11总复习简单机械基础知识讲解文档格式.docx

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阻力臂，用公式表示为F1L1=F2L2

　　注意：

杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。

杠杆分类：

（1）省力杠杆：

L1＞L2，F1＜F2

　　这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服较大的阻力。

但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。

如撬起重物的撬棒，开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。

（2）费力杠杆：

L1＜L2，F1＞F2

　　这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。

使工作方便，也就是省了距离。

如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。

　　（3）等臂杠杆：

L1=L2，F1=F2

　　这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天平、定滑轮就是等臂杠杆。

考点二、滑轮

1、定滑轮：

如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是等臂杠杆。

定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。

2、动滑轮：

如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。

　　3、定滑轮和动滑轮的作用

　　使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。

　　使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。

4、滑轮组：

由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。

在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。

我们可以在知道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。

【典型例题】

类型一、杠杆

1、如图所示，做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。

【思路点拨】杠杆的五个要素：

支点：

杠杆绕着转动的点。

动力：

使杠杆转动的力。

动力臂：

从支点到动力作用线的距离。

阻力：

阻碍杠杆转动的力。

阻力臂：

从支点到阻力作用线的距离。

【答案与解析】

分析：

作杠杆的力臂的方法是：

（1）反向延长各力（或正向延长）。

（2）过支点作延长线的垂线。

（3）标上直角符号和大括号，并标上力臂的字母。

作图如图所示。

【总结升华】此题考察了力臂的作法，这是中考物理的一个必考点。

举一反三：

【变式】下列关于动力F1力臂的作图中，正确的是（）

A．

B．

C．

D．

【答案】C

2、用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N和200N的箱子。

要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？

【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。

要使两边平衡则有：

G1L1=G2L2--------①

由题意知：

L1+L2=2m--------------②

联立解得：

L1=0.8m

【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。

【变式】

（2015•东营）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，杠杆会（　　）

A．左端下降B．右端下降C．仍然平衡D．无法判断

【答案】A

类型二、滑轮

3、（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（　　）

【思路点拨】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意分析即可。

【解析】A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=1/2G；

B、此图是定滑轮，由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；

C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=1/3G；

D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1/2G。

【总结升华】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识点。

【变式】如图所示，不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力，物体处于平衡状态时（　　）

A．m1=m2B．m1=2m2C．m2=2m1D．m1=4m2

【答案】B

4、如图所示的装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右的拉力F=5N时，物体恰能匀速的向右运动，求物体所受地面摩擦力的大小。

【思路点拨】由动滑轮的省力情况可知：

F自=

F轮，在此题中，动力作用在轮上，阻力作用在绳子的自由端。

物体匀速向右运动，说明整个装置处于平衡状态，如图甲所示为动滑轮在水平方向上的受力情况，有向右的拉力F，两段绳子对滑轮向左的拉力

（同一根绳子各处的拉力相等），滑轮匀速运动：

，则

。

　　如图乙所示为物体在水平方向的受力情况，受到拉力

和摩擦力f的作用，两者是平衡力，有

因此物体所受地面的摩擦力为2.5N

【总结升华】此题很容易错误地得出拉力是摩擦阻力的一半的结论，对于动滑轮，我们不能总是套搬“使用动滑轮能省一半力”的结论，要根据实际情况具体分析。

类型三、知识运用

5、如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸杆，使其静止在水平方向上，O为麦秸杆的中点，这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦秸杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦秸杆在水平方向始终保持平衡，则（）

A．两蚂蚁的质量一定相等

B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等

C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等

D．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等

【思路点拨】蚂蚁爬行过程中，杠杆始终平衡，说明两侧始终满足：

动力×

阻力臂。

【解析】蚂蚁爬行的过程中杠杆始终平衡，根据杠杆的平衡条件可得

，其中F为蚂蚁对杠杆的压力，等于蚂蚁的重量，F=G=mg，由于杠杆在水平方向保持平衡，力臂

就等于蚂蚁到支点O的距离，

将力和力臂代入平衡条件公式中整理得

，故正确选项为C。

【总结升华】本题通过一个新颖情景的设计，考查了对杠杆条件的理解，在蚂蚁爬行的动态过程中，由杠杆平衡条件，判断与其有关的各因素的变化，在分析中要注意杠杆平衡条件是由力与力臂的乘积决定的，而不是由力的大小或力臂的大小决定的。

【变式】如图所示，硬质均匀木条AO长80cm，左端与竖直墙壁连接，可以绕O点自由转动，木条的A端以细绳悬于B点，木条水平BA与木条垂直，现有一个质量为400g的小物块在木条上从O点以0.1m/s的速度无摩擦地向右匀速滑动，经与5s到达C点时，细绳恰好断裂，求：

细绳AB所能承受的最大拉力为多少？

（木条的质量及物块的体积均忽略不计）

【答案与解析】小物块移动的距离

　　　　由杠杆的平衡条件得

6、杆秤结构简单，使用和携带都很方便，深受人们的青睐，在我国流传已上千年，如图所示，用杆秤测量一条鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳钮挂在O点（支点），秤锤挂在B点时，杆秤处于平衡状态，AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg（g=10N/kg）

　　①求鱼的质量是多少？

　　②有一杆秤看起来破旧不堪，尾部折断一截，针对这一现象小明和小亮有不同的看法，小明认为：

该商贩是为了节俭，舍不得买新秤，小亮认为：

该商贩是故意为之，他的真正目的是坑骗消费者，你认为谁的说法正确呢？

请说明理由。

【思路点拨】由图知O点为支点，由已知可得两力的力臂，则由杠杆平衡条件可求得鱼的质量。

①根据杠杆平衡条件：

　即

　　②小亮的观点正确，秤的尾部缺少一截支点右侧杆的重心向移动，使零刻点右移，所以称量值的实际值偏大。

【总结升华】杆秤上能自由移动秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加长，增加秤杆顺时针转动的作用，示重加大；

反之秤砣左移，示重变小。

【巩固练习】

一、填空题

1、杠杆的平衡状态是指它处于_______状态或_______状态，杠杆的平衡条件是________________，写成公式形式为____________________。

2、（2015•黑龙江）如图所示的杠杆（自重和摩擦不计），O为支点，A处挂一重为100N的物体，为保证杠杆在水平方向平衡，在中点B处沿_____（F或F1或F2）方向施加一个最小的力为_________N。

3、如图所示当支架上刻度相等的杠杆处于静止状态时，弹簧秤的示数为30N，则每个钩码的质量是________，若把弹簧秤移至D处竖直向上拉杠杆，使杠杆水平平衡，此时弹簧秤的示数为________N。

4、如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，取下晒干的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能。

图中动滑轮有　　　________个，此装置　　　　（填“能”或“不能”）改变动力的方向。

二、选择题

5、下列关于杠杆的知识说法正确的是（）

A、力臂必须与杠杆垂直　　B、动力臂与阻力臂一定在支点的同一侧

C、力臂是从支点到力的作用点的距离　D、动力臂应与动力作用线垂直

6、如图所示，杠杆处于平衡状态，每个钩码质量相等，若在两侧钩码下各再加1个同样的钩码，要使杠杆恢复平衡，可行的办法是（）

A．右侧钩码向左移动一格，左侧钩码不动

B．左侧钩码向左移动一格，右侧钩码向右移动一格

C．左侧钩码向右移动一格，右侧钩码向左移动一格

D．左侧钩码不动，右侧钩码向左移动一格

7、（2015•北京）如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于省力杠杆的是（　　）

8、某同学设计了一种如图所示的简易电梯，由图可知（）

A．A是动滑轮

B．B是定滑轮

C．如果电动机向下拉动绳子，电梯厢将上升

D．电梯厢运动的速度与电动机拉绳的速度相等

9、如图所示，用滑轮组提起物重相等的物体，若忽略滑轮组的重和摩擦时，所用的拉力最大的是（）

10、使用一个动滑轮匀速地提起一个重物时，若分别沿图中F1、F2、F3所示的方向用力，则这三个力大小的关系是（　）

A．F1＜F2＜F3　　　　B．F1＞F2＞F3　　　　　　　C．F2＜F1＜F3　　　　D．F1=F2=F3

11、如图，在水平桌面上放一个重200N的物体，物体匀速运动时，它与桌面间的摩擦力为40N，当不计滑轮重时，水平拉力F是（）

A、200NB、100NC、40ND、80N

12、如图所示，弹簧测力计及细绳重力不计，砝码G重为100N，静止时弹簧测力计所受的合力为（）

A、200NB、100NC、0D、条件不足，无法确定

13、工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的四种方案（机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管）。

其中最省力的方案是（）

三、实验与作图题

14、（2015•长春）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：

（1）实验前，发现杠杆左端偏高，应向____端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡。

（2）如图所示，把钩码挂在杠杆左侧A点，为使OB成为力臂，应在B点沿着________的方向拉动弹簧测力计，使杠杆在水平位置平衡。

（3）若每个钩码重为0.5N，将A点的钩码全部移到B点，弹簧测力计作用在C点，为使杠杆在水平位置平衡，所加最小力为____N。

15、如图所示，轻质杠杆的支点在O点，在杠杆A点用力F1竖直向上拉。

请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。

16、已知每个动滑轮重100N，物重G＝1200N，绳子能承受的最大拉力为300N，在图中画出了滑轮组的绕线方法。

根据你的判断，只能使用_____绕线方式。

（不计摩擦）

四、计算题

17、如图所示，用道钉撬来撬铁路枕木上的道钉，加在道钉撬长柄上的力为180N，它的力臂是50cm，阻力臂长是10cm，则道钉对道钉撬的阻力是多大？

1、【答案】静止；

匀速转动；

阻力臂；

F1L1=F2L2

2、【答案】F2；

200

【解析】为使拉力最小，动力臂要最长，拉力F的方向应该垂直杠杆向上，即竖直向上（F2），动力臂为OB最长，根据杠杆的平衡条件：

F2×

OB=G×

OA，F2=200N。

3、【答案】1kg；

60　

4、【答案】2；

能

5、【答案】D

【解析】本题考查的杠杆力臂的基础知识点。

做力臂实际上就是数学课中“作点到线的距离”。

数学里的“点”在物理中就是杠杆的“支点”，“线”就是“力的作用线”。

所做的垂线段就是杠杆的力臂。

6、【答案】B

7、【答案】C

【解析】A、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

B、钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；

C、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；

D、古代捣谷用具在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。

8、【答案】C

【解析】A、图中A滑轮固定不动，因此它是定滑轮，故A错误；

B、图中B滑轮和电梯厢一块运动，因此它是动滑轮，故B错误；

C、如果电动机向下拉动绳子．通过定滑轮改变了力的方向，所以电梯厢将上升，正确；

D、此滑轮组的绳子股数为2股，因此绳子自由端移动的速度为电梯厢运动速度的2倍。

故D错误。

9、【答案】D

【解析】本题考查作用在绳子末端的拉力大小如何确定。

运用隔离法，假想把定滑轮和动滑轮从中间隔断，再看隔离后，留在动滑轮及货物上相关线头有几个，就是几段绳子吊着重物，则每段绳子的拉力F=G/n。

（动滑轮重和摩擦力不计）同学们要特别注意第四幅图，根据滑轮定义此图中两个滑轮均为定滑轮，所以并不省力，拉力F=G。

10、【答案】A

11、【答案】C　

12、【答案】C

【解析】静止的弹簧测力计受平衡力，而平衡力的合力为0。

13、【答案】D

14、【答案】

（1）左；

（2）竖直向上；

（3）1

【解析】

（1）由题意知，杠杆左端偏高，则应将平衡螺母向左端移动；

（2）根据力臂的概念，要使OB成为力臂，则拉力方向应与OB垂直，要使天杠杆平衡，应竖直向上拉动测力计；

（3）要使拉力最小，拉力应垂直于杠杆，设每个小格的长度为L，根据杠杆的平衡条件：

G•LG=F•LF；

4×

0.5N×

3L=F×

6L

解得：

F=1N。

15、【答案】

【解析】杠杆A点用力F1竖直向上拉，那么F1就是动力，物体的重力G就是阻力F2。

画力臂的步骤是：

首先在杠杆的示意图上，确定支点O，再从支点O向力的作用线作垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂。

力臂用虚线表示，支点到垂足用大括号勾出，并用字母L1表示是动力臂。

注意力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，不要错误地理解为从支点到力的作用点的距离。

16、【答案】乙

【解析】由图可以看出，绳子承担的物重包括两部分，即物重1200N和两个动滑轮重2×

100N＝200N，由于绳子能承受的最大拉力为300N，那么至少需要n＝（G＋G动）/F＝（1200N＋200N）/300N

5根绳子，由此可以确定只能用乙种绕线方式。

17、【答案与解析】

已知　F1＝180N，L１＝50cm，L２＝10cm

　　求Ｆ２

　　解：

∵F1L1=F2L2，

　　　　∴F２＝F1L1/L2＝180N×

50cm/10cm＝900N，

　　答：

阻力为900N。