中考物理一轮专题复习--第十五讲简单机械.pdf

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1、 第1页（十五）简单机械（附答案）一考点扫描 知识结构 简单机械 杠杆 定义平衡条件分类滑轮 定滑轮 实质特点动滑轮 实质特点滑轮组 省力情况绕制方法轮轴和斜面 考点一 杠杆 1在力的作用下，能绕着_转动的硬棒叫杠杆力臂是_到_的距离，而不是支点到力的作用点的距离 2 杠杆处于_状态或_状态，称为杠杆平衡 杠杆平衡条件为：_，即 。3杠杆的分类：(1)省力杠杆：动力臂_阻力臂，特点是_但_。如：撬棒，起子(2)费力杠杆：动力臂_阻力臂，特点是_但_。如：船桨，镊子(3)等臂杠杆：动力臂_阻力臂，特点是既不省力也不费力如：天平 4力臂的画法：要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键画法可

2、按以下几步完成：(1)首先在杠杆的示意图上，确定支点 O.(2)画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长(3)过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂 考点二 滑轮 5定滑轮的实质是_杠杆，特点是不能_，但能改变_。6动滑轮的实质是动力臂为阻力臂_的杠杆，特点是能_，但不能_，费_的距离 7使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子承担，提起物体所用的力就是总重的_，即_；绳子移动的距离就是物体上升高度的几倍，即 s _。温馨提示 确定承担物重绳子的股数 n 的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,将它们分开!有几段绳子绕在动滑,股数就是.8拧螺丝钉的螺丝刀

3、是一个轮轴，手把部分相当于_，螺丝钉部分相当于_。利用斜面可以省力，斜面坡度越_，越省力 第2页 二经典例题 例 1.（2011北京）如图所示的四种情景中，所使用的杠杆属于费力杠杆的是()解析：撬棒、羊角锤、核桃夹在使用时动力臂均大于阻力臂，是省力杠杆，而食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，因此 D 选择项正确 答案：D 例 2.（2011聊城）请在图中画出力 F 的力臂和物体所受重力的示意图 解析：从支点 O 到力 F 的作用线作垂线，支点 O 到垂足之间的距离就是力 F 的力臂；作重力的示意图时，作用点作用在重心，方向竖直向下 答案：例 3.（2010兰州)如下图所示，将体积相同

4、的物体 G1、G2分别挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态若将两个物体 G1、G2同时浸没在水中，则()A杠杆仍能保持平衡 B杠杆不能平衡，A 端下沉 C杠杆不能平衡，B 端下沉 D无法确定杠杆的状态 解析：杠杆此时处于平衡状态，根据平衡条件有 G1l1G2l2，由图知 l1l2.因为 G1和 G2体积相等，所以受到的浮力有 F1F2，杠杆减小的力和力臂的乘积左边为 F1l1，右边为 F2l2，则 G1l1F1l1G2l2F2l2，所以杠杆不平衡，B 端下沉，故选 C.答案：C 例 4.(2010南昌)如图所示，在竖直向上大小为 10 N 的力 F 的作用下，第3页 重物 A 沿竖直方向匀速上升已

5、知物体 A 上升的速度为 0.2 m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()A20 N 0.4 m/s B20 N 0.1 m/s C5 N 0.4 m/s D5 N 0.1 m/s 解析：滑轮在拉力作用下，随重物一起上升，说明该滑轮为动滑轮，根据动滑轮的特点有：F2GA，则GAF210 N25 N，v滑12vA120.2 m/s0.1 m/s，故选 D.答案：D 三课堂练习 1.如图所示是生活中的几种工具，其中属于省力杠杆的是()2.如图所示，轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球，杠杆平衡，把它们同时浸没在水中，杠杆仍然平衡，则()A两球

6、都是实心的 B大球实心，小球空心 C大球空心，小球实心 D两球都空心，且空心部分体积相同 3.下图中，为使杠杆 OA 保持静止，画出在 A 点所加最小力 F1 的示意图和阻力 F2 的力臂 l2.4.（2010南昌）如图所示，在竖直向上大小为 10 N 的力 F 的作用 下，重物 A 沿竖直方向匀速上升已知物体 A 上升的速度为 0.2 m/s，不计滑轮重、绳重及绳与滑轮间的摩擦，则物体的重力大小和滑轮上升的速度分别为()A20 N 0.4 m/s B20 N 0.1 m/s C5 N 0.4 m/s D5 N 0.1 m/s 5.如图所示，把重 20 N 的物体匀速向上拉起，弹簧测力计的示数

7、为 12 N，若不计摩擦，则拉力 F 和动滑轮的重力分别是()第4页 A10 N 4 N B12 N 24 N C12 N 4 N D24 N 12 N 6.（2010临沂）下列说法正确的是()A杠杆一定能够省力 B定滑轮既能省力又能改变力的方向 C动滑轮既能省力又能改变力的方向 D滑轮组既能省力又能改变力的方向 7.（2011武汉）工人们为了搬运一台笨重的机器，设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的截面)，其中最省力的方案是()8.如图所示，物体 A 重 200 N，物体 B 重 50 N，此时物体 B 匀速下降，若不计动滑轮和绳重及绳子与滑轮的摩擦，则物体 A 所

8、受水平面的摩擦力为()A50 N B25 N C200 N D100 N 9.如下图所示的滑轮组提升物体，已知物体重 200 N，物体匀速上升 1 m，不计滑轮组重及摩擦，则()A拉力为 80 N B拉力为 40 N C绳的自由端拉出 4 m D绳子自由端拉出 1 m 10.（2011烟台）如图所示，轻质杠杆 OA 中点悬挂重为 60 N 的物体，在 A 端施加一竖直向上的力 F，杠杆在水平位置平衡，则力 F 的大小是_保持 F 的方向不变，将杠杆从 A 位置匀速提升到 B 位置的过程中，力 F 将_(填“变大”“变小”或“不变”)第5页 四专题训练 一、选择题 1(2011温州)如图为家庭手

9、摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升下列滑轮属于动滑轮的是()A甲 B乙 C丙 D丁 2(2011济宁)下列工具按下图所示使用时，属于费力杠杆的是()3(2010 中考变式题)如下图所示，在用滑轮将同一物体沿相同水平地面匀速移动时，拉力分别为 F 甲、F乙、F 丙、F 丁，比较它们的大小(不计滑轮重及滑轮与细绳间的摩擦)，正确的是()AF 甲F 乙 BF 乙F 丙 CF 丙F 丁 D一样大 4(2011桂林)在日常生活中，用 10 N 的拉力不能提起重 15 N 的物体的简单机械是()A一个定滑轮 B一个动滑轮 C杠杆 D斜面 5(2010 中考变式题)如图所示，某同学用重力为 1

10、0 N 的动滑轮匀速提升重为 50 N 的物体不计摩擦，则该同学所用拉力 F 的可能值是()A20 N B25 N C30 N D35 N 6(2012 中考预测题)学校国旗的旗杆上有一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升，对该滑轮的说法，正确的是()A这是一个动滑轮，可省力 B这是一个定滑轮，可省力 C这是一个动滑轮，可改变力的方向 D这是一个定滑轮，可改变力的方向 7(2012 中考预测题)下列关于简单机械的理解，正确的是()A吃饭时，筷子是个省力杠杆 B滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关 C使用杠杆，就是为了省力 D使用定滑轮不省力，但可以省距离 8(2011江西)三个和尚挑水吃的故

11、事相信大家耳熟能详，图中和尚们商量出新的挑水方案，胖和尚一人挑两小桶，瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶，以下说法中不正确的是()第6页 A乙图中水桶 B 向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离 B乙图中水桶 B 向下沉，为保持水平平衡，胖和尚可以将后面水桶 B 往前移动一点距离 C丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以让瘦和尚往前移动一点距离 D丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担，可以将水桶往前移动一点距离 9(2012 中考预测题)如图所示，动滑轮重 0.5 N，物体重 3.5 N，当 OA2OB 时，为使轻质杠杆保持水平平衡，在 A 端所加的力应为(不计 摩擦)()A4 N B2

12、 N C1 N D0.5 N 10(2012 中考预测题)如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力 F，将杠杆缓慢地由位置 A 拉至位置 B，力 F 在这个过程中()A变大 B变小 C不变 D先变大后变小 11(2012 中考预测题)如图所示，每个动滑轮的重均为 20 N，横杆重不计，滑轮和轴之间的摩擦不考虑，现用此滑轮组匀速提重 G760 N 的物体，那么需要施加的动力 F 是()A200 N B180 N C190 N D170 N 12.(2010黄冈)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()第7页 13.(2012 中考预测题)

13、如下图所示，不属于轮轴的是()14.(2012 中考预测题)如图所示，杠杆挂上砝码恰好平衡，每个砝码质量相同在下列各种情况下杠杆还能保持平衡的是()A左右砝码各向支点移一格 B左右砝码各减少一个 C左右砝码各减少一半 D左右砝码各增加 15.(2010 中考变式题)如上图所示，杠杆 AOB 的 A 端挂重为 GA的物体，B 端挂重为 GB的物体，杠杆平衡时 AO 处于水平位置，若 AOBO，杠杆自重不计，则 GA和 GB 的大小关系是()AGAGB BGAGB CGAGB D无法比较 二、填空题 16(2011新疆)某同学骑车在水平路面行进，当自行车两个脚踏板转到_位置时，用力最小，这是因为这

14、个位置的_最大 17.(2010 中考变式题)如图是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个_(填“省”或“费”)力杠杆；若箱和物品共重 100 N，动力臂是阻力臂的 5 倍，则抬起拉杆的力至少为_N.18(2010 中考变式题)在探究杠杆平衡条件的实验中，如果杠杆右侧高左侧低，则可将左侧的平衡螺母向_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 3 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.第8页 19(2011兰州)如图所示，质量为 60 kg 的人

15、，站在质量为 30 kg 的吊篮内，他至少用_N 的拉力拉住绳子，才能使自己和吊篮在空中保持静止(g 取 10 N/kg)20(2011株洲)如图是现代家庭经常使用的自动升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起洗好的衣服，取下晒干的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能图中动滑轮有_个，此装置_(填“能”或“不能”)改变动力的方向 21(2010 中考变式题)如图所示，AOB 为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知 AO2OB.固定 O 点，使 OB 处于水平位置，此时 B 端挂一重为 40 N 的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在 A 端施加 F_N 的力，

16、在图上画出此时力 F 的方向 22.(2010 中考变式题)如图所示，物体做匀速直线运动，拉力 F60 N，则物体受到的摩擦力是_N.23.(202 中考预测题)建筑工地上常用如右图所示的装置搬运建筑材料，使用的滑轮组由 A、B、C、D 四个滑轮组成，其中属于定滑轮的有_，属于动滑轮的有_(填字母)，如果滑车和建材共重 900 N，每个滑轮重 120 N，不计绳重及摩擦，匀速提起滑车所用的拉力 F_N.第9页 三、作图实验题 24.(2010 中考变式题)站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶，请在图中画出滑轮组绳子的绕法 25.(2010扬州)在探究杠杆平衡条件的实验中：(1)小明发现杠杆右

17、端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向_调节，小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的是_、_.(2)如图甲所示，在杠杆左边 A 处挂四个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆右边 B 处挂同样钩码_个(3)如图乙所示，用弹簧测力计在 C 处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平 衡，则 弹 簧 测 力 计 的 示 数 将 _(选 填“变 大”“变 小”或“不 变”)，其 原 因 是_ 26(2011哈尔滨)同学们利用如图装置验证“杠杆的平衡条件”，实验中记录的数据如下：物理量 次数 动力 F1/N 动力臂 L1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 L2/

18、cm 1 1 15 1.5 10 2 2 25 2.5 20 3 3 20 4 15 第10页 (1)写出分析处理实验数据的具体过程及验证的结果(2)杠杆在生活中有很多应用如图所示，现欲使静止的跷跷板发生转动，可采取的做法是_，并说出能驱使跷跷板发生转动 的条件_ 四、推证题 27(2010 中考变式题)定滑轮在使用时相当于一个杠杆如图所示，某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑 轮拉住钩码，已知人手的拉力为 F，钩码重力为 G.(1)请在图中标出这个“杠杆”的支点 O，画出拉力 F、钩码重力 G 及它们的力臂(保留作图痕迹)；(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重，请用杠杆平衡条件推证：FG.附：1.课堂练

19、习参考答案 1.答案：B 2.答案：A 3.答案：4.答案：D 5.答案：C 6.答案：D 7.答案：D 8.答案：B 9.答案：C 10.答案：30 N 不变 2 专题训练参考答案 一、选择题 1解析：动滑轮的特点是在转动的过程中，还随物体一起运动，参与了两个运动，从升降晾衣架的结构上看，与横梁固定的两个滑轮为动滑轮 第11页 答案：D 2解析：根据费力杠杆和省力杠杆的判断标准知：主要是比较它们力臂的关系由题知镊子的支点在顶端，阻力在另一端，动力作用点在中间，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆 答案：C 3解析：甲和丁是动滑轮，甲的拉力方向沿水平向左，能省一半的力，丁的拉力不沿水平方向，不能省一半

20、的力，所以 F 甲F 丁f；而乙和丙是定滑轮，定滑轮不能省力但可以改变拉力的方向，使用定滑轮时 无论拉力朝哪个方向，力的大小都相同，故 F 乙F 丙f，故四个拉力的关系是：F 甲F 丁F 乙F 丙，只有 B 选项符合题意 答案：B 4解析：使用定滑轮不能省力所以使用它用 10 N 的拉力不能提起重 15 N 的物体，其他三种机械在合理使用时都可以省力，故选 A.答案：A 5解析：在不计摩擦的情况下，用动滑轮竖直提起重物时，所用拉力为物体和动滑轮总重的一半，在本题中所用的拉力不是竖直的，因此拉力会变大，故选 D.答案：D 6 解析：旗杆顶端是一个定滑轮，利用它来改变力的方向，从而在升旗时往下拉动

21、绳子，旗子就能上升 答案：D 7解析：筷子是一个费力杠杆，使用时可以省距离，故 A 错；动滑轮重力越大，滑轮组的机械效率越低，B 项正确；使用机械有时为了省力，有时为了省距离，故 C 错；使用定滑轮既不省力，也不省距离，故 D错本题应选 B.答案：B 8解析：胖和尚挑水时，将挑水的扁担看做一个杠杆，其支点是扁担与肩的接触点，水桶 B 向下沉，说明水桶 B 对扁担的拉力与其力臂的乘积大于水桶 A 对扁担的拉力与其力臂的乘积，要保持水平平衡，由于桶和水的重力不变，对扁担的拉力不变，故要减小桶到肩膀的距离，因此需将支点后移或将水桶 B 前移，即胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离或将后面水桶 B 往前

22、移动一点距离，即选项 A 与选项 B 正确；丙图中两个和尚抬水时，将小和尚的肩膀与扁担的接触点作为支点，桶和水的重力为阻力且不变，小和尚为减轻瘦和尚的负担，即减小对瘦和尚肩膀的压力，需要增大瘦和尚的力臂或减小阻力臂，即让瘦和尚往前移动一点距离或将水桶往后移动一点距离，故选项 C 正确、选项 D 错 误 答案：D 9解析：这是一个组合机械，使用动滑轮能省一半力，所以 B 点的拉力 FB12(GG动)12(3.5 N0.5 N)2 N；杠杆的动力臂是阻力臂的 2 倍，所以作用在 A 点的力 F12FB122 N1 N.答案：C 10解析：在杠杆移动过程中，阻力等于 G，方向始终是竖直向下，阻力臂逐

23、渐变大，动力 F 始终与 OA垂直，所以其力臂就是 OA，大小不变，整个过程中杠杆处于平衡状态，FOA Gl，因 l 变大所以 F 变大，故选 A.答案：A 11解析：题目中“每个滑轮的重均为 20 N”，在此滑轮组中，只有两个为动滑轮，定滑轮重不用考虑，物重和两个动滑轮重由 4 股绳子所承担，则 4FGG 动760 N20 N2800 N，则 F200 N.第12页 答案：A 12.解析：图 A 中斜面高是斜面长的一半，所用拉力为物体重的一半；图 B 中物体的重由 3 段绳子承担，所用拉力为物体重的三分之一；图 C 中外力作用在动滑轮的轴上，所用拉力为物体重的 2 倍；图 D 中杠杆的动力臂

24、是阻力臂的 4 倍，所用拉力为物体重的四分之一，可见 D 正确 答案：D 13.解析：根据轮轴的定义，A、B、C 属于轮轴，D 是杠杆 答案：D 14.解析：判断杠杆是否平衡，要看两侧力和力臂的乘积是否相等，A 项的做法会使左侧下降；B 项的做法会使右侧下降；D 项做法会使左侧下降；只有 C 项的做法两侧力和力臂的乘积仍相等，杠杆平衡，故应选 C.答案：C 15.解析：杠杆处于平衡状态：所以 GAlAGBlB，GA的力臂为 OA，GB的力臂小于 OB，则 GAOAGBOB，因为 OAOB，所以 GAGB，故选 C.答案：C 二、填空题 16解析：脚踏板可以看作是一个杠杆，因脚向下用力，当自行车

25、的两个脚踏板转到水平位置时，动力臂最大，所以此时所用的动力最小 答案：水平 动力臂 17.答案：省 20 18解析：杠杆平衡调节与天平调节相同，“哪端高平衡螺母向哪端调”，根据题意知应向右调；要使弹簧测力计的示数最小，其力臂应大，则应沿竖直方向，向下拉 答案：右 竖直方向 2 19解析：如图所示，设人拉绳子所用的力为 F，由图知 F1F，对下面滑轮进行受力分析，滑轮受向上的拉力 F2，向下的拉力 F、F1，由于滑轮组处于静止状态，则 F2FF12F，由图知 F3F22F，因此人和吊篮受到的向上的拉力为 4F，由于人和吊篮在空中保持静止，人和吊篮受到向下的重力与绳对人和吊篮的拉力是一对平衡力，重

26、力大小为 Gmg(60 kg30 kg)10 N/kg900 N，拉力为 4F，依据平衡条件可知 4F900 N，则 F225 N.答案：225 20解析：从题图示装置可以看出，固定不动的滑轮，即定滑轮是在天花板上的两个，而在上下可移动的杆上的两个滑轮为动滑轮，由于向下用力时，杆能向上移动，所以此装置能够改变动力的方向 答案：2 能 21解析：根据杠杆平衡条件：F1l1F2l2，阻力和阻力臂乘积一定，要使 F1 最小，则应使 l1 最大动力作用在 A 点，且与 OA 垂直时以 OA 为力臂时最小 第13页 答案：20 22.解析：由图可知，和动滑轮相连的绳子有 3 段，因此动滑轮对物体的拉力

27、F3F360 N180 N，物体做匀速直线运动，所以摩擦力 fF180 N.答案：180 23.解析：B、C、D 三个滑轮在移动物体时不随物体移动是定滑轮，滑轮 A 随物体一起移动是动滑轮由图知滑轮组绳子股数为 3，3FG物G动900 N120 N1 020 N,则 F340 N.答案：B、C、D A 340 三、作图实验题 24.解析：和一个动滑轮相连的绳子最多有三段，人站在地上把物体提起来，要求绳子的自由端与定滑轮相连，这样才能改变力的方向，绳子的绕法如图所示 答案：如图所示：25.答案：(1)左 消除杠杆的重力对实验的影响(使杠杆的重力的力臂为 0)便于测量力臂(2)3(3)变大 该力的

28、力臂变短了(此时的力臂不是 OC 了)26解析：在验证杠杆的平衡条件时，要计算出每一次的动力动力臂与阻力阻力臂，进行比较；由图可知，此时甲对杠杆的力与力臂的乘积等于乙对杠杆的力与力臂的乘积，要使杠杆发生转动，则需要减小甲对杠杆力与力臂的乘积，或增大乙对杠杆力与力臂的乘积，或两者同时进行，使杠杆转动的条件是力与力臂的乘积的大小不相等 答案：(1)过程：分别计算出动力动力臂(或 F1 L1)，分别计 算出阻力阻力臂(或 F2L2)第一组 1 N15 cm15 Ncm 1.5 N10 cm15 Ncm 第二组 2 N25 cm50 Ncm 2.5 N20 cm50 Ncm 第三组 3 N20 cm60 Ncm 4 N15 cm60 Ncm 经过比较每一组的动力和动力臂乘积与阻力和阻力臂乘积都相等 验证的结果：经验证可得出杠杆平衡时满足：动力动力臂阻力阻力臂(或 F1L1F2L2)(2)做法：甲不动，乙向远离支点的方向移动(或乙不动，甲向靠近支点方向移动)条件：使跷跷板顺时针或逆时针方向转动的力和力臂的乘积不相等(或动力动力臂阻力阻力臂或 F1L1F2L2)四、推证题 第14页 27答案：(1)如图 (2)由几何知识知：l1l2R(R 为滑轮半径)根据平衡条件：F1l1F2l2 即 Fl1Gl2 得 FG