2015年浙江新中考 第7讲 认识简单机械

知识点一
杠
杆
1．在力的作用下，能绕着固定点转动的硬棒叫杠 杆。力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到 力的作用点的距离。
2．杠杆五要素 名 支 动 阻 称 点 力 力 概 念 字母表示 O F1 F2 l1
杠杆绕着转动的点 使杠杆转动的力 阻碍杠杆转动的力 从支点到动力作用线的距 离 从支点到阻力作用线的距 离
力不计的均匀扁担抬起一个900
N的重物。已知扁担
长为1.8 m，重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA＝ 0.8 m，如图所示。则( )
A．以哥哥的肩A为支点，可计算出弟弟承担的 压力为400 N B．以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力 之比为4∶9 C．以O为支点，可计算出兄弟二人承担的压力 之比为9∶5 D．以弟弟的肩B为支点，可计算出哥哥承担的 压力为600 N
解析： 以哥哥的肩 A 为支点， 由 F1L1＝F2L2 可知， G×OA 900 N×0.8 m 弟弟对杠杆的支持力 F1 ＝ ＝ ＝ AB 0.8 m＋1 m 400 N，由于压力和支持力是一对相互作用力，因此弟 弟承担的压力为 400 N，A 正确；
以 O 为支点，由 F1L1＝F2L2 可知，兄弟二人对杠 F1 L2 OA 0.8 m 4 杆支持力之比为 ＝ ＝ ＝ ＝ ，由于压力和 F2 L1 OB 1 m 5 支持力是一对相互作用力，因此兄弟二人承担的压力 之比为 4∶5 或 5∶4，故 B、C 错误；
解析：根据图乙，支点为 O 点，为省力杠杆，即 A 不正 确；杠杆 B 点受到向上的力，B 不正确；因为是省力杠杆， 所以 A 点移动的距离大于 B 点移动的距离，且 B 点受到的力 大于 A 点受到的力 F1，C 正确，D 不正确。 答案：C
3．(2014· 金华)如图，用同一滑轮匀速提升同一 重物(不计摩擦)，图中F1、F2、F3、F4之间的大小关 系正确的是( A．F1＝F2 B．F3＝F4 1 C．F1＝ F3 2 1 D．F2＝ F4 2 )
某同学做探究杠杆平衡条件的实验。 (1)实验时，为了方便对力臂的测量，该同学先调 节平衡螺母，使杠杆在________位置平衡。通过多次 实验，该同学得到了杠杆的平衡条件。
(2)实验中，在杠杆上的 A 点挂四个重均为 0.5 N 的钩码，用调好的弹簧测力计竖直向上拉杠杆上的 B 点，使杠杆水平平衡，如上图所示，弹簧测力计的示 数是________N；如果将弹簧测力计沿图中虚线方向 拉，仍使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数 将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
A．6个
B．4个
C．3个
D．2个
解析：设每个钩码的重力是G，杠杆每格的长度 为l，由图可知动力F1＝4G，动力臂l1＝3l，阻力臂l2 ＝2l，由杠杆平衡条件得F1l1＝F2l2，即4G×3l＝F2× 2l，所以F2＝6G，则在B处应挂6个钩码。 答案：A
5 ． (2012· 湖州 ) 如图 所示这款图钉来自一位初 中生的创意，翘起部分为 我们预留出施力空间。图 钉作为杠杆，其支点是 ( ) A． A 点 答案：C B．B 点 C．C 点 D．D 点
(4)实验完毕，整理仪器。 (5)实验记录表格如下：
实验次数
动力F1/牛
动力臂l1/米 动力·动力臂 阻力F2/牛
阻力臂l2/米 阻力·阻力臂
(6)得出实验结论。
4．注意事项 (1)在实验前要通过调节杠杆两端的平衡螺母，使 杠杆在水平位置平衡。 (2)挂钩码后，不能再调节平衡螺母。 (3)读数时，杠杆仍要求是处于水平平衡状态，以 便直接读出力臂的长度。
答案：如图所示
方法总结: 如果只要求画出已知力的力臂， 则可按以下步骤： 1.找到支点；2.确定并画出力的作用线；3.从支点向力 的作用线作出一段垂线段； 4.在垂线段与力的作用线相 交处标上垂足符号；5.用字母符号标出力臂。
要点二
杠杆的分类 (2014· 南京)如图所示的器具，属于省力杠
杆的是(
6．(2013· 宁波)如图所示是滑动 变阻器上的一个接线柱。螺母上的棱 能________手指与螺母间接触面的粗 糙程度，防止打滑；其中的螺纹是斜 面的变形，斜面缠绕在圆柱体上，所以使用时可以 ________(选填“省力”或“省距离”)；要拧紧导 线，应该按______时针方向转动螺母。
解析：本题考查摩擦和斜面在生活中的应用。增 大接触面的粗糙程度可以增大摩擦； 斜面一定能省力， 但不能省距离，观察螺纹或由生活经验可知按顺时针 方向转动螺纹可旋紧。 答案：增大 省力 顺
因此阻力臂先变大后变小，由杠杆平衡可知，动 力F先增大后减小。 答案：(1)右(或B) (2)先增大后减小
8．(2012· 嘉兴)如图所示的三个滑轮中，属于动 滑轮的是________。若滑轮的自重和摩擦不计，当分 别沿力F1、F2和F3方向匀速提起同一物体时，则F1、 F2、F3的大小关系是______________。
浙江新中考
科
学
第7讲
认识简单机械
1．(2014· 丽水)如图所示，杠杆 OAB 能绕 O 点转 动，在 A 点挂一重物 G， 为保持杠杆在水平位置平 衡，在 B 点分别作用的四 个力中最小的是( A．F1 C．F3 ) B．F2 D．F4
解析：由图知，物体 G 的作用是使杠杆向顺时针方向 转动，为使杠杆平衡，则在右端的拉力应使杠杆向逆时针 方向转动；F1 使杠杆向顺时针方向转动，所以不能使杠杆 平衡；F2、F3、F4 使杠杆沿逆时针方向转动，可以使杠杆 平衡，且沿 F3 的方向拉杠杆时，拉力的力臂最长，根据杠 杆的平衡条件 F1l1＝F2l2，阻力、阻力臂不变，动力臂越长 越省力，所以沿 F3 方向拉最省力。故选 C。 答案：C
动力臂
阻力臂
l2
3.杠杆处于静止状态或匀速转动状态， 称为杠杆平 F1 l2 衡。杠杆平衡条件为：F1l1＝F2l2，即 ＝ 。 F2 l1
4．杠杆的分类 名 称 省力 杠杆 结 构 特 点 应用举例 撬棒、铡刀、动滑 轮、羊角锤、钢丝 钳、手推车
l1>l2
F1<F2 省力、费距离
费力 杠杆
F1>F2 l1<l2 费力、省距 离 F1＝F2 l1＝l2 不省力也不 费距离
6．人体中的杠杆
知识点二
滑
轮
1．定滑轮的实质是等臂杠杆，特点是不能省力， 但能改变力的方向。 2．动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆， 特点是能省一半力，但不能改变力的方向，费一倍的 距离。
3．使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳 子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一，即 1 F＝ (G 物＋G 动)；绳子移动的距离就是物体上升高度 n 的几倍，即 s＝nh。
解析：(1)根据杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2，动力 臂越长、阻力臂越短则越省力，所以 O 点向 B 点移动 时，动力臂增大，阻力臂减小，使用起来越省力。(2) 当杠杆在水平位置时，阻力臂为 L，杠杆从水平位置 1 缓慢转动 45°的过程中，当杠杆重心上升的高度为 L 2 时，阻力臂最大，而杠杆转动 45° 时，杠杆重心上升高 2 1 度为( ＋ )L， 4 2
)
解析：使用镊子时，动力臂小于阻力臂，所以镊 子属于费力杠杆；使用独轮车时，动力臂大于阻力臂， 所以独轮车是省力杠杆；托盘天平左右两盘压力的力 臂相等，天平属于等臂杠杆；使用筷子夹起食物时， 动力臂小于阻力臂，所以筷子属于费力杠杆。 答案：B
要点三
杠杆平衡条件 (2014· 安徽)身高相同的兄弟二人用一根重
7．(2013· 丽水)如图是农村曾用的舂米工具的结 构示意图。杆AB可绕O点转动，杆右端均匀柱形物体 的长度与杆右侧的OB相等，杆AB的重力不计，柱形 物体较重。
(1)制作舂米工具时， 为了使作用在 A 点的力 F 更 小，在其他条件相同时，只改变支点 O 的位置，应将 O 点更靠近________端。 (2)若作用在 A 点的动力 F 方向始终与杆垂直， 则 杆从水平位置缓慢转动 45° 角的过程中，动力 F 大小 的变化是______________。
解析：本题以动滑轮为载体考查功、滑轮及机械 效率。动滑轮有两根绳子承担物体和动滑轮的总重， 重物上升 0.2 m，绳子自由端上升 0.4 m；W 有＝Gh＝ 18 N×0.2 m＝3.6 J，W 总＝WF＝Fs＝10 N×0.4 m＝ W有 4 J， η＝ ＝90%；题中没说不计滑轮和绳间的摩擦 W总 及绳子的自重所做的额外功，所以克服动滑轮重力做 的额外功未知，无法求得动滑轮的重力。 答案：C
知识点三
机械效率
有用功与总功的比值叫做机械效率，公式： W有用 η＝ 。有用功总是小于总功，所以机械效率总 W总 小于 1，通常用百分数表示。
要点一
力臂的画法 (2014· 聊城)如图所示，用起子开启瓶盖，
请确定支点O的位置，画出F的力臂。
解析：本题考查力臂的作图。用起子开瓶盖时， 起子与瓶盖上面的接触点为支点 O，先沿力 F 的反方 向画出力的作用线，再从支点 O 作力 F 的作用线的垂 线段，标出力臂符号 L。
实验探究
杠杆的平衡条件
1．器材：杠杆尺、支架、钩码一盒、细线 (或挂 物环)、弹簧测力计。 2．原理：F1l1＝F2l2
3．实验步骤 (1)检查仪器，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆 在水平位置平衡。 (2)分别在支点的两侧悬挂若干钩码，使杠杆在水 平位置平衡，实验做一次，正确记录一次数据。 (3)在支点的一侧悬挂钩码，在同侧用弹簧测力计 竖直向上拉，分别组成省力杠杆和费力杠杆，待杠杆 平衡后，记录数据，只做一次。
以弟弟的肩 B 为支点，由 F1L1＝F2L2 可知，哥哥 G×OB 900 N×1 m 对杠杆的支持力 F1′＝ ＝ ＝ AB 1 m＋0.8 m 500 N，由于压力和支持力是一对相互作用力，因此哥 哥承担的压力为 500 N，D 错误。 答案：A
要点四