简单机械中考复习.docx

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简单机械中考复习

重点：

一、杠杆

1、杠杆的定义及五要素

定义：

杠杆是一根在力作用下能绕固定点转动的硬棒。

所谓硬棒，就是要求在使用时棒不会变形，至于棒的形状则并非一定要求是直的，比如滑轮、轮轴等都可看作是杠杆。

注意：

所谓动力与阻力并无严格区别。

千万不能理解成力臂为支点到力的作用点的长度．

2、怎样正确理解力臂的概念？

a、画力臂的一般步骤

（1）确定支点O．

（2）画好动力作用线及阻力作用线．画的时候可用虚线将力的作用线延长．

（3）再从支点O向力的作用线引垂线，画出垂足，则支点到垂足的距离就是力臂．

（4）最后用大括号勾出力臂，在旁边标上字母l1或l2，分别表示动力臂或阻力臂。

例1、画出下列图中所示的杠杆（支点为O）的力臂。

甲

b、关于力臂的概念，要注意以下几点：

（1）力臂是支点到力的作用线的距离，

（2）作用在杠杆上的力的大小，若作用点不变，但力的方向改变，那么力臂一般要改变。

（3）支点一定在杠杆上，力臂不一定在杠杆上，

（4）若力的作用线过支点，则它的力臂为零．

3、杠杆平衡及平衡条件

1、杠杆平衡的标志————杠杆保持静止不动或匀速转动。

2、杠杆平衡的条件是：

即动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积。

3、研究杠杆平衡的实验

注：

（1）、杠杆必须在水平位置平衡

（2）、如用弹簧测力计应沿竖直方向

例题

小丽和小宇同学在探究“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、

细线和质量相同的钩码若干个。

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现

杠杆左端低，右端高，此时，应把杠杆两端的平衡螺母向▲（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）杠杆调节平衡后，小丽同学在A点悬挂2个钩码，在B点用弹簧测力计拉杠杆，使杠杆水平平衡，目的是▲。

（3）杠杆调节平衡后，小宇同学经过实验，获得了下述数据：

于是小宇得出了杠杆的平衡条件为：

“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。

你认为小宇的实验过程存在的问题是.▲。

（写出一个即可）

杠杆平衡条件拓展（三个及三个以上力作用在杠杆上的平衡条件）

四、杠杆的分类判断技巧：

①根据力臂大小关系②根据实际应用

省力杠杆L1＞L2F1＜F2费力省距离如：

撬棒、起子、钢丝钳、刹车杆

等臂杠杆L1＝L2F1＝F2不省力也不省距离如：

天平、定滑轮

费力杠杆L1＜L2F1＞F2费距离省力如：

钓鱼竿、理发剪、缝纫机脚踏板

例题有一种室内垃圾桶，有一个外桶和一个内桶。

平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时，用脚踩踏板，桶盖开启。

根据室内垃圾桶结构图可以确定

A.桶中有两个杠杆在起作用，一个省力杠杆，一个费力杠杆

B.桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆

C.桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆

D.桶中有两个杠杆在起作用，且都是费力杠杆

五、最省力力臂的画法__---连接力的作用点与支点，过作用点作连线的垂线为力的作用方向，此时的力臂最大。

例1，画出下例杠杆的最大力臂

图12-18

例2如图12-18所示，O为杠杆AC的支点，在O处挂一小球，AO=OB=BC，为使杠杆在水平位置平衡，画出施加在杠杆上最小动力F1的力臂L1并标出F1的方向。

六、杠杆转动方向的判断————杠杆将向着力矩大的方向转动

法一：

比差法法二：

极端思维法

例1、一根长为

的均匀木条，支点在中点时正好平衡，如果把其左端的一半锯下迭放在剩余部分上面（如图）木条还能保持平衡吗？

为什么？

比差法

图

例2如右图所示杠杆平衡，如将两物体向中间平移相同距离杠杆还平衡吗?

若将杠杆两物体同时减少同样的重力杠杆还平衡吗?

七．力臂和力的变化

图12-16

例1如图12-16所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，阻力G的力臂，动力F；若所用的力始终竖直向上，则动力F。

（填“变大”或“变小”“不变”）

图12-17

例2如图12-17所示，一根重木棒在水平拉力Ｆ的作用下以Ｏ点为轴，由竖直位置逆时针匀速转到水平位置的过程中，若动力臂为l，动力与动力臂的乘积为Ｍ，则（）

A．Ｆ增大，ｌ增大，Ｍ增大B．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ减小

C．Ｆ增大，ｌ减小，Ｍ增大D．Ｆ减小，ｌ增大，Ｍ增大

例3，将图12-25所示的两铁正方块同时浸没在水中，杠杆平衡。

（“不会”“会”）

图12-25

杠杆典型题型

1、杠杆的作图（注意实际问题）

例1请标明图中杠杆的支点：

例2如图为用起子开汽水瓶盖的时候，杆的支点O位置，及手作用在起子上力的力臂．请在图中表示．

同步练习

1、分析羊角锤、筷子、钓鱼竿

2、杠杆的分类

例题扁担是农民经常用来挑东西的一样工具．扁担属于类机械，使用扁

2、担挑东西（填“能”或“不能”）省力．

3、如图所示是一个指甲刀的示意图，它由三个杠杆ABC、OBD和OEF组成，用指甲刀剪指甲时，下面说法正确的是:

A.三个杠杆都是省力杠杆; B.三个杠杆都是费力杠杆; 

C.ABC是费力杠杆，OBD、OEF是省力杠杆; D.ABC是省力杠杆，OBD、OEF是费力杠杆. 

3、前臂骨骼相当于杠杆，这是一个:

A．费力、省距离的杠杆;              B．省力、费距离的杠杆; 

C．既费力，也费距离的杠杆;     D．既省力，也省距离的杠杆

1、图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。

拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。

当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时，夹爪在弹簧的作用下恢复原状。

在使用过程中，手把和夹爪分别是                （   ）

A.省力杠杆，费力杠杆

B.费力杠杆，省力杠杆

C省力杠杆，省力杠杆

D.费力杠杆，费力杠杆

3、杠杆平衡条件（计算、实验）

在研究“杠杆的平衡条件”的实验中，第一步把杠杆的中点支在支架上，调节杠杆两端的螺母使杠杆在__________位置平衡，这样做的目的是___________________。

如果左边高右边低，应把左端的平衡螺母向_______调，或将右边的平衡螺母向_______调；第二步当挂上钩码后，要调节其位置，使杠杠再次在水平位置平衡，这样做的目的是___________________。

如图所示，物体重2N挂在A点，要使杠杆水平平衡，应在B点沿竖直向下加__________N的力；如在B点用弹簧测力计沿斜向下的方向拉动，使杠杆在水平平衡，则和刚才相比，力要变_______（“大”或“小”）。

若在C点加力，应加__________N的方向向__________的力才能

使杠杆重新平衡；

4、杠杆的综合应用

a.请你仔细观察如图所示的漫画，究竟小猴和小兔谁分的萝卜重？

简要说明理由.

b.杠杆的旋转问题

墙壁上挂一杠杆，杠杆中间挂一重物，在一个始终与杠杆垂直的力F作用下绕O点转动，请说明当杠杆在如图所示的位置缓慢转到水平位置时力F如何变化？

如果该杠杆从水平位置继续向上缓慢转动，力F大小如何变化？

c.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以D为支点的杠杆，

一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置，

若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂，则关于此过程中L的变化

以及乘积FL的变化情况，下列说法正确的是:

A．L始终在增加，FL始终在增加;       B．L始终在增加，FL始终在减小  

C．L先增加后减小，FL始终在减小;     D．L先减小后增加，FL先减小后增加.

d、质量不计的光滑木板AB长1.6m，可绕固定点O转动，离O点0.4m的B端挂一重物G，板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住，木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N。

然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm／s的速度由O点沿木板向A端匀速运动，问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零。

（取g=10N/kg，绳的重力不计）

二、滑轮

1、滑轮的分类及其实质

2、滑轮组

3、定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较

比较两种滑轮，完成表格：

滑轮类型

实质

使用中的优点

使用中的缺点

定滑轮

动滑轮

n这一参数是指_______________。

滑轮组在绕绳时，我们可以根据n这个数的奇偶性来确定绕绳的起点：

n为奇数时，起点选在_________；n为偶数时，起点选在_____________。

当用滑轮组提升重为G的物体，在不计动滑轮重和绳重，以及绳和滑轮之间摩擦时，拉力F=___________；如果考虑动滑轮重，那么拉力F=___________。

3、拓展影响各种简单机械机械效率的因素

滑轮的典型题目

1、滑轮的判断

如图所示表示三种不同的滑轮组，用它们提起重为G的相同重物，在A端所用的拉力分别为F1=     ；F2=       ；F3=      。

不计滑轮本身的重和摩擦．

2、水平面上的滑轮组问题

如图所示，用滑轮组拉着重物在水平地面上匀速前进，在绳的端点A的作用力F=300N，重物与地面间的摩擦力f为多大？

将重物移动的距离为S=1m，绳端A移动的距离为多少？

不计滑轮本身的质量以及轴与轮间的摩擦？

3、能按要求组装滑轮组

一条绳子最多能承受1000Ｎ的拉力.请设计一个滑轮组,用这条绳子吊起3300N的重物，画出滑轮组安装示意图．（动滑轮重及摩擦不计）

4、滑轮的受力分析

［例1］如图所示,滑轮重1N,悬挂在弹簧秤下端,作用在绳端的拉力F是2N,物体G重100N,则弹簧测力计的示数是_________N,水平地面受到物体G的压力是_________N．（不计摩擦）

5、滑轮组绕线问题

住楼上的瑞瑞同学家最近正在装修房子，需要搬运装修材料，但有些材料由于楼道过窄不方便搬运，于是瑞瑞建议采用如图3所示的滑轮组，这样站在地上就可以把材料运上楼。

请你帮瑞瑞画出滑轮组的绕线示意图。

欲利用图所示的3个滑轮组成滑轮组，请补画出该滑轮组完整的绕线。

6、滑轮的计算问题

如图2所示，通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m，不计绳重和摩擦，求：

（1）动滑轮重；

（2）绳自由端的速度的大小；

（3）滑轮组的机械效率；

（4）当匀速提升600N重的物体时，滑轮组的机械效率．

课堂作业

1．如图12-31所示，AOB为一轻质杠杆（杠杆自重忽略不计），O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的重物，要使杠杆平衡，则在A端施加的力F至少为N。

（题型四）

2．人体内也存在三种类型的杠杆，即省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆．跺脚时要靠腓肠肌收缩，骨骼和腓肠肌状况如图12-32所示．踮着的脚可以看作是杠杆（填类型）．（题型四）

图12-31图12-32图12-33

3．如图12-33所示，重力不计的杠杆OA，O为支点，在拉力F和重力为30N的重物P的作用下，恰在水平位置平衡。

已知OA=80cm，AB=20cm，杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。

那么拉力F的力臂L=________cm，拉力的大小F=_________N。

（题型四）

4.杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用。

护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆，由图12-34可知它的支点是点（填“A”、B”或“C”），在匀速拉起时，它属于一个______杠杆（填“省力”或“费力”），并在图中画出动力臂L1。

（题型一）

5．如图12-35所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆重）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为G的物体。

为使杠杆平衡，应在杠杆上的_________点施加一个作用力，才能使作用力最小，该最小作用力与物重G的比值是___________。

（题型四）

图12-35

图12-34

6．如图12-36所示的两种情况，OB＝AB，物重均为G，两轻质杠杆均平衡．比较F、F'的大小，满足关系式（）（题型四）

图12-36

A．F＝F’B．F＝2F’C．F＝1/2F'D．F＝1/4F'

图12-37

7．在棉产区，每年秋天拔去地里的棉杆是农民的一项繁重体力劳动。

王刚仿照钳子的结构改制成一种农具解决了这一问题。

如图12-37所示，使用时，将小铲着地，用虎口夹住棉杆的下部，然后在套管上用力，棉杆就拔出来了。

该农具整体视为杠杆，则支点、动力作用点、阻力作用点对应下列位置正确的是（）（题型一）

A．转轴—虎口—套管B．小铲—套管—虎口

图12-38

C．小铲—虎口—套管D．虎口—转轴—套管

8．密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的部分OB是全尺长的三分之一，当B端挂5N的重物户时，直尺的A端刚刚开始翘起，如图12-38所示，则此直尺受到的重力是（）（题型四）

A．2．5NB．5NC．10ND．无法确定

图12-39

9．如图12-39所示，AOB为一杠杆，O为支点，杠杆重不计，AO=OB。

在杠杆右端A处用细绳悬挂重为G的物体，当AO段处于水平位置时，为保持杠杆平衡，需在B端施加最小的力为F1；当BO段在水平位置时保持杠杆平衡，这时在B端施加最小的力为F2，

则（）（题型三）

A．F1F2C．F1=F2D．无法比较

10．画出使杠杆AB在图12-40所示位置静止时所用最小力F的作用点和方向。

（题型三）

11、如图所示，质量为60kg的人，站在质量为30kg的吊篮内，他至少用N的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止。

（g=10N∕kg）

12、某建筑工地用如图所示的简易滑轮组将重4000N的砖块运到离地4m高的砌墙处，已知每个滑轮重100N，滑轮摩擦和绳重以及动滑轮下的挂网重忽略不计，若提升砖块的工人作用于绳的拉力最大为500N，求：

（1）提升一次砖的最大重力；

（2）提升一次砖时滑轮组的最大机械效率；

（3）若全部完成提砖任务，工人利用此滑轮组至少做多少额外功。

13、3．（2011四川铜仁，第17题）小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。

（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。

（2）人的拉力做功的功率是多少？

（3）被吊起重物的质量是多少？

课后作业

图12-24

1．作用在杠杆上的动力为50N，阻力为600N，杠杆恰好平衡，则杠杆的动力臂和阻力臂之比为　　　。

（题型四）

2．如图12-24所示，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以Ｏ为支点．杠杆的左端挂有物体Ｍ，支点右边的Ａ处挂钩码，杠杆平衡．若将支点移到B点，要使杠杆重新平衡，在A点应挂个相同的钩码。

（题型三）

图12-25

3．如图12-25所示，ＡＢ为一根质量不计的细棒，用绳在Ｏ处吊起，当Ａ、Ｂ两端分别挂两个重物甲、乙时恰好平衡．若ＯＡ=0.8m，ＯＢ=0.4m，甲的质量为１０kg，则乙的质量为kg．（题型四）

4．下列工具中，属于省力杠杆的是　（）（题型四）

A．夹邮票用的镊子B．理发师修剪头发用的剪刀

C．剪铁丝用的钢丝钳D．钓鱼用的鱼竿

5．如图12-26所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）（题型一）

图12-26

6．在图12-27中画出力F1和Ｆ2的力臂．（题型一）

图12-28

7.如图12-28,工人师傅用吊车搬运集装箱.集装箱重G=2×104N,支撑杆对吊车臂的支持力为F.在图中画出集装箱所受重力的示意图和支持力F对转动点O的力臂.（题型一）

图12-27

图12-29

8．工人剪铁皮时，有时用两根铁管套在剪刀柄上（如图12-29），这是什么道理？

（题型四）

9．在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂”。

他们经过实验，获得了下述数据：

动力F1/N

动力臂L1/cm

阻力F2/N

阻力臂L2/cm

4

5

5

4

于是，他们认为自己的猜想得到了验证。

你认为他们的实验过程存在什么问题？

（题型三）

图12-30

10．图12-30中，OB为轻质杠杆，OA=60cm，AB=20cm。

在杠杆的B端挂一个所受重力为60N的重物，要使杠杆在水平位置上平衡，在A点加一个多大的竖直向上的拉力？

（题型四）

11．如图12-41所示，用一根硬棒撬一个大石块，棒的上端Ａ是动力作用点．

（1）在图上标出：

当动力方向向上时，杠杆的支点ａ当动力方向向下时，杠杆的支点ｂ；（２）在图上画出撬动石块动力Ｆ为最小时的方向．（题型三）

图图12-42

图12-41

图12-40

12．某同学用如图12-42所示的装置验证杠杆的平衡条件．调节左边钩码的个数和悬挂位置，使杠杆水平平衡时，读出弹簧秤的示数Ｆ1=2.61N，钩码对杠杆的拉力Ｆ2=1.96N；测得支点Ｏ到这两个力作用点的距离ＯＡ=25cm，ＯＢ=20cm，他将所得数据直接代入杠杆平衡条件的公式中，发现Ｆｌ·ＯＡ和Ｆ2·ＯＢ并不相等，从而认为杠杆的平衡条件不一定是Ｆ1·L1=Ｆ2·L2这个同学的失误在什么地方？

（题型二）

13．在“研究杠杆平衡条件”的实验中

（1）把杠杆挂在支架上，实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端下倾，可将右端螺母向_____边旋转，使杠杆在水平位置平衡（填“左”或“右”）。

图12-43

（2）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边离支点2格的A处挂了3个钩码，如图12-43所示，为使杠杆在水平位置平衡，请你在杠杆右边挂上钩码（用一种方法）．你的方法是_________。

（3）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般要做三次，得到三组数据并进行分析.这样做的目的是________。

（题型二）

14．学校组织同学们到农村参加社会实践活动，小强第一次学习挑担子，他做了以下两次试验，请你根据各小题后的要求作答。

（1）他先在扁担的两端各挂上50N的重物，担子很快就被平稳地挑起来。

这时他的肩膀应放在扁担的什么位置（只要回答，不要分析）？

图12-44

（2）接着，他又在扁担的A端加上50N的重物，如图12-44所示，但他掌握不好担子的平衡。

请你用杠杆平衡知识，帮助他计算出肩膀应距B端多远，担子才能重新水平平衡？

（扁担质量忽略不计）（题型四）

图12-45

15．在图12-45中，杠杆AB是一根粗细均匀的木杆，其质量为116g；C是用细线挂在木杆0'点上的铜铝合金球，其中含铝54g．现杠杆恰好在水平位置平衡．量得：

AO'＝1/8AB，A0＝1/4AB．问：

合金球C的密度为多少?

（铜的密度为ρ铜＝8．9g／cm3）（题型四）

16、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

17、小李的质量为50千克，可以举起80千克的杠铃；小胖的质量为70千克，可以举起60千克的杠铃。

他们两人通过如图所示的装置来比赛，双方竭尽全力，看谁能把对方拉起来，比赛结果应是（）

A．小李把小胖拉起B．小胖把小李拉起

C．两个都拉不起D．两个都拉起

18、1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。

（1）、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中；

（2）、比较1、2两次实验，可得的结论：

_______________________________________

（3）、比较2、3两次实验，可得的结论：

_______________________________________

次数

钩码重G/N

钩码上升高度h/m

测力计的示数F/N

测力计移动距离s/m

机械效率η/％

1

2

0.1

0.9

0.3

74.1

2

4

0.1

1.6

0.3

3

4

0.1

1.1

0.5

19、小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？

”这一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：

①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；

②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；

③斜面的机械效率与斜面的长度有关；

④斜面的机械效率与物体的重力有关。

给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：

（1）你选择的猜想是　　　　　　　（填写序号）

（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：

（至少写出两种）　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　.

（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：

①　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。

20、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设：

滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关；滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关；滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。

一位同学设计了如图5所示的四个滑轮组，并将所滑实验数据填入下表：

实验次数

动滑轮重/N

物重/N

拉力/N

绳子的股数n

机械效率η

1

1

2

1

2

1

4

1.67

3

2

4

2

4

1

4

2.5

（1）实验时，应_________、__________

拉动弹簧测力计，使钩码上升，并由弹簧

测力计读出绳子自由端的_____________

的大小；同时用____________测出钩码升

高的高度人。

（2）在表中填上四次实验的绳子的股数n和

机械效率。

（3）根据实验_______和________（填①、②、

③、④）可知，滑轮组机械效率高低与被提物重有关；图5

（4）根据实验②和③可知，滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越______________;

（5）通过实验可以发现，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越__________；

（6）要研究滑轮组机械率高低是否与物体提升高度有关，应该选用__________（填“同一”或“不同”）滑轮组，提升___________（填“相同”或“不同”）的高度去研究。