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第四单元 机械与人
第一部分 福建中考考点过关
2025年中考物理一轮教材复习
课时11 杠杆 滑轮
考点1 杠杆【7年5考】
1.杠杆基础
定义 在力的作用下能绕着________转动的硬棒
图示 _________________________________________________________________________________________
固定点
五要 素 ①支点:杠杆绕着转动的固定点,一般用字母 表示
②动力:使杠杆转动的力,一般用字母 表示
③阻力:阻碍杠杆转动的力,一般用字母 表示
④动力臂:从支点到动力作用线的______,一般用字母 表示
⑤阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,一般用字母 表示
距离
易失分点
力臂是从支点到力的作用线的距离,而不是从支点到力的作用点的距离。
2.杠杆的分类及应用
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示 _________________________________ _________________________________ _________________________________
力臂 ___ ___ ___
力 ____力 ____力 不省也不费力
距离 ____距离 ____距离 不省也不费距离
应用 羊角锤、铡刀、撬棒、 起子、钢丝钳、动滑轮 等 船桨、钓鱼竿、镊子、 筷子、食品夹等 托盘天平、定滑
轮、跷跷板等
省
费
费
省
提分指南
需要较大的力时,一般选择省力杠杆;为了使用方便,想要省距离时,一般选择
费力杠杆。
考点2 杠杆平衡条件【7年1考】
1.杠杆的平衡状态:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动。
2.杠杆的平衡条件:动力×______________×阻力臂,即 。由杠杆
的平衡条件可知,阻力和阻力臂不变时,动力和动力臂的大小成______,即动
力臂越长,动力越____。
动力臂
阻力
反比
小
考点3 滑轮【7年2考】
定滑轮 动滑轮 滑轮组
图示 ____________________ _________________ _______________
定义 轴固定不动的 滑轮 轴随物体一起 运动的滑轮 由定滑轮和动滑轮组
合而成的装置
实质 ______杠杆 动力臂为阻力 臂二倍的杠杆 ——
等臂
定滑轮 动滑轮 滑轮组
特点 不能______,可 以___________ ___ 省一半的力,费 一倍的距离 既省力,又可以改变力
的方向,但是费距离
拉力与物重 的 关系 ( 是吊着动滑
轮的绳子股数)
动力方向 改变 不改变 可能改变,也可能不
改变
省力
改变力的方向
定滑轮 动滑轮 滑轮组
绳自由端移动距离 与物体上升高 度 的关系
绳自由端移动速度 与物体上升速 度 的关系
注:不计绳重、滑轮重、绳与滑轮间的摩擦。
考点4 其他简单机械【7年未考】
1.斜面
(1)定义:一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。
(2)特点:斜面是一种省力的简单机械。
提分指南
当物体沿斜面向上做匀速直线运动时,若忽略摩擦,斜面长是斜面高的几倍,拉
力就是物体所受重力的几分之一,即 。
2.轮轴:由轮和轴组成的能绕共同轴心转动的简单机械,其实质为不等臂杠
杆。实例:汽车的方向盘、井上的辘轳、水龙头等。
命题点1 杠杆类型的判断(重点)
例1 [2024连云港中考] 如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力
杠杆的是( )
D
A.托盘天平
B.钢丝钳
C.开瓶扳手
D.筷子
例2 如图所示是自行车手闸。手闸可看成杠杆,支点是
___(选填图中的字母),这是一种______(选填“省力”
“等臂”或“费力”)杠杆。捏手闸时动力作用点移动的
省力
大于
距离______(选填“大于”“等于”或“小于”)阻力作用点移动的距离。
解题通法
判断杠杆类型的方法
命题点2 杠杆的平衡条件及应用
例3 [2024重庆中考B卷] 小兰自制了
一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及
的秤砣构成,如图所示。当不挂
秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,
杆秤在空中恰好能水平平衡。已知
600
1
间距离为。当放入重物,将秤砣移至距点的 处时,秤杆水平
平衡,则重物质量为_____;往秤盘中再增加的物体,秤砣需要从 处
移动___ 才能维持秤杆水平平衡。
解题通法
杠杆再平衡问题
杠杆两端的力或力臂变化后。
方法一:分别计算变化后的动力与动力臂、阻力与阻力臂的乘积。比较乘积
结果,乘积大的那端下沉,乘积小的那端上升。
方法二:分别计算动力与动力臂、阻力与阻力臂乘积的变化量。比较乘积变
化量,增加时结果大的那端下沉,减少时结果大的那端上升。
命题点3 杠杆作图(易失分点)
例4 [2024盐城中考] 如图所示,画出用起子撬图钉的动力的力臂 。
[答案] 如图所示。
解题通法
1.力臂的画法
步骤 具体作法
①找点 根据杠杆定义找出支点
②画线 画力的作用线(用虚线)
③作垂线 过支点 作力所在直线的垂线,支点到垂足的线段即为力臂
④标示 标法1:用实线,标垂直符号,两端加箭头,旁边标字母
标法2:用虚线,标垂直符号,加大括号,旁边标字母
注意:要根据杠杆的类型判断动力和阻力的大小。比如省力杠杆,动力小于
阻力,表示动力的线段长度应小于阻力的线段长度。
2.杠杆最小力的作法
(1)首先找到杠杆上离支点最远的点,这个点一般就是最小力的作用点;
(2)连接支点和最小力的作用点,即为最小力的力臂;
(3)作该力臂的垂线,在正确的方向上(动力和阻力使杠杆转动的方向相反,
若动力与阻力的作用点在支点同侧,则动力和阻力指向杠杆异侧;若动力与阻
力的作用点在支点异侧,则动力和阻力指向杠杆同侧)作出最小力的示意图。
命题点4 滑轮与滑轮组(重点)
例5 [2024天津中考] 高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子,旗
子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,关于该滑轮的说法正确的
是( )
D
A.它是动滑轮 B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离 D.利用它可以改变力的方向
例6 [2024宣城模拟] 如图所示,物体 在水平桌面上,绳重
及绳与滑轮的摩擦不计,动滑轮重为。当物体重为
时,它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体 ,
使其向左做匀速直线运动,则这个力的大小应为____ 。
14
解题通法
滑轮与滑轮组相关的受力分析
(1)判断滑轮的类型。
(2)判断承重的绳子股数:有几股绳子与动滑轮相连,承担物重的绳子股数
就是几。
(3)绳子自由端拉力 (不计绳重及摩擦)。
规范答题小课堂
◆杠杆作图◆
规范答题注意事项
1.认真审题,明确所画的力或力臂。
2.正确找出力的作用点、方向和大小并正确写出力的符号。
3.确定支点位置,从支点向力的作用线(可以延长)作垂线并标出垂直符号,
标出支点和垂足之间的距离,并标出力臂的符号。
例 (3分)在图中画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力及其力臂 ,
并画出所挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂 。
[答案] 规范解答
如题图所示。
[解析] 评分标准
1.正确画出力臂,并标出符号 ,给1分;
2.正确找到最小力,给1分;正确画出 的力臂,
并标出符号,给1分; 的方向错,但力臂正确,
给1分。
备注:未画出垂直符号或未标出力臂符号,整题扣1分。
实验 探究杠杆的平衡条件【7年未考】
实验装置 _______________________________________________________________________________________
实验器材 带支架的杠杆、质量相等的钩码若干等
设计与进 行实验 1.选择杠杆的中点作为支点的好处:消除杠杆自重对实验的影响
2.实验前,应先调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,
具体的做法是杠杆的哪端高,平衡螺母就往哪端调
3.实验前调节杠杆在水平位置平衡的目的:方便实验过程中测量力
臂和避免杠杆自重对实验的影响
设计与进 行实验 4.实验步骤:
(1)如图所示,设右侧钩码对杠杆施加的力为动力 ,左侧钩码对
杠杆施加的力为阻力,测出杠杆水平平衡时的动力臂 和阻力臂
(2)改变动力和动力臂的大小,相应调节阻力和阻力臂 ,
再做几次实验并将相应的实验数据填在下表中
__________________________________________________________________________________________________________
交流 与反 思 1.测量多组实验数据的目的:寻找普遍规律,避免实验结论的偶然性
2.若增减钩码后, ,则哪侧力与力臂乘积大,杠杆向哪端下沉
3.在实验过程中,可把右侧的钩码去掉,换成弹簧测力计,这样做的好处
是能够直接测出拉力大小,实验操作更方便。若弹簧测力计从竖直拉
杠杆变成倾斜拉杠杆,则拉力力臂变小,弹簧测力计示数变大
_____________________________________
结论 动力×动力臂 阻力×阻力臂
例 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
【基础设问】
图1
(1)[2024云南中考改编] 实验前,杠杆水平静
止如图1所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”
或“非平衡”)状态。将杠杆左下角的物块 取走
后,若不调节平衡螺母,则杠杆______
(选填“仍能”或“不能”)保持水平位置静止。
平衡
仍能
图2
(2)实验中,在杠杆两侧挂上不同数量的相同的钩
码,第1、2次实验中杠杆平衡时的数据已填入下表。
图2是第3次实验中杠杆平衡时的情景,此次实验中杠
杆右侧的阻力和阻力臂的数据①为___,②为_____。
1
0.18
实验次序 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.12 ① ②
(3)分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件:_______________________
_____________________。
动力×动力臂阻力×阻力臂(或)
图3
(4)为了进一步验证实验结论,又做了图3所示的实
验,在杠杆水平平衡时:
①已知每个钩码的质量均为,则此次实验中阻力的大小为___ ,阻力
臂为_____;取
10.0
②请你在图3中画出动力 的力臂。
[答案] 如图所示。
【提升设问】
(5)让杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量______,支点在杠杆的中点是为
了消除杠杆______对平衡的影响。
力臂
自重
(6)同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂 阻力×阻力臂”的结
论, 同学认为他的做法不合理,理由是_______________________________
_________________。
一组实验数据太少,具有偶然性,不便找出普遍规律
(7)下列四个因素中,不会带来实验误差的是___。(填序号)
A
A.铁架台自身的重力很大 B.每个钩码的重力不完全相等
C.悬挂钩码的绳套重力偏大 D.杠杆与转轴之间的摩擦偏大
【拓展设问】
图4
(8)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用,是中
国最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量
的简易工具,由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等
组成。如图4所示,此杆秤有两个提纽,使用它
称较重的物体时,常用离秤钩较____
(选填“近”或“远”)的提纽。
近
(9)[2024云南中考] 桔槔是我国古代的取水工具,如图5所示,在井边竖
一根树杈,架上一根横木,横木的一端绑上大石块,另一端系绳和水桶,简
化图如图6。若水桶盛满水后,为减小人向上提水的拉力,根据杠杆的平衡
条件,可以______(选填“增大”或“减小”)石块的质量或向____
(选填“左”或“右”)移动杠杆的支点。
增大
左
图5
图6
命题点1 杠杆类型的判断(重点)
1.我们用扫把扫地,左手握住柄的末端,右手向前推扫柄时,扫把是( )
B
A.省力杠杆 B.费力杠杆 C.等臂杠杆 D.都不正确
2.[2024临沂中考] 2023年9月24日,中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量
级双人双桨决赛中夺冠,斩获杭州亚运会首金。如图所示,赛艇的桨可视为
杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A
A.筷子
B.瓶起子
C.核桃夹
D.榨汁器
命题点2 杠杆的平衡条件及应用(重点)
3.【古代科技题】如图为我国古人运送巨木的劳动情境示意
图,他们通过横杆、支架、石块等,将巨木的一端抬起。当
巨木太重无法抬起时,下列改进方法可行的是( )
D
A.减少横杆右端的人数 B.将支架向右移动
C.横杆右端的人向支架靠近 D.减小横杆上悬绳与支架间的距离
4.[2024甘肃中考] 用如图所示的扳手拧螺丝时,一只手稳住
扳手的十字交叉部位,另一只手用同样大小和方向的力在___
(选填“”“”或“ ”)点更容易拧动螺丝,原因是__________
_________________________________。
在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力
命题点3 杠杆作图(易失分点)
5.[2024成都中考] 如图甲所示,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯
头组成。如图乙所示,灯头可视作绕点转动的杠杆, 点是灯头的重
心,小孟用拉力 将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出:①灯头受到的重
力的示意图;②拉力的力臂 。
甲
乙
[答案] 如图所示。
命题点4 滑轮与滑轮组(重点)
6.如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另
一端,分别用力、、 匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮之间
的摩擦,下列说法正确的是( )
A
A.、、的大小相等 B. 最大
C.最大 D. 最大
7.[2024甘肃中考] 将物体、 置于如图所示
的装置中,物体恰好匀速下降,已知 重
,重,则 所受地面的摩擦力为____
; 若对施加一个水平向左的拉力 ,刚好
20
40
使在原来的水平面上匀速向左运动,则拉力大小为____ 。(不计绳重、
滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
建议时间:30分钟
基础过关
一、选择题
1.[2024广东中考] 如图为某款剪刀的示意图。握
住手柄修剪树枝时,剪刀可视为杠杆,该杠杆的
特点是( )
A
A.省力 B.费力 C.省功 D.省距离
2.[2024烟台中考] 骨骼、肌肉和关节等构成了人
体的运动系统,人体中最基本的运动大多是由肌
肉牵引骨骼绕关节转动产生的。下列关于人体中
的杠杆说法正确的是( )
D
A.图甲:手托重物时,可视为省力杠杆
B.图甲:手托重物时,肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C.图乙:踮脚时,可视为费力杠杆
D.图乙:向上踮脚的过程中,腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力
3.[2024绥化期末] 如图所示,用四个滑轮组分别匀速提升重力相同的物体,
若不计滑轮重、绳重及摩擦,其中拉力最小的是( )
B
A. B. C. D.
4.如图所示,一个重为的物体在拉力 的作用下被匀速提升了
。若滑轮重为、不计绳重和摩擦,则拉力 及绳端移动
的距离 分别为( )
D
A., B.,
C., D.,
二、填空题
5.[2024安徽中考] 如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎
核桃。将上部的手柄简化为如图乙所示的杠杆,若 ,
,,忽略杠杆自身的重力,则的大小为____ 。
50
6.用同一滑轮按图甲、乙、丙所示三种不同方式匀速拉同一物体,使物体在
水平面上移动的距离相同。请判断,使用定滑轮拉物体的是图____;最省距
离的是图____;最省力的是图____。
甲
丙
乙
三、作图题
7.[2024宜宾中考] 如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景,请在图中画
出此时动力的力臂和阻力 的示意图。
[答案] 如图所示。
8.[2024凉山州中考] 某运动员利用如图所示的滑轮组进行腿部力量训练,请
画出滑轮组的绕线方式。
[答案] 如图所示。
四、实验题
9.[2024武汉中考] 某同学利用若干个质量为 的钩码和弹簧测力计探究杠
杆的平衡条件。取 。
(1)调节平衡螺母,使杠杆在不挂钩码时,保持水平并______,达到平衡
状态,如图所示。
静止
(2)在杠杆左侧 刻度线处挂上4个钩码,在杠杆右侧挂上6个钩码,移
动右侧钩码到____ 刻度线处使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力
是__________________(选填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆
对钩码的拉力”)。
10
钩码对杠杆的拉力
(3)保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变,取下右侧钩码,改用弹簧测力
计拉杠杆使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为 时,该拉力的
作用点可能在杠杆______(填序号)刻度线处。
①左侧 ②右侧 ③右侧
①③
五、计算题
10.[2024青岛模拟] 俯卧撑是一项常见的健身项目,
采用不同的方式做俯卧撑,健身效果通常不同。
如图甲所示是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境,他的身体与地
面平行,可抽象成如图乙所示的杠杆模型,地面对脚的力作用在 点,对手
的力作用在点,小明的重心在点。已知小明的体重为,长为 ,
长为 。
(1)图乙中,地面对手的力与身体垂直,试求 的大小。
解:做俯卧撑运动时,可以将人看成是一个杠杆,支点为 ,地面对手的支
持力为动力,人的重力 为阻力,由题图可知,动力臂
阻力臂
由杠杆的平衡条件可得
(2)如图丙所示,是小明手扶支架做俯卧撑保持静止时的情境,此时他的
身体姿态与图甲相同,只是身体与水平地面成一定角度,支架对手的力 与
他的身体垂直,且仍作用在点。试分析说明与 的大小关系。
解:由题意知,为支点,重力的力臂为,的力臂为 ,由杠杆平衡条
件可得
由题图可知,
所以
能力提升
[2024重庆中考A卷] 同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用
钩码做秤砣,用细线将秤盘系在 点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在
点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放物体、秤砣移到 点时,秤杆
再次水平平衡,如图所示。在到 两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。
下列说法正确的是( )
B
A.自制杆秤的每一格约表示
B.称中药时 端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.将提纽移到 点右侧可以增大杆秤的量程