2020—2021年新中考物理二模复习考点点拨《简单机械》.docx

2018年中考物理总复习
第二轮复习：简单机械考点点拨
知识点1 杠杆
例(2013·河北)如图所示的工具中属于费力杠杆的是(C)
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
点拨：
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．
练习：
1．(2015·深圳)使用以下工具可以省力的是(A)
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(D)
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．
答案：
知识点2 杠杆平衡条件的应用
例(2015·河北)如图所示，将边长为10 cm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＝30 N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1.2×103 Pa，(OB＝3OA，g取10 N/kg)
(1)画出F2的力臂．(2)求合金块的质量．(3)求F2的大小．
答案：(1)(2)由杠杆的平衡条件：F1L1
＝F2L2变形得G＝F1×L OB
L OA
＝
30 N×3L OA
L OA
＝90 N；根据重力的公式G
＝mg变形得m＝G
g ＝
90 N
10 N/kg
＝9 kg；(3)由公式p＝
F
S
变形得F支持
＝F压＝pS＝1.2×103 Pa×0.1 m×0.1 m＝12 N；由于F2与OB
的夹角为30°，所以F2的力臂L2＝1
2
L OB＝
3
2
L OA，(G－F支持)×L OA
＝F2×L2变形得：F2＝（G－F支持）×L OA
3
2
L OA
＝
2×（90 N－12 N）
3
＝
52 N．
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．
练习：
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100 N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.
答案：F2200
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0.5 N)，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________．答案：2 3 变大
6．(2014·玉林、防城港)如图所示，一轻质杠杆支在支架上，
OA＝20 cm，G1为边长是5 cm的正方体，G2重为20 N．当OC＝10 cm时，绳子的拉力为________N，此时G1对地面的压强为2×104 Pa.现用一水平拉力，使G2以________cm/s的速度向右匀速运动，经过12.5 s后，可使G1对地面的压力恰好为0.
答案：10 4
知识点3 滑轮
例(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(C)
点拨：
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．
练习：
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(D )
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400 N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.
答案：动200
9．(2015·漳州)如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50 N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0.2 m/s，小车速度为0.3 m/s，则地面对物体M的摩擦力为________N，2 s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) 答案：150 3
知识点4 探究杠杆的平衡条件
例(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_______________________________________________________ ____.
答案：
(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
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
对应练习
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<F2 B．F1＝s2
s1
·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20 N，绳重及摩擦不计．用它匀速提升重为100 N的物体，所用的拉力F是()
A．50 N
B．60 N
C．70 N
D．120 N
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＜G B．F1＞F2＞F3＞GC．F1＝F2＝F3＝G D．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1 m，水平放置在O1、O2两个支点上，已知AO1、O2B的长均为0.25 m，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少要用力
20 N，则下列说法中正确的是()
A．木棒自重40 N
B．若把B端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力60 N C．若把A端竖直向上稍微抬起一点距离至少要用力20 N D．若把A端竖直向下稍微压下一点距离至少要用力40 N
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＝10 N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10 N 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200 N，当物体A匀速上升高度为 1 m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6 N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250 N，两脚尖与地面的接触面积为60 cm2，双手与地面的接触面积为300 cm2.
(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1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的高度为0.36 m，则他1 min内克服重力所做的功为多少？
参考答案
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＝250 N ，F 手＝F 手支，则两脚尖与地面的压
强p 脚＝F 脚S 脚，双手对地面的压强p 手＝F 手S 手，∵p 脚∶p 手＝5∶2，∴F 脚S 脚∶F 手S 手＝5∶2，则F 手＝2S 手F 脚5S 脚＝2×300 cm 2×250 N 5×60 cm 2＝500 N ．(3)做一个俯卧撑时，支持力对人做功：W ＝F 手h ＝500 N ×0.36 m ＝180 J ，所以做30个俯卧撑做功W ′＝30×180 J ＝5 400 J.。