（全国通用版）2020中考物理大一轮 第9章 简单机械 第一节 杠杆 滑轮与斜面素养突破课件

第一节杠杆、滑轮与斜面考点1考点2考点3杠杆1.杠杆及其五要素要素要点定义在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。①杠杆可直可曲,形状任意。②在力的作用下不易发生形变五要素支点杠杆绕着转动的固定点,用“O”表示动力使杠杆转动的力,用“F1”表示阻力阻碍杠杆转动的力,用“F2”表示动力臂从支点到动力作用线的距离,用“L1”表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离,用“L2”表示说明动力、阻力都是杠杆受到的力,所以作用点在杠杆上;动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反考点1考点2考点32.杠杆的平衡条件要素要点平衡条件杠杆平衡杠杆静止或匀速转动调节调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置①目的:可以方便地从杠杆上读出力臂的大小;消除杠杆自身重力产生的力矩②调节方法左端高向左调,右端高向右调杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式:F1l1=F2l2或𝐹1𝐹2=𝑙2𝑙1。动力臂和阻力臂的比值不变,动力和阻力的比值也不变考点1考点2考点33.杠杆的分类种类省力杠杆费力杠杆等臂杠杆示意图力臂l1大于l2l1小于l2l1等于l2省力情况F1小于F2(省力)F1大于F2(费力)F1等于F2(不省力也不费力)距离情况费距离省距离不费距离也不省距离应用工具橇棒、铡刀、瓶盖起子等钓鱼竿、镊子、筷子等跷跷板、天平等考点1考点2考点3滑轮与滑轮组比较项定滑轮动滑轮滑轮组定义中间的轴固定不动的滑轮和重物一起移动的滑轮定滑轮和动滑轮的组合实质等臂杠杆动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆变形或图示考点1考点2考点3比较项定滑轮动滑轮滑轮组特点不省力但是改变动力的方向省一半的力,但不能改变动力的方向省力又能改变动力的方向F移动距离(s)和G移动距离(h)关系s=hs=2hs=nh考点1考点2考点3斜面与轮轴斜面定义一个与水平面成一定夹角的倾斜平面特点省力机械如图,用F表示力,s表示斜面长,h表示斜面高,物重为G。理想情况下,根据功的原理,得W=Fs=Gh,变形得F=𝐺ℎ𝑠。当h一定时,斜面越长越省力。例盘山公路说明螺线可以看作是绕着圆柱上的斜面,例:饮料瓶瓶盖、螺丝钉、螺旋千斤顶等考点1考点2考点3轮轴定义由轮和轴组成,能绕共同轴线转动的简单机械叫做轮轴;半径较大的是轮,半径较小的是轴实质能够连续旋转的杠杆,支点就在轴线如图所示,R为轮半径,r为轴半径,F1为作用在轮上的力,F2为作用在轴上的力,根据杠杆平衡条件有F1R=F2r。可知,当动力作用在轮上,则轮轴为省力杠杆;动力作用在轴上,则轮轴为费力杠杆考点1考点2考点3命题点图片练一练杠杆的分类(人教八下P79图12.1-4)1.(2019·湖北宜昌中考)如图所示,赛艇的船桨是一种杠杆,划船时它是一支费力力杠杆,手移动的距离小于(选填“大于”或“小于”)桨在水中移动的距离(人教八下P76扉页插图)(说明:还可以考查压强)2.(2019·福建中考)如图是我国古代劳动人民在工地上运送巨木的情景。架在支架上的横杆属于省力(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;支架下面垫有面积较大的石块,是为了减小(选填“增大”或“减小”)对地面的压强考点1考点2考点3命题点图片练一练杠杆的分类(人教八下P80图12.1-6)3.(2019·安徽涡阳期末)如图是一款指甲剪,按示意图其中ABC(选填“ABC”“OBD”或“OED”)是省力杠杆,此时B是支点。人使用指甲剪时上面刀刃受到阻力方向是向上(选填“向上”或“向下”)的(沪粤八下P28图6-43)4.(2018·安徽阜阳模拟)人体就像一部复杂的机器,包含许多物理知识,人的前臂如图所示,是一个费力(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆考点1考点2考点3命题点图片练一练杠杆平衡条件的应用(人教八下P79图12.1-8)5.(2019·安徽亳州期末)搬运砖头的独轮车,车厢和砖头所受的总重力G=1400N,独轮车有关尺寸如图所示,则动力F=420N。为了更省力,工人师傅可以采取的措施是手向右移动或者重物靠近轮子放一些(写出一条即可)(沪粤八下P29图6-48)6.(2018·安徽固镇二模)小明积极参加体育锻炼。图中为他练习做俯卧撑的姿势。他的身体可作为一个杠杆,O点是支点。他的质量为50kg,所受重力可视为集中在A点。将身体撑起时,地面对双手的支持力至少294N(g取10N/kg)考点1考点2考点3命题点图片练一练定滑轮的特点(人教八下P82图12.2-2)7.(2019·安徽阜阳期末)为了弘扬爱国主义,贵港不少学校周一会进行升旗仪式。如图是贵港某学校举行升旗仪式时的情景。旗杆顶部安装的滑轮是定滑轮,它的作用是改变拉力的方向动滑轮的特点(沪粤八下P32图6-54)8.如图所示,用滑轮拉着一重为4N的物体向上做匀速直线运动,该滑轮为动(选填“动”或“定”)滑轮,如果不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,则竖直向上方向拉力F是2N考点1考点2考点3命题点图片练一练滑轮组的特点(沪科八年级P194图10-22)9.(2018·辽宁盘锦中考)如图所示,利用滑轮组匀速提升重为10N的物体,动滑轮重2N,物体被提升了0.5m,不计绳重和摩擦,则绳子的自由端移动的距离是1m,绳端的拉力F是6N,其中定滑轮的作用是改变拉力的方向考法1考法2考法3考法4杠杆力臂的画法例1(2019·内蒙古赤峰中考)工人沿台阶向上滚动圆柱形塑料桶如图所示。他在A点施加力F使塑料桶绕O点向上滚动,请画出F的力臂。答案:如图所示。解析:图中O为支点,反向延长力F画出F的作用线,然后从支点O向力F的作用线作垂线段,该垂线段即为力F的力臂L。考法1考法2考法3考法4方法归纳画力臂的四步骤(1)确定支点:支持杠杆转动的点。(2)确定力。(3)力的作用线:沿力的方向的线或反向延长线,且反向延长线用虚线。(4)力臂:支点向力的作用线作垂线,用箭头或大括号将垂线段表示出来,即为力臂。考法1考法2考法3考法4对应练1(2019·云南昆明中考)请画出图中力F的力臂,并以“L”表示。答案:如图所示。解析:已知支点O,延长F画出力的作用线,从支点向力F的作用线作垂线段,即可作出其力臂L。考法1考法2考法3考法4例2(2019·甘肃武威中考)下图是羊角锤的示意图,请画出用羊角锤撬铁钉时最小动力F1的示意图。答案:如图所示。解析:由杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长越省力;由题图知,O为支点,A点离支点最远,则连接支点O和羊角锤的末端A即是最长的动力臂,过A点作垂直于动力臂向右的力F1。考法1考法2考法3考法4方法归纳杠杆中最小动力的求法求杠杆中的最小动力,可以按照以下几个步骤进行:①确定杠杆中的支点和动力作用点的位置;②连接支点与动力作用点,得到最长的线段;③经过动力作用点作出与该线段垂直的直线;④根据杠杆平衡原理,确定出使杠杆平衡的动力方向。考法1考法2考法3考法4对应练2(2019·四川凉山州中考)如图所示,现使用最小的力F1使杠杆在图示位置平衡,请画出F1及其对应的力臂L1。答案:如图所示。考法1考法2考法3考法4解析:因为在阻力和阻力臂一定时,当动力臂最长时动力最小。O为支点,当动力作用在A点时,力臂最长,则OA为最长力臂L1,已知阻力F2方向竖直向下,为使杠杆平衡,力F1方向也是向下的,过A点作OA的垂线即为最小的力F1。考法1考法2考法3考法4杠杆平衡条件的应用例3(2019·四川广安中考)如图所示,一轻质杠杆水平支在支架上,OA∶OC=2∶1,G1是边长为5cm的正方体,G2重20N,则绳子对G1的拉力为10N,此时G1对地面的压强为2×104Pa,G1重60N。考法1考法2考法3考法4解析:由题图知,O为支点,G2在C点,设绳子对A端的拉力为FA,已知OA∶OC=2∶1,则OA=2OC,由杠杆平衡条件得FA×OA=G2×OC,即FA×2OC=20N×OC,解得FA=10N;物体与地面的接触面积S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2;物体G1对地面的压力F=pS=2×104Pa×0.0025m2=50N,地面对物体的支持力F'=F=50N;G1受竖直向下的重力G1、地面向上的支持力F'、绳子向上的拉力FA,物体G1静止,处于平衡状态,由力的平衡条件得G1=FA+F'=10N+50N=60N。考法1考法2考法3考法4对应练3(2019·四川凉山州中考)如图所示,轻质杠杆OB的重力忽略不计,OB=3OA,物体G的重力为150N。若要使物体G对水平地面的压力为零,则需要在B端施加的拉力F=50N。解析:因为物体G对水平地面的压力为零,所以A点受到的拉力FA=G=150N。根据杠杆的平衡条件可得FA×OA=F×OB,即150N×OA=F×3OA,解得F=50N。考法1考法2考法3考法4对应练4(2019·广西中考)如图所示,杠杆在拉力F的作用下水平平衡。现将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则拉力F的变化情况是()A.一直变大B.一直变小C.一直不变D.先变大后变小A解析:将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,钩码的重力不变,其力臂不变,即阻力与阻力臂的乘积不变;将弹簧测力计绕c点从a位置转动到b位置的过程中,拉力F的力臂逐渐变小,由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,拉力F逐渐变大。考法1考法2考法3考法4杠杆的分类例4(2019·云南中考)如图所示的简单机械,属于省力杠杆的是()B考法1考法2考法3考法4方法归纳杠杆分类及判断方法(1)杠杆分类:①省力杠杆:动力臂大于阻力臂,启瓶器、螺丝刀、撬棒、钳子、独轮车;②费力杠杆:动力臂小于阻力臂,镊子、筷子、钓鱼竿、食品夹、理发刀;③等臂杠杆:动力臂等于阻力臂,托盘天平、定滑轮。(2)判断方法:判断支点,确定动力和阻力,比较力臂。如夹子的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。解析:吊车吊臂在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A错误;撬棒在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B正确;筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C错误;钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D错误。考法1考法2考法3考法4对应练5(2018·安徽模拟)右图为脚踩式垃圾桶的示意图,在打开盖子的过程中,是杠杆ABC和杠杆A'B'C'在起作用,其中杠杆A'B'C'是费力(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。考法1考法2考法3考法4滑轮与滑轮组例5(2019·嘉兴中考)为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是()A.两个滑轮在装置中起的作用相同B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同C.沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等D.将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等C考法1考法2考法3考法4方法归纳(1)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省力但要费距离;(2)滑轮组距离关系:s=nh。解析:由题图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,动滑轮能够省力,但不能改变力的方向;定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故A错误;该滑轮组中n=2,由s=2h可知,拉力移动距离等于配重上升高度的2倍,故B错误;绳子最后绕过的是定滑轮,定滑轮相当于等臂杠杆,沿方向1与2匀速拉动配重,动力臂都等于定滑轮的半径,所以两次的拉力相等,若不计摩擦,均等于12(G+G动),故C正确;直接提升配重做的功是有用功,用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功,即用该装置所做的功(总功)大于有用功,故D错误。考法1考法2考法3考法4对应练6(2019·四川自贡中考)如图所示,物体A、B的重分别为20N、10N,滑轮重和滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则()A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30NB解析:由题图知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以FA=12GB=12×10N=5N;在