3.第三板块 第15课时 杠杆 滑轮 机械效率（课堂本）-【中考零障碍】2025年广东中考物理复习

精讲实验 例17(1)木块移动距离转换法(2)速度 (3)相同(4)不能 (5)不超载行驶，不超速行驶(6)大客车 (7)错误没有控制水平面的粗糙程度相同 当堂检测 1.D2.B3.C 4.减少减少减少 5.(1)木块移动的距离(2)速度 (3)<速度(4)不同不能 第15课时杠杆滑轮机械效率 考点过关 例1D变式1-1A 变式1-2B省力D 例2 变式2-1 变式2-2 例3D 变式3-1杠杆1：2 变式3-2解：由杠杆的平衡条件F,l=F2 可得，阻力F2的大小 F,-F4_20Nx08m=40N 2 0.4m 答：略。 例4动2000.4 变式4-184省力 变式4-2 L momnm 例5额外功有用功额外功 变式5-1240060025203120 变式5-22301200 例6C变式6-1D变式6-2D 例7-1C 变式7-160080%变大 例7-240083.3%20 变式7-2解：(1)箱子受到的重力 G=mg =20 kg x 10 N/kg =200 N (2)推力所做的总功 Wa=Fs=100N×3m=300J 2 推力做的有用功 3 W有=Gh=200N×1.2m=240J €A 沿斜面推动箱子，克服斜面对箱子的摩擦力做 W 的功是额外功，则 6.(1)右(2)竖直向下2(3)2：1右 W额=W#-W右=300J-240J=60J 7. 解：(1)拉力做的有用功 由W额=可得箱子受到的摩擦力 W有用=Gh=540N×3m=1620J f.W=0J=20N (2)由图知，n=3,拉力端移动的距离 s 3m s=nh=3×3m=9m (3)斜面的机械效率 拉力做的总功 ×10%6-20} 1二W 300j×100%=80% W点=Fs=200N×9m=1800J (4)减小斜面的坡度、减小斜面的粗糙程度都 拉力做的额外功 可以省力。 W额=W总-W有m=1800J-1620J=180J 答：略。 (3)拉力的功率P=叁-=1800」=90W； 重难点突破 20s 例1 (4)滑轮组的机械效率 ×10w%=18×10%=0% n=Ws 答：略。 第四板块电与磁 第16课时电流和电路 考点过关 举一反三1 例1D 变式1-1负同 变式1-2C 例2C变式2-1D变式2-2A 例3c 变式3-1开关铜短路 77 变式3-2D 例2B举一反三2C 例3A举一反三3C 例4D 例4D举一反三4D 变式4-1串并360 例530025083.3% 变式4-2L10-0.60.5 举一反三530040075 例5并短路 精讲实验 变式5-1并能并 例18(1)左零 变式5-2串联并联L2 (2)使杠杆的重心在支点上，从而避免杠杆自 例6 重对实验的影响便于在杠杆上直接读取力臂 (3)4(4)错误(5)大于(6)F,l=F2 8 L (7)得出普遍的规律 (8)杠杆自重对实验有影响(9)A 变式6-1 例19(1)匀速直线0.05(2)0.380 ☑ (3)大无关(4)A(5)0.07(6)不变 当堂检测 8 1.A2.B3.C4.A 5.(1) 变式6-2D 重难点突破 例1C举一反三1B 例2C举一反三2C (2) 精讲实验 例20(1)甲(2)不相同断开 (3)电流表未调零 (4)接了小量程，但按照大量程读数 (5)处处相等 (6)为得出普遍结论，应进行多次实验 阅盟学堂LZAZK GDWL一5一参考答案第15课时杠杆滑轮 机械效率 考情分析 课标内容要求 对应考点 考频 1.杠杆的分类 10年3考 2.杠杆的作图 10年5考 2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 3. 杠杆的平衡条件的应用 10年7考 3.2.3知道机械效率。了解提高机械效率的意义 4. 滑轮与滑轮组 10年6考 和途径。 5. 有用功、额外功和总功 10年5考 4.2.5探究杠杆的平衡条件。 6. 机械效率的提高 10年2考 7. 机械效率的有关计算 10年5考 知识网络 定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 支点：杠杆绕着转动的点O 动力：使杠杆转动的力F 五要素阻力：阻碍杠杆转动的力F, 动力臂：从支点O到动力F,作用线的距离， 阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离2 杠 当杠杆在动力与阻力作用下静止或匀速转动时，我们称杠杆处于平衡状态 杆 探究杠杆的使杠杆在水平位置平衡的目的：便于测量力臂 平衡条件 使支点处在杠杆的中心的目的：消除自重对杠杆的影响 结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂(F,l1=F,2) 作指定力的力臂 作图作最小力：关键是找出最长的力臂[支点到杠杆最远端（或指定点）的连线] 杠杆 知力臂作力 滑轮 省力杠杆，例如：撬棒、起子、钢丝钳 机械效率 分类费力杠杆，例如：钓鱼竿、镊子、筷子、船桨 等臂杠杆，例如：天平、跷跷板 特点：轴固定不动 定滑轮 优点：可以改变力的方向 特点：轴可以随被吊物体一起运动 滑轮 动滑轮优点：可以省力（一半力），F=之(C+6a) 缺点：费距离，s=2h 特点：至少要有一个定滑轮和动滑轮 滑轮组优点：可以省力，也可以改变力的方向，F=二(G+G励)》 缺点：费距离，s=nh 108阅盟学堂LZAZK GDWL ,有用功：对人们有用的功（无论是否使用机械都必须要做的功） “三功”额外功：为完成任务不得不做的功（使用机械时，不需要但不得不做的功） 总功：有用功与额外功之和 定义：物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率 W粒×100% 结果用百分数表示 公式：”=W总 结果总是小于1 有用功：W有=Gh 竖直放置 总功：W点=Fnh =W×100%=G 机械效率：η=W总 X100% 滑轮组 机械效率 有用功：W有=尽 水平放置 总功：W点=Fs 典型应用 机械效率：刀=wW总 W五×100%= F×100% 有用功：W有=Gh 斜面 总功：W总=Fs 机械效率：7-需×10% hx1009% F ①在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好状态 提高机械 ②有用功一定时，减少额外功，即减小摩擦、自重，增大斜面的倾斜程度 效率的方法 ③额外功一定时，增加有用功，即增加物重 考点过关 考点1①杠杆的分类 【例1】(2024·连云港)如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是() 0 A.托盘天平 B. 钢丝钳 C.开瓶扳手 D.筷子 【方法指导】判断杠杆的类型，一般的思路是比较动力臂和阻力臂的长短，动力臂越长越省力， 动力臂越短就越费力，总之，省力的都费距离，费力的都省距离，托盘天平两边力臂相 同，属于等臂杠杆。 【变式1-1】(2024·广东)如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠 杆，该杠杆的特点是 A.省力 B.费力 省功 D.省距离 阅盟学堂LZAZK( GDWL 109 【变式1-2】【物理与生活】生活中有很多小妙招，如图甲所示，用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶 盖，模型如图乙所示，它是以 （选填“A”或“B”)为支点的 杠杆，手在 (选填“C”或“D”)点向下压时会更省力。 考点2杠杆的作图 【例2】如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力 F的力臂l。 &幻 【方法指导】一、知道力画力臂，关键是熟知力臂的定义（力臂指的是支点到力的作用线的距 离)。二、知道力臂画力，关键是要懂得力跟力臂是垂直的关系，然后还要注意力的方向 和力的作用点（力的作用点一定是在杠杆上）。三、画最小的力，关键是要找到最长的力 臂（力的作用点到杠杆最远端或指定点的连线）。 【变式2-1】【物理与生活】(2024·广元)图甲 【变式2-2】如图所示，杠杆在力F1、F2作用 是压制饺子皮的“神器”，压皮时压杆可视为 下处于平衡状态，L,为F1的力臂。请在图中 一个杠杆，图乙是简化示意图，图中0为支 作出F2的力臂L2及力F1。 点，F,为压饺子皮时作用在B点的阻力。 请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最 小动力F,及阻力F2的力臂2。 F B 乙 考点3杠杆的平衡条件的应用 【例3】(2023·乐山)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 非广 【方法指导】根据杠杆的平衡条件F礼=F,山，分析解答。 110阅盟学堂LZAZK GDWL 【变式3-1】【传统文化】如图甲是我国古代汲【变式3-2】杠杆平衡时，动力F,大小为 水装置—桔槔，图乙是它水平静止时的简 20N,动力臂l,为0.8m,阻力臂l2为0.4m, 化模型，该装置是 (填简单机械名 求阻力F2的大小。 称)。此时配重物重力为G,水桶重力为G, :2=2:1,若不计杆重，则G:G2= G 甲 考点④滑轮与滑轮组 【例4】如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动，重物上升了0.2m, 该滑轮为 (选填“动”或“定”)滑轮，不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦，则拉 ◆F 力F为 N,拉力移动的距离为 mo 【方法指导】滑轮组放置的方式有水平放置和竖直放置两种。竖直放置的克服重力做功，水平 放置的克服摩擦力做功。但不管怎么放置，自由端和物体端的关系是不变的。例如：忽略 绳重及摩擦、 滑轮的重力，竖直放置的有：F=G;水平效置的有：F=。 n 【变式4-1】如图 【变式4-2】画出如图中滑轮组最省力且站在 所示，通过滑轮 地面向下拉绳的绕法。 沿水平方向拉动 重为20N的物体A,不计滑轮重及其摩擦。 当拉力F为4N时，物体移动了2m,物体 A受到的拉力为 N,绳子端移动了 m;这种方法使用滑轮是为了 (选填“省力”或“省距离”)。 考点5有用功、额外功和总功 【例5】当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是 ；如果桶掉进井里，从井中捞桶 时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是 对水做的功是 (均选 填“总功”“额外功”或“有用功”) 【方法指导】要分辨有用功和额外功，就要明确做功的任务。为完成该任务需做的功就是有用 功；为了完成任务不需要但又不得不做的为额外功。有用功与额外功之和叫总功。 【变式5-1】小刚将重为100N的水提到6m【变式5-2】如图所示，人向下拉绳 高的楼上，小刚同学体重为400N,装水的水 提升重物。已知物体重400N,动滑 桶重20N,在这个过程中，他克服自己的体重 轮重60N,不计绳重及摩擦，将重 做的功是 J,有用功是 J,额 物匀速提升0.5m,人需用的拉力为 外功是】 J,总功是 N,绳子自由端移动的距离 为 m,人所做的有用功为 阅盟学堂LZAZK GDWL111 考点6机械效率的提高 【例6】对同一滑轮组，下列各措施中不能提高机械效率的是 A.增加提升重物的重力 B.改用质量小的动滑轮 C. 减少提升高度，减少做功 D.在轮轴处加润滑油，减小摩擦 【方法指导】机械效率是有用功与总功的比值，有用功在总功中占的比例越大，其比值越高， 则机械效率就越高。提高机械效率的方法：增大有用功，减小额外功。 【变式6-1】生产生活中常常会用到各种机械 【变式6-2】用如图所示的动滑轮提升重物， 设备，下列说法中错误的是 ( 下列措施能提高动滑轮机械效率的是( A.任何机械设备的效率总小于1 A.减小被提升物体的高度 W 个F B.减小机械内部摩擦可以提高其效率 B.增大动滑轮的重力 C. 提高机械设备的效率可以节能减排 C.减小绳子的拉力 D.机械设备做功越快，其效率越高 D.增大物体的重力 考点可有关机械效率的计算 【例7-1】如图所示，用力F将重力G=10N的物体匀速向上提升2m,动滑轮重2N(不计绳 重及摩擦)，下列说法中正确的是 ( A.绳子末端移动的距离为1m B.拉力大小为5N F C.滑轮组所做的有用功为20J D.滑轮组的机械效率为80% a 【方法指导】解决滑轮组的有关问题，要掌握好滑轮组的5个参数、2个关系和3条公式。 5个参数 2个关系 3条公式 (1)物体的重力G s=nh 有用功：W有=Gh (2)物体上升的高度h (3)自由端的拉力F F=1(G+G) 总功：W意=Fs n (4)自由端移动的距离s (忽略绳重及摩擦) W煮×1009% 机械效率：刀=W (5)绳子段数n 【变式7-1】(2024·德庆一模)用如图所示的滑轮组将重为120N的物体竖直匀速提升 5m,绳子自由端的拉力为50N,则此过程中有用功为 J,机械效率为 若增大所提物体的重力，此滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 囟 【例7-2】(2023·泰州)如图所示，斜坡长L=4m,高h=2m。小明用 120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。 h 他所做的有用功为J,斜坡的机械效率为 (精确到 0.1%),木箱所受摩擦力的大小为N。 112阅盟学堂LZAZK GDWL 【方法指导】斜面机械效率的有关问题，跟滑轮组相似，但只有4个参数和3条公式。 4个参数 3条公式 (1)物体的重力G 有用功：W有=Gh (2)斜面的高度h 总功：W总=FL (3)对物体的拉力F (4)斜面的长度L W煮×1009% 机械效率：η= 【变式7-2】(2023·江西)如图所示，利用斜面将箱子推进车厢通常要比把箱子直接从地面搬 进车厢省力多了。某同学用100N的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为20kg, 斜面长3m,斜面高1.2m,g取10N/kg。 (1)求箱子受到的重力； (2)求箱子受到的摩擦力； 3 m 1.2m● (3)求斜面的机械效率； 徒手搬运 利用斜面搬运 (4)使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法？ 重难点突破 重难点①画出使杠杆平衡的最小力 【例1】如图所示，利用羊角锤撬起钉子，请【举一反三1】如图所示，在C点用力把桌腿A 你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力 点抬离地面时，桌腿B点始终没有移动，请 F1,并画出阻力F2的阻力臂l2。 在C点画出最小作用力的示意图。 77777777777777777777 777 【方法指导】要画最小的力，先要找到最长的力臂（力的作用，点到杠杆最远端的连线或指定 点)，然后根据力与力臂是垂直的，画出力（注意力的方向）。 阅盟学堂 LZAZK GDWL 113 重难点2杠杆的动态平衡问题 【例2】如图所示，小明探究杠杆的平衡条件， 【举一反三2】如图所示为小明探究杠杆平衡条 挂钩码前，调节杠杆在水平位置平衡，杠杆 件的实验装置，保持杠杆左侧的阻力和阻力 上每格距离相等，当A点挂4个钩码时，B 臂不变，当弹簧测力计从a位置转到b位置 点挂3个钩码时，杠杆处于水平平衡。若杠 的过程中，杠杆始终水平平衡，则弹簧测力 杆两边同时加一个相同钩码，则杠杆( 计的示数将 ( A.杠杆仍处于水平平衡状态 A. 一直变小 B. 一直不变 B.杠杆右端下沉 C. 一直变大 D.先变小后变大 C. 杠杆左端下沉 D. 无法判断杠杆是否处于平衡 【方法指导】杠杆的动态平衡问题分三类：第一类是原位置平衡，一侧的力与力臂不变，另一 侧的力与力臂是反比的关系；第二类是转动中的平衡，一个力和另一个力的力臂不变，那 么另一个力和这个力的力臂是正比关系；第三类是判断倾斜，哪一端力和力臂的乘积大， 就往哪一端倾斜。 重难点3滑轮组作用力分析 【例3】(2022·广东)分别使用图中四种装置 【举一反三3】用如图所示的方式拉动同一物体 匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩 沿相同水平地面匀速移动，拉力分别为 擦，最省力的是 ) F、F2、F、F4,不计滑轮与轻绳间的摩擦， 比较它们的大小，则 GGCGC060C00600000090666 S0GG06C000006009600668 F D bwoob8sooboobboooobocoml A.F1<F2<F3<F4 B.F>F2>F>F C.F4>F1>F2>F3D.F4=F1>F2>F3 【方法指导】(1)当滑轮竖放时，自由瑞受到的拉力F与重力的关系是F=G+G(忽略绳重 n 与摩擦)，横放时自由端受到的拉力F与摩擦力∫的关系是F=二∫（忽略绳重、滑轮重及轮 之 与轴之间的摩擦)；(2)判断绳子段数的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线， 数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则就是几。 114阅盟学堂LZAZK GDWL 重难点④功、功率和机械效率易混 【例4】(2023·连云港)下列关于机械效率的 【举一反三4】下列有关功率与机械效率的说法 说法中正确的是 ( 中正确的是 ( A.越省力的机械，机械效率越高 A.机械效率越高，机械做功的功率越大 B.做功越快的机械，机械效率越高 B.做功越多的机械，机械效率一定越高 C.所做有用功越多的机械，机械效率越高 C.功率越大的机械，机械效率一定越高 D.有用功与总功的比值越大的机械，机械 D.做功越快的机械，功率一定越大 效率越高 【方法指导】做功必须满足的两个条件：有力作用在物体上、物体在力的方向上移动了距离； 功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；机械 效率反映机械的性能优劣，是有用功与总功的比值；功率与机械效率是两个完全不同的物 理量，它们之间没有必然的联系。 重难点⑤滑轮组机械效率的计算 【例5】用如图所示的滑轮组将重500N 【举一反三5】如图水平地面 的重物匀速提高0.5m,在绳子自由 上重为500N的物体A, 端所用的拉力是300N,则W总= 使它匀速前进2m,地面 J,W有用= J,机械效 对它的摩擦力为150N,小聪施加的拉力F= 率1= (精确到0.1%)。 100N,则滑轮组做的有用功为 J,拉 力F做功为 J,滑轮组的机械效率为 9%。 【方法指导】滑轮组有竖放和水平放置两种方式， 竖放的克服重力做功，水平的克服摩擦力做功。 精讲实验 实验18探究杠杆的平衡条件（课标必做实验】 实验常考命题点 1.【实验装置】 2.【实验过程】 （1)把质量分布均匀的杠杆中点作为支点，其目的是避免杜杆自重对杜杆平衡的影响。 (2)实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 (3)给杠杆两端挂上钩码，移动钩码的位置，直到杠杆再次在水平位置达到平衡。多 次改变力和力臂的数值，重复上述实验。 (4)设计表格并记录数据。 (5)分析实验数据，得出结论。 3. 【实验结论】杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式表达：F,l1=F22。 阅盟学堂LZAZK GDWL115 4.【交流与反思】 (1)杠杆平衡状态的判断。 (2)平衡螺母的调节：左高向左调，右高向右调。 (3)多次测量的目的：避免偶然性，使得出的结论具有普遍性。 (4)将一端的砝码换成弹簧测力计的好处：能直接测出拉力的大小，实验操作更方便。 (5)弹簧测力计从竖直拉杠杆变成斜拉杠杆，拉力力臂变小，弹簧测力计示数 变大。 (6)杠杆两端受力变化时，杠杆再平衡判断。 5. 力和力臂的大小计算。 6. 生活中杠杆的应用及杠杆类型的判断。 【例18】在探究“杠杆的平衡条件”实验中： 出 丙 (1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡 螺母向 (选填“左”或“右”)端调节，直到杠杆在水平位置平衡，此时杠杆自身重 力的力臂为 (2)实验前将杠杆的中点置于支架上，目的是 ；并调节杠杆在水平位置平衡，目的是 (3)杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上2个钩码，可在B位置挂上 个钩 码，使杠杆在水平位置平衡。 (4)某同学在杠杆左、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 认为他的做法是 (选填“正确”或“错误”)的。 (5)小明改用弹簧测力计在图乙中的C位置斜下拉，若每个钩码重2N,当杠杆在水平位置 平衡时，弹簧测力计示数将 (选填“大于”“等于”或“小于”)2N。 (6)小明在实验中记录了三次实验数据如下表： 实验序号 动力F/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 10 0.5 20 2.0 10 1.0 20 3 2.0 20 4.0 10 由实验数据可得杠杆的平衡条件是 (7)测量多组数据的目的是 (8)【拓展设问】某同学用图丙装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时， 得出的数据与小明得 出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 (9)在误差分析时，小明整理了以下两个因素，其中不会对实验造成影响的是 A.支架的自身重力较大 B.钩码磨损程度不同 116阅盟学堂LZAZK GDWL 实验19测量滑轮组的机械效率 实验常考命题点 1. W有×100% 【实验原理】n=W盘 2.【实验装置】 3.【测量工具】弹簧测力计和刻度尺。 4. 【实验操作】竖直向上自速拉动弹簧测力计。 5.【实验方法】控制变量法。 (1)探究滑轮组的机械效率的大小与被提升物体的重力关系：保持动滑轮重一定，改变钩 码的重力。 (2)探究滑轮组机械效率的大小与动滑轮重力的关系：保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 6.【设计表格并记录数据】 7.【实验数据分析与处理】 8.【实验结论】滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关。 (1)同一滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。 (2)不同的滑轮组，机械效率不同。物重相同时，动滑轮越重，机械效率越低。 9.【交流与反思】 (1)弹簧测力计的使用和读数。 (2)实验中要缓慢拉动弹簧测力计，目的是使弹簧测力计的示数稳定，便于读出拉力大小。 (3)提高滑轮组的机械效率的方法：增加物重、使用轻质动滑轮、减小机械摩擦_。 机械效率与物体提升的高度、速度无关。 (4)绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系：s=nh (5)滑轮组机械效率小于1的原因：滑轮组在提升重物过程中会做额外功。 10.有用功、总功、机械效率的计算(W有=Gh,W总=，)= 【例19】用如图所示的装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表： 实验 钩码重 钩码上升 拉力 绳子自由端移 机械效 10 10 20 2 序号 力G/N 高度h/cm F/N 动距离s/cm 率7 0 40 1 50 2.0 5 1.0 15 66.7% 5 0 2 4.0 5 1.8 74.1% 70 15 80 90- 90 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 100目cm 100 4 6.0 5 2.5 15 (1)实验过程中， 缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第1次实验 时，钩码上升的时间为3s,此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s。 (2)第4次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。 阅盟学堂 LZAZK GDWL 117