内容正文:
13简单机械
杠杆和滑轮
2026年中考专题复习
梳理框架·贯通知识
简单机械
杠杆
定义:一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是一个杠杆
五要素:支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂
平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂
表达式:F1l1=F2l2
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
定滑轮
定义:轴固定不动的滑轮
特点:不省力但可以改变力的方向
实质:等臂杠杆
力的关系:F拉=G物
距离关系:s绳=h物
动滑轮
定义:轴可以随被吊物体一起运动
特点:省力但不能改变力的方向
实质:省力杠杆
力的关系:
距离关系:
滑轮组
定义:定滑轮和动滑轮组合在一起
特点:省力也能改变力的方向
力的关系:
距离关系:
分类
对标新课·把握要求
考点要求 新课标要求 考法分析
杠杆 1.认识杠杆,能找出支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂;
2.理解杠杆平衡条件(F₁L₁ = F₂L₂);
3.探究杠杆平衡条件的实验;
4.能判断杠杆类型(省力、费力、等臂),并解释其应用。 考法1:杠杆类型的判断;
考法2:力臂的作图与识别;
考法3:杠杆平衡条件的探究;
考法4:杠杆平衡条件的计算与应用,核心计算考点。
考法5:杠杆最小力问题;在给定条件下,确定使杠杆平衡所需的最小动力及其方向。
考法6:杠杆的动态平衡分析
滑轮与滑轮组 1.知道定滑轮、动滑轮的特点;
2.滑轮组的绕线方式与省力情况,会进行相关计算(拉力、移动距离、速度)。 考法1:定滑轮、动滑轮的特点判断
考法2:滑轮组的分析与计算
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
定义 在________________下能绕____________转动的硬棒
杠
杆
五
要
素 支点 杠杆可以绕其转动的点(O点);
动力 使杠杆转动的力(F1)
阻力 阻碍杠杆转动的力(F2)
动力臂 从支点O到动力F1____________的距离(l1)
阻力臂 从支点O到阻力F2____________的距离(l2)
条
件 (1)要有力的作用;例如:撬棒在没有使用时只是一根硬棒,而不是一个杠杆;
(2)能够绕固定点转动。杠杆在力的作用下,是绕固定点转动的,不是整体向某个方向运动的;
(3)是硬的。受力不发生形变或不易发生形变。
1.杠杆
力的作用
固定点
作用线
作用线
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
对杠杆的理解
对支点的理解
对动力臂和阻力臂的理解
对力臂的理解
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
在杠杆转动时,支点位置是固定的
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。
都是杠杆受到的力,作用点一定在杠杆上
使杠杆转动的方向相反,但两个力的方向不一定相反
二者是相对而言的,一般把人对杠杆施加的作用力称为动力
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
力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上
若力的作用线通过支点,则力臂为0
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
2.杠杆作图
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
(1)力臂的画法
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
2.杠杆作图
(2)画杠杆的力臂时需要注意的事项
①力臂是支点到力的作用线的距离,是支点到力的作用线的垂线段,不能把力的作用点到支点的距离作为力臂
②如图所示,当表示力的作用线比较短时,过支点无法直接作出垂线段,可将力的作用线延长,然后过支点作延长线的垂线段,即为力臂。
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
步骤 画法 图示
第一步确定力的作用线 根据动力作用绒必然经过动力臂的末端点(支点0是动力臂的起始端点)并且与动力臂垂直,画一条经过动力臂末端点且垂直于动力臂的直线,这就是动力作用线
第二步确定力的作用点 动力必然作用在杠杆上,所以动力作用线与杠杆的交点就是动力作用点
第三步画出力的方向并标注 动力与阻力使杠杆转动的方向相反,而该杠杆的阻力F2使杠杆逆时针转动则为动力;FI应使杠杆顺时针转动即FI的方向向下
2.杠杆作图
(3)已知力臂画力
1.请在图中画出F1的动力臂和F2的阻力臂。
2.中画出杠杆所受的阻力F2并画出动力F1的力臂l1。
l2
l1
F2
l1
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
3.杠杆的平衡条件
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
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。
1.实验思路
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
2.实验器材:
弹簧测力计、杠杆、钩码
3.实验步骤:
(1)让支点处于杠杆中央,调节平衡螺母,使杠杆水平平衡。
①让支点处于杠杆中央的目的:
消除杠杆自重对平衡的影响
②实验前调节杠杆两端的平衡螺母:
左高左调,右高右调
③水平位置平衡:
便于测量力臂的大小
④杠杆平衡的标志:
水平静止或匀速转动
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
(2)杠杆两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,使杠杆重新在水平位置平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
(3)改变阻力和阻力臂的大小,相应调节动力和动力臂的大小,再做几次实验。
多做几次实验:
为了得到普遍规律,避免偶然性
4.实验数据:
次数 动力
F1/N 阻力
F2/N 动力臂l1/m 阻力臂l2/m
1 1.0 0.2 2.0 0.1
2 2.0 0.15 2.0 0.15
……
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
5.实验结论:
杠杆平衡时,___________________________,
表达式_______________________
动力×动力臂=阻力×阻力臂。
F1l1=F2l2
用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处:
6.实验分析:
弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化:
可以直接测出动力的大小;
可以提供不同方向的力
力臂减小示数增大
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
杠杆平衡应用:(1)杠杆的动态变化问题
类型1:力始终与杠杆垂直
力F先变大后变小
F1·L1=F2·L2
F·OA=G·L2
先变大后变小
(水平位置最大)
杆长不变
不变
先变大后变小
(水平位置最大)
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
杠杆平衡应用:(1)杠杆的动态变化问题
类型2:力始终水平
力F变大
F1·L1=F2·L2
F·L1=G·L2
变大
变小
不变
变大
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
杠杆平衡应用:(1)杠杆的动态变化问题
类型3:力始终竖直
F1·L1=F2·L2
F·L1=G·L2
不变
变小
不变
变小
力F不变
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
杠杆平衡应用:(1)杠杆的动态变化问题
类型4:力向支点靠近,判断平衡状态
极限思维,近端到支点,远端必下沉
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
杠杆平衡应用:(2)最小动力问题
方法:
1.找支点;
2.找杠杆上离支点最远的点;
3.两点连线即为最大动力臂,判断方向作垂直——同侧反向,两侧同向
阻力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,动力臂最大时,动力最小
1.(2024·湖南长沙)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。
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
2.T型杠铃是一种健身器材,如图甲,小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止,杠铃离开地面后,与水平地面平行,可抽象成图乙模型,杠铃的固定轴为O,手对杠铃的拉力作用在B点,杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N, OA 长1.6m, OB 长1.2m。
(1)图乙中,小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直,求F1= N;
(2)图丙中,小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直,且仍作用在 B点,他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中,拉力F₂_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
800
一直变小
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
3.杠杆分类
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂关系 ____________ l1< l2 l1=l2
力的关系 F1<F2 _________________ F1=F2
特点 省力但费距离 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
l1>l2
F1>F2
费力省距离
1.(2025·青海)如图所示,踏碓是古代的舂米工具,运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是( )
A.赛艇的船桨
B.开瓶器
C.用羊角锤拔钉子
D.钳子
A
踏碓的动力臂比阻力臂短,实质是费力杠杆,省距离
动力臂比阻力臂短,是费力杠杆
动力臂比阻力臂长,是省力杠杆
动力臂比阻力臂长,是省力杠杆
动力臂比阻力臂长,是省力杠杆
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
2.(2025·浙江)同学们好奇古人是如何将巨物搬到高处的(省略古人劳动场景),将相关猜想画成如下简图。其中,A与石头之间用绳索固定,AC是杠杆,C处用人体的重力拉动杠杆,AC=48m,AB=0.8m,石头重5000kg。
(1)此杠杆是____________(填“省力”或“省距离”)杠杆;
(2)在某次操作中,石头在MN上移动0.1m,高度升高0.05m,求克服石头重力做的功_______________;
(3)在某次操作中,绳子与AC垂直,AC与竖直方向成30°,要拉动巨石,绳子对巨石的拉力至少为32100N,假设每个人的体重是60kg,C处要用多少个人才能把石头拉起_______________?
2个人
省力
2500J
夯实基础·吃透原理 知识点一: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。
我国古代的杠杆
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。
夯实基础·吃透原理 知识点一:杠杆
夯实基础·吃透原理 知识点二:跨学科实践:制作简易杆秤
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 1.应该选择什么样的材料?
较硬、质轻的直杆,如硬棒或者竹竿
2.提纽和称盘的位置如何确定?
根据设计的测量范围、秤砣的质量以及杠杆平衡条件
3.如何确定杆秤的零刻度线位置以及各刻度线?
挂上秤盘、秤砣后能使杠杆平衡的位置即零刻度线可称量,已知质量的物品标注各刻度线
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。
夯实基础·吃透原理 知识点二:跨学科实践:制作简易杆秤
1.(2024·内蒙古通辽)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
夯实基础·吃透原理 知识点二:跨学科实践:制作简易杆秤
2.(2025·海南)“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示,当杆秤水平平衡时,秤砣重为G;距提纽90cm,挂弓点距提纽30cm,杆秤质量不计,则该弓的弹力 G。若要提高杆秤的测量精度,可采取的方法是: (写出一种即可)。
3
换用质量更小的秤砣
杆秤为杠杆,提纽为支点。秤砣的重力G是动力,弓的弹力F是阻力,
换用质量更小的秤砣。秤砣重力越小,在相同力臂下,微小的弹力变化会引起秤砣更大的位移,从而更易观察和测量,提高精度。
夯实基础·吃透原理 知识点二:跨学科实践:制作简易杆秤
夯实基础·吃透原理 知识点二: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
1.定滑轮和动滑轮
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
1.小乐用如图所示的两种方式竖直匀速提升某物体,且都使物体上升了2m。已知物体重200N,滑轮重40N,提升时的拉力分别为F甲和F乙。若不计绳重和摩擦,则在提升过程中( )
A.F甲=240N
B.F甲做的功为240J
C.F乙向上移动距离为4m
D.F乙所做的功为440J
D
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
2.(2024·四川内江)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
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
甲 乙
绳子的起点
拉力的方向
拉力的大小
移动的距离
这两种绕线方法有什么不同?
甲
乙
动滑轮上
定滑轮上
竖直向上
向下
动滑轮+钩码
甲
乙
G总
3F
G总
2F
F=
3
G总
F=
2
G总
s=3h
s=2h
2.滑轮组
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
结论:
=
n
G总
你发现了什么规律?
F
F
甲
乙
动滑轮+物体
甲
G总
4F
乙
G总
5F
n是承担总重的绳子段数
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
滑轮组中承重绳子股数的判断方法
F
F
F
G
G
G
n=2
n=2
n=3
承重绳子的股数n为绕过动滑轮的绳子股数。
分割法
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
1.确定n的大小;
2.当承重绳子的段数n为奇数时,绳子的固定端在动滑轮上;
4.在绳的末端画上箭头,标上F。
F
F
滑轮组的绕法
3.当承重绳子的段数n为偶数时,绳子的固定端在定滑轮上;
概括为“奇动偶定”
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
F
.
f
N
G
T
用滑轮组水平拉物体前进
实验表明,使用滑轮组拉重物时,若动滑轮组和摩擦不计,动滑轮被几股绳拉住,所用的力就是物体与接触面摩擦力的几分之一。即F=1/nf
如图所示,拉力F的大小:F=1/nf
1.(2025·山东威海)(多选)图甲为一款健身器材,两滑轮均重20N;弹性限度内,弹簧伸长的最大长度为80cm,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略;使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是( )
A.弹簧拉力为60N时,绳a拉力为140N
B.拉环向下移动10cm,弹簧伸长10cm
C.弹簧拉力为300N时,拉环向下移动30cm
D.健身器材提供的最大拉力为820N
AC
定滑轮受到重力、绳a的拉力和滑轮绕绳的拉力,绳a的拉力Fa=2F1+G定=2×60N+20N=140N;拉环和动滑轮连接,动滑轮绕2段绳,拉环向下移动10cm,弹簧伸长2×10cm=20cm;弹性限度内,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,弹簧拉力为300N时,弹簧伸长的长度为,动滑轮绕2段绳,拉环向下移动30cm;弹簧的最大拉力是400N,健身器材提供的最大拉力F大=2F-G动=2×400N-20N=780N
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
3.斜面与轮轴
斜面的原理
如果不计斜面和物体的摩擦:Gh=FL ;F=Gh/L
斜面是一种省力的机械
斜面
轮轴
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
轮轴由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。
轮轴的实质:
轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆。
如图所示:轮轴作为杠杆的支点在轴心0,轮半径R是动力臂,轴半径r阻力臂。
1.(2025·四川成都)(多选)工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台,如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点,箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动,且所受推力方向与所在路面平行。表1记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF,BC=FH,HK=2m,FG=1.3m,忽略箱子体积。则下列分析正确的是( )
A.工人的推力在AB段做功为26J
B.工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等
C.工人把箱子从C推到F处,该斜面没有省力
D.工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
AD
AB=CF=2FG=2.6m,AB段做功为26J;AB、CF推力不相等,做功不相等;使用斜面时推力小于重力,说明该斜面省力了;AB段功率为2W,HK段的功率为5W/3,在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
路段 AB CF HK
推力(N) 10 117 10
时间(s) 13 20 12
夯实基础·吃透原理 知识点二:滑轮
聚焦重点·直击考点 题型一:杠杆分类
1.(2025·四川)使用各种简单机械,可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 托盘天平
C. 钳子 D. 镊子
C
2.(2025·江苏徐州)陈毅元帅曾说:“淮海战役的胜利,是人民群众用小车推出来的。”如图是当时群众运粮用的独轮车,请判断它应用了哪类杠杆,并简要说明你的判断依据: 。
省力杠杆,判断依据是独轮车在使用过程中动力臂大于阻力臂
在独轮车的使用过程中,支点是车轮转轴。货物的重力是阻力,作用点在货架处;人施加的力是动力,作用点在把手处。从图中可以看出,动力臂的长度明显大于阻力臂的长度。根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2,当动力臂大于阻力臂时,动力小于阻力,所以独轮车是省力杠杆
聚焦重点·直击考点 题型一:杠杆分类
3.(2025·山东滨州)如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景,用独轮车运输货物时需左右对称,否则不稳定,极易倾倒。下列说法正确的是( )
A.独轮车是费力杠杆
B.车上物体的重力为阻力
C.推车人的手越靠近车轮越费力
D.倾倒时,车以车轴为支点转动
独轮车在使用中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆;车上物体和车的重力之和会阻碍杠杆的转动,故为阻力;推车人的手越靠近车轮,动力臂越短越费力;杠杆可以绕其转动的点就叫支点,独轮车左右倾倒时,是以地面为支点转动
聚焦重点·直击考点 题型一:杠杆分类
C
聚焦重点·直击考点题型二:力臂的作图与识别
4.(2025·黑龙江哈尔滨)如图所示,一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转,O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环(圆环质量忽略不计),通过定滑轮的绳子拉住圆环,使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图:
(1)画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂;
(2)画出杠杆在水平位置平衡时,通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。
5.(2024·山东淄博)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。
聚焦重点·直击考点 题型三:杠杆平衡条件的探究
聚焦重点·直击考点题型三:杠杆平衡条件的探究
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 。
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
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
6.(2025·山东青岛)(多选)在践行青岛中小学生“十个一”行动中,小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N,小明的质量为50kg,双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示,下列说法正确的是( )
A.独轮车是一个费力杠杆 B.小明对车竖直向上的力F为400N
C.小明对地面的压力为900N D.小明对地面的压强为1×104Pa
BC
动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;小明对车竖直向上的力F为
小明对地面的压力大小为F压=400N+50kg×10N/kg=900N;小明对地面的压强为
聚焦重点·直击考点题型四:杠杆平衡条件的计算与应用
聚焦重点·直击考点 题型五:杠杆最小力问题
7.(2023·浙江·一模)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。为了切断甘蔗,下列最省力的是( )
A.F1
B.F2
C.F3
D.F4
B
为了能切断甘蔗,动力的方向需向下,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力臂越大,动力越小,要使最省力,动力臂最大,由动力臂的定义可知F2的力臂最大,所以手沿F2方向最省力
8.(2025·山东济南)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力F的大小( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
A
以O点为支点,重物对小车的拉力为阻力,阻力大小等于重物的重力,在转动过程中阻力大小不变;阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离,随着小车绕O点转动,阻力臂逐渐变小。力F为动力,动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离,由于F始终垂直挡板,动力臂大小始终等于挡板的长度,保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,动力臂和阻力大小不变,阻力臂变小,所以动力F的大小一直减小。
聚焦重点·直击考点题型六:杠杆的动态平衡分析
聚焦重点·直击考点题型七:定滑轮、动滑轮的特点判断
9.(2025·山东烟台)为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A.是定滑轮,可以省力 B.是动滑轮,可以省力
C.是定滑轮,可以改变力的方向 D.是动滑轮,可以改变力的方向
C
在使用时,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动,为定滑轮,定滑轮不能省力,但是可以改变力的方向,动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向
聚焦重点·直击考点题型七:定滑轮、动滑轮的特点判断
10.(2025·四川成都)在“使用动滑轮”的实验中,竖直向上拉弹簧测力计,如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2,则F1、F2的大小关系是 ;若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离是 m。
该滑轮为动滑轮,动滑轮上同一根绳子上的拉力相等,动滑轮可以省一半力,则费两倍距离,若钩码匀速上升0.1m,则绳子自由端移动的距离是0.2m
F1=F2
0.2
聚焦重点·直击考点题型七:定滑轮、动滑轮的特点判断
11.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。
1
404
聚焦重点·直击考点题型八:滑轮组的分析与计算
12.(2025·山东威海)图甲为一款健身器材,两滑轮均重20N;弹性限度内,弹簧伸长的最大长度为80cm,弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比,如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略;使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是( )
A.弹簧拉力为60N时,绳a拉力为140N
B.拉环向下移动10cm,弹簧伸长10cm
C.弹簧拉力为300N时,拉环向下移动30cm
D.健身器材提供的最大拉力为820N
AC
聚焦重点·直击考点 题型九:斜面与轮轴
13.(2025·四川泸州)小兴学习了简单机械后,设计了如图所示的装置,粗糙斜面长1m、高0.5m,滑轮组位于斜面顶端,不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦,各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,用时10s,弹簧测力计示数为5N,则对物体做的有用功为 J,绳子末端拉力做功功率为 W,物体受到斜面的摩擦力大小为 N。
12
1.5
3
对物体做的有用功为
由图可知,滑轮组有效绳子段数n=3,绳子末端移动的距离是3m
绳子末端拉力做功
则绳子末端拉力做功功率为
额外功为
则物体受到斜面的摩擦力
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