2023年12月26日发(作者：)
中考物理专题复习讲座杠杆、滑轮、斜面的原理与应用本次主题中考物理复习专题讲座：杠杆、滑轮、斜面的原理与应用1、知道杠杆的平衡条件及应用，会用杠杆的平衡条件进行计算。本次课涉及知识点2、知道滑轮的省力原理及应用3、了解斜面的省力原理及常见的应用。亲爱的同学们，在初中物理的知识架构中，简单机械与功的综合应用是一个较难的板块，不论是大考还是小
考，所占得分值都不少；但这部分内容较多，我们只有把简单机械放在前面讲解，下一讲中才讨论功与机械联合
的问题，会涉及到综合应用的问题。本单元在考卷中的分值在10分左右，甚至还会更高一下些；比如可以把探
究杠杆的平衡条件作为实验题来考查，还可以把滑轮组的有关计算作为计算题或压轴题来考查，这个板块为必考
内容，下面我们来分步讲解，同学们可要留心哟。一、
基础点睛（一）杠杆1、杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点0转动，这根硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的硬
棒，如撬棒等；也可以是弯的，如下图所示羊角锤、啤酒瓶瓶盖的扳手等，都是曲臂杠杆。2,明确杠杆的九要素何为杠杆的九要素呢？可以简单记忆为：三点两臂两力加两线，解释如下：三点一一动力作用点、阻力作用点和支点。两力
动力和阻力。两臂一一动力臂、阻力臂。
两线一--动力作用线、阻力作用线。3、理解杠杆的平衡在力的作用下，杠杆处于静止或匀速转动状态时，都属于杠杆的平衡状态。如右图所示，小朋友玩跷跷板的过程中，不论是静止还是处于匀速运动状态，都叫杠杆的平衡。4、探究杠杆的平衡条件在什么条件下，杠杆才会平衡呢？下面我们用实验进行探究。右图是常用的探究杠杆平衡条件的装置图，共分为四步，先调节杠
Jb
杆的平衡，接着改变钩码的个数和
一-
j F2L2注意：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。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。5、 使用杠杆的目的(1) 省力：当动力臂大于阻力臂时属于省力的杠杆，如上图中的撬杠。(2) 、省距离：当动力臂小于阻力臂时属于费力杠杆，我们用它的目的就是为了省距离，例如人在钓鱼时的 钓鱼竿，属于费力杠杆。需要注意的是，即省力又省距离的杠杆是没有的。6、 曲臂杠杆在实际当中，杠杆好多都是曲臂的，这时我们要注意找准它的力臂。如右图所示的刹车的脚踏板，常用的指甲剪刀，都是曲臂的杠杆，请你找出它们的动力臂与阻力臂好吗？(-)滑轮1、滑轮的定义与形状 滑轮是轮边有槽，可以绕中心轴转动的轮子，可以组装 成动滑轮与定滑轮及滑轮组，如右图所示。图1为动滑轮，可以省力；图2为 定滑轮，可以改变用力方向；图3为滑轮组，有3段绳子承受重力，图4 也是滑轮组，有2段绳子承受重力，但可以改变用力方向。2、滑轮的省力规律：如右图所示，定滑轮实质 是一个等臂杠杆，它的动力 臂等于阻力臂，在不计摩擦 的情况下是不省力的；如乙 图所示，动滑轮的实质是 一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，在不计摩擦和轮子自重的情况下，可以省力一半；在初中，最多只能遇见两动两定组成的滑轮组,如上图所示，在不计轮重、绳子重和摩擦的情况下，动力等于物种的1/5,同时，绳子自由端拉伸的距离，也为货物上升高度的5倍，请同学们记住这个规律，接下来还会用到。（三）斜面简单机械中还有一类就是斜面，也是常见的省力工具，如右图所示。可以这样理解，在不计摩擦的情况下，斜面长若是高的n倍，动力F就是物重的 1/n,可见，在公路有上坡时，a角越小时，斜面的长与高的比值就越大，因此越省力，我们想一想，你在实际当 中遇见或用过斜面吗？还有一种可以省力的简单机械一一轮轴，比如 去用来打井水的辘铲，我们只作为了解，不去详 细讨论，如右图所示，它实际是一个可以连续 转动的杠杆。二、夯实小练同学们，我们上面讨论了几种常见的简单机械，你对简单机械的基础知 识可能把握透彻呢？本讲的知识点可是重点哟，下面我们来上几题，让你们小练一把吧。1、如图所示，轻质杠杆的支点在。点，在杠杆A点用力Fi竖直向上拉。请画出拉力Fi的力臂和作用在杠杆上 阻力F?的示意图。1题图答案：D；此题考查我们对力臂理解，从支点到力的作用线的垂直距离。3、如图所示，物体M放在水平桌面上。现通过一动滑轮（质量和摩擦均不计）在绳子自由端施加一拉力F, 拉着M向左做匀速直线运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N.若在M上加放一物块m,要保持M向 左继续做匀速直线运动，需在绕过动滑轮绳子的自由端施加一拉力,则（）A. M运动时受到向左的摩擦力B, 加放m前，M受到20N的摩擦力C. 加放m前，M受到10 N的摩擦力D, 加放m后，力F，保持10N不变答案B；解析：力F通过一个动滑轮拉着M向左匀速运动时，F的大小等于弹簧测力计的示数，并且M受到向左 2X10N=20N的拉力作用，而M受到向右的摩擦力与向左的力为平衡力，因此加放m前M受到20N的摩擦力，故 AC错误，B正确；若在M上加放一个物体m,在绳自由端施加力F'使M和m向左匀速运动，此时物体m不受摩擦力作用，由于物 体对地面的压力增大，所以M受到地面的压力增大，故力大于10N,故D错误。4、.如图所示，现将重为5N的物体A沿长1. 2m,高0. 6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小 为（ ）牛。（不计摩擦） 解答：利用斜面上的省力规律：1.2:0. 6=F:G 解得：F=2. 5N（注：图中的3牛是考虑摩擦是的实际用力）三、经典呈现：为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解，我们收集了近两年的经典题目，主要是考卷中的压 轴题，展示给广大考生，开拓我们的视野，训练我们的发散思维能力，以便轻松应对考试。1.重为G的均匀木棒竖直悬于0点，在其下端施一水平拉力F,让棒缓慢匀速转到图中虚线所示位置。在转 动的过程中（）A, 动力臂逐渐变大B. 阻力臂逐渐变小C, 动力和动力臂的乘积逐渐变大D. 阻力阻力臂的乘积逐渐减小答案：C;解析：（1）杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖 直位置时，重力的力臂为0,转过。角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错误；（2）当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过。后，力与杠杆不再垂直，所以 动力臂变小，故A错误；根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，故动力动力臂的乘积也逐渐变大，故C正确，D错误。2.如图所示的均匀木条AOB, A0=0B,在。点系一绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬 间，木条将会（）A. A端向上运动B. A端向下运动 c.保持平衡不动D.不能确定*答案：B;解析：两边木条的重力产生了转动力矩，两重力相等，由图可知，OA边的力臂要大，故OA边的力 矩也大，A端将向下运动。3.同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点: (1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮可以 ,但不可以 O(2) 他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮可以, 但不可以。(3) 他们组装了滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省力呢？为此，他们进行的实验如丙图所示。请 根据丙图信息，写出分析数据的具体过程，并回答他们的问题。答：0解析：(1)从甲图中可看出，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。在实验过程中不断改变拉力的方向, 观察测力计的示数都为1N,等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。(2)在图乙中，拉力F=O.6N 的示数为0.8N,故利用滑轮组提升重物能省力。四、思维拓展上面我们点出了经典的题型，为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况，下面列出了几题，让同 学们自己去做，拓展我们的思维，看看自己是否能够把握经典的题型，这对完成考卷中的压轴题大有好处呢。1、如图所示，不计滑轮重与摩擦，物体A质量为2千克，物体B质量为5千克，体积为 103厘米3.先用手握住A,待放手后()A.物体B将沉到杯底B. 物体B将停留在水面下任何地方C. 物体B将离开水面上升D. 物体B最后浮在水面上 解析：解：GA=mAg = 2kgX 10N/kg = 20N, Gb=mBg = 5kgX 1 ON/kg = 50N；由图可知n=2,不计滑轮重与摩擦，则Ga=1/2Fb,.•.Fb=2Ga=2X20N=40N,..•物体B浸没在水中，V排=V=103cm3=受到的浮力为：F浮=P 液 gV 排=1X 103kg/m3X 10N/kgX 1 X 10-3m3=10No则物体B竖直向上的合力为F=Fb+F浮=40N+10N=50N；F = Gb ,物体B将悬浮，即可以停留在水面下任何地方。故选：Bo2、如图所示，杠杆AOB的A端挂重为Ga的物体，B端挂重为Gb的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=OB,杠杆自身重力不计，贝U ()A. Ga=GbB. GaVGbC. Ga>GbD. 无法判断答案;B,解析：同学们易错解：选Ao题中给出的条件“0A=0B”看似平淡，实则“陷阱”，倘若认为二力的力 臂相等，则会得出G『Gb的错误选项，由下图可知，OA>Lb,根据杠杆的平衡条件可得B物体重力大。3、对图所示的几种简单机械，下列说法中，正确的是()A. 甲图所示的装置中0B是动力臂B. 使用乙图所示的装置可省一半力C. 丙图所示的装置是一种等臂杠杆D. 丁图所示的汽车驾驶盘也是一种简单机械 答案;D;解析：甲图误把杠杆的长度当成了力臂；乙图是一个定滑轮，它不省力；丙图是一个动滑轮，是动 力臂为阻力臂二倍的杠杆；丁图所示的汽车驾驶盘是一个轮轴，它也是一种省力的简单机械。五、考点梳理简单机械知识一般都是与机械功综合考查，也有的试卷中的题目只涉及到简单机械知识，比如填空题、选择 题、实验探究题。本讲的内容是必考内容，考分一般占4—-8分，很可能出现的实验探究题就是探究杠杆的平衡 条件，下面我们来梳理一下本讲常出现的考点。考点一：以填空或选择的形式进行常规考查，主要考查我们对杠杆和滑轮基础知识的认知，一般不会太难。例：己知作用在某杠杆上的动力是2N,阻力是5N,阻力臂是5cm,为使杠杆平衡，动力臂长 cm,若将阻力增大2. 5N,仍使杠杆平衡，不改变力臂长度，动力应增大 No答案：12. 5cm; 1N;本题属于基础性考查，中考试卷中基础性题目还是较多的，只有我们细心，一般是不会丢分 的。考点二：把探究杠杆的平衡条件作为实验题来考查，这种题型难易不能确定，若命题人把它作为常规考查，我 们只要吃透课本中的实验过程就行；如果命题人把它作为稍难题来考查，就可能考到探究杠杆平衡条件的变式， 我们可要留心了。例：在探究杠杆平衡条件的实验中：（1） 如图甲所示，要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向 调节。（2） 如图乙所示，调节平衡后，左侧挂上钩码，在右侧用弹簧测力计（图中未画出）拉杠杆，使其在水平位置平衡，为便于测量力臂，应使弹簧测力计拉力的方向 o（3） 操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，你认为接下来合理的操作是 o （写出一条即可）（4） 甲同学测出一组数据后就得出了 “动力X动力臂=阻力X阻力臂”的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 O答案：（1）右；（2）竖直向下；（3）左侧钩码右移;（4） 一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律解析（1）调节杠杆的平衡时，由图甲杠杆左低右高，应将两端的平衡螺母向右调节；（2）力臂是支点到力的 作用线的垂直距离。当弹簧测力计拉力方向与杠杆垂直时，拉力作用点到支点的距离就是其力臂，这样便于从杠杆上直接读出力臂，由图杠杆水平平衡时拉力方向应竖直向下；（3）当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡，可以换用更 大量程的测力计；根据杠杆的平衡条件，也可以减少左侧钩码的数量或者左侧钩码t 卞、GV右移。（4）只有一次实验得出杠杆平衡的条件是：动力X动力臂=阻力X阻力臂。这种结论很具有偶然性，不合理，要进行多次实验，总结杠杆平衡条件。故答案为：（1）右；（2）竖直向下;（3）左侧钩码右移；（4） 一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律。考点三：以变形的杠杆考查我们，这就需要我们可以找准杠杆的三点与两臂，也比较容易出错。例：如图所示，要将一圆柱体重物推上台阶，最小的作用力应是（）A. Fi B. F2 C. F3 D. F4答案：c；解析：若在A端施力F,当F的方向与杠杆垂直时动力臂最大，此时最省力，即：最小的作用力为F3。总结：找到动力作用点A到支点0的最长动力臂（动力的方向垂直于0A连线）是解决问题的关键。六、易错点拨同学们，简单机械与我们的生活实际紧密相关，在生产建设中随处可见，属于必考内容，分值也不低；我们 在做此类题目时很容易出错，要求我们对基础知识点理解透彻，答题时要特别谨慎，下面我没来进行点拨，助力 你拿到高分哟！误区一：对杠杆的力臂把握不准，导致答题出错。例：如图所示，用一始终与木料垂直的力将木料的一端匀速提起，在这个 ,_一--二I-，"*上升的过程中，力F（ ） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定答案：B；解析：动力始终与木料垂直，因此动力臂不变，但随着木料右端抬起，阻力臂变小，而阻力不变， 由杠杆的平衡条件可知，动力变小。部分同学把握不准在此过程中，阻力臂处于变化状态，误认为不变，会错误 的选择Co误区二：对杠杆的平衡条件理解不准，导致答题错误。 例：如图（a）所示的杠杆是平衡的，在此杠杆支点两侧的物体下方分别加挂一个物体，如图（b）所示，那么, 以下说法中正确的是（）A:杠杆仍然平衡 B:杠杆是否平衡与加挂物体的重力多少有关 ⑴ D:两侧加挂物体的重力相等时杠杆才能平衡⑵C:杠杆一定不能平衡 答案：B;解析：由a知，杠杆此时处于平衡状态，L右〉L左，当物体下方分别加挂一个相同的物体时，两边力 和力臂的乘积都会增加，设小球的重力为G,每节杠杆的长度为L,计算出两边力和力臂乘积的增大值，则：左 &=GX2L,右边=GX4L,右边增大的力和力臂的乘积较大，所以杠杆不平衡，将向右倾斜；由分析知，两边所挂物体的重力，影响力和力臂乘积的大小，也就是说杠杆是否平衡与加挂物体的重力多少有关, 所以D错误。故选B。误区三：定滑轮、动滑轮都是一个变形的杠杆，如下图所示，利用定滑轮提升重物时由于动力臂始终是滑轮的 半径，所以图中沿三个方向用力都是一样。而有的同学以此类推拓展到动滑轮，误认为在下图中利用动滑轮提升 重物时，沿着两个方向用力也是一样，即错误答题R=F2,我们以后在解答类似题目时可要留神哟。例：如图所示，若在不计摩擦的情况下把物体匀速向上提起， 则拉力R与&相比较（）A. Fi较小 B. F2较小 C. R与F2一样大 D.无 ’ 法确定答案：A;解析：如图所示：R的力臂L大于&的力臂L',由于提起的重物一定，根据杠杆平衡的条件，阻力和 阻力臂的乘积一定，动力臂越长，动力越小.故Fi较小。可见，利用动滑轮最省力的做法是：让拉力方向为力的作用线与直径垂直，因为这时力臂最大，要记住了。