第1部分 第12讲 第1课时 简单机械-【中考快车道】2026年中考物理总复习学生用书Word

第12讲　简单机械 第1课时　简单机械 过教材 串知识 夯基础 知识点1 1．固定点　2．F1l1＝F2l2　＞　＜　费距离　＜　＞　省距离　＝　＝ 知识点2 方向　省力　F＝G物　s绳＝h物　v绳＝v物　等臂　省力　方向　s绳＝2h物　v绳＝2v物　省力　省力　方向　s绳＝nh物　v绳＝nv物 研重难 学方法 提能力 典例1　解析：(1)支架下端垫有底面积较大的石块，是为了在压力相同的情况下，通过增大受力面积来减小压强。 (2)支架上横杆的动力臂大于阻力臂，所以支架上的横杆相当于省力杠杆。 (3)如果他们无法将巨木抬起，可以将支架支点向左移动，增长动力臂，同时减小阻力臂，从而更加省力。 答案：(1)减小　(2)省力　(3)将支架支点左移 变式1　B　[羊角锤、钢丝钳和扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离；筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离。] 典例2　解析：读图可知，用手提起重物时，是桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，肘关节为支点O；肱二头肌对桡骨的拉力沿肱二头肌收缩向上方向；从O点作动力F1的垂线段，就是动力F1的力臂L1，如图所示。 答案：见解析图 变式2　解析：在杠杆上，支点是杠杆绕着转动的点，根据用力情况，起子与瓶盖上面接触点O为支点，当动力臂等于OA时，力臂最长，动力最小，动力F1方向垂直OA斜向下，如图所示。 答案：见解析图 变式3　解析：向下拉绳将重物提升，从绳子的自由端绕过定滑轮，再绕过动滑轮，最后挂在定滑轮的下挂钩上，如图所示。 答案：见解析图 典例3　解析：如图所示，由杠杆平衡可知G1·OA＝G2·OB，即m1g·OA＝m2g·OB，m1＝＝＝0.4 kg。若秤砣有缺损，m2减小，而G1·OA不变，所以OB要变大，杆秤所示的质量值要偏大。 答案：0.4　偏大 变式4　解析：过重心作竖直向下的重力即为F2，从支点O向力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2, 由所作图象可知L为8个小格，L2为3个小格，根据杠杆平衡条件可得FL＝F2L2，且F2＝mg，则支撑力F＝＝＝＝225 N；只将胳膊弯曲，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件可知墙壁对手掌的支撑力F将会变大；脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，由题图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，阻力(人的重力)大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支撑力会变大。 答案：225　变大　增大脚尖与墙壁的距离 变式5　A　[根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，也不变，阻力臂变大，所以动力变大。当杠杆从水平位置拉到最终位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变小。故F先变大后变小，故A正确，B、C、D错误。故选A。] 练实验 重迁移 强素养 实验　解析：(1)杠杆处于静止状态，就是处于平衡状态。题图甲所示左高右低，应将平衡螺母向左调。 (2)题图乙，此时若推动右侧钩码的悬线，悬线对杠杆的拉力方向向左倾斜，使力臂变小，因此左端下沉。 (3)“动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。 (4)将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动，直到杠杆在水平位置平衡。 (5)用弹簧测力计代替右侧钩码，保持杠杆在水平位置平衡，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，每个小格长L0。如图所示： 此时的力臂L＝sin 60°×3L0＝×3L0≈2.6 L0>2L0，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 (6)由表格中数据可得①1.0 N×0.2 m＝2.0 N×0.1 m，②1.5 N×0.1 m＝1.0 N×0.15 m，③2.0 N×0.15 m＝1.5 N×0.2 m，故可得，杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。 (7)保持阻力F2及阻力臂l2不变，根据杠杆的平衡条件知，F1与l1的乘积为常数，题图(c)中，当F1＝1 N时，l1＝15 cm，所以当l1＝30 cm时，F1＝0.5 N。 (8)杆秤利用了杠杆平衡原理，若物体和秤盘的重力为G物，秤砣的重力为G砣，提纽到秤盘的距离为l1，且为G物的力臂，提纽到秤砣的距离为l2，且为G砣的力臂，由杠杆的平衡条件可知满足关系G物×l1＝G砣×l2，由题图1可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽2，则l1减小而l2增大，此时G物变大，即使用提纽2杆秤的量程更大。 (9)杆秤出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡。根据杠杆平衡原理，悬挂的秤盘质量不同会影响“0”刻度的位置。 (10)若秤砣长时间使用出现磨损，会导致秤砣质量偏小，那么使用该杆秤，根据杠杆平衡条件，其力臂会增大，则测量结果将偏大。 答案：(1)平衡　左　(2)左端下沉　(3)力的方向　(4)右　(5)省力　(6)F1l1＝F2l2　(7)0.5　(8)2　(9)右　会　(10)偏大 变式训练 1．B 2．解析：(1)如题图甲所示，杠杆左低右高，表明左边要重一些，可将左端的平衡螺母向右调节。 由于实验时作用力一般为竖直方向，杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，这样操作的目的是便于测量力臂。 (2)两种收集实验数据的方案，方案一中动力与阻力相等，导致动力臂与阻力臂与相等，数据过于特殊，为了实验结论更具普遍性，其中合理的是方案二。 (3)分析合理方案中的实验数据，每次实验中动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，故得出杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2。 (4)某次实验所挂钩码的个数和位置如题图乙所示，假设每个钩码重为G0，每一格长为l0，将两侧所挂的钩码同时远离支点O一格，左边动力与动力臂的乘积为F1l1＝4G0×4l0＝16G0l0 右边阻力与阻力臂的乘积为F2l2＝3G0×5l0＝15G0l0 由于F1l1>F2l2，杠杆右端将会上升。 (5)根据杠杆平衡条件，在秤砣一定时，使用它称较重的物体时，可以增加秤砣的力臂，减小重物的力臂，故常用离秤钩较近的提纽。 答案：(1)右　力臂　(2)二　(3)F1l1＝F2l2　(4)上升　(5)近 3．解析：由题图可知，硬棒平衡时，有ρBVg×OC＝GA×L1，把金属块B浸没在水中，硬棒再次在水平位置平衡时，有(ρBVg－ρ水gV)×OC＝GA×L2，联立两式可得ρB＝。 答案： 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1课时　简单机械 知识点1　杠杆 1．认识杠杆 定义 在力的作用下能绕________转动的硬棒叫杠杆 五要素 支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 动力 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示 阻力臂 从支点到阻力作用线的距离，用“l2”表示 关键点拨：1．(1)杠杆是硬棒；(2)要有力的作用；(3)能绕固定点转动。 2．说明：(1)动力、阻力作用点在杠杆上；(2)动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向相反；(3)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；(4)力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，若力的作用线恰好过支点，则力臂为零。 2．杠杆的平衡及分类 平衡条件 文字：动力×动力臂＝阻力×阻力臂；公式：________ 分类 类型 特征 特点 应用举例 省力 杠杆 l1____l2； F1____F2 省力，但 ______ 开瓶器，钢丝钳，羊角锤，撬棒，手推车，铡刀等 费力 杠杆 l1____l2； F1____F2 费力，但______ 镊子，钓鱼竿，筷子，理发剪刀等 等臂 杠杆 l1____l2； F1____F2 不省力，不费力 天平，跷跷板，定滑轮等 关键点拨：省力杠杆必费距离，费力杠杆必省距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的。 知识点2　滑轮 滑轮 图示 特点 等量关系 实质及应用 定滑轮 可以改变力的________，但不能________ ________ ________ ________ 实质：________杠杆 应用：旗杆顶部的定滑轮等 动滑轮 可以________，但不可以改变力的________ F＝ ________ ________ 实质：________杠杆 应用：电动起重机的动滑轮等 滑轮组 既可以______，又可以改变力的________ F＝ ________ ________ 应用：用滑轮组提升重物等 知识延伸：(1)轮轴：轮轴由轮和轴组成，是变形杠杆，动力作用在轮上省力(如汽车的方向盘)，动力作用在轴上费力(如变速自行车的后轮)。 (2)斜面：斜面是一种省力、费距离的简单机械。例如：楼梯、盘山公路等。 重难点1　杠杆分类 【典例1】　(2023·枣庄)壮丽辉煌的咸阳宫曾巍然矗立于八百里秦川，司马迁在《史记》中有关于这座宫殿的描述。如图是我们的祖先在建造宫殿时搬动巨大木料的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方，请分析： (1)支架下端垫有底面积较大的石块，其目的是为了________压强。 (2)支架上的横杆其实是________杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”)。 (3)如果他们无法将巨木抬起，请你提出一个抬起巨木的改进方案：______________。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【变式1】　如图所示，在生活中使用杠杆能为我们带来方便。下列杠杆能够省距离的是(　　) 　　 A．羊角锤　　　　　B．筷子 　　 C．钢丝钳　　　　　　D．扳手 重难点2　简单机械作图 【典例2】　(2024·枣庄)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O)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。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【变式2】　(2024·枣庄二模)如图所示，用如图方式将瓶盖起开。请在图上画出： (1)支点O； (2)作用在A点的最小动力。 【变式3】　(2022·枣庄)如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法。 重难点3　杠杆平衡条件的应用 【典例3】　如图所示是生活中常见的杆秤。称量时杆秤在水平位置平衡，被测物体和秤砣到提纽的距离分别为0.05 m、0.2 m，秤砣的质量为0.1 kg，秤杆的质量忽略不计，则被测物体的质量为________kg。若秤砣有缺损，则杆秤所测物体的质量会________(选填“偏大”或“偏小”)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【变式4】　某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置。此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示。若该同学质量为60 kg，不计墙壁对手掌的摩擦力，墙壁对她的支撑力约为________N(g取10 N/kg)；若她只将胳膊弯曲，墙壁对手掌的支撑力F将会________。若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果，请结合本题知识对她提出一点建议：________________。 【变式5】　(2021·枣庄)如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将(　　) A．先变大，后变小　　 B．先变小，后变大 C．一直是变大的 D．一直是变小的 实验　探究杠杆的平衡条件 图甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置图。 基础设问： (1)挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态，要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节； (2)图乙是一个平衡的杠杆，此时若推动右侧钩码的悬线(如图丙所示)，就会发现杠杆________(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)； (3)有的同学根据自己的实验数据，得到如下结论：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，这个结论与杠杆的平衡条件不相符，原因是实验过程中没有改变________(选填“力的大小”“力的方向”或“力的作用点”)。 变式设问： 利用图中的装置探究杠杆平衡的条件，每个钩码的质量相等，杠杆上的刻度均匀。 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 1.0 0.2 2.0 0.1 2 1.5 0.1 1.0 0.15 3 2.0 0.15 1.5 0.2 (4)不挂钩码时，出现杠杆左端下沉，应向________(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，直至杠杆在水平位置平衡。 (5)如图(b)，用弹簧测力计代替右侧钩码，沿与水平方向成60°角斜向下拉杠杆，右侧弹簧测力计的拉力作为动力，此时的杠杆是________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。 (6)三次实验数据见上表，分析数据可知，杠杆的平衡条件是________________。 (7)实验中保持阻力F2及阻力臂l2不变，多次改变动力F1与动力臂l1，收集数据并在坐标系中绘制出动力F1与动力臂l1的关系图象[如图(c)所示]，由图象分析可知：当F1＝________N时，l1＝30 cm。 创新设问： 杆秤(图1)是我国古老的测量质量的工具，曾是商品流通中的主要度量工具，同时它还有着公平公正的象征意义，至今仍有很多人使用。有同学动手制作量程为0～20 g的杆秤(图2)。 　 【制作步骤】 ①做秤杆：选取一根筷子，A处固定悬挂上秤盘，B处系了一根细绳作为提纽； ②标零线：将5克的砝码挂到提纽的右边作为秤砣，手提提纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置平衡，在秤砣所挂的位置标上“0”刻度； ③定刻度：……。 【交流评价】 (8)图1中，杆秤有两个提纽，使用提纽________(选填“1”或“2”)时的量程更大； (9)步骤②标零线时秤杆出现左低右高现象，秤砣应往________侧移动，使杆秤调至水平位置平衡；悬挂的秤盘质量不同______(选填“会”或“不会”)影响“0”刻度的位置； (10)若秤砣长时间使用出现磨损，那么使用该杆秤，测量结果将________(选填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 [听课记录]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [变式训练] 1．如图所示，在“探究杠杆平衡的条件”的实验中，轻质杠杆上每个小格长度均为2 cm，在B点竖直悬挂4个重均为0.5 N的钩码，当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断，下列说法中正确的是(　　) A．杠杆的动力臂为8 cm B．该杠杆为费力杠杆 C．该杠杆的阻力大小为0.5 N D．动力F的大小为1.5 N 2．(2024·枣庄二模)小明利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平衡条件。 (1)轻质杠杆静止时如图甲所示，可将左端的平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节，使其在水平位置平衡，这样操作的目的是便于测量__________。 (2)为探究杠杆的平衡条件，小明设计了以下两种收集实验数据的方案，其中合理的是方案__________(选填“一”或“二”)。 实验 次数 方案一 方案二 F1/N l1/cm F2/N l2/cm F1/N l1/cm F2/N l2/cm 1 3 3 3 5 2 2 2 4 3 3 1 1 2 5 (3)小明分析合理方案中的实验数据，得出杠杆的平衡条件__________(用公式表示)。 (4)某次实验所挂钩码的个数和位置如图乙所示，此时将两侧所挂的钩码同时远离支点O一格，杠杆右端将会__________(选填“下降”或“上升”)。 (5)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成。如图丙所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时，常用离秤钩较________(选填“近”或”远”)的提纽。 3．学习了杠杆的知识后，小明设计了一个实验，利用杠杆可以测得金属块B的密度，如图所示： ①将一根材质均匀的细直硬棒，用细线系在O点吊起，硬棒在水平位置平衡，然后将金属块B挂在硬棒左端C处，另外找一个重物A挂在硬棒右端，调节重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此时重物A挂在硬棒上的位置为E； ②用刻度尺测出OE的长度L1； ③把金属块B浸没在水中，把重物A从E处移动到D处时，硬棒再次在水平位置平衡； ④用刻度尺测量出OD的长度L2； ⑤已知水的密度为ρ水，利用已知量和上述步骤中测量出的物理量，可写出金属块B的密度的表达式是ρB＝________。 2 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $