人教版初中物理中考复习试题第十二章第一课时杠杆和滑轮

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(1)杠杆的相关概念(如图1-12-1所示): ①支点(O)：杠杆绕着转动的固定点； ②动力(F1)：使杠杆转动的力； ③阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力； ④动力臂(L1)：从______到__________________的距 离； ⑤阻力臂(L2)：从______到__________________的距 离. 固定点转动 支点 动力作用线 支点 阻力作用线 （2）力臂作图分为三步： ①找到支点； ②从______作_________________的垂线并标出垂直符 号； ③用大括号或双箭头标出力臂L. （3）杠杆的分类： 支点 力的作用线 省力杠杆 动力臂________ 阻力臂 省______，但费 ______ 电工钳、剪铁剪刀 、起子、羊角锤、 扳手、核桃夹等 费力杠杆 动力臂________ 阻力臂 ______，但省 ______ 筷子、钓鱼竿、镊 子、扫帚等 等臂杠杆 动力臂________ 阻力臂 不省力，也不省 距离 天平、定滑轮等 大于 力 距离 小于 费力 距离 等于 注意：（1）动力和阻力作用在杠杆上的作用点， 分别叫动力作用点和阻力作用点，它们和支点一 样，都在杠杆上；（2）“力臂”相当于数学中的 “点到直线的距离”，这里的点就是支点，这里 的线就是动力作用线或者阻力作用线. 考点2 探究杠杆的平衡条件 2.杠杆的平衡条件：___________________. 判断力最小的方法:根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2，当 力垂直于支点与作用点的连线时，力臂最长，力最小. 拓展：画出最小动力的方法：用虚线连接支点和动力 作用点，这两个点之间的距离为最长力臂，然后在动 力作用点画出垂直于这个力臂的力，即为最小动力. F1L1=F2L2 考点3 滑轮 3.(1)定滑轮：轮轴不随物体运动的滑轮. ①定滑轮可以看作一个______杠杆; ②使用定滑轮不省力，但_____________拉力的方向. (2)动滑轮：轮轴随物体运动而运动的滑轮.使用动 滑轮可以省______力，但_________拉力的方向. 等臂 可以改变 一半 不改变 （3）滑轮组：两个或两个以上的滑轮组成的简单机械. 使用滑轮组，可以省力，也可以改变力的方向. 使用滑轮组时，若动滑轮重和摩擦不计，动滑轮被几 段绳子吊起，提起物体所用的力就是物体所受重力的 ________. 在使用滑轮组时，滑轮组的省力情况由承担滑轮和物 重的绳子股数n决定，而拉力大小和物重G物、动滑轮 重G动、绳重、摩擦有关. ①若不计绳重和摩擦，F=_____________； ②若不计滑轮重、绳重和摩擦，F=_________. 几分之一 拓展：（1）使用滑轮时，重物上升的高度用h表示， 绳子自由端移动的距离用s表示，则在定滑轮中， s=h；在动滑轮中，s=2h；在滑轮组中，s=nh. （2）使用滑轮时，重物上升的速度用vG表示，绳子 自由端移动的速度用vF表示，则在定滑轮中，vF=vG； 在动滑轮中，vF=2vG；在滑轮组中，vF=nvG. 基础检测 1.如图所示，下列工具中属于费力杠杆的是 （　　）B 2.如图1-12-2所示，不计绳重和摩擦，沿三种不同的 方向拉绳使物体匀速上升，所用的力分别是F1、F2、 F3，则 （　 　） A.F1最大 B.F2最大 C.F3最大 D.三个力一样大 D 3.如图1-12-3所示的两个滑轮中，属于动滑轮的是 ______,若滑轮的自重和摩擦不计，当分别用F1、F2 匀速提起同一物体时，则F1、F2的大小关系是： F1______F2. 乙 大于 4.请在图1-12-4中画出动力F1的力臂L1. 如答图1-12-1所示. 5.在图1-12-5中用线代表绳子，将两个滑轮连成省力 的滑轮组，请画出站在地面上的人最省力的绳子的绕 法. 如答图1-12-2所示. 重 点 实 验 实验 探究杠杆的平衡条件 1.小宇在探究“杠杆的平衡条件”的实验中： （1）如图1-12-6甲所示，杠杆的支点为______. （2）如图1-12-6甲所示，在未挂钩码时，螺母A、B的 作用是__________________.若实验前，没有挂钩码时， 杠杆静止在图1-12-6乙所示位置，应进行的操作是 _____________ ______________________________________. （3）杠杆平衡状态是指 ______________________________. （4）实验中要让杠杆在水平位置平衡的好处是 __________ _______________________________________________ ____. O点 调节杠杆平衡 把平衡螺母向右调 杠杆处于静止或者匀速转动状态 便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 （5）实验中测得的数据如下表所示，根据表中的数 据你得出杠杆平衡条件是： _____________________________,表格中漏填的数据 为______N. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 1 测量序号 动力F1/N 动力臂 L1/cm 阻力臂F2/N 阻力臂 L2/cm 1 1 20 2 10 2 2 15 1.5 20 3 3 5 15 （6）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调 节好杠杆后，在杠杆左边，离支点2格的P处挂有3个 钩码，如图1-12-6丙所示，为使杠杆平衡，请在杠杆 右边挂上钩码（用两种方法），你的方法是 ①______________________. ②___________________________. （7）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同 样的方法一般要做三次实验，得到三组数据并进行分 析，这样做的目的是________________________. 在右边2位置处挂3个钩码 在右边3位置处挂2个钩码 使实验结果更具普遍性 （8）当小宇同学在拉着弹簧测力计使杠杆在如图1- 12-6丁位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直 接读出对应的力臂OA，结果发现：动力×动力臂≠阻 力×阻力臂，于是小宇说，杠杆平衡条件在此种情况 下不成立，他说的正确吗？______（填“正确”或 “错误”）.说出你判断的依据： _________________________. （9）小宇在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆 两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧 的钩码继续探究，如图1-12-7所示，他这样做的最终 目的是___（填字母）. A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供大小不同的拉力 C.改变拉力的方向便于得出普遍规律 D.便于测量力臂的大小 错误 OA不是拉力的力臂 C （10）实验中，用图1-12-8甲的方式悬挂钩码，杠杆也 能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜 采用这种方式，该种方式的不足主要是因为______（填 字母）. A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合 C.力和力臂数目过多，不易得出结论 D.杠杆受力不平衡 C （11）若用图1-12-8乙进行实验，则此时弹簧测力 计的示数是______N；将弹簧测力计沿虚线方向拉， 仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将 ______，弹簧测力计的示数将______.（后两空均填 “变大”“变小”或“不变”） 1.8 变小 变大 考点精练 考点1 杠杆［10年5考：2012年(作图)、2015年(作图)、 年(作图)、年(作图和计算)、年(作图)考查］ 【例1】杠杆OA可绕O点转动，受力情况如图1-12-9所 示.请在图中作出重力G的力臂L,并画出作用在B点的最 小作用力F. 如答图1-12-3所示. 考点点拨：(1)理解清楚力臂的概念：支点到力 的作用线的距离；(2)在题中标出相应物理量的符号， 如F1、L1、F2、L2；(3)应用杠杆平衡条件的公式 F1L1=F2L2及变形公式；(4)注意单位的统一，特别 是力臂的单位;（5）力臂是经过支点O到力的作用线 的距离，作力臂时必须经过O点作重力G作用线的垂 线.根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,动力最小时，其力 臂最长，即从支点到动力作用点的距离OB最长，因 此过B点作垂直于OB方向向下的力F. 1.用如图1-12-10所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝 尽量往剪刀的轴O处靠近，这样做是为了 （　　） A.减小阻力 B.增大动力臂，从而更省力 C.减小阻力臂，从而更省力 D.更省距离 C 2.如图1-12-11所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由 转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该 杠杆 （　 　） A.一定是省力杠杆 B.一定是费力杠杆 C.一定是等臂杠杆 D.以上情况都有可能 3.同学们的文具盒里，有许多学习用品的使用属于杠 杆原理的应用.例如：打开文具盒，将盒盖上翻过程中， 文具盒的盒盖相当于______杠杆；握笔答题时，笔相 当于_______杠杆.（均填“省力”“费力”或“等 臂”） D 省力 费力 4.如图1-12-12所示，用细线拉住轻质杆将一电灯吊 起，O点是支点.请画出动力F1的力臂L1和阻力F2的示 意图. 如答图1-12-4所示. 5.如图1-12-13所示，轻质杠杆OA可绕O点在竖直面 内旋转，请在图中画出物体所受重力和使杠杆保持 平衡的最小力F的示意图. 如答图1-12-5所示. 考点2 探究杠杆的平衡条件［10年3考： 2013年(填 空)、2014年(实验)、2016年(填空)考查］ 【例2】甲、乙两位同学一起做探究杠杆的平衡条件的 实验，以杠杆中点为支点，如图1-12-14甲、乙所示． （1）若杠杆右端低左端高，为使其在水平位置上静止， 应将左端的平衡螺母向______调节．左 （2）如图1-12-14甲所示，杠杆在水平位置平衡，记 录数据．根据这一次实验数据，甲同学立即分析得出 杠杆的平衡条件，这种做法的不足是： ________________________. （3）如图1-12-14乙所示，乙同学设计了两种实验方 案：第一种是弹簧测力计沿竖直方向拉，其读数为F1； 第二种是弹簧测力计倾斜拉，其读数为F2．第_____ （填“一”或“二”）种实验方案更方便．在同等条 件下，两次弹簧测力计读数F1_____（填“＜”“=” 或“＞”）F2． （4）乙同学用图1-12-14丙装置进行探究，发现当杠 杆水平平衡时，与甲同学得出的杠杆平衡条件不相符， 其可能的原因是：___________________． 实验次数太少，结论具有偶然性 一 ＜ 杠杆存在自重 考点点拨：探究杠杆平衡条件实验. （1）实验步骤：①先调节平衡螺母使杠杆在水平 位置平衡；②分别在杠杆两边悬挂钩码，使杠杆在水 平位置平衡，记下动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力 臂L2；③更换不同数量的钩码及不同的悬挂位置，重 做步骤②. （2）杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力 臂，即F1L1=F2L2. （3）进行实验前“调节平衡螺母使杠杆在水平位 置平衡”的目的是为了消除自重带来的影响.在实验中 分别在杠杆两边悬挂钩码，使杠杆在水平位置平衡的 目的是为了方便测量力臂. （4）若用弹簧测力计代替其中一边的钩码进行实 验,弹簧测力计必须沿竖直方向拉杠杆，便于测量拉力 的力臂;若弹簧测力计倾斜拉杠杆，动力臂减小，阻力 和阻力臂不变,动力会增大，而且动力臂不方便测量. 6.小军学习了杠杆的知识后，想用公园的跷跷板来估 测一块石头的重.如图1-12-15所示，他将石头放在跷 跷板A位置，自己坐在B位置上，跷跷板在水平位置平 衡.若小军体重500 N，可估得石头的重约为 （　　） A.100 N B.250 N C.500 N D.1 000 N B 7.如图1-12-16所示，杠杆AOB用细线悬挂起来，分别 在A、B两端挂上质量为m1、m2的重物时，杠杆平衡， 此时AO恰好处于水平位置，AO=BO，不计杠杆重力， 则m1、m2的关系为 （　 　） A.m1＞m2 B.m1＜m2 C.m1=m2 D.无法判断 B 8.（潍坊）如图1-12-17所示，杠杆处于平衡状态. 如果杠杆两侧的钩码各减少一个，杠杆将 （　 　） A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断 B 9.如图1-12-18所示利用杠杆投掷石球，作用在A点 的力沿_____方向时最小.已知石球重100 N，OA∶AB ＝1∶5，则作用在A点力的最小值为___________(不 计杠杆自重及摩擦). b 400 N 10.如图1-12-19所示，小明正在做俯卧撑，把他的 身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重 为550 N.地面对手的支持力F的力臂是_____m，大小 为______N. 1.5 330 考点3 滑轮［10年7考：2010年(作图)、2013年(实 验)、2014年(计算)、2015年(填空)、2016年(作图)、 年(作图和填空)、年(计算)考查］ 【例3】如图1-12-20所示，用F=10 N的水平拉力，使 重为100 N的物体A沿水平方向在1 s内匀速直线运动 了0.5 m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则 物体受到地面的摩擦力是______N，绳子自由端移动 的距离是_____m. 20 1 考点点拨：(1)对于竖直放置的滑轮或滑轮组，在 滑轮和绳子的质量及摩擦均不计时，绳子的拉 力 ；(2)对于水平放置的滑轮或滑轮组，把图旋 转过来（如图按顺时针方向旋转90°）理解跟竖直的 滑轮和滑轮组是一样的，但此时的G应该是摩擦力f.也 可以把水平的滑轮或滑轮组理解成 ；(3)不管是 竖直还是水平的方式放置，公式中的n都是指承担力的 绳子段数；(4)绳子自由端移动的距离s=nh，h表示物 体移动的距离. 11.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 （　　） C 12.把质量相等的A、B两物体挂在如图1-12-21所示的 滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后 （　　） A.A上升 B.A下降 C.A、B均静止 D.无法判断 B 13.如图1-12-22所示，用滑轮组匀速提升物体A时， 弹簧测力计的示数为______N，如果不计滑轮重和摩 擦，物体A的重力为______N，如果物体升高1 m，绳 子自由端移动的距离是______m. 5.4 16.2 3 14.用如图1-12-23所示的滑轮组匀速向左拉动重为 100 N的物体A，所用拉力F为10 N(不计滑轮和绳重、 滑轮与绳之间的摩擦)，则A受到地面对它的摩擦力 大小是____ N，方向向______(填“左”或“右”). 30 右 15.如图1-12-24所示为一种手摇升降晾衣架示意图， 它由4个定滑轮和两个动滑轮组成,绳子的尾端绕在一 个固定在墙壁的旋轮上，旋转摇柄可以使晾衣架升降. 假设在升降过程中衣架横梁保持水平,假设衣服和晾衣 架(含动滑轮)等的总重是50 N,则静止时绳子拉力是 _______N (各种摩擦力忽略不计);要使衣架横梁上升1 m,则绕进旋轮上的绳子长度是______. 12.5 4 m 如答图1-12-6所示. 16.如图1-12-25,用滑轮组将物块从位置A匀速拉到 位置B，请在图中画出最省力的绕线方法. 考点4 易错易混点1：杠杆作图 【例4】如图1-12-26所示，轻质杠杆OA可绕O点转动， 请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2. 如答图1-12-7所示. 考点点拨：动力和阻力的作用点必须作用在杠 杆上.力臂是支点到力的作用线的垂直距离，不是 支点到力的作用点的距离，也不是力的作用线上的 一段距离. 17.如图1-12-27所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆 上吊一重物G，在动力F作用下，杠杆静止在水平位置. 图中的L为动力F的力臂，请作出动力F的示意图. 如答图1-12-8所示. 18.如图1-12-28所示，有一个杠杆AOB，可绕O点自 由转动，A端吊着一个物体.请画出使杠杆在图示位 置静止时最小力F的示意图及其力臂. 如答图1-12-9所示. 考点5 易错易混点2：滑轮组的绕线 【例5】一条绳子只能承受3×103 N的力 ,你怎样组 装滑轮组才能把104 N物体拉起来呢?请算出需要滑轮 的个数最少是______个.(滑轮重、绳重及摩擦均不计)3 考点点拨：解答本题时，有两点需要特别注意: 首先本题是在不计滑轮重、 摩擦及绳重的情况下, 所以一定要采用进尾法求得绳子的段数;其次滑轮组 的组装方法不止一种，我们必须选择使用滑轮个数 最少的,这样才符合题意的要求. 19.如图1-12-29所示的装置中,物重均为300 N,并处 于静止状态,动滑轮重24 N，不计绳重及轮与轴的摩 擦,则拉力F1=______N,拉力F2=______N,拉力 F3=______N. 162 108 81 20.（河南）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直 直的，以保障列车电极与输电线的良好接触.图1-12- 30为输电线的牵引装置.钢丝绳通过滑轮组悬挂20个相 同的坠砣，每个坠砣质量为25 kg，不计滑轮和钢绳自 重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为________N.若 某段时间内坠砣串下降了30 cm，则输电线A端向左移 动了______cm.（g取10 N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩） 10 000 15 广东中考 1.（年）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图 1-12-31甲所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下， 若要使它们处于静止状态，则图1-12-31乙的虚线框内 悬挂B物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重） （　　） A.1个 B.2个 C.3个 D.4个 B 2.（2016年）如图1-12-32所示，由不同物质制成的甲 和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自 重、挂盘和细线的质量忽略不计）.则杠杆左右两边的 力臂之比为______，1个甲球和1个乙球的质量之比为 _____，甲球和乙球的密度之比为______. 2∶1 1∶3 1∶3 3.（2015年）如图1-12-33所示，已知物体A和动滑 轮的总重为200 N，当物体A匀速上升高度为1 m时， 绳子移动的距离为______m，人对绳子的拉力为 ______N， 2 100 4.（年）如图1-12-34所示，拉杆式行李箱在拉力F的 作用下静止在斜坡上，请画出行李箱受到的重力G的 示意图，以及拉力F到O点的力臂L. 如答图1-12-10所示. 5.（年）如图1-12-35所示，轻质杠杆OA可绕O点转动, 请在图中画出杠杆OA的动力臂L. 如答图1-12-11所示. 6.（年）如图1-12-36所示，利用羊角锤撬起钉子， 请你在羊角锤A点处画出所能施加最小动力F1，并画 出阻力F2的阻力臂L2. 如答图1-12-12所示.