内容正文:
GREEN BUSINESS
第13讲 简单机械
物理
2025年中考物理一轮复习讲练测
04
题型精研·考向洞悉
03
考点突破·考法探究
01
考情透视·目标导航
02
知识导图·思维引航
目录
CONTENTS
跨学科实践+重点实验+新素材、新情境、新考法
全国视角过考点,易混易错细辨析,针对训练强效果
精准划分题型以把握命题规律,深入掌握考试动态与趋势
解读近年考情,融合最新课程标准及核心素养,预测中考方向
知识串联明关联,思维导图巧记忆,特殊标注知重点
2
01
考情透视·目标导航
解读近年考情,融合最新课程标准及核心素养,预测中考方向
考点要求 新课标要求 命题预测 新教材
杠杆 2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
4.2.5 探究杠杆的平衡条件。 《简单机械》是人类社会在生产生活中所经常使用的工具,在使用简单机械应用于实践中经常涉及力学和能量相关内容。对本单元的学习和考查应立足于社会实践,同时也要清楚在使用过程中功和能的关系。因此,考题一般会从社会实践中对这些工具的使用,以及计算功、功率计算入手。
本单元常考题型有:选择题、填空题、作图题、实验探究题、计算题和综合题等。
主要命题点有:杠杆作图、杠杆平衡条件的应用、杠杆的动态平衡、探究杠杆的平衡条件、滑轮与滑轮组、滑轮组的应用与计算、斜面、轮轴等 新教材新增跨学科实践:制作简易杆秤。跨学科实践是生活到物理再回归到生活的完美体现。充分展示了物理的实用性和实践性。学生通过制作简易杆秤,加强对杠杆的平衡条件的理解,能够更加熟练应用物理理论知识解决生活中遇到的实际问题。
跨学科实践:制作简易杆秤 熟练应用杠杆原理,解决实际问题
定滑轮和动滑轮 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
滑轮组 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
斜面和轮轴 3.2.4 能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
考情透视·目标导航
02
知识导图·思维引航
知识串联明关联,思维导图巧记忆,
特殊标注知重点
知识导图·思维引航
简单机械
杠杆
斜面和轮轴
定滑轮
定义:轮的中心轴不随物体移动
概念:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆
特点:不能省力,但可以改变力的方向
五个因素
力的关系:
支点:杠杆可以绕其转动的点
实质:等臂杠杆
轮轴
斜面
平衡条件
动力:使杠杆转动的力
阻力:阻碍杠杆转动的力
动力臂:从支点到动力作用线的距离
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离
动力×动力臂=阻力×阻力臂
表达式:
分类
省力杠杆:,省力费距离
费力杠杆:,费力省距离
等臂杠杆:
距离关系:
动滑轮
特点:省力,但不能改变力的方向,费距离
力的关系:或
实质:省力杠杆
距离关系:
定义:轮的中心轴随物体一起移动
实质:是一个可以连续转动的杠杆
特点:轮半径是轴半径的几倍,作用在轮上的力就是轴上的力的几分之几
实质:是一个可以连续转动的杠杆
特点:不计摩擦,
滑轮组
特点:省力,也能改变力的方向
力的关系:或
距离关系:
定义:定滑轮和动滑轮组合一起
03
考点突破·考法探究
考点一 杠杆
新教材 跨学科实践:制作简易杆秤
考点三 定滑轮和动滑轮
考点四 滑轮组
考点五 斜面和轮轴
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
1.杠杆
考点聚焦
认识杠杆
(1)定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况,杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。
(2)杠杆五要素
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
1.杠杆
考点聚焦
五要素 支点 杠杆绕着转动的固定点,用字母O表示
动力 使杠杆转动的力,用字母F1表示
阻力 阻碍杠杆转动的力,用字母F2表示
动力臂 支点到动力 的距离,用字母l1表示
阻力臂 支点到阻力 的距离,用字母l2表示
作用线
作用线
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
1.杠杆
考点聚焦
对杠杆的理解
(1)对支点的理解:①在杠杆转动时,支点位置是固定的;②一定在杠杆上,可以在杠杆的一端,也可以在杠杆的其他位置,同一杠杆,使用方法不同,支点的位置也可能不同;③不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上,也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。
(2)对动力和阻力的理解:①都是杠杆受到的力,作用点一定在杠杆上;②使杠杆转动的方向相反,但两个力的方向不一定相反。
(3)对力臂的理解:①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;②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上;③若力的作用线通过支点,则力臂为0。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
1.杠杆
考点聚焦
力臂作图
(1)力臂的画法
步骤 画法 图示
找支点O 先假设杠杆转动,则杠杆上相对静止的点即为支点
画动力和阻力的作用线 从动力、阻力作用点沿力的方向分别画直线或反向延长线即动力、阻力的作用线(用虚线)
画力臂 从支点向力的作用线作垂线段,在垂线段旁标注力臂的名称
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
2.杠杆的平衡条件
考点聚焦
杠杆的平衡:当杠杆处于静止或绕支点匀速转动时,我们就说杠杆平衡了。
探究:杠杆的平衡条件
实验目的 探究杠杆的平衡条件
实验思路 探究杠杆的平衡条件,就是要找到影响杠杆平衡的各种因素并确定它们之间的关系。
容易想到:杠杆支点两侧所受的动力、阻力,以及动力臂、阻力臂都会影响杠杆的平衡,所以应该找出这四个量之间的关系。
我们可以先保持杠杆一侧的两个量不变,如左侧的阻力和阻力臂,改变另一侧的两个量,即右侧的动力和动力臂。然后再保持右侧的动力和动力臂不变,改变左侧的阻力和阻力臂。综合分析后找出动力、动力臂、阻力、阻力臂这四个量之间的关系。
实验图
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
2.杠杆的平衡条件
考点聚焦
实验器材 弹簧测力计、杠杆、钩码
实验设计与分析 (1)支点位置选择:杠杆的重心;以避免杠杆自重对实验产生影响
(2)使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法:调节平衡螺母,左高左调,右高右调(实验过程中不能调平衡螺母)
(3)调节杠杆在水平位置平衡的原因:可以在杠杆上直接读出力臂的大小
(4)杠杆平衡的判断:杠杆静止或匀速转动
(5)用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处:可以直接测出动力的大小;可以提供不同方向的力
(6)弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化:力臂减小示数增大
(7)多次实验的目的:寻找普遍规律,避免偶然性
实验结论 动力×动力臂=阻力×阻力臂或F1l1=F2l2
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
2.杠杆的平衡条件
考点聚焦
杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示:F1l1=F2l2;变形式: 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
杠杆平衡条件的应用
(1)杠杆的动态变化问题
杠杆在动力和阻力作用处于平衡,若改变力和力臂某个条件,杠杆仍处于平衡,判断其他条件如何变化。如轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物,在A端施加一个拉力F,逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置,这个过程中杠杆始终在水平位置平衡。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
2.杠杆的平衡条件
考点聚焦
分析:拉力F从图示位置逆时针缓慢转动过程中,拉力F的力臂先增大后减小;由于这个过程中杠杆始终在水平位置平衡,重物的重力不变,重力力臂也不变,由杠杆的平衡条件可知,力F和它力臂的乘积始终等于重物的重力乘其力臂,所以力F的大小先变小后大。
分析此类问题,关键抓住哪些力、力臂不变,判断变化的情况,再根据杠杆的平衡条件作出正确判断。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
2.杠杆的平衡条件
考点聚焦
(2)杠杆最小力作图
要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,F1=F2,因为此时的阻力和阻力臂是固定的,所以只要此时的动力臂最大,则动力就最小。如图乙所示,当力的作用点在B点,且力垂直于OB,方向向上时,动力臂最大,动力最小。
在求解最小力问题时,我们不能受思维定式的影响,只想到F要作用在AO段,出现如图丙所示的错误。实际上,在讨论杠杆中的最小力问题时,如果力的作用点没有预先设定,可以在杠杆上任意处选择。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
3.生活中的杠杆
考点聚焦
杠杆的分类:根据动力臂与阻力臂的关系,可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。不同的杠杆可以满足人们不同的需求。
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂关系 l1>l2 l1< l2 l1=l2
力的关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2
特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离
应用举例 铡刀、瓶起子,手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
3.生活中的杠杆
考点聚焦
我国古代的杠杆
桔槔(如下图)是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木,或就地利用树权,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶。不取水时,石头位置较低;当要取水时,人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉;另一端大石块的位置则上升。当水桶装满水后,就让另一端的大石块下降,通过杠杆的作用,将水桶提升。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
3.生活中的杠杆
考点聚焦
踏碓是古代的春米工具,由杵臼演变而来,也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠,木杠的一端装一块大石头,用脚连续踩踏木杠的另一端,石头就连续起落,去掉石臼中稻谷的皮。
水碓的原动轮是一个大型卧式水轮,轮的轴上装有一排互相错开的拨板,用以拨动碓杆,碓杆的一端装有碓头,水轮转动时,就使几个碓头相继春米。它不仅用于粮食加工,还用于春碎香料、陶土等。
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考点一 杠杆
考点突破·考法探究
1.(2024·山东德州·中考真题)如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图,请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂l1。
考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
项目提出
要使用天平测量质量较大的物体(比如100kg的物体)不是很方便。“秤砣虽小压千斤”,我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。学习了杠杆平衡条件的知识,可以制作一个简易杆秤。
项目分析
杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码 )、秤盘、提纽等组成。称量时将被称物体放在秤盘中,移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡,根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
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考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
项目分析
要使用天平测量质量较大的物体(比如100kg的物体)不是很方便。“秤砣虽小压千斤”,我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。学习了杠杆平衡条件的知识,可以制作一个简易杆秤。要制作杆秤,我们需要考虑几个关键问题。应该选择什么材料?提纽和秤盘的位置如何确定?如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线?…(1)材料选取:通常使用竹筷子或木筷子,选择较直且均匀的筷子作为秤杆;(2)提扭位置确定:主要依据杠杆原理,提扭作为支点,其位置越靠近秤盘的位置,秤的最大称重越大,反之则越小。如果需要称量较重的物体,应将提扭设置在靠近秤盘的位置;如果需要更精细的称量或较小的称重范围,则可以将提扭设置在相对远离秤盘的位置;
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考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
项目分析
(3)简易杆秤的秤盘位置:应选在支点一侧(杆较短的一侧)的某个点。这是因为杆秤是不等臂的,支点应靠近杠杆的某一端,而盘子则悬挂在支点这一侧的某个点上。在制作简易杆秤时,需要利用杠杆原理,通过合理设定支点、秤盘位置和秤砣,使得杆秤能够准确称量物体的重量。
(4)确定零刻度的位置:需要将秤砣挂在杆秤的提纽处,并确保杆秤平放在一个稳定的支撑点上。此时,杆秤的平衡点即为零刻度的位置。换句话说,当不放物体时,秤砣挂在这里,杆秤刚好平衡,秤砣的作用与杆秤自身重力的作用刚好抵消,这个点就是零刻度。
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考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
项目分析
(5)确定各刻度线:将砝码放在秤盘上,然后移动秤砣直到杆秤达到平衡。此时,秤砣所在的位置就对应着砝码的重量刻度。重复这个过程,使用不同的砝码,就可以得到一系列的刻度。这些刻度是均匀的,因为在杠杆原理下,提纽处为支点,秤砣质量乘以力臂等于物体质量乘以力臂,所以在相应的刻度线上标上对应的质量数值即可。
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考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
项目实施
材料:一根长度约为40cm的木制筷子,一个小盆,一个20g钩码,一个100g砝码,细线若干,一把刻度尺,一支记号笔等。
1.在筷子的一端刻一个槽A,在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘,在槽B处系一根细线作为提纽。
2.用细线系一个20g的钩码,作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡,这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星0,用记号笔标记此位置。
3.在秤盘中放100g砝码,手提提纽,并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时,标记秤砣细线在秤杆上的位置C,并记为100g。在定盘星0到C之间均匀地画上49条刻度线,每一格就表示2g。
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考点二 跨学科实践:制作简易杆秤
考点突破·考法探究
1.【跨学科实践】(2024·内蒙古通辽·中考真题)小明家有一把杆秤,如图所示,秤钩上不挂物体时提住秤纽,将秤砣移动至定盘星处时,秤杆恰能水平平衡,当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时,即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是( )
A.定盘星是秤杆的支点
B.杆秤是一种等臂杠杆
C.所挂物体加重时,秤砣向右移,秤杆才能再次水平平衡
D.使用已磨损的秤砣测量时,测量值比真实值偏小
C
考点三 定滑轮动滑轮
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.定滑轮和动滑轮
定滑轮和动滑轮
名称 定滑轮 动滑轮
示意图
定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动
实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆
特点 不能省力,但是能改变动力的方向 能省一半的力,但不能改变动力的方向
力臂关系 l1=l2 l1=2l2
力的关系 F=G F= G
距离关系 s=h s=2h
考点三 定滑轮动滑轮
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.定滑轮和动滑轮
几种常见情况中的等量关系(图中物体均做匀速直线运动,忽略绳重及摩擦)
图示 表达式
定滑轮
F拉=G物,s绳=h物,v绳=v物
F拉=f,s绳=s物,v绳=v物(其中,为物体所受的摩擦力)
考点三 定滑轮动滑轮
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.定滑轮和动滑轮
动滑轮
F拉=(G物+G动),s绳=2h物,v绳=2v物
F拉=f,s绳=2s物,v绳=2v物
F拉=2G物+G动,s绳=h物,v绳=v物
F拉=2f,s绳=s物,v绳=v物
考点三 定滑轮动滑轮
考点突破·考法探究
1.(2024·四川内江·中考真题)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在物体上,另一端拴在弹簧测力计上,沿四个不同方向匀速拉起物体,弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,则它们的大小关系为( )
A.F1>F2
B.F3>F4
C.F1<F4
D.F1=F2=F3=F4
D
考点四 滑轮组
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.滑轮组
滑轮组:定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力,又可以改变力的方向,但要费距离。
确定承担物重绳子段数n的方法:在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线,将它们隔离开,只计算绕在动滑轮上的绳子段数,在图甲中,有两段绳子吊着动滑轮,n=2,图乙中有三段绳子吊着动滑轮,n=3。
省力情况:使用滑轮组时,不计绳重及摩擦,则滑轮组用几段绳子提起物体,提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一,即动力F拉=(G物+G动),若再忽略动滑轮重,则F拉=G物,其中n为承担物重的绳子段数。
考点四 滑轮组
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.滑轮组
费距离情况:用滑轮组提升物体时,虽然省了力,但是费距离,滑轮组用几段绳子提起物体,绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h,则绳子自由端移动的距离为s=nh(n表示该担物重的绳子段数)。
滑轮组的组装
(1)确定绳子的段数:根据省力情况,用n=来求,或根据移动距离的关系,用n=来求。当n不是整数时,要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。
(2)滑轮组的绕绳方法:①动滑轮和定滑轮个数相同时,滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;当承重绳子的段数为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上。
②动滑轮和定滑轮个数不相同时,最省力的绕线方法:从个数少的滑轮为起点。
考点四 滑轮组
考点突破·考法探究
1.(2024·甘肃白银·中考真题)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重60N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为 N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力F大小为 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
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考点五 斜面和轮轴
考点突破·考法探究
考点聚焦
1.斜面
斜面:人们往卡车上装载较重的货物时,常常会在车尾斜搭一块木板,将货物沿着木板往上推,如图所示,这样比直接向上抬起重物省力很多。这块倾斜的木板就是斜面。斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面,也是一种简单机械。
特点:如图所示,设斜面长度为l,高为h,重物重力为G,在理想情况下,不考虑斜面摩擦,即斜面是光滑的,则沿斜面向上的推力F=(即斜面长是斜面高的几倍,推力就是物重的几分之一),因l<h,故F>G。即在斜面高度一定时,斜面越长越省力。
考点五 斜面和轮轴
考点突破·考法探究
考点聚焦
2.轮轴
轮轴:由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫作轮,小轮叫作轴。如图所示。
轮轴的实质:轮轴相当于一个可连续转动的杠杆,支点在轮轴的轴线上,如图所示。
考点五 斜面和轮轴
考点突破·考法探究
考点聚焦
2.轮轴
轮轴的平衡公式:F1R=F2r 或。即轮半径为轴半径的几倍,作用在轮上的力就为作用在轴上的力的几分之一。
轮轴的特点:当动力作用在轮上,阻力作用在轴上时,因l1>l2,故F<G,此时使用轮轴省力,费距离;当动力作用在轴上,阻力作用在轮上时,因l1<l2,故F>G,此时使用轮轴费力,但省距离。
注意:不要错误地认为使用轮轴一定省力,关键要看动力是施加在轮上还是施加在轴上。
考点五 斜面和轮轴
考点突破·考法探究
1.(24-25九年级上·江苏常州·期中)螺丝刀就是一个轮轴的实例,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉上有螺纹,在我们学过的简单机械中它属于 ,螺纹 (选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。
粗
斜面
密
04
题型精研·考向洞悉
题型一 杠杆作图
题型二 探究杠杆的平衡条件
题型三 杠杆平衡条件的应用
题型四 生活中的杠杆
题型五定滑轮和动滑轮
题型六滑轮组的分析与计算
题型七斜面与轮轴
1.力臂的作图
(1)找到支点,确定力的作用点和方向;(2)作出力的作用线;(3)从支点向力的作用线作垂线段;(4)标出力臂。
2.最小力臂作图
找最长动力臂的方法:根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最长力臂。(1)如果动力作用点已经给出,则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂;(2)如果动力作用点没有确定,则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点,支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。
题型一 杠杆作图
题型精研·考向洞悉
技巧点拨
题型一 杠杆作图
题型精研·考向洞悉
1.(2024·山东枣庄·中考真题)用手提起重物时,前臂可简化为杠杆:桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下,绕肘关节(支点0)转动,如图所示。请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
2.(2024·湖南长沙·中考真题)为撬起大石头,小明以O为支点架好撬棒,如图所示。他在A点用最小的力撬起大石头,请画出这个力的示意图。
题型二 探究杠杆的平衡条件
题型精研·考向洞悉
3.【跨学科实践】(2024·江苏淮安·中考真题)在“探究杠杆平衡条件”实验中:
(1)请在图甲中画出F1的力臂l1; 。
(2)F2的力臂l2为 cm。当F2的大小为1N时,F1竖直向上拉杠杆,仍使杠杆在水平位置平衡,F1= N;
(3)小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤(自重不计),如图乙所示,要想增大杆秤的测量范围,你有哪些方法? (写出一种方法即可),小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的,请你通过推理证实。 (写出推理过程,涉及的物理量用图中字母表示)。
10.0
0.5
增大m2
,因为OA和m2是定值,所以OB与m1成正比
题型二 探究杠杆的平衡条件
题型精研·考向洞悉
4.【新情境】(2024·山东淄博·中考真题)同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”,如图甲。一端烛油滴下时,此端就上升,两端交替上下。为了寻找上述现象的原因,同学们用铁架台、杠杆(已在水平位置平衡)、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
(1)图乙中杠杆水平平衡,分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置,发现杠杆不再平衡。
小聪认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离;
小明认为:影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确,同学们利用图丙中水平平衡的杠杆(OD>OA=OC)进行实验,保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
题型二 探究杠杆的平衡条件
题型精研·考向洞悉
①把A处悬挂的钩码改挂在C处,发现杠杆不再平衡。与A处相比,支点到力的作用点的距
离 (选填“变小”“不变”或“变大”);
②把A处悬挂的钩码改挂在D处,发现杠杆仍保持平衡,这两种情况下 的距离不变;
③由此初步判断 的观点是正确的;
(2)明确影响因素后,同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件,将实验数据记录在设计的表格中。
①表格中a处应填写的内容是 ;
②分析表中数据,得出杠杆平衡的条件是 ;
③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码,杠杆 端下沉;
(3)交替上下的蜡烛“跷跷板”,一端烛油滴下时,此端上升。原因是 。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
不变
支点到力的作用线
小明
动力臂l1/cm
动力×动力臂=阻力×阻力臂
左
此端力和力臂的乘积变小
利用杠杆平衡条件解决实际问题的步骤:
(1)转化:分析受力情况,找出支点,然后找出动力和阻力、动力臂和阻力臂,将实际物体转化成杠杆模型;
(2)标量:画出杠杆模型示意图,在图中标明动力、阻力、动力臂、阻力臂;
(3)计算:根据已知条件,利用杠杆平衡条件分析求解。
题型三 杠杆平衡条件的应用
题型精研·考向洞悉
技巧点拨
题型三 杠杆平衡条件的应用
题型精研·考向洞悉
5.【我国古代杠杆】(2024·陕西·中考真题)如图1,是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔,其简化示意图如图2所示。该装置工作时,可利用“坠石”的重力,帮助人们轻松地从井中提水。
(1)不改变支点O的位置和“坠石”的重力,想要提水时更省力,可以将“坠石”悬挂点B适
当 (选填“靠近”或“远离”)支点O;
(2)若OA的长度为1m,OB的长度为1.5m,“坠石”的重力为100N,桶的重力为20N,不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦,若要竖直匀速提起180N的水,人还需要施加 N的拉力,此过程中,“坠石”下降的高度为3m,则“坠石”的重力做功为 J。
远离
50
300
题型三 杠杆平衡条件的应用
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6.【跨学科实践】(2024·四川乐山·中考真题)从物理学角度来看, (选填“省力”或“费力”)杠杆因动力臂比阻力臂长,可以实现“四两拨千斤”。我国传统衡器“杆秤”是一种杠杆,要使如图所示的秤杆在水平方向平衡 端移动。
省力
应将秤砣向右
题型四 生活中的杠杆
题型精研·考向洞悉
判断杠杆种类的方法:
(1)通过动力臂和阻力臂的大小关系判断:对于较复杂的杠杆,关键是确定支点,然后再找出动力作用点和阻力作用点的位置,进而大体上确定动力臂和阻力臂的大小。
(2)从应用目的上进行判断:省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用,以达到省力的目的,而费力杠杆在阻力不大的情况下使用,目的是省距离。
技巧点拨
题型四 生活中的杠杆
题型精研·考向洞悉
7.【生活场景】(2024·陕西·中考真题)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是( )
A.钓鱼竿 B.开瓶器 C.核桃夹 D.钢丝钳
A
题型四 生活中的杠杆
题型精研·考向洞悉
8.【生活场景】(2024·海南·中考真题)用起子开瓶盖,下列杠杆能正确解释这现象的是( )
A. B.
C. D.
B
判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮,关键看它的轴是否和被拉物体一起移动,若一起移动,则滑轮为动滑轮;若不一起移动,则为定滑轮。另外,定滑轮常常会固定在其他不动的物体上,我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。
题型五 定滑轮和动滑轮
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技巧点拨
题型五 定滑轮和动滑轮
题型精研·考向洞悉
9.(24-25九年级上·安徽池州·期中)如图所示,一滑轮下端悬吊一个重100N的物体,滑轮重2N,在拉力F的作用下使物体G在2s内上升了4m,(绳的重力和摩擦不计),滑轮上升的速度是v= m/s,拉力F所做的功W= J。
10.(24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习)如图所示,用不同的滑轮提升重均为100N的物体,不计滑轮的重力、绳重和摩擦,拉动B物体的滑轮相当于 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),
FA= N;FB= N。
1
404
等臂
50
100
题型六 滑轮组的分析与计算
题型精研·考向洞悉
(1)理想状态下滑轮组的计算:在理想状态下滑轮组的计算中,不需要考虑绳重、动滑轮重及摩擦,可以直接使用F=,s=nh,v绳=nv物进行相关计算。
(2)非理想状态下滑轮组的计算:在非理想状态下,需要考虑动滑轮自重,计算拉力的大小时要使用F=,但s=nh,v绳=nv物进行还可以继续使用。
技巧点拨
题型六 滑轮组的分析与计算
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(3)水平方向滑轮组的计算:使用滑轮组水平拉动物体时,理想状态下滑轮组用几段绳子拉着动滑轮,拉力就是物体所受摩擦力的几分之一,即F拉=f。物体移动的距离与绳子自由端移动距离的关系为s绳=ns物,速度关系为v绳=nv物。
(4)反向滑轮组的受力分析:较复杂的滑轮组,常常不能直接用滑轮组公式进行分析、求解,故需要用受力分析法求解滑轮组中力的大小。此时,一般以滑轮或物体为研究对象,沿竖直方向或水平方向进行受力分析,根据物体受力平衡的条件进行求解,如图所示。
技巧点拨
题型六 滑轮组的分析与计算
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11.【航天科技】(2024·青海·中考真题)如图甲所示,工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m,电动滑轮的机械效率为80%(g取10N/kg),以下分析正确的是( )
A.电动滑轮的总功为5×104J B.飞船部件的重力为2×103N
C.绳子自由端移动的距离为2m D.电动滑轮的功率为5×104W
12.(2024·四川达州·中考真题)如图所示,A、B两物体叠放在水平桌面上,GA=80N,GB=20N,A、B均为正方体,边长分别为20cm、10cm。在拉力F=30N的作用下,5s内,物体A、B一起向右匀速直线移动了3m。若不计滑轮和绳自重及绳与滑轮间的摩擦,下列说法错误的是( )
A.A与B之间的摩擦力为0
B.A对地面的压强为2500Pa
C.绳子自由端移动的速度为1.2m/s
D.拉力F做功的功率为30W
A
D
题型七 斜面与轮轴
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14.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,盘山公路就相当于一个 (填机械名称),它能 (选填“省力”或“省距离”)。图甲汽车上陡坡时,司机常常换用 (选填“高”或“低”)速挡,这样做是因为在发动机的输出功率一定时,可以增大动力。图乙和丙是生活中常见的两种开瓶器,其中与盘山公路的力学原理相同的是图 (选填“乙”或“丙”)。
13.(24-25九年级上·江苏徐州·期中)简单机械是人类在改造自然中运用机械工具的智慧结晶。如图甲所示是同学们常用的燕尾夹,它和滑轮一样,都可以看作是一个 ;图乙中的螺纹和盘山公路一样,都属于 (选填“滑轮”或"斜面”),手柄粗且螺纹 (选填“密”或“稀”)一些的螺丝钉拧起来更省力。
杠杆
斜面
密
斜面
省力
低
丙
GREEN BUSINESS
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谢谢
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