人教版中考物理复习第十二章简单机械第一课时杠杆和滑轮课件（55页ppt）

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教材梳理
第十二章 简 单 机 械
第一课时 杠杆和滑轮
1. 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2. 知道滑轮及其特点，知道使用滑轮时拉力与物重的关系，会组装简单的滑轮组。
3. 探究杠杆的平衡条件。（必做实验）
课程标准
考点梳理
1. 杠杆的定义：能绕某一个_________________的硬棒叫做杠杆。它可以是直的，也可以是弯的。
2. 杠杆的相关概念(如图1-12-1所示)：
（1）支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。
（2）动力(F1)：使杠杆转动的力。
（3）阻力(F2)：阻碍杠杆转动的力。
固定点转动
杠杆
（4）动力臂(L1)：从__________到______________的距离。
（5）阻力臂(L2)：从__________到______________的距离。
3. 力臂作图分为三步：
（1）找到支点。
（2）过__________作___________________的垂线并标出垂直符号。
（3）用大括号或双箭头标出力臂L。
支点
动力作用线
支点
阻力作用线
支点
力的作用线
4. 杠杆的分类：
类型 特征 特点 应用
省力杠杆 动力臂________阻力臂 省__________，但费__________ 电工钳、剪铁剪刀、起子、羊角锤、扳手、核桃夹等
费力杠杆 动力_________阻力臂 省__________，但费__________ 筷子、钓鱼竿、镊子、扫帚等
等臂杠杆 动力臂________阻力臂 不省力，也不省距离 天平、定滑轮等
大于
力
距离
小于
距离
力
等于
注意：(1)动力和阻力的作用点和支点一样，都在杠杆上。(2)“力臂”相当于数学中的“点到直线的距离”，这里的点就是支点，这里的直线就是动力作用线或者阻力作用线（有时需用虚线将力的作用线延长）。
杠杆的平衡条件
1. 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即______________________。
2. 找最小动力的方法：根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，阻力和阻力臂一定时，当力垂直于支点与动力作用点的连线时，动力臂最长，动力最小。
拓展：画出最小动力的方法：用虚线连接支点和动力作用点(杠杆上距离支点最远处)，这两个点之间的距离为最长力臂，然后在动力作用点画出垂直于这个力臂的力(根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向)，即为最小动力。
F1L1=F2L2
滑轮
1. 定滑轮：轮轴不随物体运动的滑轮。
(1)定滑轮可以看作是一个__________杠杆。
(2)使用定滑轮不省力，也不省距离,但_______________拉力的方向。
2. 动滑轮：轮轴随物体运动而运动的滑轮。使用动滑轮可以__________力，但__________拉力的方向，而且__________距离。
等臂
可以改变
省
不改变
费
3. 滑轮组：由动滑轮和定滑轮组成的简单机械。使用滑轮组，可以省力，也可以改变拉力的方向。
4. 使用滑轮组时，滑轮组的省力情况由承担动滑轮和物重的绳子股数n决定，而拉力F大小与物重G物、动滑轮重G动、绳重、摩擦等有关。
(1)若不计绳重和摩擦，F＝__________________。
(2)若不计滑轮重、绳重和摩擦，F＝____________。


拓展：(1)使用滑轮时，重物上升的高度用h表示，绳子自由端移动的距离用s表示。则在定滑轮中，s＝h；在动滑轮中，
s＝2h；在滑轮组中，s＝nh。
(2)使用滑轮时，重物上升的速度用vG表示，绳子自由端移动的速度用vF表示。则在定滑轮中，vF＝vG；在动滑轮中，
vF＝2vG；在滑轮组中，vF＝nvG。
课本简练
1. （八下76图12.1-1改编）请作出图1-12-2中力F所对应的力臂L。
如答图1-12-1所示。
2. （八下76图12.1-1改编）请在图1-12-3中，画出杠杆动力F1所对应的动力臂L1和阻力F2。
如答图1-12-2所示。
3. （八下P78例题改编）如图1-12-4所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，其中OA＝AB＝20 cm。在杠杆的B端挂一个重为40 N的物体，在A点施加竖直向上的拉力F1，能使图中的杠杆处于静止状态，则拉力F1的大小为多少牛？

4. （八下P82实验改编）两个滑轮组合后匀速提升重为20 N的物体，如图1－12－5所示。其中A是________滑轮；若不计摩擦和滑轮重，F的大小为__________N；要使重物上升1 m，绳子自由端应拉下__________m。
定
10
2
5. （八下P84动手动脑物理4改编）请在图1-12-6中画出滑轮组的绳子的绕法。
如答图1-12-3所示。
易错精讲
【例1】杠杆AB可绕O点转动，受力情况如图1-12-7所示。请在图中作出杠杆受到的阻力F′及力臂L，并画出作用在B点的最小作用力F。
易错点1
力臂作图
如答图1-12-4所示。
思路点拨：(1)画力时，注意动力和阻力的作用点均在杠杆上。(2)画力臂时，注意力臂是支点O到力的作用线的距离，它不一定在杠杆上。
【变式1】如图1-12-8所示，杠杆处于静止状态，L1是力F1的力臂，请在图中画出动力F1，并画出F2的力臂。
如答图1-12-5所示。
【例2】【模型建构】图1-12-9甲是某斜拉索桥的实景图，可逐步抽象成如图1-12-9乙、丙所示的模型，为了减小钢索承受的拉力，在可能的前提下，下列做法可行的是（ ）
A. 增加桥塔高度
B. 降低桥塔高度
C. 选用更粗的钢索
D. 增加桥面厚度
易错点2
杠杆平衡条件的应用
A
【变式2】【传统文化】龙舟比赛是中国传统运动项目之一。图1-12-10是某运动员手中划动的船桨示意图，其中一只手握住O点处，另一只手对船桨A处施加力。船桨可看作一个__________杠杆，若想使水对龙舟产生更大的推力，A点可适当__________（填“远离”或“靠近”）O点。
费力
远离
易错点3
滑轮组的作用力分析
C
【例3】如图1-12-11所示，三种方式分别拉动同一物体沿相同水平地面匀速运动，拉力分别为F1、F2、F3，不计滑轮与轴之间的摩擦，比较它们的大小，则( )
A. F1＜F2＜F3 B. F1＞F2＝F3
C. F2＞F1＞F3 D. F1＝F2＞F3

【变式3】图1-12-12中加在绳子自由端与滑轮所提重物的重力G之间的关系：(不计滑轮与绳子的重力及摩擦)
(1)F1=__________G。
(2)F2=__________G。
(3)F3=_________G。
(4)F4=_________G。


1

实验 探究杠杆的平衡条件(10年1考：2022年)
重点实验
实验名称 探究杠杆的平衡条件
实验器材 弹簧测力计、钩码、杠杆等
考点归纳 （1）杠杆的平衡状态：杠杆静止或匀速转动
（2）使杠杆在水平位置平衡的目的：使力臂
落在杠杆上，便于读出力臂
考点归纳 （3）实验前通过“左沉旋右”的方法调节杠杆任意一端的平衡螺母，使杠杆保持水平并静止
（4）实验过程中不能调节平衡螺母
（5）用弹簧测力计代替钩码进行探究，
当拉力方向由竖直改为倾斜，要使杠杆仍
在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数变大，因为阻力和阻力臂不变时，拉力的力臂（动力臂）变小_了
（6）多次实验的目的：一次实验的数据具有偶然性，多次实验能使结论具有普遍性
实验结论 动力×动力臂=阻力×阻力臂
【例】【科学探究】如图1-12-13所示，小宇利用杠杆（杠杆上的每小格距离都相等）、6个相同的钩码、弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。
【实验器材】
（1）如图甲所示，把质量分布均匀的杠杆中点O作为__________，其目的是消除杠杆自重对实验的影响。调节A、B两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是便于______________。
（2）实验中可以用弹簧测力计代替钩码进行探究，其中一个好处是可以改变力的__________。
支点
测量力臂
方向
【实验操作】
（3）实验前，杠杆静止在如图乙所示的位置，此时杠杆处于__________（填“平衡”或“非平衡”）状态。接下来应将平衡螺母向__________（填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡。
平衡
右
（4）实验中，在支点的左边，离支点2格的P处挂有3个钩码，如图丙所示，为使杠杆恢复水平平衡，请在支点的右边挂上钩码（用两种方法），你的方法是①在位置2处挂__________个钩码；②在位置________处挂________个钩码。
3
3
2
【实验结论】
(5)实验中测得的数据如下表所示，根据表格中的数据，可初步得出杠杆的平衡条件是_________________________________。由此推断，表格中漏填的数据为________N。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
1
测量序号 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm
1 1 20 2 10
2 2 15 1.5 20
3 3 5 15
【实验拓展】
（6）若用弹簧测力计进行实验，如图丁所示，则此时弹簧测力计的示数是________N；将弹簧测力计沿虚线方向拉，仍然使杠杆在原来的位置平衡，此时拉力的力臂将________，弹簧测力计的示数将______。（后两空均填“变大”“变小”或“不变”）
1.8
变小
变大
考点1 杠杆［10年6考：2015年(作图)、2017年(作图)、2018年(作图和计算)、2019年(作图)、2020年(作图)、2021年(计算)考查］
考点精练
1. 【物理学与日常生活】（2024广东）图1-12-14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. 省力
B. 费力
C. 省功
D. 省距离
A
2. 【模型建构】（2019广东）如图1-12-15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以及拉力F到O点的力臂L。
如答图1-12-6所示。
3. 【模型建构】（2024广元）图1-12-16甲是压制饺子皮的“神器”。压皮时压杆可视为一个杠杆,图1-12-16乙是其简化示意图，O为支点，F2为压饺子皮时作用在B点的阻力。请在图乙中画出压饺子皮时作用在A点的最小动力F1及阻力F2的力臂L2。
如答图1-12-7所示。
考点2 杠杆的平衡条件［10年3考：2016年(填空)、2022年(实验)、2023年(实验和综合)考查］
4. 【物理学与日常生活】（2023济南）图1-12-17甲所示的
案秤是生活中测量质量的常用工具，与3个各标有“0.5 kg”
“1 kg”“5 kg”和2个标有“2 kg”的增砣配套使用。如果把如图1-12-17乙所示的标有“2 kg”的增砣放在秤盘中称量它的质量，测量结果应该（ ）
A. 大于2 kg B. 等于2 kg
C. 小于2 kg D. 无法判断
C
5. 【科学思维】（2024镇江）小明用如图1-12-18所示装置探究杠杆的平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡，此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计的示数稍稍超过其最大测量值。为了完成实验，下列方案可行的是（ ）
A. 适当增加钩码的数量
B. 适当向左移动钩码的位置
C. 将弹簧测力计转到图中虚线位置
D. 适当向左移动弹簧测力计的位置
D
6. （2016广东）如图1-12-19所示，由不同物质制成的甲和乙两种实心球的体积相等，此时杠杆平衡（杠杆自重、挂盘和细线的质量忽略不计）。则杠杆左右两边的力臂之比为__________，1个甲球和1个乙球的质量之比为__________，甲球和乙球的密度之比为__________。
2∶1
1∶3
1∶3
7. 【物理学与工程实践】（2021广东）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具。图1-12-20是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C处（相当于支点）的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡的状态时可读出待称物体的质量，此秤最大
称量是10 kg，秤砣最远可移至E点。
秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、
BC、BE的长度如图所示。问：
（g取10 N/kg）
（1）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
（2）秤砣的质量为多少？
（3）当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的荔枝时，D与C之间的距离为多少？



考点3 滑轮［10年6考：2015年(填空)、2016年(作图)、2018年(填空和作图)、2019年(计算)、2021年(填空)、2022年(选择)考查］
8. （2022广东）分别使用下列四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（ ）
A
9. （2020广东节选)如图1-12-21所示，人向下拉绳提升重物。已知物体重为400 N，动滑轮重为60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需用的拉力为_________N，绳子自由端移动的距离为__________m。
230
1
10. 请画出图1-12-22中滑轮组最省力且站在地面向下拉绳的绕法。
如答图1-12-8所示。
考点4 综合真题
11. 【科学思维】（2018广东）a、b两种实心物体的质量与体积的关系如图1-12-23甲所示，把体积相等的a、b物体挂在滑轮组下，若要使它们均处于静止状态，则图1-12-23乙的虚线框内悬挂b物体的个数是（不计绳重、滑轮重和摩擦）（ ）
A. 1 个 B. 2 个
C. 3 个 D. 4 个
B
12. （2021广东节选）用图1-12-24甲的滑轮组提升重为200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图1-12-24乙所示，反映绳子自由端运动的图线是__________（填“A”或“B”），动滑轮重为__________N。
A
40
13. 【科学探究】（2022广东）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图1-12-25甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向__________调节。
右
（2）如图1-12-25乙所示，调节杠杆水平平衡后，在A处悬挂
3个钩码，每个钩码重为0.5 N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为______________时，拉力最小，大小为__________N。
竖直向下
2
（3）课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图1-12-25丙所示，则力臂l1∶l2=__________，若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的_________端将下沉。
2∶1
右
14. 【物理学与工程实践】（2023广东）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。图1-12-26甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲中的辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照__________（填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。某个时刻用辘轳提水的示意图如图1-12-26乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的__________点。
省力
B
（2）设大轮与小轮的半径之比为3∶1，水桶受到的总重力为
90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功_______J；若要使辘轳静止在如图乙所示的位置，作用在C点处最小的力应为________N。（不计井绳的粗细和自重）
90
30
（3）如图1-12-26丙所示，水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用________（填“①”或“②”）。
①