沪教版初二物理下册《机械和功》全章复习与巩固--简单机械(提高)知识讲解---

沪教版初二物理下册知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习《机械和功》全章复习与巩固——简单机械（提高）【学习目标】1、知道什么是杠杆及杠杆五要素；2、会画杠杆的力臂；3、理解杠杆的平衡条件及应用，会判断省力杠杆和费力杠杆；4、理解定滑轮、动滑轮特点、实质及其作用；理解滑轮组的作用及滑轮组的装配图；5、知道知道什么是轮轴，了解它的工作原理；6、知道机械传动及其基本方式；7、理解斜面的工作特点。

【知识网络】【要点梳理】要点一、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（高清课堂《杠杆》392029杠杆）力臂的画法：（1）明确支点，用O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L 1（或L 2) 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：杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F 1L 1= F 2L 2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：L 1＞L 2，F 1＜F 2。

（2）费力杠杆：L 1＜L 2，F 1＞F 2。

（3）等臂杠杆：L 1=L 2，F 1=F 2。

要点二、滑轮和滑轮组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。

要点诠释：1、滑轮组的特点：既可省力，又可以改变用力方向。

但费距离。

2、结论：在使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力是总重的几分之一。

如果考虑动滑轮的重力，则有n动物G G F +=要点三、轮轴和机械传动、斜面1、轮轴：由（外围的）轮和（中间的）轴组成的能绕轴心转动的简单机械。

看做是一个可以连续转动的杠杆。

轮轴工作示意图（1）动力作用在轮上，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。

（2）动力作用在轴上，轮轴是一个费力杠杆，但省距离。

2、机械传动：装置可以实现机械之间的动力和能量传递。

3、斜面：与水平面成倾斜的光滑平面。

（假设无摩擦）螺旋也是斜面的一种应用。

（1）斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之几。

（2）要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力。

（3）斜面坡度越小越省力。

要点诠释：1、轮轴可以改变用力大小，也可以改变物体的速度。

2、机械传动的方式有三种：（1）皮带传动（2）链传动（3）齿轮传动3、斜面越长或斜面高越短即斜角越小，则越省力。

【典型例题】类型一、杠杆平衡条件的应用1、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，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【答案】B【解析】从图中可以看出，杠杆左端力的大小为G，力臂为8L；A、在位置2挂6个相同的钩码，其作用力为6G，力臂为2L，则G×8L＜6G×2L；故A错误；B、在位置4挂2个相同的钩码，其作用力为2G，力臂为4L，则G×8L=2G×4L；故B正确；C、在位置4挂4个相同的钩码，其作用力为4G，力臂为4L，则G×8L＜4G×4L；故C错误；D、在位置6挂2个相同的钩码，其作用力为2G，力臂为6L，则G×8L＜2G×6L；故D错误。

【总结升华】本题考查杠杆平衡条件的应用，重点是从图中读出作用在杠杆上的作用力和力臂，然后先比较杠杆两端的力和力臂的乘积。

举一反三：【变式】（2015•苏州模拟）如图所示，杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩），且在水平位置平衡，杠杆自重不计。

如果两人同时以大小相等的速度向支点移动。

则杠杆将（）A．仍能平衡B．不能平衡，大人那端下沉C．不能平衡，小孩那端下沉D．条件不够，无法判断【答案】C【解析】开始时杠杆在水平位置平衡，大人的力臂小于小孩的力臂；当运动时，两人速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大人的力矩减少的快，则大人力臂会小于小孩力臂，根据杠杆平衡的条件可以判断出杠杆向小孩那端下沉，故选C。

2、用道钉撬起道钉时，为达到目的可按图示方向分别施加动力，其中施力最小的方向是（）A．沿F1方向施力B．沿F2方向施力C．沿F3方向施力D．沿F4方向施力【思路点拨】知道省力费距离，费力省距离，找力臂最长的情况。

【答案】 B【解析】由图可知，动力F 2与OA 垂直，则动力F 2对应的动力臂最长。

由杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小。

因为F 2对应的动力臂最长，所以F 2最小。

【总结升华】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力的结论。

举一反三：【变式】粗细均匀的钢筋AOB ，形状如图所示.已知AO =OB ，在O 点用一线悬挂起来，并使AO 段位于水平位置后放手，放手后A .AC.保持原状 D .以上说法都不正确 【答案】A类型二、滑轮、滑轮组的组装3、如图所示装置，物体处于静止，不计滑轮重力及摩擦，则重物G 1与G2G G 12A .1∶1B .1∶2C .2∶1D .3∶1【答案】C【解析】图中左边的是动滑轮，右边是定滑轮。

分别就两个滑轮受力分析（不计滑轮重和摩擦）：左边受竖直向下的重物G 1 的拉力和竖直向上的两根绳子的拉力F;因为右边的滑轮为定滑轮，所以F= G 2，，故G 1 =2F,选C 。

【总结升华】解决此类问题要结合受力分析和定滑轮、动滑轮的特点进行分析解答。

举一反三：【变式】如左下图，物体所受重力等于120N ，物体对地面的压力为零，拉力F 应等于_______N ．【答案】120N4、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．B．C．D．【思路点拨】在此题中，克服的阻力是物体与地面之间的摩擦力。

同时也使用到了简单机械--滑轮．因此省力的情况要从两个方面考虑：①减小物体与地面之间的摩擦力；②使用的机械最省力。

【答案】D【解析】A、是直接用绳子拉动物体，不能省力，不符合题意；B、是通过下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力；C、利用了定滑轮来拉动物体，但下面并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，较省力；D、不但利用了动滑轮来拉动物体，下面还并排放置的圆形钢管是变滑动为滚动减小了摩擦力，最省力，符合题意。

故选D。

【总结升华】在此题中，克服的阻力是物体与地面之间的摩擦力，同时也使用到了简单机械滑轮。

因此省力的情况要从两个方面考虑：①减小物体与地面之间的摩擦力；②使用的机械省力。

在三种都省力的方案中，要选择效果最好的，这就要求考虑问题要全面。

举一反三：【变式】如图所示的简单机械，忽略各种摩擦及杠杆和滑轮的重力，当提起相同重物时，最省力的是（）A．B．C．D．【答案】A5、（2015•佛山校级三模）要用最小的力将汽车拉动，试完成绳子的绕法。

【答案与解析】将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上，然后将绳子从内向外依次绕过每一只滑轮，共有4段绳子承担总的阻力。

如图所示：【总结升华】滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数，明确了这一点，滑轮组的绕法就变得非常简单。

类型三、滑轮组的计算6、物体做匀速直线运动，拉力F=60牛，则物体受到的摩擦力是（）A．60牛B．120牛C．20牛D．180牛【答案】D【解析】绳子股数是3．所以绳子末端的拉力，物体和地面之间的摩擦力f=nF=3×60N=180N。

【总结升华】此题考查的是有关滑轮组的计算。

举一反三：【变式】如图所示，在水平拉力F的作用下，物体A匀速向右滑动时，弹簧秤示数为10N，不计滑轮重及滑轮与绳之间摩擦，则水平拉力F和物体A与水平面之间的摩擦力f的大小分别是（）A．F=20N，f=20N B．F=10N，f=20N C．F=20N，f=10N D．F=10N，f=10N 【答案】C7、(多选)如图所示，浸在水中的A物体的质量为3kg，B物体的质量为2kg，且整体处于静止状态，弹簧测力计自身重力不计．下列说法正确的是（）A．弹簧测力计的示数为19.6NB．物体A浸在水中的体积为500cm3C．物体A处于平衡状态D．物体B受到的重力和B对绳的拉力是一对平衡力【思路点拨】确定研究对象，分别受力分析建立等式找联系，图中是一个定滑轮，由其特点可知两根绳子的拉力是相等的。

【答案】A 、C【解析】A 、因为是个定滑轮，所以弹簧测力计的示数等于物体B 的重力；G B =m B g=2kg×9.8N/kg=19.6N。

B 、物体A 所受的重力：G A =m A g=3kg×9.8N/kg=29.4N，物体A 所受的浮力：F 浮=G-F 示=29.4N-19.6N=9.8N ， 物体A 排开水的体积：33339.8==10cm 1.0109.8F N V g kg m N kgρ=⨯⨯浮排水 C 、平衡状态包括匀速直线运动状态和静止状态；D 、重力的施力物体是地球，受力物体是物体B ；拉力的施力物体是物体B ，受力物体是绳子，由于这两个力并不是作用在同一物体上，所以物体B 受到的重力和B 对绳的拉力不是一对平衡力，故选 A 、C 。

【总结升华】本题综合考查了定滑轮及其工作特点、重力的计算、二力平衡条件的应用、浮力的计算、阿基米德原理、平衡状态的辨别、平衡力的辨别，该题所考查的知识比较广泛，所考查的都是初中物理力学部分要求学生必须掌握的重点内容。

在解答力学方面的习题时，一般都要先对物体进行受力分析，能正确的对物体进行受力分析，是解题的关键。