论.

（2）根据杠杆的特点,结合力臂的概念分析解答,知道力臂是从支点到力的作用线的距离.（3）“杠杆的平衡条件”实验时,步骤:

a.把杠杆的中点支在支架上,把杠杆调节平衡;b.把钩码挂在杠杆的两边,改变钩码的位置使杠杆水平平衡;c.记下两边的钩码的重,用尺量出它们的力臂,记下实验数据;d.每次实验前,把杠杆调节平衡,改变力和力臂数值,做三次实验;e.求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值.（5）联系生活经验,要判断杠杆的类型,可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系:

若动力臂大于阻力臂,则是省力杠杆;若动力臂小于阻力臂,则是费力杠杆;若动力臂等于阻力臂,则为等臂杠杆.

【解析】

（1）杠杆左端上翘,右端下倾,应将杠杆右端螺母向左边移动一些,并使杠杆在水平位置平衡;

（2）挂上钩码,正确调节使杠杆再次平衡.此时挂在杠杆上的钩码施加的动力、阻力方向恰好与杠杆垂直,挂钩码位置所对应的刻度值就等于力臂.（3）在做“杠杆的平衡条件”实验时,在杠杆O点位置两边分别挂上数目不等的钩码,通过移动悬挂钩码的滑片的位置,并调节杠杆两端的螺母,使杠杆重新保持水平,是错误的,挂上钩码后,不能再调节平衡螺母使杠杆平衡.（4）甲组只通过三组特殊的数据,即动力和动力臂与阻力和阻力臂都是9、7、6就得出结论,过于片面;实验应该至少在三次以上,且数据不要是几个特殊的数字,这样才能分析确定出实验现象中的普遍规律.

而且甲组是:

动力+动力臂=阻力+阻力臂,类似的不同的物理量之间相加,是没有意义的.乙同学分析所有实验数据后认为杠杆平衡的条件是:

动力×动力臀=阻力×阻力臂,是正确的,科学的.（5）正在使用的用扳手拧螺母、用钉捶拔钉子,能用较小的动力克服很大的阻力,使用时动力臂大于阻力臂,因而它们属于省力杠杆;而在使用用镊子取砝码时,杠杆受到的阻力较小,动力臂小于阻力臂,因而是费力杠杆.

【答案】

（1）水平　左　

（2）垂直　力臂　（3）错误　（4）乙　甲　（5）镊子

【举一反三】

4.（2014·四川凉山州）如图所示,杠杆处于平衡状态,如果将物体A和B同时向靠近支点的方向移动相同的距离,下列判断中正确的是（　　）.

A.杠杆仍能平衡

B.杠杆不能平衡,左端下沉

C.杠杆不能平衡,右端下沉

D.无法判断

5.（2014·山东济宁）小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示,他这样做的最终目的是（　　）.

A.便于直接读出拉力的

B.便于提供不同方向的拉力

C.便于正确认识力臂

D.便于测量力臂的大小

6.（2014·山东德州）如图所示漫画描绘的是猴子和兔子分萝卜的情景,究竟谁分得的萝卜重,德州市育红中学的三位同学提出了自己的猜想:

甲认为:

猴子胜利了;乙认为:

兔子胜利了;丙认为:

猴子和兔子谁也没有沾光.到底谁的猜想正确呢?

（1）为此,同学们设计了如图1所示的实验,根据该实验现象,可以判断猜想正确的同学是　　　　（填“甲”“乙”或“丙”）. 

图1

图2

（2）根据图1的实验,同学们还得出结论:

只要满足“动力×动力作用点到支点的距离=阻力×阻力作用点到支点的距离”,杠杆就能平衡.

a.你认为这个结论是　　　（填“正确”或“错误”）的. 

b.如何用图2的装置来验证你的观点?

答:

　　　　　　　　　. 

【小结】探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心经过支点,消除了杠杆的重对杠杆平衡的影响,并且力与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上读出来.

考点3　杠杆的应用

例3　（2014·湖南常德）搬运砖头的独轮车的有关尺寸如图所示,车箱和砖头总重G=1000N,推车时,人手向上的力F=　　　　N,使用它可以　　　　（填“省力”或“省距离”）. 

【点拨】找出阻力、动力臂和阻力臂,利用杠杆平衡条件求作用在扶把上的动力;找出杠杆绕着转动的固定点就是杠杆的支点.根据动力臂和阻力臂的大小关系,判断杠杆类型.

【解析】

（1）由FL1=GL2可得,F×1m=1000N×0.3m,故F=300N;

（2）省力杠杆.因为独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠.

【答案】300　省力

【举一反三】

7.（2014·贵州安顺）如图甲所示,长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动,一拉力——位移传感器竖直作用在杆上,并能使杆始终保持水平平衡.该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示.据图可知金属杆重（　　）.

甲

乙

A.5NB.10N

C.20ND.40N

8.（2014·江苏南京）如图所示的器具,属于省力杠杆的是（　　）.

9.（2014·辽宁鞍山）如图所示,张师傅想用最省力的方法把一个油桶推上台阶.请你在图中作出:

（1）杠杆的支点;

（2）最省力的力臂;

（3）最小力的方向.

【小结】判断杠杆的类型方法就是判断动力臂和阻力臂的大小关系.当动力臂大于阻力臂,则动力小于阻力,为省力杠杆;当动力臂等于阻力臂,则动力等于阻力,为等臂杠杆;当动力臂小于阻力臂,则动力大于阻力,为费力杠杆.

考点4　定滑轮、动滑轮和滑轮组

例4　（2014·河南）把质量相等的A、B两物体挂在如图滑轮组下面,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后（　　）.

A.A上升

B.A下降

C.A、B均静止

D.无法判断

【点拨】掌握定滑轮和动滑轮的区别,轴固定不动的滑轮是定滑轮,随物体一起升降的物体是动滑轮;定滑轮不能省力,但可以改变用力的方向.

【解析】B所在的滑轮为动滑轮,动滑轮省一半的力,A所在的滑轮为定滑轮,定滑轮不省力;A与B质量相等,重力相等,将B拉起只需A重力的一半即可,所以A下降,B上升.故选B.

【答案】B

例5　（2014·江苏连云港模拟）有两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,站在地面上的人用力向下拉绳子,提起重为1000N的物体.

（1）请你画出动滑轮的绕线.

（2）不计摩擦和滑轮的重,所用的拉力F是多大?

（3）若实际所用拉力为260N,则动滑轮的总重为多少?

（4）物体升高1m时,绳子自由端移动的距离是多少?

【点拨】

（1）使用滑轮组时,不计绳重和摩擦,承担物重的绳子有几段,提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一;

（2）根据F=

G即可求出拉力的大小;（3）根据F=

（G+G动）即可求出动滑轮的总重;（4）根据s=nh即可求出自由端移动的距离.

【解析】

（1）图中有两个动滑轮和两个定滑轮,要求站在地面上的人用力向下拉绳子,所以绳子始端拴在定滑轮上,然后依次绕过动滑轮和定滑轮

（2）不计摩擦和滑轮的重,所用的拉力F=

G=

×1000N=250N;（3）由F'=

（G+G动）可得,动滑轮的总重:

G动=4F'-G=4×260N-1000N=40N;（4）物体升高1m时,绳子自由端移动的距离:

s=4h=4×1m=4m.

【答案】

（1）

（2）不计摩擦和滑轮的重,所用的拉力F是250N;（3）若实际所用拉力为260N,则动滑轮的总重为40N;（4）物体升高1m时,绳子自由端移动的距离是4m.

【举一反三】

10.（2014·辽宁阜新）用下列简单机械,使物重同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,其中用力最小的是（　　）.

A.

B.

C.

D.

11.（2014·南海区二模）工人利用如左下图所示的滑轮组将重1500N的物体竖直向上匀速提升0.4m,此过程中物体的重力势能　　　　（填“增大”或“减小”）,工人的拉力是　　　　N,绳子的自由端下降　　　　m.（忽略绳子和滑轮的重力和摩擦力） 

12.（2014·西城区一模）如右上图所示,要以最省力的方式拉动汽车,请画出滑轮组的绕线方式.

【小结】解答滑轮组类的题目,要搞清楚哪个是定滑轮哪个是动滑轮,弄清滑轮组中绳子自由端移动的距离和物体上升高度之间的关系,即s=nh,其中s是绳子自由端通过的距离,h是物体通过的距离.

设计滑轮组的绕法要把两种绕法（绳子先系在定滑轮的固定挂钩上、绳子先系在动滑轮的固定挂钩上）都画出来选择.

参考答案与解析

【举一反三】

1.D　解析:

A.动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离,故A不正确;B.力臂是支点到力的作用线的距离,不一定在杠杆上,故B不正确;C.杠杆的平衡条件是动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积,不是动力等于阻力,故C不正确;D.动力臂就是指支点到动力作用线的垂直距离,故D正确.

2.OA　解析:

图中OA是从支点到力的作用线F的距离,AC⊥OB,但OB是杠杆,不是力的作用线,所以,OA是力臂.

3.如图所示

4.C　解析:

原来杠杆在水平位置处于平衡状态,此时作用在杠杆上的力分别为物体A、B的重力,其对应的力臂分别为OC、OD,根据杠杆的平衡条件可得:

mAgOC=mBgOD,由图示可知,OCmB,当向支点移动相同的距离ΔL时,两边的力臂都减小ΔL,此时左边的力矩为:

mAg（OC-ΔL）=mAgOC-mAgΔL,右边的力矩为mBg（OD-ΔL）=mBgOD-mBgΔL,由于mA>mB,所以mAgΔL>mBgΔL;所以:

mAgOC-mAgΔL

5.C　解析:

从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,当用弹簧测力计拉,若弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大,才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识.故选C.

6.

（1）甲　

（2）错误　用弹簧测力计斜向下拉,比较“动力×动力作用点到支点的距离和阻力×阻力作用点到支点的距离”的大小

解析:

（1）三幅图中左边钩码个数和力臂都不变,但右边随着钩码个数的减少,力臂在变大.可得重力越大,其力臂越小.即甲同学猜想正确;

（2）实验时应将弹簧测力计钩在杠杆右侧的不同位置沿倾斜方向拉,使杠杆在水平位置平衡,会发现:

“阻力×阻力作用点到支点的距离≠动力×动力作用点到支点的距离”可判断这个结论错误.

7.B　解析:

金属杆重心在中心上,力臂为L1=0.8m,取图象上的一点F=20N,L2=0.4m,根据杠杆的平衡条件:

动力×动力臂=阻力×阻力臂,GL1=FL2,G×0.8m=20N×0.4m解得:

G=10N故选B.

8.B　解析:

A.镊子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;B.独轮车动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;C.天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故C错误;D.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误.故选B.

9.如图所示

10.A　解析:

在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下:

A.根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,F1=

G;B.定滑轮不省力,F2=G;C.动滑轮省一半的力,F3=

G;D.滑轮组由两段绳子承担,F4=

G.由此分析比较可知F1最小.故选A.

11.增大　750　0.8

解析:

（1）将重1500N的物体竖直向上匀速提升0.4m,高度增大,重力势能增大;

（2）忽略绳子和滑轮的重力和摩擦力,工人的拉力F=

G=

×1500N=750N;

（3）绳子的自由端下降的距离s=2h=2×0.4m=0.8m.

12.如图所示