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教学课件

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知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
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。（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。
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）。
1.（八下76改编）作出图1-12－2中力F所对应的力臂L。
2.（八下76改编）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。
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。
3.（八下P78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，A点施加竖直向上的拉力F1，杠杆处于静止状态，则拉力F1的大小为多少牛？
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。
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。
4.（八下P82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。
5.（八下P84改编）在图1-12-6中画出滑轮组的最省力的绕法。
【例1】如图1-12-7所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，请在图中画出杠杆OA的动力臂L1和其受到的阻力F2。
[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]
思路点拨：(1)在题中标出相应物理量的符号，如F1、L1、F2、L2，特别注意动力和阻力的作用点在杠杆上。(2)力臂是经过支点O到力的作用线的距离，可以用实线加双箭头或虚线加大括号表示。
1.如图1-12-8所示，当人钓鱼时，钓鱼竿可看成是一个杠杆。能正确表示其支点O、动力F1和阻力F2的是（ ）
2.【物理观念】（2022烟台）下图所示的杠杆在使用过程中，属于费力杠杆的是（ ）
3.请在图1-12-9中，画出动力臂L1和阻力F2。
4.杠杆AB可绕O点转动，受力情况如图1-12-10所示。请在图中作出重力G的力臂L，并画出作用在B点的最小作用力F。
考点2 杠杆的平衡条件
[10年4考：2013年(填空)、2014年(实验)、2016年(填空)、2022年(实验)考查]
【例2】杆秤是一种中国传统的称量工具，凝聚着中国人的智慧。如图1-12-11所示，O为杆秤提纽，OA＝8 cm，秤砣质量m＝0.2 kg，不挂重物和秤砣时，手提提纽，杆秤可水平平衡。用它称鱼，当OB＝40 cm时，杆秤再次水平平衡，则鱼的质量为（ ）A.1.0 kgB.0.8 kgC.0.6 kgD.0.4 kg
思路点拨：确定杠杆的5要素，利用杠杆的平衡条件进行计算。
5.如图1-12-12所示，一根粗细不均匀的木头，当支点在O点时恰好平衡，若在O点处将其锯成两段，则（ ）A.粗端重B.两段一样重C.细端重D.无法确定
6.如图1-12-13所示，杠杆处于水平平衡状态。在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质量相同的钩码，以下判断中正确的是（ ）A.杠杆的左端下降B.杠杆的右端下降C.杠杆仍然保持水平平衡D.以上情况都有可能发生
7.【科学思维】（2022沈阳模拟）如图1-12-14所示，重为30 N的物体挂在轻质杠杆B处，为了使杠杆水平平衡，在A点施加的最小力F的大小为________N，方向___________________，若力F从该位置向左倾斜，要使杠杆仍保持水平平衡，则力F的大小需________（填“增大”“不变”或“减小”）。
8.(创新题）【科学思维】（2022长沙模拟）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图1-12-15），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）A.杠杆在图示的位置平衡时，“权”的质量小于“重”的质量B.“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬C.增大“重”时，应把“权”向B端适当移动D.若将提钮O处向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
[10年8考：2013年(实验)、2014年(计算)、2015年(填空)、2016年(作图)、2018年(作图和填空)、2019年(计算)、2021年(填空)、2022年(选择)考查]
【例3】如图1-12-16所示，用F=10 N的水平拉力，使重为100 N的物体A沿水平方向在1 s内匀速直线运动了0.5 m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则物体受到地面的摩擦力是________N，绳子自由端移动的距离是________m。
9.【科学思维】如图1-12-17所示，滑轮质量忽略不计，物体A重为100 N，物体B重为20 N，当物体B匀速下降40 cm时，物体A受到桌面的摩擦力和它移动的距离分别是（ ）A.20 N，40 cmB.10 N，80 cmC.10 N，20 cmD.20 N，20 cm
10.用图1-12-18中的滑轮组，在5 s的时间内将150 N的重物匀速提升了2 m，拉力做的功是400 J，不计绳重和摩擦，则绳子自由端移动的速度为________m/s，绳子自由端的拉力为________N，动滑轮受到的重力为________N。
11.(2022深圳模拟）画出图1-12-19中滑轮组最省力且站在地面向下拉绳的绕法。
12.（创新题）【科学思维】（2022南京模拟）图1-12-20A是甲、乙两种固体物质的m-V图像，把体积相等的甲、乙两种物体挂在图1-12-20B中的滑轮组上，如果要处于静止状态（忽略动滑轮重和摩擦），则下列说法中正确的是（ ）A.左边挂1个甲，右边挂2个乙B.左边挂4个甲，右边挂1个乙C.左边挂2个甲，右边挂3个乙D.左边挂3个甲，右边挂4个乙
【例】【科学探究】小宇在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：（1）如图1-12-21甲所示，杠杆的支点为________。
（2）如图1-12-21甲所示，在未挂钩码时，A、B端的平衡螺母的作用是_________________。若实验前，杠杆静止在图1-12-21乙所示位置，应进行的操作是_______________________。（3）杠杆的平衡状态是指_______________________________________。（4）实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是___________________________________________________。
杠杆处于静止或者匀速转动状态
便于测量力臂，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响
（5）实验中测得的数据如下表所示，根据表中数据你得出杠杆的平衡条件是________________________，表格中漏填的数据为_____N。
动力×动力臂=阻力×阻力臂
（6）实验中共有6个钩码，杠杆上每格距离相等，调节好杠杆后，在杠杆左边，离支点2格的P处挂有3个钩码，如图1-12-21丙所示，为使杠杆平衡，请在杠杆右边挂上钩码（用两种方法），你的方法是①___________________________________________；②___________________________________________。
在右边2位置处挂3个钩码
在右边3位置处挂2个钩码
（7）实验中改变支点两侧的钩码位置和个数，用同样的方法一般至少要做三次实验，得到三组数据并进行分析，这样做的目的是________________________。
（8）当小宇同学在拉着弹簧测力计使杠杆在图1-12-21丁位置平衡，读出测力计的示数，并从杠杆上直接读出对应的力臂OA，结果发现：动力×动力臂≠阻力×阻力臂，于是小宇说，杠杆的平衡条件在此种情况下不成立，他的说法正确吗？________（填“正确”或“错误”）。说出你判断的依据：_____________________________
（9）小宇在做探究杠杆平衡条件的实验时，先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究，再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究，如图1-12-22所示，他这样做的最终目的是________（填字母）。A.便于直接读出拉力的大小B.便于提供大小不同的拉力C.便于正确认识力臂D.便于测量力臂的大小
（10）实验中，用图1-12-23甲的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡（杠杆上每格等距），但老师建议同学不宜采用这种方式，该种方式的不足主要是因为________（填字母）。A.一个人无法独立操作 B.力臂与杠杆不重合C.力和力臂数目过多，不易得出结论 D.杠杆受力不平衡
（11）若用图1-12-23乙进行实验，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.（2022年）分别使用下图中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（ ）
2.（2018年）a、b两种实心物体的质量与体积的关系如图1-12-24甲所示，把体积相等的a、b物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态，则图1-12-24乙的虚线框内悬挂b物体的个数是（不计摩擦和滑轮的自重）（ ）A.1个 B.2个C.3个 D.4个
3.（2021年，节选）用图1-12-25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1-12-25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。
4.（2020年，节选)如图1-12-26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。
5.（2016年）如图1-12-27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________。
6.（2020年）如图1-12-28所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂L。
7.（2019年）如图1-12-29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到O点的力臂L。
8.（2021年）杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，图1-12-30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（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡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（g取10 N/kg）。问：（1）提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？（2）秤砣质量为多少？（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？
9.（2022年）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1-12-31甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________调节。
（2）如图1-12-31乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重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。