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安徽省2020年中考物理总复习：专题五简单机械中考真题再现( 学用见P64 )探究规律对接中考命题点1利用杠杆的平衡条件计算( 常考 )1.( 2019安徽第4题 )如图所示,一轻杆AB悬于O点,其左端挂一重物,右端施加一个与水平方向成30的力F,此时轻杆水平平衡。若重物质量m=3 kg,BO=3AO,则力F的大小为20N。【解析】先找到动力的力臂l,如图所示。由杠杆的平衡条件可得Fl=GAO,且BO=3AO,所以FBOsin 30=GAO,可得F3AO12=mgAO,所以F=233 kg10 N/kg=20 N。2.( 2018安徽第21题 )图a所示为前臂平伸用手掌托住铅球时的情形。我们可将图a简化成如图b所示的杠杆,不计自重。若铅球质量m=3 kg,OA=0.03 m,OB=0.30 m,求此时肱二头肌对前臂产生的拉力F1大小。解:根据杠杆平衡条件有F1l1=F2l2将F2=mg=30 N,l1=OA=0.03 m,l2=OB=0.30 m代入,可得F1=300 N3.( 2017安徽第8题 )如图所示,将一把薄木尺的13长度用多层报纸紧密地覆盖在水平桌面上。已知报纸的上表面积为0.25 m2,则大气对报纸上表面的压力为2.5104N;在木尺右端快速施加竖直向下的力F,要将报纸掀开,则力F至少为1.25104N( 假设报纸对木尺的压力全部作用在木尺的最左端,大气压取1.0105 Pa,报纸和薄木尺的重力忽略不计 )。【解析】由压强p=FS可得,大气对报纸上表面的压力F0=p0S=1.0105 Pa0.25 m2=2.5104 N;设木尺的长度为L,根据杠杆的平衡条件可得,F013L=F23L,解得F=1.25104 N。4.( 2015安徽第6题 )如图,AB为能绕B点转动的轻质杠杆,中点C处用细线悬挂一重物,在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F,使杠杆在水平位置保持平衡,则物重G=20N,若保持拉力方向不变,将A端缓慢向上提升一小段距离,在提升的过程中,拉力F将不变( 选填“增大”“不变”或“减小” )。命题点2杠杆作图( 不常考 )5.( 2016安徽第7题 )拉杆式旅行箱可看成杠杆,如图所示。已知OA=1.0 m,OB=0.2 m,箱重G=120 N。请画出使箱子在图示位置静止时,施加在端点A的最小作用力F的示意图,且F=24N。【答案】如图所示名师考点精讲( 学用见P6567 )学思结合高效突破考点一杠杆定义在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒叫杠杆图示杠杆的五要素支点杠杆绕其转动的点,一般用字母O表示动力使杠杆转动的力,常用字母F1表示阻力阻碍杠杆转动的力,常用字母F2表示动力臂从支点到动力作用线的距离,一般用字母l1表示阻力臂从支点到阻力作用线的距离,一般用字母l2表示典例1( 2019广东 )如图所示,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对O点的力臂l。【解析】先找到行李箱的重心,把它作为重力的作用点,从作用点起,竖直向下画出重力的示意图;沿着F的方向向下画出力的作用线,然后从支点向该力的作用线作垂线,支点到垂足之间的距离就是拉力F对O点的力臂l。【答案】如图所示【技巧点拨】杠杆力臂作图步骤典例2下列关于杠杆的说法中正确的是( )A.杠杆必须是一根直棒B.杠杆一定要有支点C.力臂必须在杠杆上D.力臂就是力的作用点到支点的距离【解析】杠杆可以是直的,也可以是弯曲的,A项错误;杠杆的五要素之一就是支点,B项正确;力臂是从支点到力的作用线的距离;力臂不一定是杠杆的长度,也不一定在杠杆上,C、D项错误。【答案】 B针对训练1.如图用螺丝刀撬图钉,请画出在A点处所用最小力F1的示意图,并画出阻力F2的力臂。【答案】如图所示考点二杠杆平衡条件与杠杆分类1.杠杆平衡:杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动状态。2.杠杆平衡条件:动力动力臂=阻力阻力臂,即F1l1=F2l2。3.杠杆分类名称力臂关系力关系特点应用省力杠杆动力臂阻力臂动力阻力省力但费距离铡刀、啤酒撬费力杠杆动力臂阻力省距离但费力镊子、钓鱼竿等臂杠杆动力臂=阻力臂动力=阻力不省力也不费力天平、定滑轮典例3( 2019山东泰安 )一位泰山挑山工用一根长1.8 m的扁担挑起货物,如图为扁担示意图,若在扁担的A端挂200 N的物体,B端挂300 N的物体,挑起重物时使扁担水平平衡,则挑山工肩膀需顶在距A端m远的位置( 不计扁担的重力 )。【解析】设支点为O,由题图可知,肩膀到扁担左端的距离为OA,则肩膀到右端的距离为OB=1.8m-OA,扁担平衡,由杠杆的平衡条件可得,G1OA=G2OB,代入数据得,200NOA=300N( 1.8m-OA ),解得OA=1.08m。【答案】 1.08【类型突破】应用杠杆平衡条件解决问题的一般步骤1.将实物抽象为杠杆模型;2.确定支点;3.明确动力、阻力的大小和方向,画出力的示意图;4.画出动力臂和阻力臂;5.利用杠杆平衡条件进行计算或判断。针对训练2.如图是一种拉杆式旅行箱的示意图。若旅行箱内装满物体且质量分布均匀,其总重为210 N,轻质拉杆拉出的长度是箱体长度的12,要使旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡,则竖直向上的拉力F为70N。【解析】旅行箱和拉杆构成的杠杆水平平衡时,杠杆的五个要素如图所示。l1=3l2,由杠杆平衡条件可知,Fl1=Gl2,所以竖直向上的拉力F=Gl2l1=13G=13210 N=70 N。3.指甲刀是生活中常用的小工具,如图所示,它包含三个杠杆,关于这三个杠杆的说法正确的是( A )A.一个省力杠杆,两个费力杠杆B.一个费力杠杆,两个省力杠杆C.三个都是省力杠杆D.三个都是费力杠杆考点三滑轮和滑轮组1.定滑轮( 1 )定义:轴固定不动的滑轮。( 2 )实质:等臂杠杆。( 3 )施力特点:使用定滑轮不省力,但可以改变力的方向。F=G( 不计摩擦、绳重、匀速拉动 )。物体上升高度和绳自由端移动的距离相等,即s=h。2.动滑轮( 1 )定义:轴可以随物体一起移动的滑轮。( 2 )实质:动力臂是阻力臂两倍的杠杆。( 3 )施力特点:使用动滑轮可以省力,但不改变力的方向,而且费距离。设动力为F,物体上升高度为h,绳自由端移动的距离为s。F=12( G物+G动 )( 不计摩擦、绳重、匀速竖直拉动 )。F=12G物( 不计摩擦、绳重、动滑轮重、匀速竖直拉动 )。s=2h。3.滑轮组( 1 )定义:定滑轮和动滑轮组合在一起。( 2 )施力特点:既省力、又能改变动力的方向,但费距离;设绳子股数为n,所提重物重为G物,动滑轮自重为G动,物体上升高度为h,绳自由端移动的距离为s。F=1n( G物+G动 )( 不计摩擦、绳重匀速拉动 )。F=1nG物( 不计摩擦、绳重、动滑轮重、匀速拉动 )。s=nh。典例4小柯用图中装置提升重为400 N的物体,不计摩擦和滑轮自重,下列说法正确的是( )A.两个滑轮均为定滑轮B.人将绳子拉过1 m,物体也上升1 mC.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200 ND.使用该装置不能省力,但能改变力的方向【解析】由题图可知,该装置下面的滑轮能随物体一起上升,是动滑轮,上面的滑轮是定滑轮,A项错误;题图中绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍,所以人将绳子拉过1m,物体只能上升0.5m,B项错误;不计摩擦和滑轮自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400N,则拉力为200N,C项正确;该装置使用动滑轮能省力、使用定滑轮能改变力的方向,所以使用该装置既能省力,又能改变力的方向,D项错误。【答案】 C针对训练4.如图所示,滑轮重及滑轮转动时的摩擦均不计。向上拉绳的速度是1.2 m/s,拉绳的力F是9 N,由此可知( C )A.物重是27 N,物体的速度是0.4 m/sB.物重是18 N,物体的速度是0.6 m/sC.物体受到的摩擦力是27 N,物体的速度是0.4 m/sD.物体受到的摩擦力是18 N,物体的速度是0.6 m/s( 学用见P67 )实验:探究杠杆的平衡条件1.实验目的:探究杠杆平衡时力和力臂的关系。2.实验器材:杠杆、钩码若干、铁架台、细线等。3.实验操作( 1 )将杠杆悬挂在铁架台上,调节杠杆两端平衡螺母,使杠杆处于水平位置平衡。( 2 )在杠杆两端悬挂适当的钩码,并调整钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡,记下动力、阻力、动力臂、阻力臂。( 3 )改变钩码数量和它们离开支点的距离,使杠杆处于水平静止状态。将得到的数据记录下来。4.实验讨论( 1 )实验前若杠杆左高右低,应将平衡螺母向左调。( 2 )实验前将杠杆调到水平位置平衡的目的是排除杠杆自身重力对实验的影响,便于测量力臂。( 3 )实验中发现杠杆未平衡,不能通过调节平衡螺母来获得杠杆的平衡。针对训练( 2019山东威海 )小明利用杠杆做了以下实验,实验时使用的每个钩码的质量均相等,杠杆上相邻刻线间的距离相等,请回答下列问题:( 1 )如图甲所示,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆的左端下沉,若想使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向右调节。杠杆在水平位置平衡后,在A点悬挂2个钩码,要使杠杆在水平位置再次平衡,需在B点悬挂4个钩码;之后在A、B两点再各增加1个钩码,杠杆将逆时针旋转( 选填“不动”“顺时针旋转”或“逆时针旋转” )。( 2 )如图乙所示,小明在A、C两点分别悬挂等重的载物盘,制作了一个天平,左盘盛放物体,右盘加减砝码,此天平是利用了哪一类杠杆制作而成的?等臂杠杆。( 3 )小明正确使用自制天平称量物体质量时:假如支点O因某种原因向右偏移,则测量值大于( 选填“大于”“等于”或“小于” )真实值;假如砝码因生锈等原因质量增大,则测量值小于( 选填“大于”“等于”或“小于” )真实值。11
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