第1节 简单机械 - 2025年中考物理一轮复习考点探究

第8章 机械与人 第1节 简单机械(2~3分) 【知识清单】 考点1杠杆 1.定义:在力的作用下能　　　　的硬棒。  2.杠杆的五要素(如图所示)。 (1)支点:杠杆可以绕着转动的点O。 (2)动力:使杠杆转动的力F1。 (3)阻力:阻碍杠杆转动的力F2。 (4)动力臂:从　　　　到　　　　作用线的距离L1。  (5)阻力臂:从　　　　到　　　　作用线的距离L2。  3.杠杆的平衡条件 (1)杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止时,我们就说杠杆平衡了。 (2)平衡条件:　　　　,或写为F1L1=F2L2。  考点2杠杆的分类和应用 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂 关系 L1①　　　　L2  L1③　　　　L2  L1⑤　　　　L2  力的 关系 F1②　　　　F2  F1④　　　　F2  F1⑥　　　　F2  特点 省力费距离 费力省距离 不省力也不费距离 应用举例 撬棍、羊角锤、钢丝钳、手推车 钓鱼竿、筷子、镊子、缝纫机脚踏板 天平、跷跷板、定滑轮 考点3滑轮 定滑轮、动滑轮和滑轮组(不计滑轮重和摩擦) 定滑轮 动滑轮 滑轮组 示意图 定义 使用过程中,轴①　　　　的滑轮  使用过程中,轴④　　　　的滑轮  定滑轮和动滑轮的组合 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂⑤　　　　倍的省力杠杆  \ 特点 ②　　　　省力,③　　　　改变力的方向  省力,不能改变力的方向 既能省力又能改变力的方向 F与G的关系 F1=G F2=G F3=G s与h的关系 s=h s=2h s=nh 考点4其他简单机械 1. 斜面:与水平面成一定角度的平面。　　　　力　　　　距离,斜面高度不变时,斜面越　　 　　越省力。  2.轮轴: (1)定义:由具有公共转轴的大轮和小轮们组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。轮轴可以看成是　　 　　的变形。  (2)实例:门把手、汽车方向盘、扳手。 【核心突破】 核心一　杠杆力臂的画法 如图所示,拉杆旅行箱静止在水平地面上,请画出拉力F的力臂L。 1.(教学情境)为了更好地开展网上直播教学,物理老师自制了“手机支架”来录制在本子上书写的解题过程。如图所示,将手机放在水杯上,用铁锁压在手机右端,防止手机掉落。如果把手机看作一个杠杆,O为支点,请画出阻碍手机掉落的力的示意图和该力的力臂。 核心二　作杠杆最小动力 下图是羊角锤的示意图,请画出用羊角锤撬铁钉时的最小动力F1的示意图。 2.(生活中的杠杆)一个电热水壶的简易图如图所示,请在图中画出它所受重力的示意图(B为重心);用力作用在壶盖上的A点时,可将壶盖打开,请在A点画出所需最小力F的示意图(O为支点)。 核心三　杠杆动态平衡分析 如图,用一个始终水平向右的力F,把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中,力F的大小将 (　　) A.变大 B.不变 C.变小 D.不能确定 “四步法”画杠杆力臂 求杠杆最小动力的方法 1.根据F1= 可知,当L1最大时,动力F1最小。 2.找到杠杆上离支点最远的点,作为动力作用点,其到支点的距离即为最大动力臂,对应的动力最小。 利用杠杆的平衡条件分析问题时,要找出不同情况的瞬间,分别画出动力臂和阻力臂,再根据题目的已知条件找出四个量中不变的量和变化的量,最后再根据杠杆的平衡条件判断需要分析的物理量的变化情况。 3.如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,杠杆处于水平平衡状态。若在杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码,则 (　　) A.杠杆不能水平平衡,左端上升 B.杠杆不能水平平衡,右端上升 C.杠杆仍能处于水平平衡状态 D.以上说法都不正确 核心四　滑轮及滑轮组分析 工人用如图所示的装置运送砂石,下列说法正确的是 (　　) A.滑轮组中的定滑轮能改变拉力的大小 B.图中动滑轮相当于一个省力杠杆 C.绳子自由端下拉1 m,桶上升2 m D.质量为65 kg的工人利用该滑轮组能提起150 kg的砂石 4.如图所示,G=80 N,在力F的作用下,滑轮以0.4 m/s的速度匀速上升,不计摩擦及滑轮重,则物体的速度和力F的大小分别是 (　　) A.0.8 m/s,160 N B.8 m/s,40 N C.0.4 m/s,160 N D.2 m/s,40 N 定滑轮实质是等臂杠杆,能改变力的方向,但不能改变力的大小;动滑轮实质是动力臂等于阻力臂二倍的杠杆,属于省力杠杆;由图知, n=2,拉力端移动距离s=2h;工人提供的最大拉力等于自身重力;利用该滑轮组能提起的最大物重G最大=2F最大,利用G=mg求提升最大质量。 真题精粹——福建8年真题精选及拓展 考向1一材多点情境分析 1.(2023·福建节选)如图所示,民间有“做白粿迎新春”的传统习俗。制作白粿时,先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟,再放入石臼中用木棰捶打,最后搓揉成形。据此回答问题。 (3)捶打时,木棰相当于一个　　　　杠杆。白粿被搓揉成圆条形,说明力可以改变物体的　　　　。  考向2杠杆的分类　(8年2考) 2.(2024·福建节选)木雕是工匠智慧和艺术修为的价值体现,锯木、刨料、风干、雕刻、开榫、组装、打磨、油漆,每一环节都讲究科学的工艺流程。结合上述材料回答问题。 如图,雕花时,正在挑起木屑的刻刀属于　　　　杠杆。刻刀要磨锋利使用,是为了增大　　　　。  2. (2019·福建)如图,这是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;支架下面垫有面积较大的石块,是为了　　 　　(选填“增大”或“减小”)对地面的压强。  4.(2017·福建)如图所示,撬起瓶盖的起瓶器属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,其支点是图中　　　　点。  考向3杠杆平衡条件的应用　(8年2考) 5.(2018·福建)《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是 (　　) A.“权”小于“重”时,A端一定上扬 B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本” C.增大“重”时,应把“权”向A端移 D.增大“重”时,应换用更小的“权” 6.(2022·福建)如图,用大小相同的力,分别在不同位置按图示方向开门,最容易的是 (　　) A B C D 【导向分析】关注教材素材,并以多种角度进行分析。 考向4杠杆的相关作图　(8年3考) 7.(2021·福建)请在图中画出使用铡刀时,动力F的力臂l。 【热点预测】 1.如图所示,用力打开夹子过程中,标注的夹子支点、动力、阻力正确的是 (　　) A　　　B C　　　D 【考向分析】 本题结合生活中的小物件考查杠杆模型的匹配和应用,符合课标中对于物理走向生活的课程导向。 2.小明去超市买了两款不同品牌的牙膏,如图甲和乙,细心的小明发现图甲牙膏盖刻有很多细长条纹,而图乙牙膏盖却没有条纹,比较光滑。请你用学过的物理知识解释上述两种牙膏盖的不同设计原理,并指出哪种设计更加环保? 【考向分析】 生活中的真实情境改编,关注生活用品展示的物理现象,并用物理原理进行解释。 实验探究——学科核心素养提升 【实验导航】 实验:探究杠杆的平衡条件 实验装置图: 实验器材:杠杆、钩码、弹簧测力计等 实验操作: (1)实验前,让支点处于杠杆中央,调节杠杆在水平位置平衡的目的:避免杠杆①　　　　对实验的影响。  (2)实验中,调节杠杆在水平位置平衡的目的:便于直接读取②　　　　。  (3)杠杆的调节:实验前平衡螺母左高③　　　　调,右高④　　　　调。杠杆平衡后,实验过程中不能再调节平衡螺母  杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即⑤　　　　 【实验母题】 某实验小组的同学利用如图所示装置进行杠杆平衡条件的探究,每个钩码均重0.5 N。 设计实验与制订计划 (1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在甲图中的位置,此时杠杆　　　　(选填“平衡”或“不平衡”)。  (2)实验中,首先要调节杠杆两端的平衡螺母,其作用是使杠杆在　　　　位置平衡,在该位置平衡的目的是　　　　。  进行实验与收集证据 (3)在调节杠杆平衡时发现如图甲所示的情况,那么要将右端的平衡螺母向　　　　(选填“左”或“右”)调节。  (4)请你设计记录实验数据的表格。 (5)某同学根据表格记录的数据得出杠杆平衡的条件为“动力+动力臂=阻力+阻力臂”,该结论违背了不同物理量间不能　　　　(选填“加减”或“乘除”)的原则。  分析论证 (6)分析实验数据可知,杠杆平衡的条件为　　　　　　　　。  评估 (7)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆到水平位置平衡,将杠杆调至水平平衡的目的是便于测量　　　　,此时测力计的示数为　　　　N。若他将测力计沿图中虚线方向拉,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。  (8)此实验多次改变钩码的数量和悬挂位置以及弹簧测力计的位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是　　　　。  (9)完成上述实验后,这位同学继续利用杠杆平衡条件来测量杠杆自身的质量: ①如图丙,将杠杆的C点挂在支架上,在C点的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡; ②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L3和　　　　点到C点的距离L4;  ③根据杠杆平衡条件,可以计算出杠杆的质量m杠杆=　　　　(用题目中所给物理量符号表示)。  【参考答案】 知 识 讲 堂 知识清单 考点1: 1.绕固定点转动 2.(4)支点O　动力F1　(5)支点O　阻力F2 3.(2)动力×动力臂=阻力×阻力臂 考点2: ①>　②<　③<　④>　⑤=　⑥= 考点3: ①固定不动　④随物体一起移动　⑤2　②不能　③可以 考点4: 1.省　费　 长 2.(1) 杠杆 核心突破 例题1　如图所示。 变式训练 1.如图所示。 解析:阻碍手机掉落的力是铁锁对手机的压力,其作用点在手机右端,方向垂直于手机向下;由图知,O为支点,由O点向铁锁对手机的压力F的作用线作垂线,垂线段长即为其力臂L。 例题2　如图所示。 变式训练 2.如图所示。 解析:重力作用点是重心B,从B点竖直向下画一带箭头的线段表示重力G;为使打开壶盖的力最小,根据杠杆平衡条件可知,动力臂要最长;壶盖上的O点为支点,OA为最长的动力臂,过A点作垂直于OA斜向上的动力F。 例题3　A 变式训练 3.B　解析:设一个钩码的重为G,一个格为L,若在杠杆两端的钩码上分别加挂一个完全相同的钩码,则F1'=3G,F2'=5G,则F1'l1=3G×4L=12GL,F2'l2=5G×2L=10GL,比较可知F1'l1>F2'l2,所以杠杆左端下沉,右端上升。 题4　B 变式训练 4.A 真 题 精 粹 1.(3)费力　形状 2.费力　压强 3.省力　减小 解析:由图知,架在支架上的横杆在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;支架下面垫有面积较大的石块,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强。 4.省力　A 解析:根据起瓶器的使用可知,支点是A点,动力作用在手与起瓶器的接触点,阻力作用在B点,所以起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。 5.C　解析:根据杠杆平衡条件知,权×标=重×本。“权”小于“重”时,“本”确定,但“标”是可以改变的,所以A端不一定上扬,故A错误;“权”小于“重”时,由权×标=重×本知,“标”一定大于“本”,故B错误;增大“重”时,“权”和“本”不变,由权×标=重×本知,“标”会增大,所以把“权”向A端移,故C正确;增大“重”时,“本”不变,由权×标=重×本知,可以增大“标”,或增大“权”,故D错误。 6.C　解析:从杠杆的角度分析,C选项中的动力臂最大,打开门需要的力最小。 7.如图所示。 解析:延长动力作用线,由支点作动力作用线的垂线,则垂线段的长就是动力臂l。 热点预测 1.A 2.牙膏盖是轮轴,相当于省力杠杆,因为甲牙膏盖的动力臂小于乙牙膏盖的动力臂,所以甲比乙需要更大的动力来旋开牙膏盖;甲牙膏盖刻有条纹,增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,便于旋开牙膏盖。甲用的材料较少,比较环保。 实 验 探 究 实验导航 ①自身重力　②力臂　③左　④右　⑤F1L1=F2L2 实验母题 母题　(1)平衡　(2)水平　便于测量力臂　(3)右 (4)如表所示。 实验 序号 动力F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/cm 1 2 3 (5)加减　(6)F1L1=F2L2　(7)力臂　1.5　变大 (8)求得普遍规律,避免偶然性 (9)O　 学科网（北京）股份有限公司 $$