内容正文:
甘肃
物 理
课堂精讲册
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第一部分 立足教材过基础
模块四 力学
第十二单元 简单机械
2
单元知识体系
定
动
力
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起重机
起重机作为一种重要的物料搬运设备,其应用范围广泛,涵盖了建筑、
工业制造、灾害救援等多个领域,在应用过程中包含着简单机械的相关知识。
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(1)如图甲所示是一种多功能随车吊。卸载货物时,车厢被液压杆顶起
与水平面成一定的夹角,车厢里的货物被倒出。货物被倒出过程中,车厢
可以被看作是______(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”);货物沿车厢下滑时
受到的摩擦力的方向沿斜面______(选填“向上”或“向下”)。
斜面
向上
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(2)如图乙是一辆汽车式起重机,它由起重臂臂体、支腿、旋转机构、
变幅机构、配重等部分组成。起重臂可以升降、伸缩和旋转,能够实现多
种工作状态。起重机在使用过程中相当于______(选填“省力”或“费力”)
杠杆,可以省______(选填“力”“距离”或“功”)。
费力
距离
(3)请在图乙中画出杠杆OBA的动力F及动力臂l 。
如答图所示
第(3)题答图
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(4)(2024兰州卷9题)塔吊是工程建设中常用的装置,如图丙所示是塔
吊吊起重物的情景。在拉力F 的作用下,重为1×N的重物被竖直向上
匀速吊起,已知动滑轮重200 N ,重物在8 s内上升了10 m ,不计绳重与摩
擦,下列说法中不正确的是 ( )
B
A. 拉力F大小为400 N
B. 拉力F的功率为1 250 W
C. 克服动滑轮重力做功2 000 J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3%
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第1节 杠杆
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一阶 追本溯源过基础
【版本导航】人教:八下P103~112;北师大:八下P103~109
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考点1 杠杆(省卷5年4考;兰州卷5年3考)
1.定义:在力的作用下能绕着①________转动的一根硬棒。
2.五要素:
固定点
(1)支点:杠杆可以绕其转动的点(O点) ;
动力作用线
阻力作用线
(2)动力:使杠杆转动的力 ;
(3)阻力:阻碍杠杆转动的力 ;
(4)动力臂:从支点到②____________的距离 ;
(5)阻力臂:从支点到③____________的距离 。
3.杠杆的平衡条件:动力×动力臂 阻力×阻力臂,即④____________。
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考点2 杠杆类型的判断(省卷5年3考)
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂大
小关系 ___ ___ ___
力的大
小关系 ___ ___ ___
特点 省力,费距离 费力,省距离 不省力,不省距离
生活
事例 下列机械使用时属于省力杠杆的是⑪_____;属于费力杠杆的
是⑫_____;属于等臂杠杆的是⑬___。
a.开瓶器;b.铡刀;c.食品夹;d.羊角锤;e.镊子;f.天平;g .跷跷板;h .钓鱼竿
abd
ceh
fg
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第1题图
1.【教材溯源】(RJ八下P122图12-3改编 )垃圾分类,从你我做
起。脚踏式垃圾箱的结构可简化为如图所示。在A处向下踩动脚踏板,连
杆CD 便向上顶起箱盖。在上述过程中,杠杆CDE 是以点__为支点的_____
(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆,动力作用在点___处。
E
费力
D
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2.【教材溯源】(BS八下P103图9.1-2改编)如图所示用羊角锤拔钉子时,
___点为支点,使用羊角锤可以______(选填“省力”或“省距离”)。
B
省力
第2题图
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第3题图
3.【教材溯源】(RJ八下P109图12.1-7改编)桔槔为古代的取水工具,如
图甲所示。在井边竖一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,
另一端系绳和水桶,简化图如图乙。若水桶盛满水后,为减小人向上提水
的拉力,根据杠杆的平衡条件,可以______(选填“增大”或“减小”)石块
的质量或向____(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
增大
左
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第4题图
4.【教材溯源】(RJ八下P110图12.1-13改编)建筑工地上的工人用独轮车
搬运砖块,某次砖块和独轮车的总重力为1 000 N,工人对车施加竖直向
上的力F 恰好使独轮车被抬起,相关尺寸如图所示。则人向车施加的力为
_____N;若要减小抬起独轮车的力F ,则手可以向___(选填“前”或“后”)
移动。
300
后
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二阶 甘肃真题考法研究
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命题点1 杠杆类型的判断(省卷5年3考)
1.(2025省卷11题2分)小宏给爷爷剪指甲时发现,指甲剪磨甲片表面有
粗糙的条纹,这是为了增大______力;指甲剪的结构简图如图所示,其中
OBD为______(选填“省力”或“费力”)杠杆。
摩擦
费力
第1题图
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2.(2023省卷12题2分)如图所示是三种类型的剪刀,请为铁匠师傅选择
一把剪铁皮的剪刀,你会选择___(选填“A”“B”或“C”)剪刀,这样选择
的目的是为了______(选填“省力”“省距离”或“省功”)。
A
省力
第2题图
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3.(2021省卷9题2分)如图所示是常用的核桃夹,当用力摁住C 点夹核桃
时,可把___点看作支点,此时核桃夹可看作______杠杆(选填“省力”“费
力”或“等臂”)。
省力
第3题图
A
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命题点2 杠杆作图
方法指导
力臂作图:
1.找支点:杠杆绕其转动的点,一般为图中的“O”点;
2.找力:根据力的作用效果找出动力、阻力的作用点,并沿力的方向画出
力的作用线(根据需要用虚线画出力的反向延长线);
3.画力臂:过支点作力的作用线的垂线段(标注垂足),即为力的力臂。
力臂用两端加箭头的实线表示或虚线加大括号表示,并标注字母。
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第4题图
4.(2024临夏州卷18题2分)俯卧撑是一种健身运动,能够锻炼上肢、腰部
及腹部的肌肉,是简单易行却十分有效的力量训练手段,如图是某同学做
俯卧撑的示意图。此过程中,他的身体可视为杠杆,O点为支点,A 点为
重心,请画出重力对应的力臂l 。
如答图所示
第4题答图
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拓展训练1 图甲是用夹子捡垃圾的情景,夹子看作可以绕O 点转动的两个
杠杆,其中OAB是上方杠杆,图乙是 OAB 的简化图,请作出B 点受到的阻
力和阻力臂 。
拓展训练1题图
如答图所示
拓展训练1题答图
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方法指导
最小力作图:
根据可知,、一定时,要使最小,则 要最大。
1.找动力作用点:杠杆上距离支点最远的点即为最小动力的作用点;
2.画力臂:连接支点和动力作用点,该线段即为动力臂;
3.画力:过动力作用点作动力臂的垂线(标垂足),根据力的作用效果标
上箭头表示力的方向。
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拓展训练2 如图甲是一款电脑鼠标,它的按键可看作简单的杠杆,如图乙
所示,A处为手按键,O点为支点,B点下有一复位弹簧,请在图乙中画出
A点按下按键的最小动力和阻力的力臂 。
拓展训练2题图
如答图所示
拓展训练2题答图
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拓展训练3(课标素材)如图所示,用轻质撬棒撬动地面上的石头,O 是
撬棒的支点,是阻力。请在图中画出作用在D点的最小动力 、动力臂
和阻力臂 。
拓展训练3题图
如答图所示
拓展训练3题答图
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命题点3 杠杆平衡条件的应用(省卷2024.15;兰州卷5年3考)
第5题图
5.(2024省卷15题2分)用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住扳手的
十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在___点(选填“A”“B”或
“C”)更容易拧动螺丝,原因是_____________________________________
___。
在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省
力
C
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第6题图
6.(2023兰州15题2分)建筑工地上,工人利用杠杆提起重物。如图所示,
杠杆AOB 在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡。已知OA:OB=3:1 ,物
体的重力为1 600 N,与地面的接触面积为400 ,
此时物体对水平地面的压强为2.5Pa。若工人
的重力为700 N,则工人对地面的压力为_____N,工
人最多能拉起_______N的重物(杠杆与绳的自重、
转轴上的摩擦均不计)。
500
2 100
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【解析】由p= 可得,重物对水平地面的压力:=pS=2.5× Pa×400×
=1 000 N; 因重物对地面的压力等于自身的重力减去细线的拉力,所
以,杠杆B 端细线的拉力: =1 600 N-1 000 N=600 N,由杠杆的
平衡条件可得,解得: 600 N =200 N,
700 N-200 N=500 N,当人对地面的压力为0时,杠杆A端受
到绳子最大的拉力大小等于工人的重力大小,根据杠杆平衡条件
,B 端受到的最大拉力:700 N=2 100 N。
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三阶 要点迁移过实验
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实验 探究杠杆的平衡条件(课标要求必做实验)
杠杆自重
便于测量力臂
左
右
杠杆重新水平平衡
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例:小明同学利用如图所示装置探究杠杆的平衡条件。已知每个钩码的
质量为50 g ,杠杆上的刻度均匀。
例题图
31
例题图
过基础要点
(1)操作细节 安装实验装置时,杠杆的支点须位于____________位置;
安装好后杠杆在图甲所示位置静止,此时杠杆处于______(选填“平衡”或
“不平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向____(选
填“左”或“右”)调节;
杠杆的中心
平衡
左
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例题图
(2)调节好杠杆后,小明在杠杆两侧悬挂数量不同的钩码,并移动钩码
的位置,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是______________;
方便测量力臂
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(3)多次改变杠杆两端所挂钩码的数量,重复上述实验,并将实验数据
填入下表中;
实验序号 动力N 动力臂cm 阻力N 阻力臂cm
1 1.0 10 2.0 5
2 2.0 10 2.0 10
3 2.0 15 1.5 20
4 3.0 20 6.0 10
5 4.0 25 5.0 20
①甘肃考法|实验结论总结 分析实验数据,初步归纳出杠杆的平衡条件是:
____________(用表格中的物理量符号表示);
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②下列实验中多次测量的目的与本实验相同的是___(填选项);
B
A. 测量物体的平均速度 B. 探究平面镜成像的特点
(4)甘肃考法|实验结论应用 第4次实验完成后若从两端分别取下一个钩
码,杠杆____(选填“左”或“右”)端会下沉;
右
实验序号 动力N 动力臂cm 阻力N 阻力臂cm
1 1.0 10 2.0 5
2 2.0 10 2.0 10
3 2.0 15 1.5 20
4 3.0 20 6.0 10
5 4.0 25 5.0 20
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(5)小明完成第5次实验后又利用弹簧测力计做了如图乙所示的实验,请
在图中画出拉力的力臂l。为保持杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计
的示数为___N ;
2
如答图所示
例题答图
例题图
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甘肃考法拓展
(6)甘肃考法|实验结论异常分析 同学小红做了同样的实验,得到实验
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。
小红和小明的实验结论不一样,原因是:小红实验时__________________;
没有改变力的方向
(7)实验完成后,小明想知道杠杆的自重,于是进行了图丙所示实验。
已知弹簧测力计的示数为2 N时杠杆恰好平衡,则杠杆的自重为___N ;
4
例题图
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(8)跨学科实践 小明根据杠杆的平衡条件制作了一个如图丁所示的杆秤。
当秤钩上挂的物体质量变大时,秤砣应该向____移动,才能使杆秤在水平
位置再次平衡。如果想增大杆秤的测量范围,可以____________________
_____________。(写出一种即可)
右
增大秤砣质量(或提
纽向左稍移)
例题图
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39
$