(共20张PPT)
2
0
2
2
2022年中考科学
复习
浙教版
第20讲 简单机械
1．(2021，温州)停放自行车时，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是( )
A．A点 B．B点 C．C点 D．D点
D
B
3．(2021，枣庄)如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将( )
A．先变大，后变小
B．先变小，后变大
C．一直是变大的
D．一直是变小的
A
4．(2021，河南)如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒( )
A．省力且省距离 B．省力但费距离
C．费力且费距离 D．费力但省距离
B
5．现有若干个规格相同的钩码，如图所示，为了使杠杆在水平位置平衡，应在杠杆的A点挂几个钩码( )
A．1 B．2 C．3 D．4
C
6．(2021，深圳)如图，两个滑轮组，提升一个重为17 N的物体A(每个滑轮重相同)，使物体A在2 s内拉升了20 cm，拉力如图所示，下列说法正确的是( )
A．甲中，绳端移动的距离为60 cm
B．乙中，拉力的功率为1.7 W
C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着
D．乙中，动滑轮的重力为2 N
A
7．杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点悬挂一个重为20 N的物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆在水平位置平衡，且OB∶AB＝2∶1。则F＝______N，此杠杆是________杠杆。
30
费力
8．(2021，陕西)如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000 N的推力，将重为2000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m，则此过程中的有用功为________J，斜面的机械效率为_______。使用斜面可以________(选填“省力”或“省功”)。
3000
75%
省力
9．某品牌胶棉拖把的主要结构如图所示，使用前将棉头浸泡于水中吸水，再向后拉动“拉手”，使之绕O点转动，胶棉夹将棉头中多余水分挤出。
(1)该拖把中的“拉手”属于简单机械中的________。
(2)使用这种拖把拖地时，若棉头水分含量太少，会导致棉头与地面的_________增大，易造成棉头损坏。
杠杆
摩擦力
10．(2021，绍兴)我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。
(1)图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出阻力臂，此时舂属于________
(选填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
(2)若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人克服硾头重力做功的功率为______瓦。
费力
40
11．(2021，宁波)反思是一种良好的学习品质。
(1)一根轻质硬棒AB，在力的作用下能绕固定点O转动。现在硬棒AB上施加两个力F1和F2，O点到F1和F2的作用线的距离分别为d1和d2。小宁认为，只要满足F1×d1＝F2×d2，则硬棒AB一定保持静止状态或匀速转动。你认为小宁的想法正确吗？请说出你的理由。
(2)在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行
实验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向
上的拉力F小于物重G。小宁思考后认为，即使不计摩
擦和绳重，上述结论要成立，物重G和动滑轮重G动之
间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以
证明。
解：(1)小宁的想法不正确。如果硬棒AB在F1的作用下绕固定点O发生转动的方向与在F2的作用下绕固定点O发生转动的方向相同，那么即使F1×d1＝F2×d2成立，硬棒AB也不可能保持静止状态或匀速转动。
12．(2021，湖州)下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过程：(本实验均使用轻质杠杆)
实验1：在直杠杆水平平衡时(如图甲所示)进行实验，记录多组数据。得出：F1×s1＝F2×s2(注：s1和s2分别表示支点O到F1和F2的作用点的距离)。在直杠杆倾斜平衡时(如图乙所示)进行实验，也得到了同样的结论。
该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？
实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等量关系，即：_______________。
s和l(支点到力的作用线的距离)这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到F1的作用点的距离s1与支点到F1的作用线的距离l1是相等的。研究小组的同学又进行了实验。
实验3：
①移动钩码，使杠杆________________，并使杠杆处于平衡状态。
②记录F1、s1、l1和F2、s2、l2。
③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多组F1、s1、l1和F2、s2、l2。
④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。
倾斜或转动
最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是：F1×l1＝F2×l2。杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。
请回答：
(1)在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个
新的等量关系是_______________。
(2)将实验3中的①填写完整。
F1×s1＝F2×l2
(3)“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为_________。通过探究杠杆平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。
(4)用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是_____________
______________________________________________________。
力臂
图1中动力臂是阻力臂的2倍，图2中动力臂等于阻力臂(共62张PPT)
2
0
2
2
2022年中考科学
复习
浙教版
第20讲 简单机械
考点扫描
1．杠杆的定义：在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫做杠杆。杠杆可以是直的也可以是弯的。
2．杠杆的五要素：______、动力、阻力、动力臂、阻力臂。动力和阻力的方向不一定相反，但作用效果一定相反。
3．力臂是____________________的距离，而不是支点到力的作用点的距离。
力臂的画法：a.找出支点O的位置；b.画出动力作用线和阻力作用线；c.从支点分别作动力作用线和阻力作用线的垂线段即为________和_______。(即：一找点、二画线、三画垂线段)
考点一 杠杆(九上教材P87)
支点
支点到力的作用线
动力臂
阻力臂
4．杠杆的平衡条件
(1)杠杆保持静止或匀速转动状态，称为杠杆平衡。
(2)平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即_______________。
5．应用杠杆的平衡条件解决问题
F1l1＝F2l2
＜
＞
费力
6.人体中的杠杆
(1)人的头颅——等臂杠杆
抬头时，可以在颈部找到杠杆。杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个________杠杆。
(2)人的手臂——费力杠杆
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是______力，手拿的重物的重力是______力，显然我们的前臂是一种______力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高效率。
等臂
动
阻
费
(3)走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力就是______力，腿肚肌肉产生的拉力就是______力。这种杠杆可以克服较大的体重。
阻
动
1．定滑轮：工作时轴固定不动的滑轮。
动滑轮：工作时轴发生移动的滑轮。
2．定滑轮和动滑轮的特点
考点二 滑轮(九上教材P93)
2h
3．滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。
特点：既能改变力的________，也能改变___________。
4．使用滑轮组解决简单的问题
使用滑轮组时，滑轮用n段绳子拉物体，拉物体所用的力F就是物重的n分之一，即F＝_______，n表示拉物体绳子数。
方向
力的大小
1．有用功、额外功、总功
(1)有用功：提升重物过程中必须要做的功，用W有用表示。
(2)额外功：并非人们需要，但又不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功：有用功与额外功之和，用W总表示。由于存在额外功，总功必定大于有用功。
2．机械效率
(1)定义：把___________跟__________的比值叫做机械效率。
考点三 机械效率(九上教材P96)
有用功
总功
(2)表达式：______________________。
(3)因W总>W有用，所以机械效率总_______1，即机械效率不可能达到100%。
(4)提高滑轮组机械效率的方法：增大物重、减小动滑轮的重力、减小摩擦。
3．功、功率和机械效率的区别
小于
重点突破
1．识别杠杆
从杠杆的定义分析，只要是物体在力的作用下能绕固定点转动，这个物体就可看做是杠杆，比如动滑轮、定滑轮，所以杠杆并非一定是棒。会绘制杠杆的示意图，并能找出支点、动力和阻力，正确画出力臂，力臂是支点到力的作用线的距离。作力臂时先画出力的作用线，再过支点作力的作用线的垂线段，即为力臂。
例1 (2020，衢州)在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进(出)物体。图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆AOB，其中O为支点，B为阻力作用点，F2为阻力，动力作用在手柄上。
(1)图甲中的螺丝刀属于________杠杆。
(2)请在图乙中，画出对应F2的最小动力F1的示意图。
省力
变式1 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A．l1 B．l2 C．l3 D．l4
B
2．杠杆平衡条件的应用
杠杆作为工具，我们利用它是因为它有省力、省距离等优点。根据杠杆平衡条件，若动力臂大于阻力臂，则省力；若阻力臂大于动力臂，则省距离；即便动力臂等于阻力臂，也可以改变力的方向。另外可通过观察动力、阻力或力臂中某个量的变化，推测其他量的变化。
例2 如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(g取10 N/kg)( )
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，
当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
D
变式2 材料相同的甲、乙两个物体分别挂在杠杆A、B两端，O为支点(OA＜OB)，如图所示，杠杆处于平衡状态。如果将甲、乙物体(不溶于水)浸没于水中，杠杆将会( )
A．A端下沉
B．B端下沉
C．仍保持平衡
D．无法确定
C
3．利用滑轮组解决简单问题
使用滑轮组时，确定重物由几股绳子承担是关键，即判断承担重物和动滑轮绳子的股数。由此，首先分清动滑轮和定滑轮；其次在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，隔离观察绕在动滑轮上绳子的股数，几股绳子拉住动滑轮，绳子的自由端(动力的作用点)移动的距离就是重物移动距离的几倍。
例3 如图所示，在滑轮组的作用下，重为300 N的A物体以0.2 m/s的速度匀速上升，动滑轮重为60 N，不计绳重和摩擦。则绳子自由端的拉力F＝_______N，拉力F的做功功率P＝______W。
120
72
变式3 在水平桌面上放一个200 N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48 N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为______N。若绳子自由端移动速度为0.9 m/s，则物体移动速度为___________。
16
0.3 m/s
诊断自测
杠杆类型判断
A
杠杆动态分析
B
C
C
4．如图为吸盘式挂杆，将吸盘压在瓷砖上排尽其中的空气，挂杆就能被固定在瓷砖上。挂有平底锅的挂钩沿光滑水平横杆从P点开始向吸盘B移动，若吸盘与横杆的重力、吸盘大小均忽略不计，设挂钩与吸盘A的距离为l，则吸盘B受到的摩擦力F的大小与l的关系图像为( )
D
5．(2020，宁波)现有一根形变不计、长为L的铁条AB和两根横截面积相同、长度分别为La、Lb的铝条a、b。将铝条a叠在铁条AB上，并使它们的右端对齐，然后把它们放置在三角形支架O上，AB水平平衡，此时OB的距离恰好为La，如图所示。取下铝条a后，将铝条b按上述操作方法使铁条AB再次水平平衡，此时OB的距离为Lx。下列判断正确的是( )
A
6．(2020，绍兴)小敏将质量为20克，体积为25厘米3的塑料块放入水平平衡的容器内(图甲)，放手后容器右端下降。撤去塑料块，往容器内缓慢倒入一定量的水，使容器再次水平平衡(图乙)，将该塑料块轻轻放入图丙所示位置，放手后容器最终将____________(选填“左低右高”“左高右低”或“水平平衡”)。此时，塑料块所受浮力为_____牛。(g取10 N/kg)
水平平衡
0.2
7．如图，手持10 kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定( )
A．大于98 N
B．小于98 N
C．等于98 N
D．等于10 kg
杠杆相关计算
A
8．小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，
棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为_______牛，肩对木棒的支持力大小为_______牛，人对地面的压力大小为_______牛。(g＝10牛/千克)
20
60
540
9．如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于________牛。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为_________牛。
60
90
10～90
10．(2020，杭州)杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至O点提纽处，杆秤恰好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，秤砣移到B处，恰好能使杆秤水平平衡，测得OA＝5 cm，OB＝10 cm。
(1)计算秤砣的质量。
(2)小金在B处标的刻度应为______kg。若图中OC＝2OB。则C处的刻度应为______kg。
(3)当秤盘上放一个质量为2 kg的物体时，若换用一个质量更大的秤砣，移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数_____(选填“<”或“>”)2 kg，由此可知一杆杆秤不能随意更换秤砣。
2
4
<
11．如图所示，一根质量分布均匀的木棒，质量为m，长度为L，竖直悬挂在转轴O处。在木棒最下端用一方向始终水平向右的拉力F缓慢将木棒拉动到与竖直方向夹角为θ的位置(转轴处摩擦不计)。问：
(1)画出θ＝60°时拉力F的力臂l，并计算力臂的大小。
解：(1)l＝L×cos60°＝0.5 L
力臂如图所示。
(2)木棒的重力作用点在其长度的二分之一处，随拉开角度θ的增加，拉力F将如何变化？并推导拉力F与角度θ的关系式。
12．汽车超载是当前发生交通事故的重要根源。为了加强监控，各地均设置超载监测站。如图所示，已知某汽车的自重为2吨，其载重量为10吨。现让该汽车前轮开上电子地磅秤，其读数为5吨，后轮开上电子地磅秤读数为6吨，且前后轮与地面的接触面积相等。问：
(1)该汽车的前后轮对地面的压强是
否相同？为什么？
(2)该汽车是否超载，通过分析计算说明理由。
13．如图甲，有一轻质杆，左右各挂由同种金属制成、质量分别为m1和m2(m1>m2)的实心物块后恰好水平平衡。
(1)求左右悬挂点到支点O的距离L1与L2之比。
解：(1)当杠杆平衡时，有F1×L1＝F2×L2，
则m1g×L1＝m2g×L2，
变形得到L1∶L2＝m2∶m1。
(2)将两物分别浸没于水中(如图乙)，杆将会_____________(选填
“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”)，试通过推导说明。
仍然平衡
14．小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率，实验时竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。(支点和杠杆的摩擦不计)问：
(1)重为5 N的钩码挂在A点时，人的拉力F为
4 N。钩码上升0.3 m时，动力作用点C上升
0.5 m，此时机械效率η1为多少？
(2)小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，仍用该实验装置，将钩码移到B点，再次缓慢提升杠杆使动力作用点C仍然上升0.5 m。问：人的拉力F与第一次相比_________(选填“变大”“变小”或“不变”)。比较此时的机械效率η2与η1的大小关系，并用学过的知识给以推导。
变小
15．(2021，杭州)已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60 kg，体积为0.1 m3。问：
(1)此木料的密度为多少？
(2)如图所示，甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此本料并恰好水平，其中AO＝BO，O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时，请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
16．(2020，绍兴)如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论，小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计)。下列四套装置中能实现的是( )
滑轮与机械效率
D
17．小柯用图中装置提升重为400牛的物体，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米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
C
18．在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：(1)人的拉力所做的功。
(2)人的拉力做功的功率。
解：(1)绳子自由端移动距离s＝2×2米＝4米，拉力所做的功W＝Fs＝18牛×4米＝72焦。
(3)动滑轮受到的重力。
19．(2020，台州)升降晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_________。
(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是
____________。
定滑轮
减小摩擦
(3)将挂在晾衣架上重为20 N的衣服升高1.5 m，至少对衣服做多少功？
(4)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15 N的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20 cm。现准备将重为20 N的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
解：(3)使重20 N的衣服升高1.5 m需要做的功
W＝Fs＝Gh＝20 N×1.5 m＝30 J。
实验突破
实验：研究杠杆平衡条件
一、提出问题
杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力、阻力、动力臂、阻力臂有怎样的关系？
二、建立猜想
杠杆的平衡跟动力、动力臂与阻力、阻力臂有关。
三、实验设计与实施
1．杠杆平衡状态的判断：处于_______或匀速转动的杠杆均处于平衡状态。
静止
2．实验前平衡螺母的调节：左高向____调，右高向____调，实验过程中_______(选填“能”或“不能”)调节平衡螺母。
3．实验前调节杠杆处于水平平衡状态的目的：便于________。
4．使支点处于杠杆________的目的：避免杠杆自重对实验结果产生影响。
5．弹簧测力计的使用和读数。
6．实验表格设计及数据记录。
7．进行多次实验的目的：减小偶然性对实验结果的影响，使实验结论具有普遍性。
左
右
不能
测量力臂
中央
四、分析数据和现象
分析实验数据，总结实验结论。
五、得出结论
杠杆的平衡条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂(F1l1＝F2l2)。
六、交流与反思
1．将钩码换成弹簧测力计的好处是：可以________________。
2．杠杆平衡条件的应用
(1)在平衡杠杆的两端加、减钩码或移动钩码后杠杆的偏转情况。
连续改变力的大小
(2)保持杠杆始终水平平衡，当弹簧测力计由竖直拉杠杆改为倾斜拉杠杆时示数变化(弹簧测力计拉力的力臂________，示数_________)。
(3)计算力或力臂，或判断杠杆平衡时某端所挂钩码的个数。
3．对实验方案及结论的评估：
a．是否便于测量力臂；
b．是否进行了多次测量；
c．数据是否具有特殊性，即多组数据中阻力和动力都是倍数关系等。
减小
变大
【例】 (2021，丽水)杆秤(如图甲)是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。某兴趣小组在老师的指导下，动手制作量程为20克的杆秤(如图乙)。
【制作步骤】
①做秤杆：选取一根筷子，在筷子左端选择两点依次标上“A”、“B”；
②挂秤盘：取一个小纸杯，剪去上部四分之三，系上细绳，固定在秤杆的“A”处；
③系秤纽：在秤杆的“B”处系上绳子；
④标零线：将5克的砝码系上细绳制成秤砣，挂到秤纽的右边，手提秤纽，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上“0”；
⑤定刻度：……
【交流评价】
(1)杆秤是一种测量____________的工具；
(2)当在秤盘上放置物体称量时，秤砣应从“0”刻度向____侧移动；
(3)步骤④标零线的目的是________________________________；
物体质量
右
避免杆秤自身重力对称量的干扰
(4)根据杠杆平衡条件可知，杆秤的刻度是均匀的。定刻度时，小科和小思采用不同的方法，你认为_______的方法更合理。
小科：先在秤盘上放1克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上1；然后在秤盘上放2克物体……按上述方法直到标出所有刻度。
小思：在秤盘上放20克物体，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤砣所挂的位置标上20，0和20之间分为20等份，依次标上相应刻度。
小思
