初中物理-總復習：簡單機械（基礎）知識講解

總復習：簡單機械（基礎）

【考綱要求】

1、知道杠桿定義及杠桿的五要素（支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂）；

2、會畫力臂理解杠桿平衡條件，并能區(qū)別實際生活中的省力、費力及等臂杠桿;

3、理解定滑輪、動滑輪實質(zhì)，理解滑輪組。

【知識網(wǎng)絡】

概念：一根硬棒在力的作用下，可繞固定點轉(zhuǎn)動，這棒就叫杠桿。

平衡條件:B/I=F2?2

「杠桿《（①省力杠桿⑺>"）,雖能省力，但要費距離。

M杠桿分類<②費力杠桿（Z1V/2），雖置力，但能省距離。

I③等替杠桿5=，2），可以做成測質(zhì)量的天平。

機

一「定滑輪:不能省力，但可改變用力方向。

械

I滑輪J動滑輪I可以省一半力.但不能改變用力方向。

【滑輪組：既可以省力，又可以改變用力方向，但是很費距離。

【考點梳理】

考點一、杠桿《力學4：杠桿和滑輪》杠桿）

1、杠桿的概念：一根在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒就是杠桿。杠桿的五要素是：支點、

動力、阻力、動力臂和阻力臂，杠桿可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是彎的，如羊角錘。

2、杠桿的力臂

力臂的畫法：

（1）明確支點，用。表示；

（2）通過力的作用點沿力的方向畫一條直線；

（3）過支點O作該力的作用線的垂線；

（4）用兩頭帶箭頭的線段標示出支點到力的作用線的垂線段，寫上相應的字母Li（或L2）。

3、杠桿的平衡條件：杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動，杠桿就處于平衡狀態(tài)。

要點詮釋：

杠桿的平衡條件：

動力X動力臂=阻力X阻力臂，用公式表示為FiL產(chǎn)F2L2

注意：杠桿的平衡不是單獨由力或力臂決定的，而是由它們的乘積來決定的。

杠桿分類：

（1）省力杠桿：L1>L2,F1<F2

這類杠桿的特點是動力臂LI大于阻力臂L2,平衡時動力Fl小于阻力F2,即用較小的動力就可以克

服較大的阻力。但是實際工作是動力移動的距離卻比阻力移動的距離大，即要費距離。如撬起重物的撬

棒，開啟瓶蓋的起子、鋤草用的鋤刀等，都屬于這一類杠桿。

（2）費力杠桿：LI<L2,FI>F2

這類杠桿的特點是動力臂LI小于阻力臂L2,平衡時動力FI大于阻力F2,即要用較大的動力才能克

服阻力完成工作，但它的優(yōu)點是杠桿工作時，動力移動較小的距離就能使阻力移動較大的距離。使工作

方便，也就是省了距離。如縫紉機踏板、挖土的鐵鍬、大掃帚、夾煤塊的火鉗，這些杠桿都是費力杠桿。

（3）等臂杠桿：LI=L2,FI=F2

這類杠桿的動力臂LI等于阻力臂L2,平衡時動力B等于阻力F2,工作時既不省力也不費力，如天

1

平、定滑輪就是等臂杠桿。

考點二、滑輪（高清課堂《力學4：杠桿和滑輪》滑輪）

1、定滑輪：如下圖甲所示，我們可把一條直徑看成杠桿，圓心就是杠桿的支點，因此，定滑輪實

質(zhì)是等臂杠桿。定滑輪的特點是它的轉(zhuǎn)軸（支點）不隨貨物上下移動。

2、動滑輪：如下圖乙所示，特點是它的轉(zhuǎn)動軸會隨物體上下移動，它實質(zhì)是動力臂為阻力臂2倍

的省力杠桿，它的轉(zhuǎn)動軸是阻力作用點。

3、定滑輪和動滑輪的作用

使用定滑輪雖然不能省力，但可以改變用力方向，給工作帶來方便。

使用動滑輪可以省力，但要多移動距離。

4、滑輪組：由定滑輪和動滑輪組裝起來的，既可省力又可以改變用力方向，但費距離。在使用

滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著動滑輪，提起物體所用的力就是總重的幾分之一。我們可以在知

道或算出滑輪組承擔重物的繩子段數(shù)的情況下組裝滑輪組，可以根據(jù)“奇動偶定”的原則先確定繩

子的一端是掛在動滑輪或定滑輪的鉤上，再由里向外順次繞線。

【典型例題】

類型一、杠桿

、如圖所示，做出圖中各杠桿的動力和阻力的力臂。

【思路點撥】杠桿的五個要素：

支點：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點。

動力：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。

動力臂：從支點到動力作用線的距離。

阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。

阻力臂：從支點到阻力作用線的距離。

【答案與解析】

分析：作杠桿的力臂的方法是：

（1）反向延長各力（或正向延長）。

（2）過支點作延長線的垂線。

（3）標上直角符號和大括號，并標上力臂的字母。

2

作圖如圖所示。

4

【總結(jié)升華】此題考察了力臂的作法，這是中考物理的一個必考點。

舉一反三：

【變式】下列關于動力R力臂的作圖中，正確的是（）

【答案】C

、《力學4：杠桿和滑輪》例3）用一條長2m的扁擔挑物品，前后兩端分別掛有300N

和200N的箱子。要使扁擔保持水平平衡，肩應離扁擔前端多遠？

【思路點撥】人在挑水時以肩為支點，兩邊水桶形成杠桿的平衡，由平衡的條件可求得答案。

【答案與解析】

要使兩邊平衡則有：G1LFG2L2①

由題意知：Li+Lz=2m②

聯(lián)立解得：Li=O.8m

【總結(jié)升華】扁擔是杠桿平衡一典型應用，應明確其原理。

舉一反三：

【變式】（2015?東營）如圖所示，杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個質(zhì)量相同的

鉤碼，杠桿會（）

A.左端下降B.右端下降C.仍然平衡D.無法判斷

【答案】A

類型二、滑輪

05、（2015?汕尾）如圖所示,用下列裝置提升同一重物,若不計滑輪自重及摩擦，則最省力的是（）

3

【思路點撥】根據(jù)滑輪組繩子拉力的計算，定滑輪及其工作特點和動滑輪及其工作特點對各個選項注意

分析即可。

【答案】C

【解析】A、此圖是動滑輪，由動滑輪及其工作特點可知，省一半的力，即F=1/2G；B、此圖是定滑輪，

由定滑輪及其工作特點可知，不省力，即F=G；C、此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子由3股，則F=1/3G；

D、此圖是滑輪組，繞在動滑輪上的繩子由2股，則F=1/2G。

【總結(jié)升華】此題主要考查滑輪組繩子拉力的計算，定滑輪及其工作特點和動滑輪及其工作特點等知識

點。

舉一反三：

【變式】如圖所示，不計輪與軸的摩擦及滑輪的重力，物體處于平衡狀態(tài)時（）

【答案】B

如圖所示的裝置中，不計滑輪摩擦，當水平向右的拉力F=5N時，物體恰能勻速的向右運動,

求物體所受地面摩擦力的大小。

【思路點撥】由動滑輪的省力情況可知：F自=-Fft,在此題中，動力作用在輪上，阻力作用在繩子的

2

自由端。

【答案與解析】

物體勻速向右運動，說明整個裝置處于平衡狀態(tài)，如圖甲所示為動滑輪在水平方向上的受力情況,

有向右的拉力F,兩段繩子對滑輪向左的拉力（同一根繩子各處的拉力相等），滑輪勻速運動：

F=22,則尸'=L?=LX5N=2.5N。

22

4

■尸

:尸一_AF匚-----—----?尸

甲乙

如圖乙所示為物體在水平方向的受力情況，受到拉力尸，和摩擦力f的作用，兩者是平衡力，有

/-F'-25N。因此物體所受地面的摩擦力為2.5N

【總結(jié)升華】此題很容易錯誤地得出拉力是摩擦阻力的一半的結(jié)論，對于動滑輪，我們不能總是套搬“使

用動滑輪能省一半力”的結(jié)論，要根據(jù)實際情況具體分析。

類型三、知識運用

、如圖所示，用一細線懸掛一根粗細均勻的輕質(zhì)細麥秸桿，使其靜止在水平方向上，o為麥秸桿

的中點，這時有兩只大肚皮的螞蟻同時從。點分別向著麥秸桿的兩端勻速爬行，在螞蟻爬行的過程中麥

B.兩螞蟻的爬行速度大小一定相等

C.兩螞蟻的質(zhì)量與爬行速度大小的乘積一定相等

D.兩螞蟻對麥秸稈的壓力一定相等

【思路點撥】螞蟻爬行過程中，杠桿始終平衡，說明兩側(cè)始終滿足：動力X動力臂=阻力X阻力臂。

【答案】c

【解析】螞蟻爬行的過程中杠桿始終平衡，根據(jù)杠桿的平衡條件可得4。=—，其中F為螞蟻對杠

桿的壓力，等于螞蟻的重量，F(xiàn)=G=mg,由于杠桿在水平方向保持平衡，力臂/就等于螞蟻到支點0的距

離，？=以將力和力臂代入平衡條件公式中整理得加左、=用,故正確選項為C?

【總結(jié)升華】本題通過一個新穎情景的設計，考查了對杠桿條件的理解，在螞蟻爬行的動態(tài)過程中，由

杠桿平衡條件，判斷與其有關的各因素的變化，在分析中要注意杠桿平衡條件是由力與力臂的乘積決定

的，而不是由力的大小或力臂的大小決定的。

舉一反三：

【變式】如圖所示，硬質(zhì)均勻木條AO長80cm,左端與豎直墻壁連接，可以繞O點自由轉(zhuǎn)動，木條的

A端以細繩懸于B點，木條水平BA與木條垂直，現(xiàn)有一個質(zhì)量為400g的小物塊在木條上從0點以0.lm/s

的速度無摩擦地向右勻速滑動，經(jīng)與5s到達C點時，細繩恰好斷裂，求：細繩AB所能承受的最大拉力

為多少？（木條的質(zhì)量及物塊的體積均忽略不計）

5

〃〃/〃〃

B

v

0CA

【答案與解析】小物塊移動的距離0C=例=0.1m/fx5ff=0.5m

由杠桿的平衡條件得尸OA=mg0C

F=%OC_Q4Agx98A/7&xO碗=…可

OA08m

@>6、桿秤結(jié)構簡單，使用和攜帶都很方便，深受人們的青睞，在我國流傳已上