2023年中考物理重難點突破第12講

簡單機械一、杠桿1.杠桿：在力的作用下能夠繞支撐點轉(zhuǎn)動的堅實物體均可以看成是杠桿。這里“堅實”理論上是指“不發(fā)生形變”；桿桿不一定是一根硬棒。2.杠桿的“五要素”：（1）動力（F1）：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。（2）阻力（F2）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。（3）支點（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的支撐點；一個桿桿有且只有一個支點。【重難點與突破】2023年中考物理重難點突破（4）動力臂（L1）:從支點到動力作用線的距離。（5）阻力臂（L2）:從支點到阻力作用線的距離。力的作用線：通過力的作用點沿力的方向的直線。2023年中考物理重難點突破【注意】（1）力與力臂的幾何關(guān)系：力臂始終與力的方向垂直。（2）力臂是從支點到力的作用線之間的距離，不是從支點到力的作用點之間的距離！力的作用線是與力重合的一條假想的直線。（3）力的方向的確定：動力和阻力的作用效果剛好相反。根據(jù)已知力的作用效果來確定。若果已知的力使杠桿繞順時針旋轉(zhuǎn)，則所做的力的效果與其相反。一般來說，支點在杠桿的一端，兩個力方向大致相同；支點不在杠桿的一端，兩力的方向大致相反。3.杠桿的平衡條件:動力×動力臂=阻力×阻力臂（F1L1=F2L2）2023年中考物理重難點突破4.杠桿的分類：（1）省力杠桿：動力臂大于阻力臂或者動力小于阻力的杠桿。（3）等臂杠桿：動力臂等于阻力臂或者動力等于阻力的杠桿。（3）費力杠桿：動力臂小于阻力臂或者動力大于阻力的杠桿。2023年中考物理重難點突破【例1】（2022廣東）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：2023年中考物理重難點突破（1）小明安裝好杠桿后，發(fā)現(xiàn)其左端下沉，如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應將平衡螺母向

調(diào)節(jié)；（2）如圖乙所示，杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，當方向為

時，拉力最小，大小為

N；（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂L1:L2=

。若兩邊同時各取走一枚硬幣，則杠桿的

端將下沉。2023年中考物理重難點突破【分析】（1）由甲圖可看出：杠桿右端向上翹，所以平衡螺母應該向右調(diào)節(jié)，以增加右邊的力，使其平衡。（2）乙圖中A點處的力為FA=3×0.5N=1.5N，距離支點O的水平距離為4個單位長度，即A點處力的力臂LA=4個單位長度。B點處用力使杠桿平衡，所施加的最小力是與杠桿垂直節(jié)向下的力，此時LB=3個長度單位。所需力的大小FB，由杠桿平衡條件可知：FA×LA=FB×LB,即1.5N×4個長度單位=FB×3個長度單位，解得FB=2N。2023年中考物理重難點突破（3）設(shè)每個硬幣的重力為G，則F1=2G；F2=4G；由杠桿平衡條件可得：F1L1=F2L2,即：2G×L1=4G×L2，解得L1：L2=2:1。若兩邊同時各取走一枚硬幣，則左邊F1=G,右邊F2=3G，則左邊力與力臂的乘積為：G×2個單位長度；左邊力與力臂的乘積為：3G×1個單位長度。左右不相等，且右邊大于左邊，所以杠桿向右邊下沉。【答案】（1）右

（2）豎直向下2（3）2：1右2023年中考物理重難點突破【突破】1.本實驗中，將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡的方法，與托盤天平調(diào)節(jié)橫梁平衡的方法一樣：那邊向上翹，平衡螺母就向那邊調(diào)節(jié)，直到在水平位置平2.在探究杠桿平衡條件的實驗中的操作注意事項：2023年中考物理重難點突破操作注意事項目的杠桿放水平臺上，并調(diào)節(jié)杠桿，使其在水平位置上平衡使重力的方向與桿桿垂直，便于測量力臂把支點放在杠桿的中心點減小杠桿自身重力帶來的實驗誤差一般左右兩邊掛一組不同數(shù)量的鉤碼，不掛幾組同時實驗減小實驗操作的復雜程度，簡化實驗操作，多次改變所掛鉤碼的數(shù)量，調(diào)節(jié)平衡避免一次實驗帶來的偶然性，獲取普遍的規(guī)律不能猜想平衡條件為“動力+動力臂=阻力+阻力臂”力和力臂是兩個不同的物理量，不可以相加減3.杠桿的再平衡問題2023年中考物理重難點突破對已經(jīng)平衡的杠桿的再操作情形操作后的情況兩邊同時向支點移動相等的距離不再平衡，力臂長的一端下沉兩邊同時遠離支點移動相等的距離不再平衡，力臂短的一端下沉兩邊同時減少相同的力不再平衡，力大的一端下沉兩邊同時增加相同的力不再平衡，力小的一端下沉思路1：根據(jù)杠桿的平衡條件進行計算。變化后的情形通過計算，左右依然相等，則再平衡成立；否則，值大的一端下沉。思路2：采用極端假設(shè)法推理。比如兩邊減去相等質(zhì)量的鉤碼，我們就減去較少一邊的數(shù)量，這樣較少一邊的力為0，顯然杠桿不再平衡，向鉤碼質(zhì)量較多的一邊傾斜。兩邊向支點移動相等的距離，我們移動較短的一端的數(shù)量，則較短一端力臂為0，顯然杠桿不再平衡，向力臂較長的一邊傾斜等等。2023年中考物理重難點突破二、滑輪1.滑輪：周邊有槽，并可以繞軸轉(zhuǎn)動的輪子。2.定滑輪：使用時，滑輪的位置固定不變的滑輪。它可以改變用力的方向，但不能省力，也不能省距離。3.動滑輪：滑輪的位置跟被拉的物體一起運動的滑輪。它可以省一半的力，但不能改變用力的方向，費一倍的距離。4.滑輪組：定滑輪與動滑輪的組合。它既可以改變用力的方向，又可以省力。F=(F-拉力；G物-用滑輪組拉起的物重；G輪-滑輪自重、繩重、滑輪與繩間的摩擦；n-繞過動滑輪的繩子的股數(shù))2023年中考物理重難點突破（1）滑輪組的組裝口訣：“奇動偶定，變向加定”。意思是若果需要的繩子股數(shù)為奇數(shù)，如3、5，則繩子的固定端要接在動滑輪上；若果需要的繩子股數(shù)為偶數(shù)，如2、4，則繩子的固定端要接在定滑輪上；要改變用力的方向，每變一次，就要增加一個定滑輪。在處理繩子的自由端固定在某一邊的問題時可以從需要的一端開始繞。注意：繞線必須豎直，每一個輪槽只能通過一股繩子。2023年中考物理重難點突破常見的具體的情況分析2023年中考物理重難點突破動滑輪個數(shù)定滑輪個數(shù)繩子繞過動滑輪股數(shù)（n值）圖示112113214123224225（2）滑輪組的相關(guān)計算滑輪組的有關(guān)計算主要公式表2023年中考物理重難點突破所求物理量滑輪組豎直提升重物滑輪組水平拖動重物S與h的關(guān)系S=nh（n-繩子的股數(shù)；S-拉力移動的距離；h-物體上升的距離）S拉=nS物（S拉-拉力移動的距離；S物-物體移動的距離）F與G物的關(guān)系F=(忽略繩重及摩擦)（G物-重物的重力；G輪-動滑輪重力）F=（f-物體與水平面之間的摩擦力）V物與v拉的關(guān)系V拉=nV物（V拉-拉力的移動速度；V物-物體移動的速度）【例2】（2022黔西南）如圖所示，通過滑輪沿水平方向拉動重為20N的物體A，不計滑輪重及其摩擦。當拉力F為4N時，物體A受到的拉力為

N；用這種方法使用滑輪是為了

。2023年中考物理重難點突破【分析】由圖可知，繞在動滑輪上繩子的有效股數(shù)n＝2，則物體A受到的拉力F′＝2F＝2×4N＝8N；動滑輪可以省一半的力，但不可以改變動力方向?！敬鸢浮?省力【突破】1.必須分清楚是物體移動的距離，還是拉力移動的距離。2.只有繞過動滑輪的繩子股數(shù)才能算做n值。2023年中考物理重難點突破三、斜面1.斜面：一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。2.若不考慮摩擦，斜面長是斜面高的幾倍，拉力或推力就是物體所受重力的幾分之一，即：F=?！纠?】如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力。將重為2000N的物體從斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長4m、高1.5m，則此過程中的有用功為

J，斜面的機械效率為

。使用斜面可以

（選填“省力”或“省功”）。2023年中考物理重難點突破【分析】斜面作為簡單機械使用時，有用功等于克服物體重力做的功，因此W=Gh=2000N×1.5m=3×103J?？偣Φ扔谕屏ψ龅墓?，因此W總=FS=1000N×4m=4×103J，所以，機械效率為：η==×100%=75%。任何機械都不能省功，反而會需要做額外功。使用斜面的時候，推力比重力小，因此可以省力?！敬鸢浮?×10375%省力

2023年中考物理重難點突破1.（2022襄陽）如圖所示，以下器具在使用時屬于省力杠桿的是（）A．

筷子 B．

食品夾

C．

鋼絲鉗 D．

鑷子【針對練習精編】2023年中考物理重難點突破C2.（2022柳州）如圖甲，大人、男孩、女孩用兩根相同圓木棍和一根繩子玩“比力氣”的游戲。該游戲裝置與滑輪組類似，圖乙是其示意圖。繩的一端固定在一根木棍上，在兩根木棍上繞幾圈后女孩捆住繩的另一輛向外拉，大人、男孩則各握住一根木棍向外拉，三人中被拉動者為負，他們都使出了最大力氣，仍處于“僵持”狀態(tài)，沒能分出勝負。忽略繩與木棍之間的摩擦，以下做法中最有可能使女孩獲勝的是（）

A．僅將繩在兩木棍上多繞1圈

B．僅將繩在兩木棍上少繞1圈

C．僅增加繩的總長

D．僅減小繩的總長2023年中考物理重難點突破A3.(2022湖州)圖為小明同學用老虎鉗剪鋼絲時的情景，該老虎鉗（）A.動力臂大于阻力臂；把刀口制得很鋒利，是為了增大壓力B.動力臂小于阻力臂；把刀口制得很鋒利，是為了增大壓力C.動力臂大于阻力臂；把刀口制得很鋒利，是為了增大壓強D.動力臂小于阻力臂；把刀口制得很鋒利，是為了增大壓強2023年中考物理重難點突破C4.（2022包頭）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點轉(zhuǎn)動，OA=AB，在A點懸掛物體，在B點豎直向上拉動杠桿使其始終保持水平平衡，拉力為F。下列說法正確的是（）A.F的大小為物重的2倍B.物重增加5N，F(xiàn)的大小也增加5NC.物體懸掛點右移，拉力F會增大D.將F改

沿圖中虛線方向，拉力F會減小2023年中考物理重難點突破C5．A中的杠桿和物體處于靜止狀態(tài)，B、C、D中的物體被勻速吊起，所有物體重力均為G，不計動滑輪重力、繩重和一切摩擦，則所用拉力F最小的是（）A． B．

C． D．

2023年中考物理重難點突破D6.（2022湘潭）（多選）如圖所示，一均勻杠桿可以繞中點O自由轉(zhuǎn)動，杠桿上垂直粘有A、B兩根粗細相同的蠟燭且剛好在水平位置平衡，兩蠟燭所處位置到O點的水平距離LAO＝2LBO，現(xiàn)同時點燃蠟燭，經(jīng)時間t，它們減少了相等的質(zhì)量，下列說法正確的是（）A．點燃前A、B蠟燭重力之比為1：2 B．經(jīng)時間t，杠桿右端下沉

C．經(jīng)時間t，杠桿左端下沉

D．經(jīng)時間t，杠桿繼續(xù)保持水平平衡2023年中考物理重難點突破AB7.（2022六盤水）如圖所示，我國古代科技著作《天工開物》中記載的“搗米的舂”，是古人巧妙應用杠桿的智慧結(jié)晶。要想更省力，使用舂搗米時應該

（選填“靠近”或“遠離”）O點。2023年中考物理重難點突破遠離8.（2022鎮(zhèn)江）如圖1所示，輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動，A點懸掛一重為12N的物體M，B點受到電子測力計豎直向上的拉力F，杠桿水平靜止，已知OA＝AB＝BC，則F為

N。保持杠桿水平靜止，將F作用點從B移至C，此過程中F方向保持不變，F(xiàn)的力臂記為l，則F的大小變

，F(xiàn)與（1/l）的關(guān)系圖線為圖2中的①；將M從A移至B，再重復上述步驟，F(xiàn)與（1/l）的關(guān)系圖線為圖2中的

（選填數(shù)字序號）。2023年中考物理重難點突破6?、?.如圖所示，固定的斜面長s＝1.2m，高h＝0.3m。沿斜面向上用5N的拉力在2s內(nèi)把一個重16N的物體從斜面底端勻速拉到頂端。拉力的功率為

W，斜面的機械效率為

。2023年中考物理重難點突破380%10.（2022丹東）“探究杠桿的平衡條件”實驗（1）如圖甲所示，杠桿處于靜止狀態(tài)。為方便測量

，應向

（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)螺母，使杠桿在水平位置平衡。