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第十四章　簡(jiǎn)單機(jī)械和功
第1節(jié)　簡(jiǎn)單機(jī)械
2025年中考物理一輪復(fù)習(xí)專題講練
簡(jiǎn)單機(jī)械
和功
知識(shí)精講
一、杠桿
1.定義：一根硬棒，在力的作用下能繞_______轉(zhuǎn)動(dòng)，這根硬棒就是杠桿.
2.五要素
(1)________：杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)O.
(2)________：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F1.
(3)________：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力F2.
(4)動(dòng)力臂：從支點(diǎn)O到____________的距離l1.
(5)阻力臂：從支點(diǎn)O到____________的距離l2.　
固定點(diǎn)
支點(diǎn)
動(dòng)力
阻力
動(dòng)力作用線
阻力作用線
3.杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂．用F1、F2、l1、l2分別表示動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂，杠桿的平衡條件可以寫(xiě)為：________________.
4.分類及應(yīng)用　
杠桿種類 力臂的關(guān)系 力的關(guān)系 特點(diǎn) 應(yīng)用舉例
省力杠桿 動(dòng)力臂___阻力臂 動(dòng)力__阻力 ____________ 用羊角錘拔釘子
費(fèi)力杠桿 動(dòng)力臂___阻力臂 動(dòng)力__阻力 費(fèi)力但省距離 用魚(yú)竿釣魚(yú)
等臂杠桿 動(dòng)力臂___阻力臂 動(dòng)力__阻力 力、距離都不省 天平、蹺蹺板等
F1l1＝F2l2
>
＜
省力但費(fèi)距離
＜
>
＝
＝
二、滑輪
滑輪種類 圖示 實(shí)質(zhì) 特點(diǎn) 繩端移動(dòng)距離(s)和物體移動(dòng)距離(h)的關(guān)系 拉力(F)和重力(G)的關(guān)系(忽略繩重、滑輪重及摩擦)
定滑輪：使用時(shí)軸固定不動(dòng)
______杠桿 可以改變________，但不省力 ________ ________
等臂
力的方向
s＝h
F＝G
滑輪種類 圖示 實(shí)質(zhì) 特點(diǎn) 繩端移動(dòng)距離(s)和物體移動(dòng)距離(h)的關(guān)系 拉力(F)和重力(G)的關(guān)系(忽略繩重、滑輪重及摩擦)
動(dòng)滑輪：軸可以隨被吊物體一起運(yùn)動(dòng) ______杠桿 可以____，但______
___________________________ ________ ________
省力
省力
不能改變力的方向，費(fèi)距離
s＝2h
滑輪種類 圖示 實(shí)質(zhì) 特點(diǎn) 繩端移動(dòng)距離(s)和物體移動(dòng)距離(h)的關(guān)系 拉力(F)和重力(G)的關(guān)系(忽略繩重、滑輪重及摩擦)
滑輪組 把定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起，構(gòu)成滑輪組 — 既可以 ______，又可以改變______
____ ________ ________
省力
力的方向
s＝2h
三、其他簡(jiǎn)單機(jī)械
1.輪軸：本質(zhì)是一個(gè)可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的________．
2.斜面：與水平面成一定角度的平面．______力______距離；高度相同時(shí)，斜面越長(zhǎng)越______力．
杠桿
省
費(fèi)
省
RJ八下P84圖12.2-6 盤(pán)山公路
RJ八下P83圖12.2-5 各種輪軸
一、杠桿作圖(10年4考)
考向1　力臂作圖(10年4考)
(1)找點(diǎn)： 找出杠桿的支點(diǎn)；
(2)畫(huà)線：畫(huà)出動(dòng)力作用線和阻力作用線，必要時(shí)用虛線將力的作用線正 向延長(zhǎng)或反向延長(zhǎng)；
(3)作垂線段： 從支點(diǎn)向力的作用線作垂線，畫(huà)出直角符號(hào)；
(4)確定力臂：支點(diǎn)到垂足之間的距離就是該力的力臂，用虛線加大括號(hào) 或兩端帶箭頭的線段標(biāo)明力臂，并用字母標(biāo)注.
典例過(guò)重點(diǎn)
例1　[2022副題17(1)題2分]如圖所示，以O(shè)為支點(diǎn)，作出球?qū)κ謮毫的 力臂L.
例1題圖
L
考向2　畫(huà)最小動(dòng)力[2019.29(1)]
(1)找支點(diǎn)；
(2)確定最大動(dòng)力臂：①若已給動(dòng)力作用點(diǎn)，連接支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)，即 最大動(dòng)力臂；②若動(dòng)力作用點(diǎn)未給，在杠桿上找到距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)，即 最小動(dòng)力作用點(diǎn)，再連接支點(diǎn)與該作用點(diǎn)，即最大動(dòng)力臂；
(3)畫(huà)出最小動(dòng)力：過(guò)動(dòng)力作用點(diǎn)作最大動(dòng)力臂的垂線，即最小動(dòng)力作用 線，根據(jù)實(shí)際情況標(biāo)出最小動(dòng)力的方向，并用字母標(biāo)注.
例2　(2024鐵一中陸港四模)圖甲是小明自行車的手閘，其中ABO可視為 一種杠桿，簡(jiǎn)化示意圖如圖乙，O為支點(diǎn)，F(xiàn)2為阻力.請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出作 用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力F1及其力臂l1.
例2題圖
F1
l1
例3　汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要原因之一.全國(guó)各地設(shè)置了許多超載監(jiān)測(cè)站加強(qiáng)監(jiān)管.如圖所示，一輛兩軸貨車正在水平地面上設(shè)置的某種電子地磅秤上稱重.先讓貨車前輪單獨(dú)開(kāi)上電子地磅秤，其讀數(shù)為8 t；前輪駛離電子地磅秤，再讓后輪單獨(dú)開(kāi)上電子地磅秤，其讀數(shù)為9 t.
二、杠桿模型建構(gòu)
(2024.14第三空、2022.9A、2018.6、2015.3A)
(1)已知該貨車前后輪與地面的接觸面積相等，當(dāng)前后輪分別開(kāi)上地磅秤 上時(shí)，該貨車的前后輪對(duì)地磅秤的壓強(qiáng) (選填“相同”或“不 相同”).
不相同
例3　汽車超載是當(dāng)前發(fā)生交通事故的重要原因之一.全國(guó)各地設(shè)置了許多 超載監(jiān)測(cè)站加強(qiáng)監(jiān)管.如圖所示，一輛兩軸貨車正在水平地面上設(shè)置的某 種電子地磅秤上稱重.先讓貨車前輪單獨(dú)開(kāi)上電子地磅秤，其讀數(shù)為8 t； 前輪駛離電子地磅秤，再讓后輪單獨(dú)開(kāi)上電子地磅秤，其讀數(shù)為9 t.
(2)已知國(guó)家規(guī)定兩軸貨車限載車貨總重18 t，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析該貨車是 否超載.
去情境，還原模型：將“車過(guò)磅秤”的這種現(xiàn)象聯(lián)想到“一端用力向上抬 一根木棒”的模型為“杠桿模型”，然后分別以木棒的兩端為支點(diǎn)建立2 次杠桿模型.
前輪上秤時(shí)：
后輪上秤時(shí)：
解：(2)貨車前輪開(kāi)上地磅秤時(shí)，以后輪為支點(diǎn)，如解圖甲所示
根據(jù)杠桿的平衡條件得F前l(fā)＝G車l1①
貨車后輪開(kāi)上地磅秤時(shí)，以前輪為支點(diǎn)，如解圖乙所示
例3題解圖
根據(jù)杠桿的平衡條件得F后l＝G車l1'②
l1＋l1'＝l，①＋②，得G車＝F前＋F后
依題意G車＝G前＋G后
則m車＝m前＋m后＝8 t＋9 t＝17 t＜18 t
所以該貨車沒(méi)有超載
　探究杠桿的平衡條件(2021.19，2022年版課標(biāo)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)
縱向?qū)嶒?yàn)分層練
1. 實(shí)驗(yàn)裝置(如圖)
(1)使支點(diǎn)處于杠桿中點(diǎn)的目的：避免
對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響.
(2)杠桿上有刻度的好處： .
杠桿自重
可以直接讀出力臂
2. 實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)
(1)實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡
a.操作：左端高向 端調(diào)節(jié)平衡螺母，右端高向
端調(diào)節(jié)平衡螺母；b.目的：便于測(cè)量力臂.
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 (選填“能”或“不能”)調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母.
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
杠桿的平衡條件： (用文字表述).
左
右
不能
動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂
一題多設(shè)問(wèn)
例　 實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)做“探究杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)，用到的實(shí)驗(yàn)器材 有：刻度均勻的杠桿、支架、彈簧測(cè)力計(jì)、重力為0.5 N的鉤碼若干.
甲
例題圖
(1)實(shí)驗(yàn)前，放在水平桌面上的杠桿靜止在如圖甲所示位置，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)，這樣做的目的是 .
(2)杠桿水平平衡后，在杠桿兩端掛上適當(dāng)?shù)你^碼，杠桿右端下沉，此時(shí)可進(jìn)行的操作是 (填字母)，使杠桿重新在水平位置平衡.
A. 向左調(diào)節(jié)平衡螺母 B. 移動(dòng)鉤碼的位置
C. 向右調(diào)節(jié)平衡螺母
右
便于測(cè)量力臂
B
甲
(3)如圖乙所示，杠桿已經(jīng)水平平衡，設(shè)左端鉤碼對(duì)杠桿的拉力為動(dòng)力 F1，右端鉤碼對(duì)杠桿的拉力為阻力F2，則動(dòng)力臂為 m，阻力F2 為 N.
乙
0.100
0.5
實(shí)驗(yàn)次序 動(dòng)力F1/N 動(dòng)力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 1.5 0.1 1.0 0.15
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 2.0 0.1 1.0 0.2
F1l1＝F2l2(或動(dòng)力×動(dòng)力臂
＝阻力×阻力臂)
(5)本實(shí)驗(yàn)測(cè)量多組數(shù)據(jù)的目的是 .
(6)在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)同學(xué)小華指出：現(xiàn)有方案有一定的局限性，原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 (填字母).
A. 沒(méi)有改變力的大小 B. 沒(méi)有改變力的方向
C. 沒(méi)有改變力的作用點(diǎn)
尋找普遍規(guī)律
B
(7)將圖乙中杠桿右端的鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖丙所示，當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)由豎直向下拉轉(zhuǎn)至向右斜拉的過(guò)程中，杠桿始終保持在水平位置平衡，則測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 ，分析可知，力臂 (選填“是”或“不是”)支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的
距離.
丙
變大
不是
乙
(8)物理老師自制了如圖丁所示的“杠桿力臂演示儀”(杠桿自身重力和摩擦力不計(jì)，O點(diǎn)為螺母位置).先使杠桿AB水平平衡，再松開(kāi)螺母保持OA端不動(dòng)、重物G1位置不變，將桿OB向下折一個(gè)角度后，若重物G2的位置不動(dòng)，則圖丁b中杠桿AB'將沿 (選填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，要使杠桿AB'在圖丁b位置平
衡，則重物G2應(yīng)移動(dòng)到 (選
填“①”“②”或“③”)的位置.
逆時(shí)針
②
丁
用細(xì)線將蘋(píng)果懸掛在杠桿的一
端，另一端掛鉤碼，使杠桿在水平位置平衡，測(cè)出動(dòng)力臂，阻力臂，已知
鉤碼的重力，根據(jù)杠桿的平衡條件算出蘋(píng)果的重力
(10)小明家有個(gè)木衣架如圖戊所示，有一次他將書(shū)包掛在衣架A處時(shí)，衣架傾倒.為了防止衣架再次倒下，在掛衣服時(shí)可采取的做法 是： .
(合理即可)
戊
例題圖
同時(shí)在另一側(cè)掛鉤掛衣服(或掛衣服時(shí)盡量向豎桿一側(cè)靠近等)
真題、副題及變式
　杠桿(10年9考)
命題點(diǎn)
1
A
考向2　杠桿作圖(10年4考)
2. [2023陜西17(2)題2分]如圖甲，用鐵鍬鏟土?xí)r，鐵鍬可視為杠桿，圖乙 是其簡(jiǎn)化圖，O為支點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出作用力F的力臂L.
L
3. [2019陜西29(1)題2分]在如圖所示杠桿的A點(diǎn)，畫(huà)出使杠桿在水平位置 平衡時(shí)最小拉力F的示意圖及其力臂L.
第3題圖
F
L
考向3　杠桿平衡條件的探究及應(yīng)用(10年4考)
A. 空調(diào)架對(duì)墻沒(méi)有力的作用
B. 若以O(shè)為支點(diǎn)，OB一定是一個(gè)省力杠桿
C. 若室外機(jī)向外移動(dòng)，AC對(duì)OB的支撐力變大
D. 室外機(jī)不能緊靠墻體主要是為了防止漏電
第4題圖
C
5. (2024陜西14題第2、3空2分)同學(xué)們以“廚房中的物理”為主題開(kāi)展了 科學(xué)實(shí)踐活動(dòng).如圖甲，太陽(yáng)光通過(guò)裝滿水的三棱柱形透明牙簽盒時(shí)發(fā)生 折射，在牙簽盒后面形成一條彩色光帶，這種現(xiàn)象叫做光的 .如 圖乙，用細(xì)繩將不銹鋼勺子懸掛起來(lái)，使其靜止在水平位置，則勺子懸掛 點(diǎn) (選填“左”或“右”)側(cè)的質(zhì)量較大一些.
第5題圖
色散
右
6. (2021陜西19題4分)在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：
第6題圖
(1)為方便測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在
位置平衡.
水平
(2)如圖甲，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩側(cè)各加掛一個(gè)相同的 鉤碼，杠桿將 (選填“保持平衡”“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”).
(3)如圖乙是一個(gè)加寬的杠桿裝置，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài).若只將左側(cè)的 鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂是線段 (選填“OA”“OB”或 “AB”)，此時(shí)杠桿 (選填
“仍能”或“不能”)保持平衡.
順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
OA
仍能
第6題圖
　滑輪(10年5考)
命題點(diǎn)
2
考向1　滑輪作圖
7. [2024副題16(2)題2分]如圖，工人向下拉繩來(lái)提升重物.請(qǐng)用筆畫(huà)線代替 繩子畫(huà)出滑輪組的繞線方法.
第7題圖
考向2　滑輪組的特點(diǎn)(10年5考)
A. 滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小
B. 圖中動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿
C. 繩子自由端下拉1 m，桶上升2 m
D. 質(zhì)量為65 kg的工人利用該滑輪組能提起150 kg的砂石
第8題圖
B
8. 若不計(jì)繩重和摩擦，已知?jiǎng)踊喌闹亓動(dòng)＝300 N，若繩子能承受的最大拉力為800 N，則此滑輪組最多能提升的最大物重為 N.
1 300

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