第12讲 简单机械（全国通用）— 划重点之备战2024中考物理一轮复习精细讲义

第12讲 简单机械 ——划重点之精细讲义系列 考点1：杠杆 1.杠杆及其五要素： （1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。  杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。 （2）杠杆五要素： ①支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。  ②动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。  ③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。   ④动力臂：从支点到动力作用线的距离．用字母l1表示。  ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离．用字母l2表示。 ①杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他地方。 ②动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。 ③动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。 ④力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也不是支点到表示力的箭头的距离。 ⑤力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上。力的作用线恰好通过支点时力臂为零，此时这个力不能使杠杆转动。 2.杠杆的平衡条件： （1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 （2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。 3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法： 求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况： （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂； （2）在动力作用点未明确时，支点到杠杆上最远的点的距离是最长力臂。 4.杠杆的分类及应用： 杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆； 分类 示意图 特点 应用 分类 省力杠杆 动力臂大于阻力臂（l1＞l2），省力费距离 撬棒、刚刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、园艺剪刀等 省力杠杆 费力杠杆 动力臂小于阻力臂（l1＜l2），费力省距离 起重臂、船奖、钓鱼竿等 费力杠杆 等臂杠杆 动力臂等于阻力臂（l1＝l2），不省力不费力，不省距离也不费距离 天平、跷跷板、定滑轮等 等臂杠杆 ①既省力又省距离的杠杆是不存在的。 ②判断杠杆是否省力，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小，因此对于比较复杂的杠杆，要先找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂再进行比较。 ③省力杠杆与费力杠杆的应用不同。省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，这样可以省力，比如用半角锤起钉子、推独轮车等；费力杠杆—般用在阻力不大的情况下，是为了省距离。使用起来方便，比如钓鱼竿、筷子等。 考点2：实验探究杠杆的平衡条件 
 考点分析：
 1.将杠杆的中点支撑在铁架台上，开始时杠杆倾斜静止也是处于平衡状态，调节杠杆两端的平衡螺母（左偏右调），使杠杆在水平位置平衡。 2.调节杠杆在水平平衡的原因：①便于测量力臂；②消除自重对实验结果的影响。
 3.通过一组实验数据得出结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2 。错误，原因是一次实验不具有普遍性（一次实验具有偶然性）。改进：改变动力臂和阻力臂的大小多次进行实验。 4.如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，在A点挂4个钩码，应在B点挂6个相同的钩码（学会利用杠杆平衡条件F1l1=F2l2 进行计算）。 5.当杠杆平衡后，将A、B两点下方所挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格，则杠杆B端下沉；如果将A、B两点下方所挂的钩码同时朝靠近支点O方向移动一小格，则杠杆A端下沉； 5.如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将变大。 6.如图丁所示，已知每个钩码重1N，杠杆上每小格长度为1cm（与水平方向成30°角）杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计示数的大小为6N。 
 【真题1】（2023·四川乐山·中考真题）李青同学在实验操作考试中进行“探究杠杆平衡条件”的操作，完成杠杆调平后，给杠杆两侧挂上不同数量的钩码。已知每个钩码的重力都相同，其中能让杠杆在水平方向平衡的是（　　） A． B． C． D． 【真题2】（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（　　）          A．前臂杠杆是省力