2020年中考物理总复习系列12《简单机械》(含答案)

第十二章《简单机械》

知识点1：杠杆五要素和平衡条件

1．杠杆的五要素和平衡条件

（1）定义：一根在力的作用下能绕着__固定点O__转动的硬棒叫做杠杆

（2）杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂

（3）平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2)

【提示】画力臂：(1)先在杠杆示意图上确定出支点。(2)画出动力作用线和阻力作用线。

(3)最后从支点向力的作用线引垂线。

2．杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆

【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必然费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的。

知识点2：滑轮

1.滑轮与滑轮组

2.斜面与轮轴

【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用于轮还是轴。

知识点3：机械效率

1.定义：物理学中，将__有用功__跟__总功__的比值叫做机械效率，用η表示

2.表达式_η＝

W有

W总

___

3.测量滑轮组的机械效率：η＝

W有

W总

＝

Gh

Fs

_

1.考查热点：杠杆力劈的作图及其平衡条件的探究，滑轮组的绕制，机械效率的理解及简

单计算

2.考查题型：以填空题、作图题、计算题、实验题为主

3.备考重点：杠杆与滑轮的作图，机械效率的理解及简单计算

考点1：杠杆的分类

例1 如图所示，所使用杠杆属于费力杠杆的是( A )

★备考指导

★突破考点，典例呈现

★知识梳理

★考纲要求：

1. 简单机械改变力的大小和方向.

（探究）

2. 机械效率.（了解）

3. 机械使用的历史发展过程；机械

的使用对社会发展的作用.（认识）

方法点拨：生活生产中，常用工具的杠杆分类：

(1)省力杠杆：羊角锤、指甲剪、撬棒、剪刀、扳手、钢丝钳等。

(2)费力杠杆：船桨、钓鱼竿、镊子、筷子、坩埚钳、火钳等。

(3)等臂杠杆：天平、跷跷板、定滑轮等。

例2 图甲是钳子使用时的情景。图乙是图甲中A 部分受力的简化图，F 1是钳子受到的动力，B 点是阻力的作用点，O 是支点，请在图乙中画出动力臂l 1和阻力F 2。 【答案】

方法点拨：(1)力臂表示的是支点O 到力的作用线的距离，是从支点O 向力的作用线引垂线，不是支点O 到力的作用点的距离。

(2)画力臂时可以按照以下步骤：

①先在杠杆上确定支点O ；②找到动力和阻力的作用点，沿力的方向画出动力作用线和阻力作用线；③最后从支点O 向力的作用线引垂线。

考点2：滑轮与滑轮组

例3 如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G 1＝60 N ，G 2＝38 N ，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F 作用下静止。则每个动滑轮的重力为( B )

A ．3 N

B ．6 N

C ．11 N

D ．22 N

方法点拨：(1)使用动滑轮能省一半力需满足两个条件：一是

不考虑动滑轮重及绳子与轮间的摩擦力；二是拉绳子的力的方

向必须是竖直向上的(若动滑轮水平放置，拉力方向是水平

的)，且拉力作用在绳子上，阻力作用在动滑轮的轴上。

(2)判断滑轮组绳子段数n 的方法：可以在定滑轮与动滑轮之

间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则

n 就是几。如图甲、乙所示。

考点3：机械效率的计算

例4 用如图所示的滑轮组在5 s 内将静止在水平地面上质量

m ＝40 kg ，底面积S ＝1 m 2的物体匀速竖直提升3 m ，所用拉力F ＝250 N ，问：

(1)提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？(g 取10 N/kg)

(2)滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少？

(3)拉力F 的功率是多少？

(4)滑轮组的机械效率是多少？

解：(1)物体静止在水平地面上，则F 压＝G ＝mg ＝40 kg ×10 N/kg ＝400 N 。物体对地面的压强是p ＝F 压S ＝400 N 1 m 2＝400 Pa 。

(2)滑轮组提升物体过程中做的有用功W 有＝Gh ＝400 N ×3 m ＝1 200 J 。

(3)由图可知：动滑轮上绳子的段数n ＝2，则拉力作用点移动的距离s ＝nh ＝2×3 m ＝6 m 。

W 总＝Fs ＝250 N ×6 m ＝1 500 J ，拉力F 的功率P ＝W 总t ＝1 500 J 5 s ＝300 W 。 (4)滑轮组的机械效率η＝W 有W 总＝1 200 J 1 500 J

＝80%。 方法点拨：计算滑轮组的机械效率：

设物体上升的高度为h ，机械效率：

(1)η＝W 有W 总＝Gh Fs ＝G nF

。 (2)若不计绳重及摩擦，则η＝W 有

W 有＋W 额＝Gh Gh ＋G 动h ＝G G ＋G 动

。 实验：探究杠杆的平衡条件

命题点

1．杠杆平衡螺母的调节(左高向左调，右高向右调)。

2．让支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆自重对实验造成的影响)。

3．实验开始需调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂)。

4．弹簧测力计的使用和读数。

5．测量多组数据的目的(避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性)。

6．测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计示数的变化。

7．分析数据总结杠杆平衡条件(F 1l 1＝F 2l 2)。

8．杠杆平衡条件的应用。

实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，写成公式F 1l 1＝F 2l 2。

例5 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

(1)把支点放在质地均匀的杠杆中间，在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向__右__(选填“左”或“右”)边旋一些。

(2)调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第__二__组实验更好，理由是__便于测量力臂__。

(3)某小组通过多次实验，得出以下数据，分析数据得出杠杆的平衡条件是__F 1l 1＝F 2l 2__(用字母表示

物理量 次数

1

2 3 4 l 1/m 0.1

0.15 0.2 0.2 F 1/N

0.5 0.5 1.5 _2_