杠杆、滑轮、斜面的原理与应用本次主题2019中考物理复习专题讲座：杠杆、滑轮、斜面的原理与应用本次课涉及知识点罗列1、知道杠杆的平衡条件及应用，会用杠杆的平衡条件进行计算。
2、知道滑轮的省力原理及应用3、了解斜面的省力原理及常见的应用。
亲爱的同学们，在初中物理的知识架构中，简单机械与功的综合应用是一个较难的板块，不论是大考还是小考，所占得分值都不少；但这部分内容较多，我们只有把简单机械放在前面讲解，下一讲中才讨论功与机械联合的问题，会涉及到综合应用的问题。
本单元在考卷中的分值在10分左右，甚至还会更高一下些；比如可以把探究杠杆的平衡条件作为实验题来考查，还可以把滑轮组的有关计算作为计算题或压轴题来考查，这个板块为必考内容，下面我们来分步讲解，同学们可要留心哟。
特别说明：烦请各位老师，在把本学案打印给学生之前，删除答案部分，谢谢。
一、基础点睛（一）杠杆1、杠杆的定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。
杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如下图所示羊角锤、啤酒瓶瓶盖的扳手等，都是曲臂杠杆。
2、明确杠杆的九要素何为杠杆的九要素呢？可以简单记忆为：三点两臂两力加两线，解释如下：三点----动力作用点、阻力作用点和支点。
两力----动力和阻力。
两臂----动力臂、阻力臂。
两线----动力作用线、阻力作用线。
3、理解杠杆的平衡在力的作用下，杠杆处于静止或匀速转动状态时，都属于杠杆的平衡状态。
如右图所示，小朋友玩跷跷板的过程中，不论是静止还是处于匀速运动状态，都叫杠杆的平衡。
4、探究杠杆的平衡条件在什么条件下，杠杆才会平衡呢？下面我们用实验进行探究。
右图是常用的探究杠杆平衡条件的装置图，共分为四步，先调节杠杆的平衡，接着改变钩码的个数和力臂的大小连续两次实验，再在左侧改为用测力计斜拉代替钩码，经过几次的实验数据对比，可以得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写为：F1L1= F2L2注意：这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。
杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。
5、使用杠杆的目的（1）省力：当动力臂大于阻力臂时属于省力的杠杆，如上图中的撬杠。
（2）、省距离：当动力臂小于阻力臂时属于费力杠杆，我们用它的目的就是为了省距离，例如人在钓鱼时的钓鱼竿，属于费力杠杆。
需要注意的是，即省力又省距离的杠杆是没有的。
6、曲臂杠杆在实际当中，杠杆好多都是曲臂的，这时我们要注意找准它的力臂。
如右图所示的刹车的脚踏板，常用的指甲剪刀，都是曲臂的杠杆，请你找出它们的动力臂与阻力臂好吗？（二）滑轮1、滑轮的定义与形状滑轮是轮边有槽，可以绕中心轴转动的轮子，可以组装成动滑轮与定滑轮及滑轮组，如右图所示。
图1为动滑轮，可以省力；图2为定滑轮，可以改变用力方向；图3为滑轮组，有3段绳子承受重力，图4也是滑轮组，有2段绳子承受重力，但可以改变用力方向。
2、滑轮的省力规律：如右图所示，定滑轮实质是一个等臂杠杆，它的动力臂等于阻力臂，在不计摩擦的情况下是不省力的；如乙图所示，动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的杠杆，在不计摩擦和轮子自重的情况下，可以省力一半；在初中，最多只能遇见两动两定组成的滑轮组，如上图所示，在不计轮重、绳子重和摩擦的情况下，动力等于物种的1/5，同时，绳子自由端拉伸的距离，也为货物上升高度的5倍，请同学们记住这个规律，接下来还会用到。
（三）斜面简单机械中还有一类就是斜面，也是常见的省力工具，如右图所示。
可以这样理解，在不计摩擦的情况下，斜面长若是高的n倍，动力F就是物重的1/n,可见，在公路有上坡时，α角越小时，斜面的长与高的比值就越大，因此越省力，我们想一想，你在实际当中遇见或用过斜面吗？还有一种可以省力的简单机械----轮轴，比如去用来打井水的辘轳，我们只作为了解，不去详细讨论，如右图所示，它实际是一个可以连续转动的杠杆。
二、夯实小练同学们，我们上面讨论了几种常见的简单机械，你对简单机械的基础知识可能把握透彻呢？本讲的知识点可是重点哟，下面我们来上几题，让你们小练一把吧。
1、如图所示，轻质杠杆的支点在O点，在杠杆A点用力F1竖直向上拉。
请画出拉力F1的力臂和作用在杠杆上阻力F2的示意图。
1题图2、如图所示的杠杆中，动力的力臂用L表示，图中所画力臂正确的是（）答案：D；此题考查我们对力臂理解，从支点到力的作用线的垂直距离。
3、如图所示，物体M放在水平桌面上。
现通过一动滑轮（质量和摩擦均不计）在绳子自由端施加一拉力F，拉着M向左做匀速直线运动，此时弹簧测力计（质量可忽略）示数为10N．若在M上加放一物块m，要保持M向左继续做匀速直线运动，需在绕过动滑轮绳子的自由端施加一拉力F′，则（）A.M运动时受到向左的摩擦力B.加放m前，M受到20N的摩擦力C.加放m前，M受到10 N的摩擦力D.加放m后，力F′保持10N不变答案B；解析：力F通过一个动滑轮拉着M向左匀速运动时，F的大小等于弹簧测力计的示数，并且M受到向左2×10N＝20N的拉力作用，而M受到向右的摩擦力与向左的力为平衡力，因此加放m前M受到20N的摩擦力，故AC错误，B正确；若在M上加放一个物体m，在绳自由端施加力F′使M和m向左匀速运动，此时物体m不受摩擦力作用，由于物体对地面的压力增大，所以M受到地面的压力增大，故力F′大于10N，故D错误。
4、.如图所示，现将重为5N的物体A沿长1.2m，高0.6m的斜面匀速从底端拉到顶端，在此过程中，F的大小为（）牛。
（不计摩擦）解答：利用斜面上的省力规律：1.2:0.6=F:G 解得：F=2.5N（注：图中的3牛是考虑摩擦是的实际用力）三、经典呈现：为了让广大考生对本次课程所涉及到的知识点进一步了解，我们收集了近两年的经典题目，主要是考卷中的压轴题，展示给广大考生，开拓我们的视野，训练我们的发散思维能力，以便轻松应对考试。
1.重为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一水平拉力F，让棒缓慢匀速转到图中虚线所示位置。
在转动的过程中（）A.动力臂逐渐变大B.阻力臂逐渐变小C.动力和动力臂的乘积逐渐变大D.阻力阻力臂的乘积逐渐减小答案：C;解析：（1）杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过θ角后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错误；（2）当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过θ后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，故A错误；根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，故动力动力臂的乘积也逐渐变大，故C正确，D错误。
2.如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条将会（）A.A端向上运动B.A端向下运动C.保持平衡不动D.不能确定答案：B; 解析：两边木条的重力产生了转动力矩，两重力相等，由图可知，OA边的力臂要大，故OA边的力矩也大，A端将向下运动。
3.同学们共同研究滑轮和滑轮组的特点：（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可证明：使用定滑轮可以__________，但不可以_________。
（2）他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。
据此可知，使用动滑轮可以_________，但不可以__________。
（3）他们组装了滑轮组时，他们想：利用滑轮组提升重物能否省力呢？为此，他们进行的实验如丙图所示。
请根据丙图信息，写出分析数据的具体过程，并回答他们的问题。
答：______________________________________________________________。
解析：（1）从甲图中可看出，三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同。
在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不省力。
（2）在图乙中，拉力F＝0.6N＜G＝1N，故使用动滑轮时省力，但不能改变力的方向。
（3）由图可知，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，故利用滑轮组提升重物能省力。
故答案为：（1）改变力的方向；省力；（2）省力；改变力的方向；（3）由图可知，物体的重力为2N，测力计的示数为0.8N，故利用滑轮组提升重物能省力。
四、思维拓展上面我们点出了经典的题型，为了让广大考生检测自己对本次所讲的知识点理解情况，下面列出了几题，让同学们自己去做，拓展我们的思维，看看自己是否能够把握经典的题型，这对完成考卷中的压轴题大有好处呢。
1、如图所示，不计滑轮重与摩擦，物体A质量为2千克，物体B质量为5千克，体积为103厘米3．先用手握住A，待放手后（）A.物体B将沉到杯底B.物体B将停留在水面下任何地方C.物体B将离开水面上升D.物体B最后浮在水面上解析：解：G A＝m A g＝2kg×10N/kg＝20N，G B＝m B g＝5kg×10N/kg＝50N；由图可知n＝2，不计滑轮重与摩擦，则G A＝1/2F B，∴F B＝2G A＝2×20N＝40N，∵物体B浸没在水中，V排＝V＝103cm3＝1×10-3m3∴受到的浮力为：F浮＝ρ液gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3＝10N。
则物体B竖直向上的合力为F＝F B＋F浮＝40N＋10N＝50N；∴F＝G B，∴物体B将悬浮，即可以停留在水面下任何地方。
故选：B。
2、如图所示，杠杆AOB的A端挂重为G A的物体，B端挂重为G B的物体时，杠杆处于平衡状态，若AO=OB，杠杆自身重力不计，则（）A. G A=G BB.G A＜G BC. G A＞G BD. 无法判断答案;B,解析：同学们易错解：选A。
题中给出的条件“OA=OB”看似平淡，实则“陷阱”，倘若认为二力的力臂相等，则会得出G A=G B的错误选项，由下图可知，OA＞L B，根据杠杆的平衡条件可得B物体重力大。
3、对图所示的几种简单机械，下列说法中，正确的是( )A．甲图所示的装置中OB是动力臂B．使用乙图所示的装置可省一半力C．丙图所示的装置是一种等臂杠杆D．丁图所示的汽车驾驶盘也是一种简单机械答案;D; 解析：甲图误把杠杆的长度当成了力臂；乙图是一个定滑轮，它不省力；丙图是一个动滑轮，是动力臂为阻力臂二倍的杠杆；丁图所示的汽车驾驶盘是一个轮轴，它也是一种省力的简单机械。
五、考点梳理简单机械知识一般都是与机械功综合考查，也有的试卷中的题目只涉及到简单机械知识，比如填空题、选择题、实验探究题。
本讲的内容是必考内容，考分一般占4---8分，很可能出现的实验探究题就是探究杠杆的平衡条件，下面我们来梳理一下本讲常出现的考点。