初中物理-总复习：简单机械（基础）知识讲解

总复习：简单机械（基础）

【考纲要求】

1、知道杠杆定义及杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）；

2、会画力臂理解杠杆平衡条件，并能区别实际生活中的省力、费力及等臂杠杆;

3、理解定滑轮、动滑轮实质，理解滑轮组。

【知识网络】

概念：一根硬棒在力的作用下，可绕固定点转动，这棒就叫杠杆。

平衡条件:B/I=F2»2

「杠杆《（①省力杠杆⑺>"）,虽能省力，但要费距离。

M杠杆分类<②费力杠杆（Z1V/2），虽置力，但能省距离。

I③等替杠杆5=，2），可以做成测质量的天平。

机

一「定滑轮:不能省力，但可改变用力方向。

械

I滑轮J动滑轮I可以省一半力.但不能改变用力方向。

【滑轮组：既可以省力，又可以改变用力方向，但是很费距离。

【考点梳理】

考点一、杠杆《力学4：杠杆和滑轮》杠杆）

1、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、

动力、阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。

2、杠杆的力臂

力臂的画法：

（1）明确支点，用。表示；

（2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线；

（3）过支点O作该力的作用线的垂线；

（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母Li（或L2）。

3、杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。

要点诠释：

杠杆的平衡条件：

动力X动力臂=阻力X阻力臂，用公式表示为FiL产F2L2

注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。

杠杆分类：

（1）省力杠杆：L1>L2,F1<F2

这类杠杆的特点是动力臂LI大于阻力臂L2,平衡时动力Fl小于阻力F2,即用较小的动力就可以克

服较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬

棒，开启瓶盖的起子、锄草用的锄刀等，都属于这一类杠杆。

（2）费力杠杆：LI<L2,FI>F2

这类杠杆的特点是动力臂LI小于阻力臂L2,平衡时动力FI大于阻力F2,即要用较大的动力才能克

服阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作

方便，也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锹、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。

（3）等臂杠杆：LI=L2,FI=F2

这类杠杆的动力臂LI等于阻力臂L2,平衡时动力B等于阻力F2,工作时既不省力也不费力，如天

1

平、定滑轮就是等臂杠杆。

考点二、滑轮（高清课堂《力学4：杠杆和滑轮》滑轮）

1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实

质是等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。

2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍

的省力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。

3、定滑轮和动滑轮的作用

使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。

使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。

4、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使用

滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以在知

道或算出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳

子的一端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。

【典型例题】

类型一、杠杆

、如图所示，做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。

【思路点拨】杠杆的五个要素：

支点：杠杆绕着转动的点。

动力：使杠杆转动的力。

动力臂：从支点到动力作用线的距离。

阻力：阻碍杠杆转动的力。

阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

【答案与解析】

分析：作杠杆的力臂的方法是：

（1）反向延长各力（或正向延长）。

（2）过支点作延长线的垂线。

（3）标上直角符号和大括号，并标上力臂的字母。

2

作图如图所示。

4

【总结升华】此题考察了力臂的作法，这是中考物理的一个必考点。

举一反三：

【变式】下列关于动力R力臂的作图中，正确的是（）

【答案】C

、《力学4：杠杆和滑轮》例3）用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N

和200N的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？

【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。

【答案与解析】

要使两边平衡则有：G1LFG2L2①

由题意知：Li+Lz=2m②

联立解得：Li=O.8m

【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。

举一反三：

【变式】（2015•东营）如图所示，杠杆处于平衡状态，如果在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的

钩码，杠杆会（）

A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.无法判断

【答案】A

类型二、滑轮

05、（2015•汕尾）如图所示,用下列装置提升同一重物,若不计滑轮自重及摩擦，则最省力的是（）

3

【思路点拨】根据滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点对各个选项注意

分析即可。

【答案】C

【解析】A、此图是动滑轮，由动滑轮及其工作特点可知，省一半的力，即F=1/2G；B、此图是定滑轮，

由定滑轮及其工作特点可知，不省力，即F=G；C、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由3股，则F=1/3G；

D、此图是滑轮组，绕在动滑轮上的绳子由2股，则F=1/2G。

【总结升华】此题主要考查滑轮组绳子拉力的计算，定滑轮及其工作特点和动滑轮及其工作特点等知识

点。

举一反三：

【变式】如图所示，不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力，物体处于平衡状态时（）

【答案】B

如图所示的装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右的拉力F=5N时，物体恰能匀速的向右运动,

求物体所受地面摩擦力的大小。

【思路点拨】由动滑轮的省力情况可知：F自=-Fft,在此题中，动力作用在轮上，阻力作用在绳子的

2

自由端。

【答案与解析】

物体匀速向右运动，说明整个装置处于平衡状态，如图甲所示为动滑轮在水平方向上的受力情况,

有向右的拉力F,两段绳子对滑轮向左的拉力（同一根绳子各处的拉力相等），滑轮匀速运动：

F=22,则尸'=L?=LX5N=2.5N。

22

4

■尸

:尸㊀_AF匚-----—----►尸

甲乙

如图乙所示为物体在水平方向的受力情况，受到拉力尸，和摩擦力f的作用，两者是平衡力，有

/-F'-25N。因此物体所受地面的摩擦力为2.5N

【总结升华】此题很容易错误地得出拉力是摩擦阻力的一半的结论，对于动滑轮，我们不能总是套搬“使

用动滑轮能省一半力”的结论，要根据实际情况具体分析。

类型三、知识运用

、如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸杆，使其静止在水平方向上，o为麦秸杆

的中点，这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从。点分别向着麦秸杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦

B.两蚂蚁的爬行速度大小一定相等

C.两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等

D.两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等

【思路点拨】蚂蚁爬行过程中，杠杆始终平衡，说明两侧始终满足：动力X动力臂=阻力X阻力臂。

【答案】c

【解析】蚂蚁爬行的过程中杠杆始终平衡，根据杠杆的平衡条件可得4。=—，其中F为蚂蚁对杠

杆的压力，等于蚂蚁的重量，F=G=mg,由于杠杆在水平方向保持平衡，力臂/就等于蚂蚁到支点0的距

离，？=以将力和力臂代入平衡条件公式中整理得加左、=用,故正确选项为C»

【总结升华】本题通过一个新颖情景的设计，考查了对杠杆条件的理解，在蚂蚁爬行的动态过程中，由

杠杆平衡条件，判断与其有关的各因素的变化，在分析中要注意杠杆平衡条件是由力与力臂的乘积决定

的，而不是由力的大小或力臂的大小决定的。

举一反三：

【变式】如图所示，硬质均匀木条AO长80cm,左端与竖直墙壁连接，可以绕O点自由转动，木条的

A端以细绳悬于B点，木条水平BA与木条垂直，现有一个质量为400g的小物块在木条上从0点以0.lm/s

的速度无摩擦地向右匀速滑动，经与5s到达C点时，细绳恰好断裂，求：细绳AB所能承受的最大拉力

为多少？（木条的质量及物块的体积均忽略不计）

5

〃〃/〃〃

B

v

0CA

【答案与解析】小物块移动的距离0C=例=0.1m/fx5ff=0.5m

由杠杆的平衡条件得尸OA=mg0C

F=%OC_Q4Agx98A/7&xO碗=…可

OA08m

@>6、杆秤结构简单，使用和携带都很方便，深受人们的青睐，在我国流传已上