中考物理考点复习第13讲+简单机械含答案.docx
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中考物理考点复习第13讲+简单机械含答案
第13讲 简单机械
本讲内容在河北省中考中主要以选择、计算的形式出现．主要考查：
力臂作图、杠杆的种类及特点、杠杆的应用、杠杆平衡条件的应用、滑轮组的绕线方法、滑轮组的特点．预计2016年会考查杠杆平衡条件的应用．
考点
考点内容
年份
题号
题型
分值
考查内容
考点1
杠杆
2013
2014
2015
20
37（1、3）
37
选择题
计算题
计算题
2
4
4
杠杆的分类
杠杆力臂作图、杠杆平衡条件
应用
杠杆力臂作图、杠杆平衡条件计算
考点2
滑轮组的应用
2013
2014
2015
37（3）
14D
21（A、D）
计算题
选择题
选择题
2
0．5
1
利用滑轮组的特点计算压强
定滑轮的特点
滑轮组省力情况、拉力移动距离与物
体上升高度的关系定性分析
杠杆五要素和平衡条件
1．杠杆的五要素和平衡条件
定义
一根硬棒，在力的作用下绕着______转动的硬棒叫做杠杆
五要素
支点
如图所示，杠杆绕着_____，用字母____表示
动力
如图所示，使杠杆______的力，用字母____表示
阻力
如图所示，_____杠杆转动的力，用字母____来表示
动力臂
如图所示，从支点到_______的_____，用字母l1表示
阻力臂
如图所示，从支点到_______的_____，用字母l2表示
探究杠
杆平衡
条件
探究
过程
实验前调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自身重力对实验的影响，实验中使杠杆在水平位置平衡，目的是方便从杠杆上直接读出力臂
结论
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1=F2l2
说明
为了消除实验中错误的结论：
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，可用弹簧测力计代替一侧钩码斜拉杠杆
【提示】 画力臂：
（1）先在杠杆示意图上确定出支点；
（2）画出动力作用线和阻力作用线；（3）最后从支点向力的作用线引垂线．
2．杠杆的分类
力臂关系
力的关
系
距离关系
实例
省力杠杆
L1___l2
F1____F2
省力，____距离
羊角锤、起子、撬棒等
费力杠杆
L1____l2
F1______F2
_____，省距离
钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等
等臂杠杆
L1____l2
F1____F2
不省力，不费力
天平、定滑轮等
【提示】 省力杠杆必然费距离，费力杠杆必然省距离，既省力又省距离的杠杆是不存在的．
滑轮
比较分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
示意图
定义
中间的轴________的滑轮
和重物一起_______的滑轮
定滑轮、动滑轮组合成滑轮组
实质
_______杠杆
动力臂为阻力臂倍的杠杆
特点
不能__________但是能改变_________
能省_________的力，但不能改变________
在不考虑绳子重及滑轮重和摩擦力的情况下，F＝______
____
.距离的
关系
___________
____________
______________
【提示】 判断滑轮组绳子段数n的方法：
可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几．如图甲、乙所示．
斜面与轮轴
斜面
轮轴
示意图
定义
一个与水平面成一定夹角的倾斜平面
由____和_____组成，能绕共同轴线转动的_________叫做轮轴；半径较大的是轮，半径较小的是轴
特点
省力机械
能够连续旋转的______，支点就在______，轮轴在转动时轮与轴有相同的___________
应用
螺旋、楼梯、盘山公路等
方向盘、水龙头、扳手
【提示】 轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用在轮还是轴．
命题点1 杠杆
（2013·河北）如图所示的工具中属于费力杠杆的是（）
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
联系生活经验，要判断杠杆的类型，可依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系：
若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆，如刹车、撬棒、铡刀等；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆，如镊子、起重机的起重臂等；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆，如天平和定滑轮等．
1．（2015·深圳）使用以下工具可以省力的是（）
A B C D
2．（2015·威海）如图是吊车起
吊货物的结构示意图，伸缩撑杆为圆弧状，工作时它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，使吊臂绕O点缓慢转动，从而将货物提起．下列说法正确的是（）
A．吊臂是一省力杠杆，但要费距离
B．吊臂是一个费力杠杆，但可以省功
C．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力的力臂变小
D．匀速顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆支持力渐渐变小
3．（2015·莱芜）如图所示，杠杆在力F1、F2的作用下（F2未画出）处于平衡状态．O为支点，L2是力F2的力臂，请在图中画出F1的力臂L1和力F2的示意图．
命题点2 杠杆平衡条件的应用
（2015·河北）如图所示，将边长为10cm的正方体合金块，用细绳挂在轻质杠杆的A点处，在B点施加力F1＝30N时，杠杆在水平位置平衡，合金块对水平地面的压强恰好为0.撤去F1，在B点施加力F2时，合金块对地面的压强为1.2×103Pa，（OB＝3OA，g取10N/kg）
（1）画出F2的力臂．
（2）求合金块的质量．（
3）求F2的大小．
【点拨】
（1）延长力F2的作用线，然后过支点O向力的作用线引垂线段OC，即为其力臂L2；
（2）根据杠杆平衡条件：
F1L1＝F2L2，求出A点对杠杆的拉力，即为合金块的重力，再利用G＝mg变形求解合金块的质量；（3）根据直角三角形30°角对应的直角边等于斜边的一半（即杠杆OA长度的一半）；分析物体合金块所受的力，画出示意图，合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力，在这几个力的作用下处于静止状态；根据合金块对地面的压强，可求出其对地面的压力，则等于地面对物体的支持力，从而根据示意图列出各力之间的关系，代入数据便可求出拉力的大小；再根据杠杆平衡条件：
F1L1＝F2L2，将已知数据代入，便可求出F2的大小．
本题考查了对物体的
受力分析、力臂的画法、力的合成，同时考查了有关压强公式的应用及杠杆平衡条件的应用，关键是公式及其变形的灵活运用，要会受力分析，知道杠杆A点受到的拉力等于重力与支持力之差．
4．（2015·尤东）如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O为支点，A处挂一重为1
00N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿________（填“F”“F1”或“F2”）方向施加一个最小的力为________N.
5．（2015·泰州）有一杠杆经过调节，处于水平平衡状态．如图所示，在A点悬挂三个钩码（每个钩码重均为0.5N），要使杠杆水平平衡，需在B点悬挂________个钩码；取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，测力计的拉力为________N；如改变测力计拉力的方向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平平衡，测力计的读数将________．
6．（2014·玉林、防城港）如图所示，一轻质杠杆支在支架上，OA＝20cm，G1为边长是5cm的正方体，G2重为20N．当OC＝10cm时，绳子的拉力为________N，此时G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力，使G2以________cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5s后，可使G1对地面的压力恰好为0.
命题点3 滑轮
（2015·汕尾）如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（）
竖直方向的滑轮组，理想状态时，若有n段绳子和动滑轮直接接触，即F＝G/n，s＝nh，V绳＝nV物；若是实际状态，只考虑动滑轮的重，F＝（G＋G动）/n，若同时考虑绳子的重和摩擦，则F>（G＋G动）/n，但不影响距离和速度的关系．
7．（2015·梅州）如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码．忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（）
A．F1较大
B．F3较大
C．F1、F2、F3的大小不能确定
D．将钩码提升相同的高度，力F1、F2、F3所做的功相等
8．（2015·桂林）如图所示，用滑轮拉着一重为400N的物体向上做匀速直线运动，该滑轮为________（填“动”或“定”）滑轮，如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦，则竖直向上的拉力F是________N.
9．（2015·漳州）如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为________N，2s后绳子自由端移动的距离为________m．（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦）
命题点 探究杠杆的平衡条件
探究杠杆的平衡条件在中考试题中常从以下几个方面进行考查：
（1）调节杠杆平衡的方法；
（2）实验现象和实验数据的分析；（3）实验结论的总结和应用；（4）设计实验的步骤，评估实验中的问题，并进行处理．
（2015·齐齐哈尔）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）杠杆的平衡状态是指杠杆处于____________或匀速转动状态．实验前没有挂钩码时，调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，其主要目的是________________________________________．
（2）实验中，用装置A的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为（）
装置
A
A．一个人无法独立操作
B．力臂与杠杆不重合
C．力和力臂数目过多，不易得出结论
D．杠杆受力不平衡
（3）若用装置B进行实验，则此时弹簧测力计的示数是________N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将________，弹簧测力计的示数将________（填“变大”“变小”或“不变”）．
装置B
（4）某同学将杠杆挂在支架上，发现杠杆左端下倾，若他调节杠杆右端的平衡螺母，应将该平衡螺母向________端调节，直到杠杆在水平位置平衡．
（5）某同学用装置C做实验时，在已调好的杠杆左端2格处挂了3只钩码，要使杠杆平衡，除可在杠杆右端第“2”格挂“3”只钩码外，也可以在右端第________只钩码来完成．（按“×格挂×”填写）
装置C
（6）若杠杆右端不挂钩码，改用弹簧测力计在左端第3格处拉杠杆使其平衡．则最小拉力的方向为________________________________________________________________________．
（7）本实验要进行多组实验，其目的是________________________．请设计出记录实验数据的表格：
（8）请分析说明用装置B做实验的好处___________________________________________________________.
一、选择题
1．（2015·黄冈）使用下列简单机械，为了省力的是（）
A．龙舟比赛用的船桨B．拔钉子的羊角锤C．理发用的剪刀D．旗杆顶的定滑轮
2．（2015·广州）AC硬棒质量忽略不计，在棒的B、C两点施加力F1、F2，F2的方向沿OO′线，棒在图所示位置处于平衡状态，则（）
A．F1·F2C．F1力臂小于s1D．F2向沿OO′线向下
3．（2014·河南）把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后（）
A．A上升B．A下降
C．A、B均静止D．无法判断
4．（2014·泰州）如图所示的滑轮组，每个滑轮重为20N，绳重及摩擦不计．用它匀速提升重为100N的物体，所用的拉力F是（）
A．50N
B．60N
C．70N
D．120N
5．（2015·龙东）简单机械在我们的生活中应用很广泛，下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中不省力的是（）
6．（2015·漳州）如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M，用一把弹簧测力计依次在A，B，C三点沿圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是（）
A．F1＜F2＜F3＜GB．F1＞F2＞F3＞GC．F1＝F2＝F3＝GD．F1＞F2＝F3＝G
7．（多选）（2015·石家庄41中一模）如图所示，均匀木棒AB长为1m，水平放置在O1、O2两个支点上，已知AO1、O2B的长均为0.25m，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少要用力20N，则下列说法中正确的是（）
A．木棒自重40N
B．若把B端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60N
C．若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力20N
D．若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力40N
二、填空题
8．（2015·益阳）如图是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是________，当图中手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为________N.
9．（2015·河南）如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若拉船的力需要很大，则应选用________（填“甲”或“乙”）方案，因为采用这种方案可以________．（不计机械的自重及摩擦）
10．（2015·安徽）如图，AB为能绕B点转动的轻质
杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则重物G＝________N．若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力
F将________（填“增大”“不变”或“减小”）．
11．（2015·广东）如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子移动的距离为________m，人对绳子的拉力为________N，拉力所做的功为________J（绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）．
三、作图题
12．（2015·铜仁）请在图中画出滑轮最省力的绕法．
13．（2015·广东）如图，请在杠杆A处画出把物体拉起时的最小拉力F1，并画出拉力F1的力臂L1.
四、实验探究题
14．（2015·江西）探究杠杆的平衡条件
图1
【提出问题】如图1所示，是一种常见的杆秤．此时处于水平位置平衡．
发现一：
小明在左侧挂钩上增加物体，可观察到提纽左侧下沉．他认为改变杠杆的水平平衡可以通过改变作用在杠杆上的________来实现；
发现二：
接着小新移动秤砣使其恢复水平位置平衡．说明通过改变________的长短也可以改变杠杆的平衡．
那么，杠杆在满足什么条件时才平衡呢？
【制定计划与设计实验】
实验前，轻质杠杆处于如图2所示的状态，使用时，首先应将杠杆的平衡螺母向________（填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平位置平衡，这样做的好
处是____________________．
【实验结论】
如图3所示，他们进行了三
次实验，对实验数据进行分析，得出杠杆的平衡条件是________________________．
【拓展应用】如图4所示，是用手托起重物的示意图，图中前臂可以看作是一个________杠杆（填“省力”“费力”或“等臂”），此杠杆的支点是图中的________点，假如托起6N的重物，请你根据图所示，估算出手臂要用的动力大约是________N左右．
五、计算题
15．（2014·河北）小明做俯卧撑时（如图所示），可将其视为一个杠杆，重心在O点，他将身体撑起时，地面对两脚尖的支持力为250N，两脚尖与地面的接触面积为60cm2，双手与地面的接触面积为300cm2.
（1）画出以B为支点时重力的力臂L；
（2）如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5∶2，地面对双手的支持力为多少？
（3）小明在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的高度为0.36m，则他1min内克服重力所做的功为多少？
参考答案
考点解读
考点1 1.固定点O 转动的点 O 转动 F1 阻碍 F2 动力作用线 距离 阻力作用线 距离
2.＞ ＜ 费 ＜ ＞ 费力 ＝ ＝
考点2 固定不动 移动 等臂 2 省力 省力 动力的方向 一半 动力的方向
G 2 n
考点3 轮 轴 简单机械 杠杆 轴线 转速
各个击破
例1 C
例2
（1）
（2）由杠杆的平衡条件：
F1L1＝F2L2变形得G＝
＝
＝90N；根据重力的公式G＝mg变形得m＝
＝
＝9kg；（3）由公式p＝
变形得F支持＝F压＝pS＝1.2×103Pa×0.1m×0.1m＝12N；由于F2与OB的夹角为30°，所以F2的力臂L2＝
LOB＝
LOA，（G－F支持）×LOA＝F2×L2变形得：
F2＝
＝
＝52N．
例3 C
题组训练 1.A 2.D 3.
4.F2 200 5.2 3 变大 6.10 4 7.D 8.动 200 9.150 3
实验突破
例
（1）静止状态 便于测量力臂和避免杠杆自重对实验的影响
（2）C （3）1.8 变小 变大
拓展训练 （4）右 （5）3格挂2 （6）竖直向上 （7）得出的结论更具有普遍性
实验数据
次数
动力
F1/N
动力臂
L1/cm
阻力
F2/N
阻力臂
L2/cm
1
2
3
（8）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆时，由于测力计的力可以连续变化，很容易得到所需要的力，不需要调整力臂，所以用这种方法很容易使杠杆平衡
整合集训
1．C 2.C 3.B 4.B 5.C 6.C 7.BC 8.杠杆 40 9.甲 省力 10.20 不变 11.2 100 200
12.
13.
14.力 力臂 右 方便直接测出力臂 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 费力 C 48
15.
（1）以B为支点时重力的力臂为B点到重力作用线的垂直距离，如图：
（2）∵物体间力的作用是相互的，支持力和压力是一对相互作用力，∴F脚＝F脚支＝250N，F手＝F手支，则两脚尖与地面的压强p脚＝
，双手对地面的压强p手＝
，∵p脚∶p手＝5∶2，∴
∶
＝5∶2，则F手＝
＝
＝500N．（3）做一个俯卧撑时，支持力对人做功：
W＝F手h＝500N×0.36m＝180J，所以做30个俯卧撑做功W′＝30×180J＝5400J.
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