人教版中考物理復(fù)習(xí)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第一課時(shí)杠桿和滑輪教學(xué)課件

第一部分教材梳理第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第一課時(shí)杠桿和滑輪思維導(dǎo)圖課程標(biāo)準(zhǔn)知道簡(jiǎn)單機(jī)械。探究并了解杠桿的平衡條件?？键c(diǎn)梳理考點(diǎn)1杠桿1.杠桿的定義：能繞某一個(gè)______________的硬棒叫做杠桿。它可以是直的，也可以是彎的。2.杠桿的相關(guān)概念(如圖1-12－1所示)：（1）支點(diǎn)(O)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。（2）動(dòng)力(F1)：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)（3）阻力(F2)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。（4）動(dòng)力臂(L1)：從________到______________的距離。（5）阻力臂(L2)：從________到______________的距離。支點(diǎn)動(dòng)力作用線(xiàn)支點(diǎn)阻力作用線(xiàn)3.力臂作圖分為三步：（1）找到支點(diǎn)。（2）過(guò)________作__________________的垂線(xiàn)并標(biāo)出垂直符號(hào)。（3）用大括號(hào)或雙箭頭標(biāo)出力臂L。支點(diǎn)力的作用線(xiàn)4.杠桿的分類(lèi)：類(lèi)型特征特點(diǎn)應(yīng)用省力杠桿動(dòng)力臂_______阻力臂省_____，但費(fèi)________電工鉗、剪鐵剪刀、起子、羊角錘、扳手、核桃?jiàn)A等大于力距離續(xù)表類(lèi)型特征特點(diǎn)應(yīng)用費(fèi)力杠桿動(dòng)力臂_______阻力臂省________，但費(fèi)_______筷子、釣魚(yú)竿、鑷子、掃帚等等臂杠桿動(dòng)力臂_______阻力臂不省力，也不省距離天平、定滑輪等小于距離力等于注意：(1)動(dòng)力和阻力的作用點(diǎn)和支點(diǎn)一樣，都在杠桿上。(2)“力臂”相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的“點(diǎn)到直線(xiàn)的距離”，這里的點(diǎn)就是支點(diǎn)，這里的直線(xiàn)就是動(dòng)力作用線(xiàn)或者阻力作用線(xiàn)（有時(shí)需用虛線(xiàn)將力的作用線(xiàn)延長(zhǎng)）。1.（八下76改編）作出圖1-12－2中力F所對(duì)應(yīng)的力臂L。如答圖1-12-1所示。2.（八下76改編）在圖1-12－3中，畫(huà)出杠桿動(dòng)力F1所對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂L1和阻力F2。如答圖1-12-2所示?？键c(diǎn)2杠桿的平衡條件1.杠桿的平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即_________________。2.找最小動(dòng)力的方法：根據(jù)杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，阻力和阻力臂一定時(shí)，當(dāng)力垂直于支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)的連線(xiàn)時(shí)，動(dòng)力臂最長(zhǎng)，動(dòng)力最小。F1L1=F2L2拓展：畫(huà)出最小動(dòng)力的方法：用虛線(xiàn)連接支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)（杠桿上距離支點(diǎn)最遠(yuǎn)處），這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離為最長(zhǎng)力臂，然后在動(dòng)力作用點(diǎn)畫(huà)出垂直于這個(gè)力臂的力（根據(jù)動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，確定動(dòng)力的方向），即為最小動(dòng)力。3.（八下P78改編）如圖1-12－4所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其中OA＝AB＝20cm。在杠桿的B端掛一個(gè)重為40N的物體，A點(diǎn)施加豎直向上的拉力F1，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，則拉力F1的大小為多少牛？解：由圖可知杠桿水平平衡，動(dòng)力F1的力臂lOA＝20cm，B端豎直向下的阻力FB＝G物＝40N，阻力臂為lOB且lOB＝lOA+lAB＝40cm，由杠桿平衡條件可得：F1lOA＝FBlOB，則拉力F1==80N。答：（略）考點(diǎn)3滑輪1.定滑輪：輪軸不隨物體運(yùn)動(dòng)的滑輪。（1）定滑輪可以看作是一個(gè)________杠桿。（2）使用定滑輪不省力，也不省距離,但_______________拉力的方向。2.動(dòng)滑輪：輪軸隨物體運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的滑輪。使用動(dòng)滑輪可以________力，但________拉力的方向，而且______距離。等臂可以改變省力不改變費(fèi)3.滑輪組：由動(dòng)滑輪和定滑輪組成的簡(jiǎn)單機(jī)械。使用滑輪組，可以省力，也可以改變拉力的方向。4.使用滑輪組時(shí)，滑輪組的省力情況由承擔(dān)動(dòng)滑輪和物重的繩子股數(shù)n決定，而拉力F大小與物重G物、動(dòng)滑輪重G動(dòng)、繩重、摩擦等有關(guān)。（1）若不計(jì)繩重和摩擦，F(xiàn)＝________。（2）若不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，F(xiàn)＝________。拓展：(1)使用滑輪時(shí)，重物上升的高度用h表示，繩子自由端移動(dòng)的距離用s表示。則在定滑輪中，s＝h；在動(dòng)滑輪中，s＝2h；在滑輪組中，s＝nh。(2)使用滑輪時(shí)，重物上升的速度用vG表示，繩子自由端移動(dòng)的速度用vF表示。則在定滑輪中，vF＝vG；在動(dòng)滑輪中，vF＝2vG；在滑輪組中，vF＝nvG。4.（八下P82改編）兩個(gè)滑輪組合后勻速提升重為20N的物體，如圖1-12－5所示。其中A是________滑輪；若不計(jì)摩擦和滑輪重，F(xiàn)的大小為_(kāi)_______N；要使重物上升1m，繩子自由端應(yīng)拉下________m。定1025.（八下P84改編）在圖1-12-6中畫(huà)出滑輪組的最省力的繞法。如答圖1-12-3所示?！纠?】如圖1-12-7所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿OA的動(dòng)力臂L1和其受到的阻力F2。如答圖1-12-4所示。核心點(diǎn)精練考點(diǎn)1杠桿[10年6考：2015年(作圖)、2017年(作圖)、2018年(作圖和計(jì)算)、2019年(作圖)、2020年(作圖)、2021年(計(jì)算)考查]思路點(diǎn)撥：(1)在題中標(biāo)出相應(yīng)物理量的符號(hào)，如F1、L1、F2、L2，特別注意動(dòng)力和阻力的作用點(diǎn)在杠桿上。(2)力臂是經(jīng)過(guò)支點(diǎn)O到力的作用線(xiàn)的距離，可以用實(shí)線(xiàn)加雙箭頭或虛線(xiàn)加大括號(hào)表示。1.如圖1-12-8所示，當(dāng)人釣魚(yú)時(shí)，釣魚(yú)竿可看成是一個(gè)杠桿。能正確表示其支點(diǎn)O、動(dòng)力F1和阻力F2的是（）B2.【物理觀念】（2022煙臺(tái)）下圖所示的杠桿在使用過(guò)程中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）D3.請(qǐng)?jiān)趫D1-12-9中，畫(huà)出動(dòng)力臂L1和阻力F2。如答圖1-12-5所示。4.杠桿AB可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，受力情況如圖1-12-10所示。請(qǐng)?jiān)趫D中作出重力G的力臂L，并畫(huà)出作用在B點(diǎn)的最小作用力F。如答圖1-12-6所示。考點(diǎn)2杠桿的平衡條件[10年4考：2013年(填空)、2014年(實(shí)驗(yàn))、2016年(填空)、2022年(實(shí)驗(yàn))考查]【例2】桿秤是一種中國(guó)傳統(tǒng)的稱(chēng)量工具，凝聚著中國(guó)人的智慧。如圖1-12-11所示，O為桿秤提紐，OA＝8cm，秤砣質(zhì)量m＝0.2kg，不掛重物和秤砣時(shí)，手提提紐，桿秤可水平平衡。用它稱(chēng)魚(yú)，當(dāng)OB＝40cm時(shí)，桿秤再次水平平衡，則魚(yú)的質(zhì)量為（）A.1.0kg B.0.8kg C.0.6kg D.0.4kgA思路點(diǎn)撥：確定杠桿的5要素，利用杠桿的平衡條件進(jìn)行計(jì)算。5.如圖1-12-12所示，一根粗細(xì)不均勻的木頭，當(dāng)支點(diǎn)在O點(diǎn)時(shí)恰好平衡，若在O點(diǎn)處將其鋸成兩段，則（）A.粗端重B.兩段一樣重C.細(xì)端重D.無(wú)法確定A6.如圖1-12-13所示，杠桿處于水平平衡狀態(tài)。在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個(gè)質(zhì)量相同的鉤碼，以下判斷中正確的是（）A.杠桿的左端下降B.杠桿的右端下降C.杠桿仍然保持水平平衡D.以上情況都有可能發(fā)生A7.【科學(xué)思維】（2022沈陽(yáng)模擬）如圖1-12-14所示，重為30N的物體掛在輕質(zhì)杠桿B處，為了使杠桿水平平衡，在A點(diǎn)施加的最小力F的大小為_(kāi)_______N，方向___________________，若力F從該位置向左傾斜，要使杠桿仍保持水平平衡，則力F的大小需________（填“增大”“不變”或“減小”）。10垂直于杠桿向上增大8.(創(chuàng)新題）【科學(xué)思維】（2022長(zhǎng)沙模擬）我國(guó)古代《墨經(jīng)》最早記述了秤的杠桿原理（如圖1-12-15），此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)（忽略桿的質(zhì)量），有關(guān)它的說(shuō)法正確的是（）A.杠桿在圖示的位置平衡時(shí)，“權(quán)”的質(zhì)量小于“重”的質(zhì)量B.“權(quán)”和“重”增加相同的質(zhì)量，A端會(huì)上揚(yáng)C.增大“重”時(shí)，應(yīng)把“權(quán)”向B端適當(dāng)移動(dòng)D.若將提鈕O處向B端移動(dòng)一些，桿秤的測(cè)量范圍將變小A考點(diǎn)3滑輪[10年8考：2013年(實(shí)驗(yàn))、2014年(計(jì)算)、2015年(填空)、2016年(作圖)、2018年(作圖和填空)、2019年(計(jì)算)、2021年(填空)、2022年(選擇)考查]【例3】如圖1-12-16所示，用F=10N的水平拉力，使重為100N的物體A沿水平方向在1s內(nèi)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)了0.5m，若滑輪和繩子的質(zhì)量及其摩擦均不計(jì)，則物體受到地面的摩擦力是________N，繩子自由端移動(dòng)的距離是________m。201思路點(diǎn)撥：(1）只看動(dòng)滑輪，直接與動(dòng)滑輪相連的繩子股數(shù)即為n。（2）在勻速拉動(dòng)且不計(jì)繩重、滑輪重和摩擦?xí)r：①若滑輪組水平放置，則繩子拉力F=f（f為物體在水平面受到的摩擦力）；②若滑輪組豎直放置，則繩子拉力F=G（G為物體受到的重力）。（3）滑輪組的組裝原則是“奇動(dòng)偶定”。先根據(jù)題意求出承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=,若n為奇數(shù)，則繞線(xiàn)起點(diǎn)在動(dòng)滑輪開(kāi)始，若n為偶數(shù)，則繞線(xiàn)起點(diǎn)在定滑輪開(kāi)始，且繞線(xiàn)由內(nèi)向外進(jìn)行。當(dāng)連接動(dòng)滑輪的繩子股數(shù)越多，滑輪組越省力。9.【科學(xué)思維】如圖1-12-17所示，滑輪質(zhì)量忽略不計(jì)，物體A重為100N，物體B重為20N，當(dāng)物體B勻速下降40cm時(shí)，物體A受到桌面的摩擦力和它移動(dòng)的距離分別是（）A.20N，40cm B.10N，80cm C.10N，20cm D.20N，20cmB10.用圖1-12-18中的滑輪組，在5s的時(shí)間內(nèi)將150N的重物勻速提升了2m，拉力做的功是400J，不計(jì)繩重和摩擦，則繩子自由端移動(dòng)的速度為_(kāi)_______m/s，繩子自由端的拉力為_(kāi)_______N，動(dòng)滑輪受到的重力為_(kāi)_______N。0.81005011.(2022深圳模擬）畫(huà)出圖1-12-19中滑輪組最省力且站在地面向下拉繩的繞法。如答圖1-12-7所示。12.（創(chuàng)新題）【科學(xué)思維】（2022南京模擬）圖1-12-20A是甲、乙兩種固體物質(zhì)的m-V圖像，把體積相等的甲、乙兩種物體掛在圖1-12-20B中的滑輪組上，如果要處于靜止?fàn)顟B(tài)（忽略動(dòng)滑輪重和摩擦），則下列說(shuō)法中正確的是（）A.左邊掛1個(gè)甲，右邊掛2個(gè)乙B.左邊掛4個(gè)甲，右邊掛1個(gè)乙C.左邊掛2個(gè)甲，右邊掛3個(gè)乙D.左邊掛3個(gè)甲，右邊掛4個(gè)乙D重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件(10年2考：2014年、2022年)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)力計(jì)、鉤碼、杠桿考點(diǎn)歸納續(xù)表考點(diǎn)歸納（1）杠桿的平衡：指杠桿在水平位置靜止的平衡（2）杠桿的調(diào)節(jié)：通過(guò)“左沉旋右”的方法調(diào)節(jié)杠桿左右兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡（3）使杠桿在水平位置平衡的目的：使力臂落在杠桿上，方便在杠桿上直接讀出力臂值（4）使支點(diǎn)在杠桿的幾何中心的目的：避免杠桿自身重力對(duì)杠桿平衡的影響續(xù)表考點(diǎn)歸納（5）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前要調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不能調(diào)節(jié)平衡螺母（6）斜拉時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大，因?yàn)槔Φ牧Ρ圩冃×耍?）多次實(shí)驗(yàn)的目的：一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)具有偶然性，多次實(shí)驗(yàn)?zāi)苁菇Y(jié)論具有普遍性實(shí)驗(yàn)結(jié)論動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂【例】【科學(xué)探究】小宇在探究“杠桿的平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：（1）如圖1-12-21甲所示，杠桿的支點(diǎn)為_(kāi)_______。O點(diǎn)（2）如圖1-12-21甲所示，在未掛鉤碼時(shí)，A、B端的平衡螺母的作用是_________________。若實(shí)驗(yàn)前，杠桿靜止在圖1-12-21乙所示位置，應(yīng)進(jìn)行的操作是_______________________。（3）杠桿的平衡狀態(tài)是指_______________________________________。（4）實(shí)驗(yàn)中讓杠桿在水平位置平衡的好處是___________________________________________________。調(diào)節(jié)杠桿平衡把平衡螺母向右調(diào)杠桿處于靜止或者勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)便于測(cè)量力臂，同時(shí)消除杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響（5）實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示，根據(jù)表中數(shù)據(jù)你得出杠桿的平衡條件是________________________，表格中漏填的數(shù)據(jù)為_(kāi)____N。動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂1測(cè)量序號(hào)動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm112021022151.52033515（6）實(shí)驗(yàn)中共有6個(gè)鉤碼，杠桿上每格距離相等，調(diào)節(jié)好杠桿后，在杠桿左邊，離支點(diǎn)2格的P處掛有3個(gè)鉤碼，如圖1-12-21丙所示，為使杠桿平衡，請(qǐng)?jiān)诟軛U右邊掛上鉤碼（用兩種方法），你的方法是①___________________________________________；②___________________________________________。在右邊2位置處掛3個(gè)鉤碼在右邊3位置處掛2個(gè)鉤碼（7）實(shí)驗(yàn)中改變支點(diǎn)兩側(cè)的鉤碼位置和個(gè)數(shù)，用同樣的方法一般至少要做三次實(shí)驗(yàn)，得到三組數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，這樣做的目的是________________________。使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有普遍性（8）當(dāng)小宇同學(xué)在拉著彈簧測(cè)力計(jì)使杠桿在圖1-12-21丁位置平衡，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并從杠桿上直接讀出對(duì)應(yīng)的力臂OA，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：動(dòng)力×動(dòng)力臂≠阻力×阻力臂，于是小宇說(shuō)，杠桿的平衡條件在此種情況下不成立，他的說(shuō)法正確嗎？________（填“正確”或“錯(cuò)誤”）。說(shuō)出你判斷的依據(jù)：_____________________________錯(cuò)誤OA不是拉力的力臂。（9）小宇在做探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先在杠桿兩側(cè)掛鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，再用彈簧測(cè)力計(jì)取代一側(cè)的鉤碼繼續(xù)探究，如圖1-12-22所示，他這樣做的最終目的是________（填字母）。A.便于直接讀出拉力的大小B.便于提供大小不同的拉力C.便于正確認(rèn)識(shí)力臂D.便于測(cè)量力臂的大小C（10）實(shí)驗(yàn)中，用圖1-12-23甲的方式懸掛鉤碼，杠桿也能水平平衡（杠桿上每格等距），但老師建議同學(xué)不宜采用這種方式，該種方式的不足主要是因?yàn)開(kāi)_______（填字母）。A.一個(gè)人無(wú)法獨(dú)立操作B.力臂與杠桿不重合C.力和力臂數(shù)目過(guò)多，不易得出結(jié)論D.杠桿受力不平衡C（11）若用圖1-12-23乙進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是________N；將彈簧測(cè)力計(jì)沿虛線(xiàn)方向拉，仍然使杠桿在原來(lái)的位置平衡，此時(shí)拉力的力臂將________，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將________。（后兩空均填“變大”“變小”或“不變”）1.8變小變大1.（2022年）分別使用下圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是（）廣東中考A2.（2018年）a、b兩種實(shí)心物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系如圖1-12-24甲所示，把體積相等的a、b物體掛在滑輪組下，若要使它們處于靜止?fàn)顟B(tài)，則圖1-12-24乙的虛線(xiàn)框內(nèi)懸掛b物體的個(gè)數(shù)是（不計(jì)摩擦和滑輪的自重）（）A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.4個(gè)B3.（2021年，節(jié)選）用圖1-12-25甲的滑輪組提升重為200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖1-12-25乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線(xiàn)是________（填“A”或“B”），動(dòng)滑輪重為_(kāi)_______N。A404.（2020年，節(jié)選)如圖1-12-26所示，人向下拉繩提升重物。已知物體重為400N，動(dòng)滑輪重為60N，不計(jì)繩重及摩擦，將重物勻速提升0.5m，人需用的拉力為_(kāi)_______N，繩子自由端移動(dòng)的距離為_(kāi)_______m。23015.（2016年）如圖1-12-27所示，由不同物質(zhì)制成的甲和乙兩種實(shí)心球的體積相等，此時(shí)杠桿平衡（杠桿自重、掛盤(pán)和細(xì)線(xiàn)的質(zhì)量忽略不計(jì)）。則杠桿左右兩邊的力臂之比為_(kāi)_______，1個(gè)甲球和1個(gè)乙球的質(zhì)量之比為_(kāi)_______，甲球和乙球的密度之比為_(kāi)_______。2∶11∶31∶36.（2020年）如圖1-12-28所示，用一根硬棒通過(guò)支點(diǎn)O撬起石頭，畫(huà)出石頭所受重力G的示意圖，以及力F的力臂L。如答圖1-12-8所示。7.（2019年）如圖1-12-29所示，拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上，請(qǐng)畫(huà)出行李箱受到的重力G的示意圖，以及拉力F到O點(diǎn)的力臂L。如答圖1-12-9所示。8.（2021年）桿秤是從我國(guó)古代沿用至今的稱(chēng)量工具，圖1-12-30是小明制作的桿秤的示意圖，使用時(shí)，將待稱(chēng)物體掛在秤鉤上，用手提起B(yǎng)或C（相當(dāng)于支點(diǎn)）處的秤紐，移動(dòng)秤砣在秤桿上的位置D，使秤桿達(dá)到水平平衡時(shí)可讀出待稱(chēng)物體的質(zhì)量，此秤最大稱(chēng)量是10kg，秤砣最遠(yuǎn)可移至E點(diǎn)。秤桿和秤鉤的質(zhì)量忽略不計(jì)，AB、BC、BE的長(zhǎng)度如圖所示（g取10N/kg）。問(wèn)：（1）提起哪處的秤紐，此秤的稱(chēng)量最大？（2）秤砣質(zhì)量為多少？（3）當(dāng)提起C處秤紐稱(chēng)一袋質(zhì)量為2kg的荔枝時(shí)，D與C之間的距離為多少？解：（1）根據(jù)杠桿的平衡條件可知：當(dāng)提著B(niǎo)