中考专题复习——力学(三、杠杆、滑轮、功和能)

中考专题复习一一力学（三、杠杆、滑轮、功和能）

要点透析：

一?杠杆

1. 杠杆的概念：杠杆是一根能绕固定点转动的硬棒。“固定点”、“硬”是其两个要素。杠

杆并不要求是直的。

（1）支点：杠杆绕着转动的点。

（2）动力：使杠杆转动的力。

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力。

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离。

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。例1 :作图题

①如图1所示，粗细均匀的棒一端搁在地上，另一端与支点0连接?要求：

（1）作出地面对棒的支持力和棒所受重力的示意图

（2 ）画出重力的力臂

②如图2所示，是一个Z形杠杆，请在图中画出力F对支点0的力臂L。

2. 杠杆的平衡条件

动力X动力臂=阻力x阻力臂，或写作F1 L^F2 L2

例2 :如图3所示，AB为轻杆，A0= 0（= CB B端悬挂重为10N的物体，「亠直= 当A端施加竖直向下的力F=鼻0 N_时，杠杆平衡。如果动力作用点V

从A点移到C点，能使杠杆仍平衡的力F至少是图3 20 N_，该力的方向是____________ 竖直向上______________________ 。

种类条件好处代价实例

省力杠杆动力臂大于阻力臂省力费距离

老虎钳、扳子

费力杠杆动力臂小于阻力臂省距离费力镊子、吃饭筷子

等臂杠杆动力臂等于阻力臂相等力和距离两者都不

省也都不费

天平

费力杠杆：钓鱼杆，赛艇的船浆

省力杠杆省力，但费距离（动力移动的距离较大），费力杠杆费力，但省距离。等臂杠

杆不省力也不省距离。既省力又省距离的杠杆是不存在的。

例3:如图4所示是一个简易的杠杆式起重机， F 是动力，物重为阻力。

(1 )画出动力臂和阻力臂。(2)试说明这个起重机是省力机械还是费力机械。

例4:如图5是一个简易压水泵。用手向下压手柄，活塞杆会把活塞往上提；用手向上 提手柄，活塞杆会把活塞向下推。整个手柄是一个弯曲的杠杆。

(1) 请在图上标出支点 Q 画出此时的阻力 F 2,作出F 、F 2的力臂L i 和L 2 ； (2) 请回答：这个手柄属于哪一类杠杆？ __________ 。

1. 定滑轮

(1) 定义：轴固定不动的滑轮叫定滑轮。

(2) 原理：定滑轮实质是等臂杠杆，不省力，但能改变力的方向。 2. 动滑轮

(1) 定义：轴可以随物体一起移动的滑轮叫动滑轮。 (2) 原理：动滑轮省一半力。

例5：物体重I 000 N 如果用一个定滑轮匀速提起它，需要用

N 的力；如果用

一动滑轮且使拉力沿竖直方向匀速提起它，需要用 __________________ N 的力(不计摩擦滑轮自 重).1000; 500

例6:如图6所示，摩擦不计，物重为 100N 。(1 )若动滑轮重不计，匀速提升重 物时绳子的拉力为 _50 N —。(2)若动滑轮重为 20N,匀速提升重物时绳子的拉 力为

N

。(3)若将绳子向上拉动 4m 则物体向上移动 _2_ m 3. 滑轮组一一几个滑轮组合在一起使用

(1)原理：既利用了动滑轮省一半力又利用了定滑轮改变动力的方向。 子承担，所需拉力即为总重的几分之一。

例7:图7甲和乙都是由一只定滑轮和一只动滑轮组成的滑轮组，但是它们有不同点。 请回答：

(1) 滑轮组能改变动力的方向，而 ____________ 滑轮组不改变动力的方向;

.滑轮 总重由几股绳

图6

(2) _______________ 甲滑轮组有_________________________ 段绳

子承担物重，而乙滑轮组有段绳

子承担物重，______ 滑轮组更省力些；

(3)如果摩擦不计，动滑轮重不计，

G= 300N,则图甲中的拉力F 甲=_

丄，图乙中的拉力F乙= N ;

(4)如果都使物体上升h高度，那么甲滑轮组的绳端必须向下移

动_______ ，乙滑轮组的绳端必须向上移动_____________ 。

例8:在图8中，画出滑轮组的串绕方法，要求是：绳端往上提，重物往上升。并回答下列问题：

(I )这个滑轮组有 _____ 段绳子承担物重，若绳端的拉力向上移动 1.5m，则

物体上升_m。

(2)若物重G= 30N,摩擦及动滑轮重均不计，使重物匀速上升时，绳端的

拉力F= N。

(3) 若物重G= 30N,摩擦不计，动滑轮重为G动=6N,使重物匀速上升时,

绳端的拉力F= _N

三?功

1?概念：力作用在物体上，物体在这个力的作用下通过了一段距离，这个力就对该物体做了功。

功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。

公式：W = F s。

单位：焦耳，符号为j, 1J =1N m。

2. 功的原理

使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理。

这一规律是大自然对人类智慧的制约。人凭智慧可以发明各种各样的机械，可以得到省力的好处，也可以得到省距离的好处或是改变力的方向，但不可同时既省力也省距离，即永远不会发明能省功的机械。

3. 机械效率

有用

有用功跟总功的比值叫机械效率，公式：有用

W总

总、

有用功由主观目的而定，总功则是动力对机械做的功。总功分成两个部分，一部分是被利用的有用功，一部分是被机械消耗的额外功。因为机械的摩擦和机械自重不可避免，所以机械效率总小于1。

4. 功率

(1)功率的概念：单位时间里完成的功，叫做功率。功率表示做功的快慢。

(2)公式：P = W单位：瓦特，简称瓦，符号W , 1kW =1000W , 1MW =106W

t

例9:如图，将重为400N的物体匀速提升2m所用拉力为250N (不计摩擦和绳重).求：

①有用功W有.

②总功W总.

③机械效率n .

④若用此装置匀速提起700N的重物，需要多大的拉力?

答案：800J（1 分），1000J（1 分），80%（ 1 分），400N（2 分）.

四?机械能

1. 动能和势能

（1）动能：物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能。运动物体的速度越大，质量越大，它的动能就越大。

（2）势能：势能可分为重力势能和弹性势能。

重力势能：物体由于被举高而具有的能量。物体的质量越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。。

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。

（3）机械能：动能和势能统称为机械能。在数值上等于动能和势能的和。单位：J

2. 动能和势能可以相互转化

动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。

3. 水能和风能的利用

水能和风能是人类可以利用的巨大的机械能资源。

针对练习：

1、门的把手一般都安装在离门轴远的一端，如图10所示。其中的科学道理是【】B

A. 根据杠杆的知识，推开门时比较省距离

B. 根据杠杆的知识，推开门时比较省力

C. 根据功的知识，推开门时手对门做功较慢

D. 根据功的知识，推开门时手对门做功较少

D 】

D

3、如图15所示的杠杆处于平衡状态，若使弹黄秤的示数变为原来的

1/2，杠杆仍然保持平衡状态，可以采取哪些措施？【】D

6.如上图所示是定滑轮匀速提起物体的三种拉法，所受拉力分别是R、F 2、F s（）

A.F1 > F2> F3

B.F

C.F2> F 1 >

F3 D.F

7、各式各样的剪刀都是一对杠杆?图18中，—一剪刀是省力杠杆：理发时应选用

—.（选填“甲”或“乙”）乙甲

8、成人正常体温约一「C, 一位初中学牛的质量约_ _ kg。用如图19所示的两种

方法把相同的重物提高相同的高度，甲、乙两图的动滑轮重力相同，不计绳重及机械摩

擦，图甲中人的拉力F1 图乙中人的拉力F2（填“大于”、“等于”或“小于” ）。37,

50 ,大于

9、如图20是一种拉杆式旅行箱的示意图，使用时相当于一个（填“省力”或“费

力”）杠杆，若箱和物品共重100N ,设此时动力臂是阻力臂的5倍，则抬起拉杆的力F为—

N。省力，20;

A、把弹簧秤向左移动一个小格

B、减少三个钩码

C、把钩码向左移动一个小格

D、把钩码向右移动一个小格

4、杆秤是一种很古老但现在仍然在广泛使用的一种测量质量的工具。小林同学用一杆秤称

一实心球的质量，如图16所示。当杆秤在水平位

置平衡时，秤砣拉线正好压在 4 kg的刻度线上。根

据秤砣拉线、提纽和称钩所在秤杆的位置之间的距

离的粗略关系，可以估测出秤砣的质量大约是【】

C

A. 10 g

B. 400g

C. 1000g

D. 4000g

5、在图17中，要将一圆柱体重物推上台阶,

最小的作用力应是【】C

A . F1 B. F2

图16

1V F2V F3

1 = F2= F3

甲Z J

图19

C. F3

图18

pm