《中考物理一轮复习重点讲义专题12简单机械（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考物理一轮复习重点讲义专题12简单机械（含解析）（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十二章 简单机械划重点之精细讲义系列知识点1：杠杆1.杠杆及其五要素：（1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆的形状多样，可以是直的（比如开瓶扳手等），也可以是弯的（比如压水井把手等）;杠杆可以是单一的，也可以是几个杠杆组合起来的（比如筷子、剪刀等是双杠杆的组合）。（2）杠杆五要素：支点：杠杆绕着转动的点，用字母O表示。动力：使杠杆转动的力，用字母F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示。动力臂：从支点到动力作用线的距离用字母l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的距离用字母l2表示。杠杆的支点一定在杠杆上，可以在杠杆的中间，也可以在杠杆的一端，还可以在杠杆的其他地
2、方。动力和阻力使杠杆转动的方向相反，但动力和阻力的方向不一定相反。当动力和阻力在支点两边时，二者方向大致相同;当动力和阻力在支点的一边时，二者方向大致相反。动力和阻力都是杠杆受到的力，它们的作用点都在杠杆上。动力在杠杆上的作用点为动力作用点，阻力在杠杆上的作用点为阻力作用点。力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离，也不是支点到表示力的箭头的距离，下图是力臂的几种错误画法。力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，如图所示，动力的方向垂直杠杆时，力臂在杠杆上，如图中l1;动力与杠杆不垂直时，力臂不在杠杆上，如图中l1。力的作用线恰好通过支点时力臂为零，此时这个力不能使杠杆转动。2.杠杆
3、的平衡条件：（1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。（2）杠杆平衡条件的表达式：动力动力臂=阻力阻力臂。（3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法：求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况：（1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；（2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是
4、最长力臂。4.杠杆的分类及应用：杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆；分类示意图特点应用分类省力杠杆动力臂大于阻力臂（l1l2），省力费距离撬棒、刚刀、羊角锤、钢丝钳、手推车、园艺剪刀等省力杠杆费力杠杆动力臂小于阻力臂（l1l2），费力省距离起重臂、船奖、钓鱼竿等费力杠杆等臂杠杆动力臂等于阻力臂（l1l2），不省力不费力，不省距离也不费距离天平、跷跷板、定滑轮（下节学）等等臂杠杆既省力又省距离的杠杆是不存在的。判断杠杆是否省力，主要通过比较动力臂和阻力臂的大小，因此对于比较复杂的杠杆，要先找到支点、动力、阻力，然后画出动力臂和阻力臂再进行比较。省力杠杆与费力杠杆的应用不同。省力杠杆一般在
5、阻力很大的情况下使用，这样可以省力，比如用半角锤起钉子、推独轮车等；费力杠杆般用在阻力不大的情况下，是为了省距离。使用起来方便，比如钓鱼竿、筷子等。实验 探究杠杆的平衡条件【实验图示】【实验步骤】1.将杠杆的中点支撑在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 2.在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆水平平衡，这时杠杆两端受到的作用力等于各自钩码所受的重力。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2，记录在表格中。3.改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，再做几次实验。重点：实验前杠杆调水平平衡的原因1.消除自重影响。将杠杆调至水平位置平衡时，就将
6、杠杆自身的重心调到了支点上，这时杠杆重力的力臂为零，重力不能使杠杆转动，从而可以避免杠杆自重对杠杆平衡的影响。2.便于测量力臂。杠杆处于倾斜状态时，力臂不在杠杆上，如图甲所示，此时无法从杠杆上直接读出或测出力臂，力臂的测量较困难。当杠杆处于水平平衡时，力臂在杠杆上，如图乙所示，可以从杠杆上直接读出或测出力臂。【实验结论】杠杆的平衡条件;动力动力臂=阻力阻力臂，即F1l1=F2l2 物理方法：归纳法分析杠杆平衡条件时，通过对多次实验数据的分析归纳，总结出杠杆的平衡条件，利用的是归纳法。【注意事项】（1）实验前，通过调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。（2）实验过程中，不能再调节平衡螺母使得
7、杠杆在水平位置平衡，只能改变钩码的个数、位置或者弹簧测力计的拉力大小、位置。（3）实验至少做三次，得出普遍规律，避免实验的偶然性。实验拓展如图所示，还可以用弹簧测力计的拉力作为动力做探究杠杆的平衡条件的实验。此时要注意弹簧测力计的拉力方向要始终沿竖直方向，否则动力臂不沿杠杆方向，这种情况下直接在杠杆上读出（或测出）的动力臂数值会比实际值偏大。【典例1】如图所示，物理老师在进行举哑铃锻炼，哑铃重为100N，此时他的前臂相当于一个杠杆，下列关于这个杠杆的说法正确的是（）A前臂杠杆的支点在肘关节处B肱二头肌给前臂骨骼的拉力是阻力C哑铃给前臂的压力是动力D肱二头肌给前臂骨骼的拉力可能小于100N【答案
8、】A【详解】A.前臂运动时，绕肘关节转动，因此肘关节是支点，故A正确；B.肱二头肌给前臂骨骼的拉力是动力，故B错误；C.哑铃给前臂的压力是阻力，故C错误；D.该杠杆是费力杠杆，阻力臂大于动力臂，因此动力大于阻力，即肱二头肌给前臂骨骼的拉力一定大于100N，故D错误。故选A。【典例2】下列工具在使用时，属于省力杠杆的是（）A打开夹子B镊子取物品C筷子夹食物D提起钓鱼【答案】A【详解】A夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A符合题意；BCD镊子、筷子和钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故BCD 不符合题意。故选A。【典例3】如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OAAB
9、。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（）AF的大小为物重的2倍 B物重增加5N，F的大小也增加5NC物体悬挂点右移，拉力F会增大D将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小【答案】C。【解答】解：A、由图可知，OAAB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件FOBGOA可知，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误；B、若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为5N2.5N，故B错误；C、当悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，故C正确；D、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻
10、力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。故选：C。【典例4】（2022无锡）杆秤是我国古代劳动人民的一项发明，是各种衡器中历史最悠久的一种，称量物体质量时，它相当于一个 杠杆（填简单机械名称）。某杆秤的示意图如图所示，C处是秤钩，A、B位置各有一个提纽，BC7cm，秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽，秤钩不挂物体，将秤砣移至D点，杆秤恰好水平平衡，BD1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上，提起B处提纽，秤砣移至最大刻度E处，杆秤再次水平平衡，则BE34cm。若要称量质量更大的物体，应选用 A处提纽。【答案】杠杆；34；A。【解答】解：（1）杆秤可以看作是一个在力的作用下
11、绕固定点转动的硬棒，结合杠杆的定义，即可知道它相当于一个杠杆；（2）秤钩不挂物体时，由杠杆的平衡条件可知：G砣BDG秤L0，因为Gmg，所以m砣gBDm秤gL0，即m砣BDm秤L0，代入数据有：m秤L00.5kg1cm；将质量为2.5kg的物体挂在秤钩上时，由杠杆平衡条件可知：G物BCG秤L0+G砣BE，即m物BCm秤L0+m砣BE，代入数据有：2.5kg7cm0.5kg1cm+0.5kgBE，解得：BE34cm；（3）根据杠杆的平衡条件可知，当提着B处秤纽、秤砣在E点时，G物BCG秤L0+G砣BE，当提着A处秤纽、秤砣在E点时，G物ACG秤（L0+AB）+G砣（BE+AB），因BCAC，故可
12、得：G物G物，即提A处秤纽时，此秤的称量大。故答案为：杠杆；34；A。【典例5】（2022锦州）如图所示，用瓶起子起瓶盖时，瓶起子是一个杠杆，O是它的支点，F2是它受到的阻力。请你在图中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。【解答】解：由杠杆平衡条件F1 L1F2 L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂L1最长；由于阻力使杠杆逆时针方向转动，所以动力的方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，如图所示：。【典例6】小明利用如图（a）所示的装置探究杠杆平衡条件；（1）杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆_（选填“达到”或
13、“没有达到”）平衡状态。为使杠杆在水平位置平衡，小明应将杠杆左端的平衡螺母向_（选填“左”或“右”）移，在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出_；（2）如图乙所示，在杠杆左侧A位置（左边位置第四格）先挂了3个钩码，每个钩码为0.5N，在右侧B位置（右边位置第三格）用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，此时弹簧测力计的示数为_N；（3）如图丙所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数_，原因是测力计的拉力力臂_
14、（均选填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）实验结束后，小明又用如图丁所示装置所示继续探究，发现总是无法得到教材上所给出的杠杆平衡条件，其原因是_；（5）杠杆平衡条件在生活中有很多应用，如图（b）所示，是小明利用杠杆平衡条件制作的轻质杆秤，经测试发现能测的物体的最大质量偏小。下列操作能使杆秤所测最大质量变大的是_。A将a点向左移B将b点向左移C将a、b点都向右移动等长距离D换一个质量较小的秤砣【答案】 达到 右 力臂 2 变小 变大 杠杆的自重对杠杆平衡有影响 B【详解】（1）1杠杆处于静止或匀速转动时的状态称为平衡状态。实验前，把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆达到平衡状态。2为排除杠杆自重对实验的影响，实验前把杠杆中心支在支架上，杠杆静止在图甲所示位置，杠杆右端偏高，应将杠杆右端的螺母向右移动，使杠杆在水平位置平衡。3在杠杆两侧挂上不同数量相同规格的钩码，调节钩码位置，使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是为了直接从杠杆上读出力臂。（2）4 如图乙所示，设一个钩码的重力为G，杠杆的一个小格为L，由杠杆的平衡条件知解得（3）56图丙中，当弹簧测力计绕A点从C位置转动到D位置的过程中，要保持杠杆仍在水平位置平衡，弹簧测力计的拉力由倾斜变成竖直时，阻力的阻力臂不变，弹簧测力计的拉力F力臂变大，相应的力
