2013年中考物理专题：杠杆与滑轮

1、杠杆 滑轮考点1、杠杆知识点过关1、杠杆（1）、定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。“硬棒”不一定是棒，泛指有一定长度的，在外力作用下不变形的物体。杠杆可以是直的，也可以是任何形状的（2）、一个物体可以成为杠杆，必须满足两个条件： 受到力的作用； 能绕固定点转动。（3）、杠杆的五要素：支点：杠杆绕着转动的点。一般用O表示。动力：使杠杆转动的力。一般用F1表示。阻力：阻碍杠杆转动的力。一般用F2表示。动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。一般用l1表示。阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。一般用l2表示。（4）、杠杆示意图的画法： 确定支点； 确定动力和阻力，画力的

2、作用线； 画力臂； 标出各个物理量。画图技巧确定杠杆支点的方法是根据平时的体验，判断杠杆绕着哪点转动，则这一点就是支点力的作用线是沿力的方向所画的直线。在画力臂时，如果力的作用线太短，可用虚线将力的作用线延长。力臂不是支点到力的作用点的距离。力臂用实线表示，力的作用线用虚线表示。力臂部分要用大括号标出来。检验所画力的方向是否正确的最简单方法是，看动力和阻力使杠杆转动的效果是否相反。动力、阻力的方向不一定相反，但它们一定使杠杆转动的方向相反：当动力、阻力在支点两侧时，它们的方向大致相同；当动力、阻力在支点一侧时，它们的方向大致相反。2、探究：杠杆的平衡条件杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止

3、或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。【实验设计】如图，调节杠杆两端的螺母（和天平的调节方法相同），使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆保持水平并静止。记下动力、阻力，测量动力臂和阻力臂。改变力和力臂的数值，再做两次实验。根据表格中的数据进行分析，例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系。【实验表格】实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m123【实验结论】杠杆的平衡条件是动力动力臂阻力阻力臂。【注意事项】 使杠杆在水平位置静止的目的：便于在杠杆上直接测出力臂的大小。 多次实验的原因：只做

4、一次实验，获得的结论具有偶然性，不能反映普遍规律，所以要多次实验。 不同物理量之间不能进行加、减运算。3、杠杆的平衡条件：F1l1F2l2 或者 （1）、应用：计算力或力臂的大小、判断杠杆是否平衡、确定杠杆的种类、画出最小力臂。（2）、根据杠杆平衡条件判断杠杆平衡的方法： 计算动力与动力臂的乘积、计算阻力与阻力臂的乘积； 比较两个乘积的大小，若相等则杠杆平衡；若不相等，则杠杆不平衡，杠杆将向乘积较大的一方偏转。（3）、利用杠杆平衡条件判断力的大小变化的方法是： 找出杠杆的支点和作用在杠杆上的力及力臂； 依据题意，确定力和力臂中哪些量的大小不变，哪些量大小变化； 应用F1l1F2l2判断出力或力

5、臂的变化。（4）解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。 如果动力作用点已给出，那么支点到动力作用点的连线是最长力臂。 如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点，以支点与动力作用线的连线所作力臂是最长的力臂。分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图，弄清受力与方向和力臂大小，然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。如：分析杠杆转动时施加的动力如何变化、沿什么方向施力最小等。4、杠杆的应用杠杆种类力臂关系平衡时动力、阻力关系特点应用省力杠杆动力臂阻力臂动力阻力省力，但费距离撬棒、铡刀、动滑轮、

6、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀费力杠杆动力臂阻力臂动力阻力费力，但省距离缝纫机踏板、起重臂、铁锹人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆等臂杠杆动力臂阻力臂动力阻力既不省力，也不费力；既不省距离也不费距离天平、定滑轮我们应该根据实际来选择杠杆：当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便，需要缩短距离时，应选择费力杠杆。典型题例例1、2012铜仁市）下列测量工具没有利用杠杆原理的是（）A弹簧测力计 B杆秤 C台秤 D托盘天平例2、（2012眉山）按如图所示，是小丽在“研究杠杆平衡条件”的实验中，使杠杆在水平位置平衡如果在杠杆两边的钩码下面各增加一个大小相等的钩码，则杠杆（）A仍然平衡B不平

7、衡，左端下降C不平衡，右端下降D无法确定例3、（2011南宁）如图是用羊角锤撬起钉子的示意图为了撬起钉子，分别用四个力作用在锤柄的末端，其中最小的力是（）AF1BF2CF3DF4例4、（2012株洲）下列属于费力杠杆的是（）A天平B镊子C扳手D钢丝钳例5、（1）在图中画出力F的力臂L（2）如图是拉吊桥的示意图，点P是吊桥的重心请画出动力F1对支点O的力臂，并画出吊桥所受重力的示意图例6、（2012锦州）如图是“探究杠杆平衡条件”的实验（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端上翘，此时应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是

8、：便于在杠杆上直接测量 （2）在图甲所示的装置中，每个钩码重0.5N，杠杆上每格等距小明在图甲B处施加一个竖直方向的力F1，使杠杆在水平位置平衡，则力F1的方向 ，大小为 N（3）若仍在B处施加一个力，如图乙所示，则此时力的大小为 N，与力F1相比，该力变大的原因是 （4）请举出生活中应用省力杠杆的实例 （举出一例即可）巩固与提高1、（2012重庆）如图所示，所使用的杠杆属于费力杠杆的是（）A钓鱼竿 B开瓶器 C灭火器压把D钢丝钳2、（2012泉州）如图所示的各类杠杆中，属于省距离的是（）A起子B修树枝剪刀C筷子D钢丝钳3、（2012益阳）如图所示，在已调节水平位置平衡的杠杆的左边挂一个钩码，

9、下列操作中能使杠杆在水平位置重新平衡的是（）A在位置2挂6个相同的钩码B在位置4挂2个相同的钩码C在位置4挂4个相同的钩码D在位置6挂2个相同的钩码4、如图所示的轻质杠杆，AO小于BO在A、B两端悬挂重物G1和G2后杠杆平衡，若将G1和G2同时向支点O移动相同的距离，则（）A杠杆仍保持平衡B杠杆的A端向下倾斜C杠杆的B端向下倾斜D无法判断5、（2012凉山州）如图所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，当A端挂重物G1，B端挂重物G2时，杠杆平衡，此时OA恰好处于水平位置，AO=BO，杠杆重力不计，则（）AG1G2BG1G2CG1=G2D都有可能6、（2012长春）如图，OAB是杠杆，OA与BA垂直，

10、在OA的中点挂一个10N的重物，加在B点的动力使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计），则（）A该杠杆一定是省力杠B该杠杆一定是费力杠杆C作用点在B点的最小动力等于5ND作用点在B点的最小动力小于5N7、（2012安溪县）下面把车轮推上台阶的四种方法，推力的作用点相同，推力的方向不同，如图所示，则最省力的推法是（）ABCD8、（2012肇庆）如图所示，OA=AB=10cm，重物G=20N要使杠杆平衡，FN= N此杠杆属于 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）若将重物向O点移动，要使杠杆仍然保持平衡，则FB （选填“变大”、“不变”或“变小”）9、（2012宿迁）利用杠杆投掷石球，如

11、图，作用在A点的力沿 时最小已知石球重100N，OA：OB=1：4，则作用在A点力的最小值为 （不计杠杆自重及摩擦）D钢丝钳10、（2012连云港）下图是生活中常见的杠杆，其中属于生省力杠杆的是 （填写字母符号），其中属于费力杠杆的是 （填写字母符号）。C筷子B道钉撬A钓鱼竿次数F1/NL1/cmF2/NL2/cm1182422811632123811、（2012宜昌）在研究杠杆平衡条件的实验中：（1）小明调节杠杆在水平位置平衡后，按图1所示，通过加挂钩分别改变F1、F2，仍使杠杆在水平位置平衡，并用刻度尺在杠杆上测出对应的L1和L2，记录的实验数据如下表：小明通过观察以上实验装置，并分析数据

12、得出杠杆平衡的条件是：“动力乘以动力作用点到支点的距离=阻力乘以阻力作用点到支点的距离”小华认为小明的结论不正确，小华为了验证自己的观点只将如图1中的F1改用弹簧测力计来拉实验中改变拉力的 仍使杠杆在水平位置平衡时，比较拉力的 ，即可证明小华的观点是否正确（2）、某同学利用身边的塑料直尺和硬币若干来验证杠杆平衡的条件，如图2所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小他测力臂的方法是 的（选填“正确”或“错误”）如果将两边的硬币以相同速度同时匀速向支点移动的过程中，则杠杆 （选填“仍平衡”、“向左倾斜”、“向右倾斜”）12、（2012南京）物理实验小组的

13、同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件（1）如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量 （2）实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为 N测量序号动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm1202102151.52035 15（3）有的同学按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是实验过程中 （填字母）A没有改变力的大小 B没有改变力的方向C没有改变力的作用点D实验次数较少，结论具有偶然

14、性考点2、滑轮知识点过关一、滑轮滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。如右图所示。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。根据使用情况不同，滑轮可分为定滑轮和动滑轮。2、定滑轮（1）定义：工作时，中间的轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（如图1所示）（2）实质：是个等臂杠杆。（如图2所示）图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=r ,阻力臂l2=r，根据杠杆平衡条件：F1l1=F2l2，即F1r=F2r，得出F1=F2，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则F1=G。F1BBGGAAsh图3F2F1BAGOl1l2图2不动可动图1S=h（3）特点：

15、不省力，但可改变力的方向。 所谓“改变力的方向”是指我们施加某一方向的力（图1中F1方向向下）能得到一个与该力方向不同的力（图1中得到使重物G上升的力）。（4）动力移动的距离与重物移动的距离相等。（如图3所示）对于定滑轮来说，无论朝哪个方向用力，定滑轮都是一个等臂杠杆，所用拉力都等于物体的重力G。（不计绳重和摩擦）hs=2h图63、动滑轮（1）定义：工作时，轴随重物一起移动的滑轮叫动滑轮。（如图4所示）OF2GF1l1l2图5F1向上向上图4Fn=2s=2h（2）实质：是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆。（如图5所示）图中O可看作是一个能运动的支点，其动力臂l1=2r ，阻力臂l2=r，根据杠杆平衡

16、条件：F1l1=F2l2，即F12r=F2r，得出，当重物竖直匀速向上时，F2=G，则。（3）特点：省一半力，但不能改变力的方向。（4）动力移动的距离是重物移动距离的2倍。（如图6所示）对于动滑轮来说：（1）动滑轮在移动的过程中，支点也在不停地移动；（2）动滑轮省一半力的条件是：动滑轮与重物一起匀速移动；动力F1的方向与并排绳子平行；不计动滑轮重、绳重和摩擦。二、滑轮组1、定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成。2、特点：可以省力，也可以改变力的方向。使用滑轮组时，有几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即（条件：不计动滑轮、绳重和摩擦）。注意：如果不忽略动滑轮的重量则：3、动力

17、移动的距离s和重物移动的距离h的关系是：使用滑轮组时，滑轮组用n段绳子吊着物体，提起物体所用的力移动的距离就是物体移动距离的n倍，即s=nh。如下图所示。（n表示承担物重绳子的段数）Fn=5s=5hFn=4s=4hFn=4s=4hFn=4s=3hFn=3s=3h4、绳子端的速度与物体上升的速度关系：4、滑轮组的组装：（1）.根据的关系，求出动滑轮上绳子的段数n；（2）确定动滑轮的个数；（3）根据施力方向的要求，确定定滑轮个数。确定定滑轮个数的原则是：一个动滑轮应配置一个定滑轮，当动滑轮上为偶数段绳子时，可减少一个定滑轮，但若要求改变力的作用方向时，则应在增加一个定滑轮。在确定了动、定滑轮个数后

18、，绳子的连接应遵循“奇拴动、偶拴定”的规则，由内向外缠绕滑轮。2、（2012巴中）工厂为搬运一个笨重的机器进车间，工人师傅设计如图所示的方案（机器下面的小圆圈代表并排放置的圆形钢管），其中最省力的方案为（）A BC D3、（2012义乌市）如图所示，光滑的地面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计当拉力F为5牛时，木板向右做匀速直线运动，然后把拉力增大到10牛时，下列分析正确的是（）A弹簧测力计的示数为20牛B弹簧测力计的示数为0牛C木板仍向右做匀速直线运动D小木块将保持静止4、（2012德阳）如图所示，放在水平面上的物体所受重力为200N，系着它的一根竖直轻绳绕过光滑滑轮，绳另一端施加的拉力F为180N则该物体此时受到的合力为 ，地面对物体的支持力为 5、（2012南充）如图所示，在水平地面上放一个重300N，底面积为100cm2的物体，不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为60N，则水平拉力F= N，物体对地面的压强是 Pa（各连接部分的绳均水平）6、（2012衡阳）用如图所示的滑轮组匀速向左拉动重为