2026年中考物理一轮复习课件-简单机械

简单机械 专题一 杠　杆 专题二 滑　轮 内容索引 实验探究与学科素养 专题一 杠　杆 返回 基础知识 1.杠杆的定义：如图所示，在 的作用下围绕着一个 转动的硬棒称为杠杆。 梳理 力 固定点 2.杠杆的五要素： (1)支点(符号O)：杠杆绕着转动的固定点； (2)动力(符号 )：促使杠杆转动的力； (3)阻力(符号 )：阻碍杠杆转动的力； (4)动力臂(符号 )：从支点到动力作用线的垂直距离； (5)阻力臂(符号 )：从支点到阻力作用线的垂直距离。 3.绘制杠杆力臂的步骤： (1)找出支点； (2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出； (3)从支点作动力、阻力作用线的垂线，则 到 的距离即为力臂。 F1 F2 l1 l2 支点 垂足 4.杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下处于 时，这个杠杆就处于平衡状态。 5.杠杆平衡的条件： × ＝ × ，即：F1·l1＝F2·l2； 比例形式： ，文字表述为：当杠杆达到平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。 静止或匀速转动 动力 动力臂 阻力 阻力臂 6.杠杆分类： 力臂关系 动力、阻力关系 杠杆类别 特点 实例 l1＝l2 F1＝F2 等臂杠杆 不省力也不省距离 天平 l1＞l2 F1＜F2 省力杠杆 可以省力，但要多移动距离 钢丝钳、羊角锤 l1＜l2 F1＞F2 费力杠杆 可以省距离，但要费力 钓鱼竿、筷子 7.人体中的杠杆：人体的手臂、头、腿、脚等都可以看作是杠杆。如图所示，相关的动作产生时，转动的固定点(关节)是 ，相对应的肌肉收缩提供 ，阻力则是自身的重力或外界的力。 支点 动力 命题点1　识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂 1.如图是自行车手闸示意图，手闸是一个 简单机械，这种简单机械的名称是　　　，当图中 手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的 大小为　　　N。 解析　由图知，自行车手闸在力的作用效果下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用； 1 2 3 4 5 命题规律 探究 6 答案 解析 杠杆 40 命题点2　绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示 2.图甲是打开的汽车后备箱盖，它被液压杆支撑(不计后备箱盖重)，关箱盖时，它可看作一个杠杆，图乙是其简化图：O是支点，F2是液压杆作用在A点的阻力。请在图乙中画出： (1)阻力臂l2； (2)在B点关上后备箱盖的最小动力F1及其力臂l1。 答案 1 2 3 4 5 6 答案 3.用力F1把门推开，弹性绳会被拉长。如图，门处于静止状态。 (1)画出弹性绳对门的拉力F2的示意图； 解析　画出弹性绳对门的拉力F2作用点在门上，方向沿弹性绳的方向，在力的末端标注F2； 答案　如图所示 答案 解析 1 2 3 4 5 6 (2)O为支点，画出F1的力臂； 解析　从支点O向动力F1的作用线作垂线，则垂线段的距离为力臂l1； 答案　如图所示 答案 解析 1 2 3 4 5 6 (3)根据杠杆的平衡条件　　　　　可知F1　　　F2(选填“>”、“＝”、“<”)。 解析　根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，l1＞l2，可知F1＜F2。 1 2 3 4 5 6 F1l1＝F2l2 ＜ 答案 解析 答案 解析 命题点3　应用杠杆的平衡条件解决简单的问题 4.如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(　　) A.还继续处于水平平衡 B.右端上升，左端下降 C.右端下降，左端上升 D.无法确定杠杆的运动状态 1 2 3 4 5 6 解析　设每个钩码的质量为m，左侧力臂为l， 由杠杆的平衡条件可得：3mgl＝2mgl右， 1 2 3 4 5 6 则右端力和力臂的乘积大，所以杠杆右端下降，左端上升。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 命题点3　应用杠杆的平衡条件解决简单的问题 4.如图所示的杠杆正处于水平平衡，若在杠杆两边的钩码下再加一个钩码(钩码的质量都相同)，杠杆将(　　) A.还继续处于水平平衡 B.右端上升，左端下降 C.右端下降，左端上升 D.无法确定杠杆的运动状态 C 答案 解析 1 2 3 4 5 6 5.小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为　　牛，肩对木棒的支持力大小为　　　牛，人对地面的压力大小为　　　牛。(g＝10牛/千克) 1 2 3 4 5 6 解析　由题意，根据杠杆的平衡条件有：F×OB＝G×OA， 即F×(0.6m－0.2m)＝40N×0.2m，则F＝20N； 即手压木棒的压力大小为20N； 肩对木棒的支持力大小为F′＝F＋G＝20N＋40N＝60N； 人对地面的压力大小为F″＝G人＋F′＝mg＋F′＝50kg×10N/kg＋60N＝560N。 答案 解析 5.小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的压力大小为　　牛，肩对木棒的支持力大小为　　牛，人对地面的压力大小为　　　牛。(g＝10牛/千克) 1 2 3 4 5 6 20 60 560 命题点4　人体中的杠杆 6.“低头族”正成为现代社会的一个流行词(如图甲)，有报道说，低头时，能让颈椎多承受约270N的拉力。为此，小明与课外小组的同学们制作了一个头颅模型进行模拟实验。 1 2 3 4 5 6 如图乙，把人的颈椎简化成支点O，头颅模型的重量为G，头颅模型在重力作用下可绕支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点。将细线的一端固定在B点，用测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图丙，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验完成相关记录。 1 2 3 4 5 6 根据上面提供的信息，请你提出一个该课外小组能探究的问题(或猜想)： _______________________________________________________________ ___________? 并根据客观事实，提出一条关于“预防和延缓颈部肌肉损伤”的合理化建议：________________________________________________________ _____________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 肌肉拉力大小与低头的角度有什么关系？(或：肌肉拉动头颅低头省力还是费力？)　 适当抬高手机屏幕或减小低头角度(不要长时间低头看手机，低头 久了应适当做仰头运动缓解颈椎承受的压力)(只要科学合理同样计分) 答案 返回 专题二 滑　轮 返回 基础知识 1.滑轮：周边有槽，能绕固定转轴转动的轮子，是一种变形的杠杆。 2.滑轮的种类： (1)定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固定不变的滑轮，如图甲。 (2)动滑轮：使用滑轮时，轴的位置随物体一起移动的滑轮，如图乙。 梳理 3.定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点： 种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 滑轮装置 特点 支点在轴上，动力臂、阻力臂都等于半径，使用时既不省力也不费力，但能改变力的_____ 动力臂是阻力臂的__倍，使用时能____，但不能改变力的方向 既可以____，又可以改变________ F移动距离(s)和G移动距离(h)的关系 s＝h s＝2h s＝3h 方向 2 省力 省力 力的方向 用力情况  理想状态 F＝G 不计摩擦、绳子和动滑轮的重力 实际情况 F＞G 考虑摩擦 不计摩擦，但考虑动滑轮的重力；如考虑摩擦的存在，实际用力还会大一点 特别提醒　人们使用滑轮时，有时为了省力，有时为了省距离，但不论在哪种情况下都不能省功。 4.使用滑轮组用力大小的影响因素：不计摩擦，使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由n股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的 。绳子末端通过的距离是物体移动距离的n倍。 n分之一 1 2 3 答案 命题规律 探究 命题点1　定滑轮和动滑轮的特点 1.如图所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是　　，若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是：F1　　　F2。 乙 大于 命题点2　辨认定滑轮、动滑轮、滑轮组 2.使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。 (1)如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮，这组导向轮属于　　　　(选填“动滑轮”或“定滑轮”)。 解析　工人在铺设电缆时,在转弯处安装一组导向轮,该导向轮的作用是改变力的方向,其轮轴是固定不动的,不随货物升降,所以是定滑轮； 答案 解析 定滑轮 1 2 3 答案 解析 (2)如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了 　　　　　，从而在使用时更加省力。 解析　尖嘴钳的刀刃部分靠近转动轴是为了通过减小阻力臂，达到省力的目的。 1 2 3 减小阻力臂 命题点3　滑轮组的特点，使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单 的问题 3.滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90cm(不计滑轮和绳重、摩擦)。以下说法正确的是(　　) A.使用滑轮组是为了省功，从而节省体能 B.使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力 C.使用滑轮组是为了省力 D.使用滑轮组时弓箭手做的功为180J 答案 解析 1 2 3 解析　由功的原理可知，使用任何机械都不省功，故A错误； 使用滑轮组是为了省力，方便用力将弓箭射出去，不是为了改变力的方向，故B错误，C正确； 由图可知，动滑轮上有3段绳子，则s＝3h＝3×0.9m＝2.7m，使用滑轮组时弓箭手做的功W＝Fs＝200N×2.7m＝540J，故D错误。 1 2 3 命题点3　滑轮组的特点，使用滑轮组(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单 的问题 3.滑轮在中世纪时就被应用于战场，如图所示，弓箭手用200N的平均拉力通过滑轮组将弦拉满到弓上射击，若动滑轮移动了90cm(不计滑轮和绳重、摩擦)。以下说法正确的是(　　) A.使用滑轮组是为了省功，从而节省体能 B.使用滑轮组是为了改变力的方向，方便用力 C.使用滑轮组是为了省力 D.使用滑轮组时弓箭手做的功为180J C 返回 解析 答案 1 2 3 实验探究与学科素养 返回 探究体验18 探究杠杆的平衡条件 典例1　如图所示，是一种常见的杆秤，此时处 于水平位置平衡。 发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察 到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡 可以通过改变作用在杠杆上的　　　　来实现； 发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变 　　　　的长短也可以改变杠杆的平衡。 那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？ 答案 解析 探究体验18 探究杠杆的平衡条件 解析　小明在左侧挂钩上增加物体，改变了杠杆所受的力，改变了杠杆的平衡；小新移动秤砣改变秤砣对杠杆的力臂，使其恢复水平位置平衡，说明通过改变力臂的长短也可以改变杠杆的平衡； 探究体验18 探究杠杆的平衡条件 典例1　如图所示，是一种常见的杆秤，此时处 于水平位置平衡。 发现一：小明在左侧挂钩上增加物体，可观察 到提纽左侧下沉，他认为改变杠杆的水平平衡 可以通过改变作用在杠杆上的　　来实现； 发现二：接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡，说明通过改变 　　　的长短也可以改变杠杆的平衡。 那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？ 力 力臂 答案 解析 制定计划与设计实验 实验前，轻质杠杆处于如图所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向　　(选填“左”或“右”)调节，便杠杆处于水平位置平衡，这样做的好处是　　　　　　　　　。 解析　由图可知，杠杆的右端上翘，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做便于测量力臂，并能消除杠杆自身重力的影响； 右 方便直接测出力臂 答案 解析 实验结论 如图所示，他们进行了三次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是____________________________。 解析　设每个钩码的重力为G，每个小格的长度为l，分析三次实验，图甲：3G×2l＝3G×2l，图乙：3G×2l＝2G×3l，图丙：4G×l＝2G×2l，可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂； 答案 解析 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 拓展应用 如图所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个　　 杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”)，此杠杆的支点是图中的　　　　 点。假如托起6N的重物，请你根据右图所示，估算出手臂要用的动力大约是　　N。 答案 解析 解析　支点在C点，作出杠杆所受的力及对应的力臂；由图知，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，为费力杠杆；由图知，阻力臂大约为动力臂的8倍，根据杠杆平衡条件F1＝F2l2/l1＝8F2＝8×6N＝48N。 费力 C 48 要点　在实验过程中选择某个步骤或选择某个器材，往往是为了有利于实验的准确性，排除干扰，加快实验，使实验现象更明显，以便能够得到客观、正确的结论。解题时应该往这个方向去思考。 素养提升19 理解科学探究中某步骤或某器材的意义和作用 典例2　在探究“杠杆的平衡条件”的实验中： (1)首先，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置保持静止，这样做的目的是___________________________________________ _______________。 解析　调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时也为了消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 解析 答案 便于测量力臂大小，同时也为了消除杠杆自重对 杠杆平衡的影响 (2)如图所示，杠杆每格长度相同，杠杆的a处已挂着2个0.5N的钩码，要使杠杆平衡，则应在杠杆的e处，挂上　　个0.5N的钩码。 解析　由图知，左端钩码重力F1＝2G＝2×0.5N＝1N，力臂的长度为2格；由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，可得1N×2＝F2l2，在杠杆的e处力臂长为4格，对应的钩码重为0.5N，因此个数为1。 解析 答案 1 (3)该实验一般要测量三组数据，这样做的目的是__________________ _______。 解析　在实验探究科学问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差，有的是多次测量发现变化规律，有的是为了使实验结论具有普遍性。 解析 答案 为了使实验结论具有 普遍性 返回 本课结束 ＝ 因为F1l1＝F2l2，所以拉线受到的拉力为F′＝×10N＝40N。 两端再增加一个钩码后，左端力和力臂的乘积为4mgl，右端力和力臂的乘积为3mg×l＝4.5mgl， 解得：l右＝l； F＝G F＝G F＝(G＋G动) F＝(G＋G动) $