2023年上海市中考物理一轮复习-第4章 机械和功 第1节 简单机械

第一节简单机械考纲解读考纲解读【知识点1】杠杆【考纲要求】知识点学习水平说明杠杆B知道杠杆【解读】1.理解杠杆；2.知道杠杆的支点，理解力臂的概念，在实际问题中的示意图，学会画力臂。【知识点2】杠杆的平衡条件【考纲要求】知识点学习水平说明杠杆的平衡条件B理解杠杆的平衡条件【解读】理解杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，能根据杠杆的平衡条件完成有关的计算。【知识点3】杠杆的应用【考纲要求】知识点学习水平说明杠杆的应用B知道杠杆在生产生活中的应用【解读】1.知道杠杆在生产生活中的应用；2.知道生活中杠杆的分类，知道什么是省力杠杆，什么是费力杠杆，什么是等臂杠杆。【知识点4】探究杠杆的平衡条件【考纲要求】知识点学习水平说明学生实验：探究杠杆的平衡条件B学会探究杠杆的平衡条件【解读】1.学会探究杠杆的平衡条件；2.先猜想杠杆要处于平衡状态需要具备什么条件，然后利用钩码或弹簧测力计使杠杆在两个力的作用下处于水平位置平衡，并多次改变作用力的大小和方向，学会记录数据，能对实验数据进行分析、比较，最后归纳得出结论；3.说明：（1）画力臂只限于硬直杠杆；（2）“杠杆问题不要求与“同一直线上力的平衡”综合。【知识点5】滑轮【考纲要求】知识点学习水平说明滑轮B知道滑轮；理解定滑轮；理解动滑轮【解读】1.理解滑轮；2.理解定滑轮不能省力，但可以改变用力方向；3.理解动滑轮不能改变用力方向；4.知道动滑轮省力的原知识梳理知识梳理一、杠杆（一）完整的杠杆结构硬棒，支点，动力，阻力，动力臂，阻力臂。作用在杠杆在使它转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力，力臂必须垂直于力，即L⊥F。（二）杠杆平衡状态：杠杆处于静止或匀速转动状态即为平衡状态。注意：不一定是要在水平位置静止才是平衡状态，在任意位置静止都算是杠杆平衡，但是在做验证杠杆平衡的条件的实验前，需要通过调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡。（三）杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。（四）杠杆的种类关于杠杆的分类，应运用数学知识，将杠杆平衡条件表示为乘积形式：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即，变换比例形式。杠杆平衡时：当动力臂大于阻力臂时，省力杠杆，如羊角锤，老虎钳，动滑轮等；当动力臂小于阻力臂时，费力杠杆，如理发剪刀，镊子，钓鱼竿等；当动力臂等于阻力臂时，等臂杠杆，如托盘天平，定滑轮等。二、探究杠杆平衡条件的实验（一）主要器材：杠杆、支架、弹簧测力计、钩码、线（或弹簧夹）等。（二）注意事项：1.实验前，把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置保持平衡。在研究过程中必须在杠杆处于水平位置平衡后，才能记录实验数据。2.在使用弹簧测力计时，它对杠杆施加力的方向必须竖直向上。3.实验中应先确定杠杆所受的作用力中哪个是动力，哪个是阻力。4.为得出实验结论，需要多次改变杠杆所受作用力的大小、方向和作用点，使杠杆在水平位置上仍保持平衡，测出动力、阻力、动力臂、阻力臂。5.实验时必须尊重实验数据，不能随意修改。三、滑轮：杠杆的一种变形（一）定滑轮是一个等臂杠杆，只能改变力的方向（各个方向），但不改变力的大小。（二）动滑轮是一个省力杠杆，能省一半力，但要费一倍距离，但不能改变力的方向。思考：一般讨论的问题是轻滑轮，即滑轮质量（重力）不计，如果要考虑滑轮的质量呢？定滑轮（轻）模型 动滑轮（轻）模型四、常见题型经典例题经典例题题型一：杠杆的计例例1.（★）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA＝0.3米，OB＝0.2米。A点处挂一个质量为2千克的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为________牛，力F大小为________牛。【考点】杠杆的计算【解析】本题中支点是O，因此动力臂OB＝0.2米，阻力臂OA＝0.3米，阻力：，再代入杠杆平衡条件解得：。【答案】19.6；29.4【教学建议】利用杠杆平衡条件进行计算，关键是要认准支点位置，判断力臂的大小。此题在计算时容易将力臂OA错看成AB。题型二：杠杆的分类判断例2.例2.（★）在图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（）A．翘棒 B．镊子 C．铡刀 D．开瓶器【考点】杠杆的分类判断【解析】略【答案】B【教学建议】记住杠杆平衡的条件，以及常见的分类。题型三：杠杆的作图例3.（★）例3.（★）如图所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，L1为F1的力臂，在图中作出F2的力臂L2及力F1。【解析】略【答案】略【教学建议】注意画力臂的要求，力F1的作用点和方向不要找错。题型四：探究杠杆平衡的条件例例4.（★★★）某小组同学研究有关杠杆平衡的问题，他们在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示(弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力，钩码均相同且位置保持不变)，请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。(a)(b)(c)(d)(1)由(a)、(b)两图中动力与动力臂大小间的关系可知：在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变，__________________________________________________________。(2)根据四个图中杠杆的平衡与动力、阻力对杠杆转动效果的关系可知：______________________________________________________。【考点】探究杠杆平衡条件的情景题【解析】根据题目一步步确定研究方向，(1)中通过(a)、(b)图很容易找到杠杆平衡时动力和动力臂大小的关系，但容易弄错力和力臂的因果关系，应该是动力臂越长，动力越小，不能错写成动力越小，动力臂越长；(2)中要找到杠杆平衡时动力、阻力对杠杆转动效果的关系，即当动力、阻力对杠杆转动效果相反时杠杆才可能平衡，当动力、阻力对杠杆转动效果相同时杠杆一定不能平衡。【答案】(1)动力臂越长，动力越小(2)当动力、阻力对杠杆转动效果相反时杠杆可能平衡，当动力、阻力对杠杆转动效果相同时杠杆不能平衡【教学建议】做这类情景归纳题时，不能盲目记答案，要认真审题，理解题目考查杠杆平衡的哪个知识点，如果考查杠杆平衡时动力和阻力的方向，则要分两种情况讨论：当动力和阻力在支点同侧时，动力和阻力的方向相反，此时动力和阻力对杠杆的转动效果相反；当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力的方向相同，此时动力和阻力对杠杆的转动效果相反。题型五：动滑轮和定滑轮的特点例5例5.（★）匀速提起图中重为20牛的物体，拉力F＝________牛。【解析】F=G/2=20牛/2=10牛。【答案】10【教学建议】熟记动滑轮和定滑轮的特点。题型六：滑轮情景题例6.例6.（★★★）小亮同学研究定滑轮的使用特点，他每次都匀速提起相同的钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，根据要求填写相关内容。①由图的研究过程可知：小亮正在研究使用定滑轮时，_____与______的关系。②由图的研究过程可归纳得出的初步结论：_________。【考点】滑轮情景题【解答】通过图可以看出，拉