人教版全国中考物理总复习基础讲练第23讲 杠杆 其他简单机械(含解析)

第23讲 杠杆 其他简单机械
考点1 杠杆 (1)杠杆
①定义：一根硬棒，在力的作用下如果能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。

②杠杆五要素：
支点O ：杠杆绕着其转动的固定点； 动力F 1：使杠杆转动的力； 阻力F 2：阻碍杠杆转动的力；
动力臂l 1：支点到动力作用线的距离； 阻力臂l 2：支点到阻力作用线的距离。

(2)杠杆的平衡条件
①杠杆平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，若杠杆保持静止或匀速转动，则杠杆平衡。

②平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂 即F 1l 1＝F 2l 2。

(3)杠杆的分类
①省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆叫做省力杠杆，杠杆平衡时，其动力小于阻力。

省力杠杆省力，但费距离。

②费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆叫做费力杠杆，杠杆平衡时，其动力大于阻力。

费力杠杆虽费力，但省距离。

③等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆叫做等臂杠杆，杠杆平衡时，动力等于阻力，既不省力也不费力。

考点2 滑轮 (1)定滑轮
①定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。

②实质：定滑轮的支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，因此定滑轮的实质是一个等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。

(2)动滑轮
①定义：随物体一起运动的滑轮叫做动滑轮。

②实质：动滑轮的支点是那段上端固定的绳子与动滑轮相切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径，因此动滑轮的实质是一个动力臂是阻力臂二倍的杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半力，但不能改变动力的方向，且多费一倍距离。

(3)滑轮组
①定义：由几个动滑轮和几个定滑轮组成的装置，叫做滑轮组。

②特点：使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。

即F＝G
n，此时s＝nh。

(n为承担物体的绳子的段数)
1．关于杠杆的一些说法中，正确的是()。

A．杠杆必须是一根直棒B．杠杆一定要有支点
C．动力臂是支点到动力作用点的距离D．当力的作用线通过支点时，力臂最大2．在探究杠杆的平衡条件的实验中，多次改变力和力臂的大小主要是为了()。

A．减小摩擦B．使每组数据更准确
C．多次测量取平均值减小误差D．获取多组实验数据归纳出物理规律
3．观察如图所示的指甲刀的结构图，其中分析正确的是()。

A．一个杠杆，且是省力杠杆
B．两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆
C．三个杠杆，一个省力杠杆，两个费力杠杆
D．三个杠杆，一个费力杠杆，两个省力杠杆
4．关于滑轮的以下说法中，正确的是()。

A．使用定滑轮一定不省力，但可以省距离
B．使用动滑轮一定可以省力，但是费距离
C．使用定滑轮和动滑轮都可以改变力的方向
D．定滑轮和动滑轮都是变形杠杆
5．物体重1 000 N，如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用______N的力；如果用一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用______N的力(不计摩擦、滑轮自重、绳重)。

杠杆作图归类例析
纵观各省市中考试题，有关杠杆的作图题屡见不鲜，要求也越越高，成了考试的热点问题，现将杠杆作图类试题归类分析，供同学们参考。

题型一、根据已知力作力臂
【例1】轻杆A端挂重物，OA在绳子拉力作用下保持平衡，画出绳对A点的拉力及力臂。

解析：绳对A点的拉力沿着绳子的方向。

过O点作拉力的作用线的垂线，垂线段的长度即为力臂。

答案：如图所示：
题型二、根据已知力臂作力
【例2】如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂。

请在图中作出力F1。

解析：根据力臂是支点到力的作用线的距离，过l1的末端作l1的垂线，与杠杆的交点是F1的作用点，从而画出动力F1。

注意动力的作用点要画在杠杆上。

答案：如图所示：
【例3】如图所示，在课桌的C点用最小的力把桌腿B抬离地面，在抬起时桌腿A没有滑动。

请在C点画出这个力的示意图，并标出它的力臂l。

解析：在抬起桌子的过程中，可以把桌子看做是一个杠杆，此时A是支点，要在C点用最小的力把桌腿B抬离地面，根据杠杆的平衡条件知，在C点施加的力的力臂需要最长，在图中最大的动力臂就是支点与力的作用点的距离，而在C点与该力臂垂直的动力最小，由此可作出图。

答案：如图所示：
通过以上例题分析我们可以看出，要做好杠杆作图题，必须注意：(1)审清题意，看清要求；(2)正确理解并掌握力臂的概念；(3)充分利用杠杆的平衡条件。

1．(2012·山东烟台中考)在你学过的简单机械里既可以省力又可费力的机械是()。

A．杠杆B．定滑轮C．动滑轮D．滑轮组
2．(山西中考)如图所示是一种指甲刀的结构示意图，下列说法正确的是()。

A．ABC是一个省力杠杆
B．D处刀刃较薄，可以增大压力
C．杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以减小摩擦
D．指甲刀只有两个杠杆，一个省力杠杆，一个费力杠杆
3．(浙江宁波中考)下列所示工具中，使用时不能省力但能省距离的是()。

4．(2012·山东烟台中考)如图所示，一位母亲推着婴儿车行走，当前轮遇到障碍物时，母亲向下按扶把，若把婴儿车视为杠杆，这时杠杆的支点是________；当后轮遇到障碍物时，母亲向上抬起扶把，这时婴儿车可视为________(选填“省力”或“费力”)杠杆。

5．(2012·四川成都中考)在下图中：①标出支点O的位置；②画出作用在撬棍上的力F1的力臂。

6．(甘肃兰州中考)在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
(1)某同学将杠杆悬挂起，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母
向________调节，使杠杆在________位置平衡。

(2)在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使
(3)根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂。

他得出此错误结论的原因是____________________________________。

1．如图所示的用具中，属于省力杠杆的是()。

2．60 g的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如图所示的平衡状态。

由此可估测球的质量约为()。

A．20 g B．30 g C．60 g D．120 g
3．某人用100 N的力提起了350 N的重物，那么他可能使用了()。

A．一个定滑轮B．一个动滑轮
C．一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组D．一个杠杆
4．如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦)，其中所需动力最小的是()。

5．探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可能左侧的平衡螺母向______调节，使其在水平位置平衡，如图所示，在支点左侧20 cm刻度处挂三个重均为0.5 N的钩码，在支点右侧15 cm刻度处用弹簧测力计拉杠杆，使其水平平衡。

要使弹簧测力计示数最小，弹簧测力计的拉力应沿______方向，此时读数为______ N。

6．在电视剧《三国》中，有这样一个情景：一群士兵用力拉动一个杠杆，会将石块抛向敌方阵营。

它是一个________杠杆。

要把石块抛出去，图中作用在A点的力沿______方
向最小(选填“a”“b”或“c”)。

7．小红所在的科技小组利用所学知识自制一杆秤(自重不计)，其照片如图所示。

秤砣的质量m0为1 g，根据照片估算此杆秤最大测量值为______ g；若要增大该杆秤的测量范围，可采用的方法是______________(写一种方法)；如果秤杆上0.5 g和2.5 g的两根刻度线相距10 cm，则秤钩连接点A与提纽O点的距离是______ cm。

8．某同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。

比较(a)(b)两图可知：___________________________________________________；
比较(b)(c)(d)三图可知：_________________________________________________。

9．如图所示，为自行车脚踏板的示意图，作用在脚踏板上的力为F。

请在图中画出该力的力臂。

参考答案
基础自主导学
自主测试
1．B 2.D 3.C 4.D
5．答案：1 000500
知能优化训练
中考回顾
1．A
2．A对于杠杆ABC，支点为B，其动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，选项A正确；D处刀刃较薄，是为了减小受力面积，从而增大压强，选项B错误；杠杆ABC上有粗糙的花纹，可以增大摩擦，选项C错误；指甲刀有三个杠杆，即ABC、OBD及OED，选项D 错误。

3．D动滑轮和省力杠杆(订书机、羊角锤)省力，但费距离；镊子是费力杠杆，不能省力，但能省距离。

4．答案：后轮省力
5．答案：如图所示：
6．答案：(1)左 水平
(2)F 1l 1＝F 2l 2(动力×动力臂＝阻力×阻力臂) (3)依据一组数据就得出实验结论，具有偶然性
解析：研究杠杆平衡条件时，若杠杆不平衡，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。

分析表中数据可得出杠杆的平衡条件：F 1l 1＝F 2l 2(动力×动力臂＝阻力×阻力臂)。

模拟预测
1．A 分析杠杆类别时，要注意杠杆的几个基本要素：支点、动力作用点、阻力作用点、动力臂、阻力臂。

联系用具的日常使用，A 是省力杠杆，B 与D 都是费力杠杆，天平是等臂杠杆，既不省力也不费力。

2．B 根据杠杠的平衡条件F 1L 1＝F 2L 2，杠杆是水平平衡的，不妨认为人对杠杆的力是动力，则球对杠杆的力是阻力，由图知L 1∶L 2约为1∶2，所以F 1∶F 2约为2∶1。

又因
为F 1大小等于mg ，所以F 2＝12F 1＝12mg ，F 2＝m 2g ，所以球的质量约为1
2
×60 g ＝30 g 。

3．D 从题意知某人提起重物时是省力的，而定滑轮不能省力，动滑轮只能省一半的
力，一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组至少用350
3
N 的力才能提起该重物。

4．D 若不计机械自重及摩擦，选项A 中，由F 1l 1＝Gh 可得，F 1＝1
2
G ；选项B 中，
F 2＝13
G ；选项C 中，F 3＝2G ；选项D 中，由杠杆的平衡条件可得，F 4＝1
4G 。

通过以上分析
可知，正确的选项是D 。

5．答案：右 竖直(或竖直向下) 2
解析：杠杆在调节过程中右侧高，左侧低，可将左侧的平衡螺母向右调，在阻力与阻力臂及动力作用点一定的情况下，动力的作用方向与杠杆垂直时，力臂最大，所用力最小，根据杠杆的平衡条件可得，1.5 N ×0.2 m ＝F ×0.15 m ，则F ＝2 N 。

6．答案：费力 c
解析：由题图可知，此杠杆为费力杠杆，由杠杆的平衡条件F 1L 1＝F 2L 2，由于阻力与阻力臂的乘积是定值，所以动力臂越大，动力越小，图中作用在A 点的力沿c 方向的力臂最大，所以力最小。

7．答案：6.4(6.0～6.8的范围内均可) 增大秤砣的质量(或减小OA 的距离) 5 解析：用刻度尺测得l OA ＝0.7 cm ，l OB ＝4.5 cm ，根据杠杆的平衡条件知：m 0g · l OB ＝mg ·l OA ，即1 g ×4.5 cm ＝m ×0.7 cm ，解之得m ＝6.4 g ，注意：m 在6.0～6.8 g 之间都算正确。

若要增大杆秤的测量范围，可采用增大秤砣质量或者减小OA 距离的方法。

设秤杆上0.5 g 刻度线处距提纽O 距离为l 1，秤钩连接点A 距提纽O 距离为l 2，根据杠杆的平衡条件：0.5 g ×l 2＝1 g ×l 1；2.5 g ×l 2＝1 g ×(l 1＋10 cm)。

由上面两式得：l 2＝5 cm 。

8．答案：定滑轮不省力 定滑轮可以改变力的方向
解析：本题是探究定滑轮的特点，图中(a)与(b)的弹簧测力计示数相等，表示使用定滑轮不省力，图中(b)(c)(d)改变了拉力的方向，但弹簧测力计示数不变，表示使用定滑轮可以改变力的方向。

9．答案：如图所示：
解析：力臂是支点到力的作用线的距离，所以作力F的力臂时，先找出支点O(即杠杆上能够绕着转动的固定点)，过力的作用点沿力的方向画出力的作用线，然后过支点O向力
的作用线作垂线，支点到垂足的距离l就是力F的力臂，如图所示。