中考一轮复习(简单机械)

简单机械中考复习（第一轮）考点1杠杆┃考点聚焦┃1．杠杆及杠杆的平衡条件定义在力的作用下能绕着固定点________的硬棒五要素如图所示，支点为________，人对撬棒的压力F1为使撬棒转动的________力，它的力臂为________；石头对撬棒的压力F2是阻碍撬棒转动的________力，它的力臂为________转动0动l1阻l2杠杆平衡指杠杆在动力和阻力的作用下，________不动或________转动探究：杠杆的平衡条件目的探究动力、动力臂与阻力、阻力臂之间有什么关系时杠杆才能平衡典型图例静止匀速探究过程①将杠杆的中点支起来或悬挂起来，让其能自由转动；②调节两端的________，使杠杆在水平位置平衡；③在杠杆的两侧挂上数量不等的钩码，改变________的位置，使杠杆重新在水平位置平衡；④记下两侧钩码的重量，并用刻度尺测出力臂的大小；⑤改变两侧钩码的个数，按照步骤③④再做几次实验；⑥分析数据，得出结论探究结论杠杆的平衡条件：文字式：________________________________________________________________________；公式：__________________螺母钩码动力×动力臂＝阻力×阻力臂F1l1＝F2l2探究过程①将杠杆的中点支起来或悬挂起来，让其能自由转动；②调节两端的________，使杠杆在水平位置平衡；③在杠杆的两侧挂上数量不等的钩码，改变________的位置，使杠杆重新在水平位置平衡；④记下两侧钩码的重量，并用刻度尺测出力臂的大小；⑤改变两侧钩码的个数，按照步骤③④再做几次实验；⑥分析数据，得出结论探究结论杠杆的平衡条件：文字式：________________________________________________________________________；公式：__________________螺母钩码动力×动力臂＝阻力×阻力臂F1l1＝F2l2[点拨]实验时选杠杆的重心作为支点，这样可以消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响；通常调节杠杆的平衡螺母，使其在水平位置平衡，以便直接读出力臂的大小。2．杠杆的分类名称力臂关系力的关系特点应用举例省力杠杆l1____l2F1____F2省力、________撬棒、铡刀、羊角锤、起子费力杠杆l1____l2F1____F2______、省距离理发剪刀、钓鱼竿、镊子等臂杠杆l1____l2F1____F2不省力、不费力天平、定滑轮＞费距离＞费力＝＝[拓展延伸]省距离还是费距离是指把动力作用点移动的距离和阻力作用点移动的距离进行比较。利用如图11－1所示的杠杆提升重物时，动力作用点移动的距离大于阻力作用点移动的距离，即费距离。图11－1考点2滑轮1．探究动滑轮和定滑轮的特点项目定滑轮动滑轮装配图注意事项拉动钩码时用力要均匀，使钩码做匀速直线运动可以竖直向下、斜向下、水平拉动弹簧测力计一定要竖直向上拉动弹簧测力计特点使用定滑轮不能______，但可以改变拉力的______。不考虑摩擦时，F＝________使用动滑轮可以________，但不可以改变拉力的方向。不考虑滑轮自重及摩擦时，F＝________；仅不考虑摩擦时，F＝____________距离的关系(s，h)使用定滑轮拉物体时，绳自由端移动的速度等于物体移动的速度，绳自由端移动的距离等于物体移动的距离使用动滑轮拉物体时，绳自由端移动的速度等于物体移动速度的2倍，绳自由端移动的距离为物体移动距离的2倍省力方向G省力12G12(G＋G动)2.定滑轮和动滑轮的实质(1)分析图11－2可得，定滑轮实质是一个变形的________杠杆。图11－2等臂(2)分析图11－3可得，动滑轮相当于动力臂是阻力臂________倍的杠杆。图11－3注意：分析滑轮的杠杆实质时需要注意支点的位置。二3．滑轮组示意图如图所示，由n股绳子提起重物G，用力F，绳子自由端移动的距离为s，物体被提升的高度为h动滑轮重和摩擦不计：F＝1nG力的关系(F，G)不计摩擦但考虑动滑轮重：F＝1n(G＋G动)距离的关系(s，h)______________s＝nh知识纵横1.承担重物绳子股数的确定判断绳子股数常用“分离法”，即在定滑轮与动滑轮之间画一条直线，与动滑轮接触的绳子股数，就是承担重物绳子的股数。如图甲所示，与动滑轮相连的绳子有3段，则物体G就是由三股绳子承担；图乙中，与动滑轮相连的绳子有2股，则物体G就是由两段绳子承担。2．滑轮组的绕制(1)绕制滑轮组时，若要求F＝1nG，这时如果n为奇数，则绳子的起点固定在动滑轮上，当n为偶数时，绳子的起点固定在定滑轮上，这个规律称为“奇动偶定”；(2)确定好绳子的固定端后，要按照从内到外的顺序绕绳；(3)用笔画线表示绳子时，注意所画的线要直，并且要与滑轮的边缘相切；(4)若要求最省力，则承担物重的绳子段数应最多。类型一杠杆模型与作图┃中考探究┃例1[2013·天津]如图11－4所示为用瓶起开启瓶盖时的情景，图11－5中关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是()图11－4D图11－5[解析]瓶起顶端与瓶盖接触的点为支点，要想把瓶盖打开，瓶起手柄应向上抬，动力的方向是向上的；瓶盖阻碍瓶起向上抬，所以阻力的方向是向下的；力臂是从支点到力的作用线的距离，由支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。例2如图11－6所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时，桌腿A没有滑动。请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂。图11－6如图所示[解析]在抬起桌子的过程中，可以把桌子看作是一个杠杆，此时A与地面的接触点是支点，要在C点用最小的力把桌腿B抬离地面，根据杠杆的平衡条件知，在C点施加的力臂需最长，在图中最大的动力臂就是支点与力的作用点的连线，而与该力臂垂直的力最小，由此可作图，注意力的方向向上。类型二杠杆平衡条件例3如图11－7甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和若干个质量相同的钩码。图11－7(1)实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉。此时，应把杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在不挂钩码时，达到水平平衡状态。(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码，杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便根据这次实验得出了杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。他这样得出的结论是否合理？________，理由是：__________________________________________________。左不合理实验次数太少，结论有一定的偶然性(3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小组同学利用图乙所示的装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因可能是：_________________________________。杠杆自重对实验的影响(4)杠杆不处于水平位置能否平衡？小海和小红意见不同。小海认为能平衡，于是他每次让杠杆倾斜时静止，这样实验也得出了同样的杠杆平衡条件。小海认为杠杆平衡不一定是水平的，这种说法对吗？________(选填“对”或“错”)。小红仔细研究后认为自己的在水平位置实验的方案比小海的好，请你说出小红的理由：________________________________________________________________________。对杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂[解析](1)杠杆右端下沉，应将杠杆重心向左移，所以应将两端的平衡螺母(左端和右端的均可)向左调节。(2)只用一次实验结果总结结论是不合理的，一次实验具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性。(3)若用图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆自身的重力会对杠杆平衡有影响，因此用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。(4)杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡，所以小海的说法是对的；力臂等于支点到力的作用线的距离，在小红的实验方案中，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来；而小海实验方案中的力臂不便于测量，所以，小红的实验方案好。例4[2013·南京]如图11－8所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为550N。地面对手的支持力F的力臂是________m，大小为________N。图11－85330[解析](1)根据图示可知，支点到重力作用线的垂线段和支点到支持力作用线的垂线段分别为阻力臂和动力臂，即动力臂l1＝0.9m＋0.6m＝1.5m，l2＝0.9m。(2)根据杠杆平衡的条件可得：Fl1＝Gl2，即F×1.5m＝550N×0.9m，解得F＝330N。类型三滑轮和滑轮组例5如图11－9所示的三个滑轮中，属于动滑轮的是________；若滑轮的自重和摩擦不计，当分别沿力F1、F2、F3方向提起同一物体时，F1、F2、F3的大小关系是____________。图11－9乙F1＝F3F2[解析]动滑轮是轴与物体一起运动的滑轮，定滑轮是轴固定不动的滑轮，所以题中甲、丙是定滑轮，乙是动滑轮。使用定滑轮可以改变力的方向，但不能省力，即F＝G；使用动滑轮可以省一半的力，即F＝12G，题中G相同，则F1＝F3F2。例6小明能提供的最大拉力只有300N，他想利用滑轮组提起800N的重物。于是，他找来了一些滑轮组，已知每个滑轮重10N，小明想站在地上向下拉绳，他最好选择图11－10中的________(选填“甲”“乙”或“丙”)滑轮组来提起重物。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。若不计摩擦和绳重的影响，则小明提起重物所用的拉力是多少？丙图11－10如图所示F＝13(G物＋G动)＝13(800N＋10N)＝270N[解析](1)因为要用最大拉力为300N的力提起800N的重物，所以最少需要三条绳子承担物重，又因为站在地面上向下拉绳子，所以选择图丙来提升重物。(2)不计摩擦和绳重的影响，根据F＝13(G物＋G动)即可求出拉力的大小。杠杆“最小力”的作法(1)使用杠杆时，要使动力最小，必须使动力臂最长。(2)最长力臂的确定：A.把支点和力的作用点相连作为最长力臂；B.在滚动圆柱体时，把支点和圆心相连构成的直径作为最长力臂；C.对于长方体来说，对角线为最长力臂。