1、中考物理专题辅导杠杆、功、机械能考点剖析：这专题内容涉及的物理概念比较多在中考时，有下列一些知识点经常考查到。 （1）杠杆的平衡条件，杠杆的应用（2）滑轮（3）功、功率的概念（4）机械效率的概念（5）功的原理（6）机械能本节常用的公式有：杠杆的平衡条件：F 1l1F 2l2滑轮组的拉力：F （G 物 G 动滑轮 ） （竖直向上提物体，不计摩擦和绳重）n功的计算公式：WF s功率的计算公式： 机械效率：P ，PFvtW 总 W 有 W 额 1 “力臂”在学习“二力平衡”的知识时，我们可以把物体受的力都画在重心上，并未考虑力的作用位置对物体平衡产生的影响而在学习杠杆的平衡条件时，大小、方向都相同的
2、力，作用在杠杆不同的位置上，产生的效果则不同。要理解“力臂”这个概念，我们要学会画力臂。动力臂 l1：支点到动力作用线的距离。阻力臂 l2：支点到阻力作用线的距离。2实际生活中杠杆的分析杠杆平衡条件为：F 1l1F 2l2，按照力臂的不同，可将杠杆分为：（1）当 l1l 2 时，F 1F 2，为省力杠杆，如：撬杠、瓶启子、手推车（2）当 l1l 2 时，F lF 2，为费力杠杆，如：铁锨（3）当 l1l 2 时，F lF 2杠杆既不省力，也不费力如：天平、定滑轮，称为等臂杠杆。3运用杠杆平衡条件分析问题4滑轮组绳子自由端的拉力5功的概念6考查滑轮组的机械效率7功和功率综合8机械能（1）动能：物
3、体由于运动而具有的能叫动能，运动物体的质量大，速度越大，它的动能就越大。（2）势能：分为重力势能和弹性势能重力势能：被举高的物体具有的能，叫做重力势能物体的质越大，举得越高，它具有的重力势能就越大。弹性势能：发生弹性形变的物体具有的能叫弹性势能物体的弹形变越大，它具有的弹性势能就越大。（3）机械能：动能和势能统称为机械能。某一状态下，机械能动能势能。（4）动能和势能之间可以互相转化。例题精析：例 1、如图 1（a ）所示的杠杆重；不计， O 为支点 ， AO0.2m ，当在 A 点悬吊一重 6N的物体，绳子的拉力 F3N 时，杠杆在水平位置平衡，在图中画出拉力矿的力臂 l2，力臂l2 为_m（
4、a ） （b）图 1如图 1（b） ，画出杠杆 OAB 示意图，找到支点 O，BC 为力的作用线，画出力臂 l2根据杠杆的平衡条件：GOAFl 2代入数值：6N0.2m3Nl2l 220.2 m0.4 m答案 力臂 l2 如图 161（b） ，l 2 为 0.4m例 2、 如图 2（a ）是一个均匀直杠杆， O 为支点，在 A 点挂一重 10N 的物体，则在 B点用 20N 的力，可以使杠杆处于水平平衡状态问：（1 ）若在 C 点仍用 20N 向下的力，杠杆能否平衡?（图中每个格距离相等）（2）若在 C 点用 20N 的力，方向不限，讨论杠杆是否可能平衡 ?精析 F 的力臂大小直接关系到杠杆能
5、否平衡解 （1）力 F 作用于 B 点时，杠杆平衡：GAO F OB当力 F 作用于 C 点时：GAO10NAO=10N2OB（a ） （b）图 2FOC20 N20 B FOCGAO 杠杆不能平衡，C 端下沉（2）根据上面的讨论，若 C 点用力为 20N，但方向不限的话，我们可以采取减小力臂的方法，使杠杆重新平衡如图 162（b） 当 F 斜着用力时，力臂减小为 l2若此时 F20N，l 2OB 大小，则杠杆可以再次平衡答案 不能平衡，可能平衡 例 3、下图中可视为费力杠杆的是（如图 3） （ ）A BC D图 3精析 起重机，l 1l 2，F lF 2 为费力杠杆其他：手推车、瓶启子、撬杠
6、均是l1l 2，为省力杠杆。答案 A例 4、在图 4（a ）中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法（a） （b）图 4如图 4（b） ，绳子的绕法为最省力，则应从定滑轮开始绕起，最后承担物重的绳子根数为 4 根如何求滑轮组绳子上的拉力?（1）使用滑轮组竖直提起重物第一种情况，在忽略动滑轮重和摩擦及绳重等额外阻力时，绳子自由端拉力：F如图 4（b） ，n4，F nG物 G第二种情况，不计摩擦和绳重，但考虑动滑轮重拉力：F 如图 4（b） ，nG动物 若物体重 500N，动滑轮重 100N，则拉力：F 150N4105第三种情况，又要考虑动滑轮重，又要计摩擦等额外阻力，则应从机械效率去考虑
7、求出拉力公式推导： 总有WFsGh拉力：F ，如图 4（b） ，若物体重 500N，滑轮组机械效率为 70%，s 4h，则s拉力：F 178.6NsGh47.05（2）使用滑轮组平拉重物图 5如图 5，用滑轮组匀速拉动物体 A，这时拉力 F 大小和重量无直接关系在不计滑轮重，滑轮摩擦等额外阻力时，拉力：F ，其中 f 表示 A 与地面nf的摩力n 表示与动滑轮连接的绳子根数设：A 重 120N，A 与地面摩擦力为 30N，则拉力：F 10N30例 6、 在下述情况中，若物体重 100N，则力对物体做了多功 ?（1）物体沿着光滑的水平面匀速前进了 1 m，求推力对物体做的功（2）物体沿水平面匀速
8、前进了 10m，摩擦力是 20N，求拉力做的功（3）物体沿光滑斜面滑下，斜面高 1 m，长 2m，如图 l610 所示，求重力对物体做的功（4）如图 1610，物体从斜面上滑下，求支持力对物体做的功图 6精析 初中阶段研究力做功，主要指下列几种情况：第一种：力和物体运动方向一致，称为力对物体做功。第二种：力和物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功如向上抛出某个物体，重力方向向下，物体运动方向向上，可以称为克服重力做了功。第三种：当某个力和运动方向垂直，则这个力对物体做的功为零解 （1）水平面光滑，认为摩擦力为零。物体匀速前进，推力也为零这时 W0。（2）物体匀速直线运动，推力 Ff（摩擦力）
9、20N ，s10m ，所以：W20N10m 200J 。（3）物体沿重力方向移动的距离为 h，重力做的功 WGh100N1m100J。（4）如图 6，物体沿斜面运动，支持力方向与运动方向垂直，物体沿支持力方向没有移动，W 0。答案 （1）W0 （2）W200 J （3）W100 J （4）W0例 7、用动滑轮将 400N 的货物以 0.5m/s 的速度匀速提高了 2m，绳端的作用力是 250N，则有用功的功率是_W。精析 题目给了力、距离和速度等多个数据考查学生面对多个量，能否正确地挑选出题目所需要的数值。解 有用功率的概念：P 有 Gv 其中 G 为物体重，v 为物体上升速度。t有 hP 有
10、 Gv 400N0.5m /s200W扩展：如果求总功率，则有：P 总 Fv t总v为拉力 F 提升速度。在此题中，一个动滑轮：s2h，所以 v2v1m/s P 总 Fv250N 1m/s250W通过 P 有 和 P 总 ，还可以求出这个动滑轮的机械效率。答案 200W例 8、跳伞运动员从空中匀速下落，人和伞的 （ ）A动能增加，重力势能减少，机械能不变B 动能不变，重力势能减少，机械能减少C 动能减少，重力势能增加，机械能增加D动能不变，重力势能不变，机械能不变精析 从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题匀速下落的跳伞运动员，质量和速度不变，动能不变；下落过程中，相对地面的高度减小，重
11、力势能减少；机械能动能势能，动能不变，势能减少，机械能减少答案 B例 9、一根轻质杠杆可绕 O 点转动，在杠杆的中点挂一重物 G，在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力 F，如图 7（a）所示，力 F 使杆从所示位置慢慢抬起到水平位置的过程中，力 F 和它的力臂 LF、重力 G 和它的力臂 LG 的变化情况是 （ ）AF 增大，L F 减小 BF 减小，L F 增大C G 不变，L G 减小 DG 不变，L G 增大 （a） （b）图 7精析 以 O 为支点，杠杆慢慢抬起过程中，重力大小为 G，始终不变，重力的力臂为LG，从图中看出， LG 增大了拉力大小为 F，从图中看出，拉力的力臂 LF
12、 变小了。解 设杆 OB 与水平线夹角为 ，如图 7（b） 列出杠杆平衡方程：Fl FG lGFOB s in G cos2BF Gcot21杠杆抬起过程中， 减小，cot 增大，F 增大答案 A、D例 10、如图 8 中，物体 A 重 50N，物体 B 重 30N，物体 A 在物体 B 的作用下向右做匀速直线运动如果在物体 A 上加一个水平向左的力 F2 拉动 物体 A，使物体 B 以 0.1m/s 的速度匀速上升，2s 内拉力 F2 所做的功是_J （滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）图 8精析 拉力的功 WFs，要正确求出功，必须求出拉力和拉力移动的距离，这就和滑轮组的受力分
13、析综合起来了。已知：GA50N，G B30N，v B0.1 m/s，t2s求：W解 A 向右运动，受向右拉力 F1 和向左的摩擦力 f， A 匀速运动：f F l与 B 相连的滑轮上方共有 3 根绳子承担物重 GB F 1 GB 30103fF 110N当 A 向左运动时，A 受向左的拉力 F2 和向右的摩擦力 f 及向右的绳子拉力 F1F 2fF 1（F 1= GB 10N） ，f 大小不变 F 210N10N20N在 2s 内，物体上升距离 hv Bt0.1m/s2s0. 2m拉力移动距离 s3h30.2m0.6m拉力做的功 WF 2s20N0.6m12J答案 12J中考热身：一、选择题1
14、、在轻质杠杆两端 A、B 各挂有体积相同的铜块和铝块（ ） ，支点 O 在如图 9 所铜铝示的位置时，杠杆在水平位置保持平衡在下列情况下，杠杆仍然在水平位置保持平衡的是 （ ）图 9A在铜块和铝块上各加一块质量相等的物体B将铜块和铝块同时浸没在水中C将铜块和铝块各切去体积相同的一小部分D将铜块和铝块同时向支点移动一小段相同的距离2、下列工具中，属于费力杠杆的是 （ ）A食品夹 B撬棒 C瓶盖子 D定滑轮3、希望中学要安装升旗杆，下列简单机械中，适合安装的旗杆顶端的是 （ ）A杠杆 B动滑轮 C定滑轮 D斜面4、一根轻质杠杆，在左右两端分别挂在 200 牛和 300 牛的重物时，杠杆恰好平衡若将
15、两边物重同时减少 50 牛，则杠杆 （ ）A左端下沉 B右端下沉 C仍然平衡 D无法确定5、关于滑轮，下列说法错误的是 （ ）A使用定滑轮不省力，但是能改变动力的方向B使用动滑轮能省一半力，还能改变动力的方向C定滑轮实质是个等臂杠杆D动滑轮实质是个动力臂为阻力臂两倍的杠杆6、如图 10 所示，杠杆上分别放着质量不相等的两个球，杠杆在水平位置平衡，如果两球以相同速度同时匀速向支点移动，则杠杆 （ ）图 10A仍能平衡 B不能平衡，大球那端下沉C不能平衡，小球那端下沉 D无法判断7、各式各样的剪刀都是一对杠杆要剪开较硬的物体，使用哪种剪刀最合适? （ ）A B C D图 118、如图 12 所示杠
16、杆中属于费力杠杆的是 （ ）A BC D图 129、如图 13 所示，以下简单机械中属于费力杠杆的是 （ ）A瓶口起子 B镊子 C羊角锤 D 动滑轮图 1310、以下工具：钢丝钳；镊子；扳手；扫帚；钩鱼杆；瓶盖起子在正确使用情况下属于省力杠杆的是 （ ）A B C D二、填空题1、如图 14 所示，轻质杠杆 OA 可绕 O 点转动，OA=0. 3 米，OB=0.2 米A 点处挂一个质量为 2 千克的物体 G，B 点处加一个竖直向上的力 F，杠杆在水平位置平衡，则物体 G的重力大小为_牛，力 F 大小为_牛图 142、如图 15，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以 O 点为支点，杠杆的右端挂有重
17、物M，支点左边的 A 处挂钩码时，杠杆平衡将重物 M 浸没在水中，钩码移到 B 处，杠杆又平衡则重物与钩码的质量之比为_，重物 M 的密度是 _千克/米 3图 153、钢丝钳是人们日常生活中的一种常用工具，它的钳口刻纹是用增大接触面的_程度的方法来增大摩擦的，用钢丝钳剪断铁丝时，它是_杠杆 （选填“省力” 、 “费力”、 “不省力也不费力” ）4、如图 16 为手上托着重 40 牛物体的手臂骨骼与肌肉的生理结构意图，手、手腕、尺骨和桡骨可以看成一支杠杆，重力不计，O 为支点 （1）在方框中画出此杠杆的动力和阻力的示意图；（2）根据图中标尺估算出肱二头肌此时的收缩力约为_牛图 16三、实验题1、
18、在研究杠杆平衡条件的实验中，杠杆的位置如图 17 所示，此时应调节杠杆左端的螺母使其向_移动，或者调节杠杆右端的螺母使其向_移动，以使杠杆在水平位置平衡图 172、在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，得到下表数据：（1）所用滑轮组中动滑轮、定滑轮的最少个数分别为：定滑轮：_，动滑轮：_（2）第 2 次实验得出的机械效率的大小为：_ （g 取 10 牛/千克）（3）在你的周围，哪个地方用到了滑轮?用它的好处是什么?_四、计算题1、一人用如图 18 所示的滑轮组匀速提升物重为 200 牛的物体，此时人对绳的拉力为120 牛，不计绳重和摩擦求：图 18（1）滑轮组的机械效率（
19、2）如果人的体重为 600 牛，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过多少牛？参考答案：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 C A C B B C B D B A二、填空题1、19.6 29.4 2、45，410 3 3、粗糙，省力4、 （1）如 图 （2）320 牛三、实验题1、 右 右 2、 （1）一个，一个 （2）74% （3）略四、计算题解：（1） Gh/2Fh100%83.3%（2）设动滑轮重 ，由 2FG ，得 40 牛00设提升的最大物重为 G ，人的体重为 G1，此时绳的拉力为 F ，则 F G 1，由2F G ，得所能提起物体的最大物重 G 2F 1160 牛0 0
