第一節(jié)杠桿、滑輪與斜面第一編中考總復習ZHONGKAOZONGFUXI內容索引0203考點必備梳理考法必研突破01安徽真題體驗安徽真題體驗命題點1·杠桿的平衡條件及其作圖1.(2019·安徽,4,2分)如圖所示,一輕桿AB懸于O點,其左端掛一重物,右端施加一個與水平方向成30°的力F,此時輕桿水平平衡。若重物質量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg。則力F的大小為

N。

答案

20解析

反向延長力F的作用線,過支點O作力F作用線的垂線即為F的力臂L1,因為右端施加一個與水平方向成30°的力F,則由幾何知識可知L1=OB,已知BO=3AO,重物質量m=3

kg,則物體重力G=mg=3

kg×10

N/kg=30

N,由杠桿平衡條件得:G×L2=F×L1,即G×OA=F×OB,代入數(shù)據可得,30

N×OA=F××3OA,解得F=20

N。2.(2020·安徽,8,2分)停車場入口處常用橫桿來控制車輛的進出,如圖甲所示。我們可以把該裝置簡化成如圖乙所示的杠桿。若橫桿AB粗細相同、質量分布均勻,重G=120N,AB=2.8m,AO=0.3m。要使橫桿AB保持水平平衡,需在A端施加豎直向下的力F=

N。

答案

440解析

橫桿AB粗細相同、質量分布均勻,所以其重心C在幾何中心上,支點為O,則OA就是動力臂,OC就是阻力臂,如下圖所示:3.(安徽,7,4分)拉桿式旅行箱可看成杠桿,如圖所示。已知OA=1.0m,OB=0.2m,箱重G=120N。請畫出使箱子在圖示位置靜止時,施加在端點A的最小作用力F的示意圖,且F=

N。

答案

如圖所示

24解析

本題考查了利用杠桿平衡條件的作圖與計算。在阻力與阻力臂一定時,要使作用的動力最小,就需要最大的動力臂,所以當杠桿長度一定時,垂直作用在杠桿的頂端的力的力臂最大。所以最小作用力F的示意圖如答案圖所示。根據杠桿的平衡條件得F×1.0

m=120

N×0.2

m,則F=24

N。4.(安徽,17,3分)身高相同的兄弟二人用一根重力不計的均勻扁擔抬起一個900N的重物。已知扁擔長為1.8m,重物懸掛點與哥哥的肩之間的距離OA=0.8m,如圖所示。則(

)A.以哥哥的肩A為支點,可計算出弟弟承擔的壓力為400NB.以O為支點,可計算出兄弟二人承擔的壓力之比為4∶9C.以O為支點,可計算出兄弟二人承擔的壓力之比為9∶5D.以弟弟的肩B為支點,可計算出哥哥承擔的壓力為600N答案A5.(安徽,21,4分)圖甲所示為前臂平伸,用手掌拖住鉛球時的情形。我們可將圖甲簡化成如圖乙所示的杠桿,不計自重。若鉛球質量m=3kg,OA=0.03m,OB=0.30m,求此時肱二頭肌對前臂產生的拉力F1大小(g取10N/kg)。答案

300N解析

由題圖可知,支點是O點,肱二頭肌對前臂產生的拉力F1為動力,3

kg鉛球的重力即為阻力F2,F2=G=mg=3

kg×10

N/kg=30

N,由題圖知,L1=OA=0.03

m,L2=OB=0.30

m,根據杠桿的平衡條件得F1L1=F2L2,即F1×0.03

m=30

N×0.30

m,解得F1=300

N。命題點2·定滑輪6.(2019·安徽,7,2分)圖中物塊甲和乙處于靜止狀態(tài)。已知甲重12N,乙重8N,不計繩重及一切摩擦,則甲受到地面的支持力為

N。

答案

4解析

物體甲受豎直向下的重力G甲=12

N、豎直向上的拉力F拉=G乙=8

N、豎直向上的地面的支持力F支作用而靜止,處于平衡狀態(tài),由力的平衡條件得G甲=F拉+F支,則甲受到地面的支持力F支=G甲-F拉=12

N-8

N=4

N?？键c必備梳理K考點清單考點1

杠桿

(10年8考)

1.杠桿及其五要素要素要

點定義在力的作用下繞著固定點

轉動的硬棒

叫杠桿。

①杠桿可直可曲,形狀任意。②在力的作用下不易發(fā)生形變五要素支點杠桿繞著轉動的固定點,用“O”表示動力使杠桿轉動的力,用“F1”表示阻力阻礙杠桿轉動的力,用“F2”表示動力臂從支點到動力作用線的距離,用“L1”表示阻力臂從支點到阻力作用線的距離,用“L2”表示要素要

點

說明

動力、阻力都是杠桿受到的力,所以作用點在杠桿

上;動力、阻力的方向不一定相反,但它們使杠桿的轉動的方向相反

2.杠桿的平衡條件

要素要

點平衡條件杠桿平衡杠桿靜止

或勻速轉動

調節(jié)調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母

,使杠桿在水平位置

①目的:可以方便地從杠桿上讀出力臂

的大小;消除杠桿自身重力產生的力矩

②調節(jié)方法左端高向左調,右端高向右調平衡條件杠桿的平衡條件動力×動力臂=阻力×阻力臂

。

動力臂和阻力臂的比值不變,動力和阻力的比值也不變3.杠桿的分類

種類省力杠桿費力杠桿等臂杠桿示意圖

力臂l1大于

l2

l1小于

l2

l1等于

l2

省力情況F1小于

F2(省力)

F1大于

F2(費力)

F1等于

F2(不省力也不費力)

距離情況費

距離

省

距離

不費

距離也不省

距離

應用工具橇棒、鍘刀、瓶蓋起子等釣魚竿、鑷子、筷子等蹺蹺板、天平等考點2

滑輪與滑輪組

(10年3考)

比較項定滑輪動滑輪滑輪組定義中間的軸固定不動

的滑輪

和重物一起移動

的滑輪

定滑輪和動滑輪的組合

實質等臂

杠桿

動力臂為阻力臂2倍

的省力杠桿

變形或圖示

特點不省力

但是改變

動力的方向

省一半

的力,但不能

改變動力的方向

省力

又能改變

動力的方向

F移動距離(s)和G移動距離(h)關系s=hs=2h

s=nh

考點3

斜面與輪軸

斜面定義一個與水平面成一定夾角的傾斜平面特點省力機械

說明螺線可以看作是繞著圓柱上的斜面,例:飲料瓶瓶蓋、螺絲釘

、螺旋千斤頂?shù)?/p>

如圖,用F表示力,s表示斜面長,h表示斜面高,物重為G。理想情況下,根據功的原理,得W=Fs=Gh,變形得

。當h一定時,斜面越長越省力

。例如盤山公路

輪軸定義由輪

和軸

組成,能繞共同軸線轉動的簡單機械

叫做輪軸;半徑較大的是輪,半徑較小的是軸

實質能夠連續(xù)旋轉的杠桿

,支點就在軸線

如圖所示,R為輪半徑,r為軸半徑,F1為作用在輪上的力,F2為作用在軸上的力,根據杠桿平衡條件有F1R=F2r

?？芍?當動力作用在輪上,則輪軸為省力

杠桿;動力作用在軸上,則輪軸為費力

杠桿

T圖解物理命題點圖片練一練杠桿的分類

(人教八下P79圖12.1-4)1.(2019·湖北宜昌)如圖所示,賽艇的船槳是一種杠桿,劃船時它是一支

力杠桿,手移動的距離

(選填“大于”或“小于”)槳在水中移動的距離

杠桿的分類

(人教八下P80圖12.1-7類似)2.(2019·安徽渦陽期末)如圖是一款指甲剪,按示意圖其中

(選填“ABC”“OBD”或“OED”)是省力杠桿,此時

是支點。人使用指甲剪時上面刀刃受到阻力方向是

(選填“向上”或“向下”)的

費力小于ABCB向上命題點圖片練一練杠桿平衡條件的應用

(人教八下P80圖12.1-6類似)3.(2020·安徽阜陽模擬)如圖是自行車手剎示意圖,圖中當手對車閘的作用力F=10N時,剎車拉線受到力的大小為

N,這是

(選填“省力”或“費力”)杠桿

(滬粵八下P29圖6-48類似)4.(2020·安徽亳州模擬)小明做單臂俯臥撐運動,如圖所示。他的重心在M點,所受重力為600N,他將身體撐起處于平衡狀態(tài)時,手掌處的支撐力(即動力)為

N,此過程中,小明的身體是一個

(選填“省力”“費力”或“等臂”)杠桿

40省力400省力命題點圖片練一練定滑輪的特點

(人教八下P82圖12.2-2類似)5.(2019·安徽阜陽期末)為了弘揚愛國主義,貴港不少學校周一會進行升旗儀式。如圖是貴港某學校舉行升旗儀式時的情景。旗桿頂部安裝的滑輪是

滑輪,它的作用是

定改變拉力的方向命題點圖片練一練動滑輪的相關計算

(滬科八P194圖10-21)6.用如圖所示的動滑輪提起總重為200N的水和水桶向上勻速運動了1m,則繩子B承受的拉力為

N,人對繩子A的拉力所做的功為

J(忽略滑輪、繩子重和摩擦)

200200考法必研突破K考法突破考法1杠桿力臂的畫法例1(2020·四川成都)深蹲運動是靠腿部肌肉收縮產生動力,克服人體上部的重力G,從而達到鍛煉目的(如圖甲)。圖乙是將人體抽象為杠桿的示意圖,O為支點,請在圖乙中畫出G的示意圖及其力臂l(A點為人體上部的重心)。答案

如圖所示

解析

A點為人體上部的重心,從重心豎直向下畫一條帶箭頭的線段,并標出重力的符號G,即為重力的示意圖;從支點O向重力的作用線作垂線段,可得重力的力臂l。方法歸納

畫力臂的四步驟(1)確定支點:支持杠桿轉動的點。(2)確定力。(3)力的作用線:沿力的方向的線或反向延長線,且反向延長線用虛線。(4)力臂:支點向力的作用線作垂線,用箭頭或大括號將垂線段表示出來,即為力臂。對應練1(2020·山東聊城)如圖是起重機將貨物吊起的情景。O為支點,F1為動力,F2為阻力。請畫出阻力F2的力臂l2。答案

如圖所示

解析

已知圖中支點為O點,阻力F2的方向豎直向下,阻力臂是支點到阻力作用線的垂線段。例2(2020·遼寧營口)如圖甲所示是一種紅酒開瓶器,如圖乙是其簡化的示意圖,O是支點,F2是瓶塞作用在B點的阻力,請在圖乙中畫出阻力臂l2,并畫出作用在A點的最小動力F1及動力臂l1。答案

如圖所示

解析

(1)從支點O作阻力F2作用線的垂線,則支點到垂足的距離為阻力臂l2;(2)由杠桿平衡條件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘積一定時,動力臂越長,動力越小;圖中支點在O點,因此OA作為動力臂最長;在開瓶蓋時,動力的方向應該向上,過點A垂直于OA向上作出最小動力F1的示意圖。方法歸納

杠桿中最小動力的求法求杠桿中的最小動力,可以按照以下幾個步驟進行:①確定杠桿中的支點和動力作用點的位置;②連接支點與動力作用點,得到最長的線段;③經過動力作用點作出與該線段垂直的直線;④根據杠桿平衡原理,確定出使杠桿平衡的動力方向。對應練2(2020·山東德州)阿基米德在發(fā)現(xiàn)了杠桿原理之后,發(fā)出了“給我一個支點,我能夠撬動地球”的感慨,請在設想示意圖中,畫出作用在A點的最小動力F1及其動力臂l1(圖中O為支點)。答案

如圖所示

解析

根據杠桿平衡條件,動力臂越長越省力,力的作用點確定,從支點到動力作用點的距離便為最長的力臂;圖中O為支點,要使杠桿平衡且動力最小,就應該讓力F1作用在A點,OA是最長的力臂l1,則力F1應與OA垂直且向下?？挤?杠桿平衡條件的應用例3(2020·四川雅安)如圖所示,桿秤秤砣的質量為0.2kg,桿秤自身質量忽略不計。若桿秤水平靜止時,被測物體和秤砣到秤紐的距離分別為0.05m和0.2m,則被測物體的質量為

kg,若秤砣有缺損,則測量值比被測物體的真實質量要

(選填“偏大”或“偏小”)。

答案

0.8

偏大解析

如圖所示:因為杠桿平衡,所以G1lOA=G2lOB,即m1glOA=m2glOB,若秤砣有缺損,m2減小,而G1lOA不變,所以lOB要變大,桿秤所示的質量值要偏大。對應練3(2020·安徽肥東縣一模)如圖所示,重力大小為G、質量分布均勻的木棒豎直懸于O點,棒可繞O點無摩擦轉動,在其下端施加始終與水平方向平行的動力F,讓棒緩慢勻速轉到圖中虛線所示位置,在轉動的過程中動力與動力臂的乘積(

)A.變大

B.變小C.保持不變

D.先變大后變小答案A解析

用水平動力拉動木棒的下端,木棒移至虛線位置的過程中,根據力臂的概念和圖示可知,杠桿重力的力臂逐漸變大,杠桿的重力不變(即阻力不變),所以阻力和阻力臂的乘積變大;根據杠桿的平衡條件可知,動力與動力臂的乘積也變大。考法3杠桿的分類例4(2020·北京)如圖所示,正在使用的四種工具,屬于費力杠桿的是(

)答案D解析

羊角錘、核桃夾、園藝剪在使用過程中,動力臂大于阻力臂,是省力杠桿;食品夾在使用過程中,動力臂小于阻力臂,是費力杠桿。方法歸納

杠桿分類及判斷方法(1)杠桿分類:①省力杠桿:動力臂大于阻力臂,啟瓶器、螺絲刀、撬棒、鉗子、獨輪車;②費力杠桿:動力臂小于阻力臂,鑷子、筷子、釣魚竿、食品夾、理發(fā)刀;③等臂杠桿:動力臂等于阻力臂,托盤天平、定滑輪。(2)判斷方法:判斷支點,確定動力和阻力,比較力臂。如夾子的動力臂小于阻力臂,是費力杠桿。對應練4(2020·湖南邵陽)在物理實驗室我們常使用托盤天平測量物體的質量。請你根據學過的杠桿知識判斷托盤天平屬于(

)A.省力杠桿

B.費力杠桿C.等臂杠桿

D.不確定答案C解析

托盤天平在使用過程中,動力臂等于阻力臂,是等臂杠桿,不省力、也不費力?？挤?滑輪與滑輪組例5(2020·浙江紹興)如圖,甲、乙實驗可以得出“定滑輪不能省力”這一結論。小敏想通過一次實驗既得出結論,又能直接顯示出鉤碼的重力大小,于是在左側加上一個相同的彈簧測力計(彈簧測力計重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計)。下列四套裝置中能實現(xiàn)的是(

)答案D解析

在A、C兩圖中,鉤碼掛在拉環(huán)上(即左邊測力計倒置使用),因為彈簧測力計本身有重力,所以此時測力計顯示的示數(shù)等于測力計自身的重力與鉤碼重力之和,則不能直接顯示出鉤碼的重力大小,故A、C錯誤;在B、D兩圖中,鉤碼掛在掛鉤上(即左邊測力計正常使用),所以能直接顯示出鉤碼的重力大小。B圖中,右邊的測力計倒置使用,此時右邊測力計的示數(shù)等于左邊測力計的重力與鉤碼重力之和,而左邊測力計的示數(shù)等于鉤碼的重力,所以兩邊測力計的示數(shù)不相等,不能得出正確結論,故B錯誤;設兩測力計的重力均為G,由于定滑輪上的左邊都是鉤碼和一個測力計在拉繩子,則繩子的拉力為F=G1+G;D圖中,左邊測力計的示數(shù)為F左=G1;手拉右邊測力計的掛鉤,由力的平衡條件可得,右邊測力計的示數(shù)(即測力計受到向下的拉力):F右=F-G=G1+G-G=G1;所以F左=F右=G1,能得出正確結論,故D裝置中能實現(xiàn)所有的要求。方法歸納

(1)定滑輪實質是等臂杠桿,不省力也不費力,但可以改變作用力方向;動滑輪實質是動力臂為阻力臂二倍的杠桿,省力但要費距離;(2)滑輪組距離關系:s=nh。對應練5(2020·廣東東莞)在有著“世界工廠”之稱的東莞,車間工人們用如圖所示的滑輪組把重物提起2m的高度,下列關于這個滑輪組工作的說法中,正確的是(

)A.繩子自由端被拉下了10mB.這個滑輪組能省距離C.這個滑輪組能省力D.這個滑輪組能省功答案C解析

由圖知,n=2,拉力端移動距離s=2h=2×2

m=4

m,使用該滑輪組要費距離,故A、B錯誤;使用這個滑輪組由兩股繩子承擔物重和動滑輪重,能省力,故C正確;使用該滑輪組要提升動滑輪、克服摩擦力做額外功,所以要多做功,故D錯誤。S實驗突破實驗點

探究杠桿的平衡條件

考查方向

實驗裝置的條件、實驗過程的分析、實驗方法的理解、數(shù)據表格的填寫與分析、實驗的評估等。比較項要

點實驗裝置

比較項要

點實驗過程步驟1:把杠桿支在支架上調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母使杠桿在水平位置平衡。步驟2:在杠桿的左右兩端分別用細線依次懸掛個數(shù)不同鉤碼(假設左端砝碼的重力產生的拉力為阻力F2,右端鉤碼的重力產生的拉力為動力F1),先固定F1大小和動力臂l1的大小,再選擇適當?shù)淖枇2,然后移動阻力作用點,即改變阻力臂l2大小,直至杠桿平衡,分別記錄下此時動力F1、動力臂l1、阻力F2和阻力臂l2的數(shù)值,并將實驗數(shù)據記錄在表格中。步驟3:改變鉤碼的個數(shù)和位置重復上面的步驟。把每次的數(shù)據填入到表格中實驗結論杠桿平衡的條件是動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂,用公式表示為F1l1=F2l2注意事項

杠桿是否在水平位置平衡。實驗前發(fā)現(xiàn)杠桿不在水平位置平衡,調節(jié)杠桿兩端的平衡螺母。(哪端高向哪個方向調)例題(2020·湖南郴州)小明利用如圖所示的裝置探究杠桿平衡條件。

(1)為排除杠桿自重對實驗的影響,實驗前把杠桿中心支在支架上,杠桿靜止在圖甲所示位置,此時應將杠桿右端的螺母向

(選填“左”或“右”)調節(jié),使杠桿在水平位置達到平衡。

(2)在杠桿兩側掛上不同數(shù)量相同規(guī)格的鉤碼,調節(jié)鉤碼位置,