题 考型向一二 使 杠分杆式平有衡意分义 析的条件
自主演练
【例 2】 (2016·遂宁)如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力 F， 将杠杆缓慢地由位置 A 拉至位置 B，在这个过程中，力 F 的大小将( C )
A．不变 C．变大
B．变小 D．先变大后变小
解题指导
答案
解题指导 在分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，依据杠杆的平衡 条件进行分析，最后得到结论。由图可知，在杠杆缓慢由 A 到 B 的过程中， 动力臂 OA 的长度没有变化，阻力 G 的大小没有变化，而阻力臂 l 却逐渐 增大，由杠杆的平衡条件知：F·OA＝G·l，当 OA、G 不变时，l 越大，那么 F 越大；因此拉力 F 在这个过程中逐渐变大。
3．动滑轮： (1)定义：使用时，轴的位置随物体一起移动的滑轮。动滑轮 的实质是动力臂为阻力臂 2 倍的 省力 杠杆，动力臂等 于滑轮的 直径 ，阻力臂等于滑轮的 半径 。
(2)特点：使用时能省一半的力，但不能改变力的方向。 (3)理想的动滑轮(不计摩擦和动滑轮的重力)：F＝12G；实际情况(忽略摩擦、 考虑动滑轮的重力)：F＝12(G＋G 动)。绳子自由端移动距离 sF(或速度 vF)等 于 2 倍的重物移动的距离 sG(或速度 vG)。
解题指导
答案
解题指导 本题利用生活中实例，较全面地考查了物理知识的应用，揭示 了物理来源于生活又应用于生活的物理意识，是中考的常见题型。刀刃很 薄是通过减小接触面积来增大压强的；铡刀在使用时动力臂大于阻力臂， 实质上是一种省力杠杆；甘蔗放在 a 点比 b 点时的阻力臂更小，根据杠杆 的平衡条件可知，动力会越小，更易被切断；手沿 F1 方向用力比沿 F2 方 向用力时的动力臂要小，根据杠杆平衡条件可知，动力要大。
4．滑轮组： (1)定义：定滑轮和动滑轮组合在一起叫做滑轮组。 (2)特点：使用滑轮组综合了定滑轮能改变方向和动滑轮能省力的优点，在 生产生活中使用很广泛。 (3)使用滑轮组的省力规律： ①当使用动滑轮提升物体时，要克服物体的重力(G 物)做功，其中，动滑轮 上的绳子段数为 n，绳子自由端受到的拉力为 F，绳子自由端移动的距离为 s，物体升高的高度为 h。
B．物体在水中受到的浮力为 320N
C．物体的体积为 8×10－3m3
D．物体露出水面后，此滑轮组提升该物体的机械效率将小于 80%
解题指导
答案
解题指导 (1)由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数 n＝2，拉力端移动 距离 s＝2h，知道时间利用速度公式求拉力端移动的速度，再利用 P＝Fv 求拉力的功率；(2)滑轮组的机械效率 η＝WW有总用＝G－FFs 浮h＝GF－×F2浮hh＝ G－2FF浮，据此求浮力大小；(3)知道浮力，利用阿基米德原理的推导公式 F 浮＝ρ 水 V 排 g 求排开水的体积，物体浸没，物体的体积等于排开水的体积；
5．杠杆的实际应用：
力臂关系 l1＝l2 l1＞l2
动力、阻 力关系 F1＝F2
F1＜F2
l1＜l2
F1＞F2
杠杆类别
特点
实例
等臂杠杆 省力杠杆 费力杠杆
不省力，也不省距离
可以省力，但要多移 动距离
可以省距离，但要费 力
天平
钢丝钳、 羊角锤
钓鱼竿、 筷子
6. 人体中的杠杆：人体的手臂、头、腿、脚等都可以看作是杠杆。如图所示， 相关的动作产生时，转动的固定点(关节)是支点，相对应的肌肉收缩提供 动力，阻力则是自身的重力或外界的力。
特别提醒 人们使用滑轮时，有时为了省力，有时为了省距离，但不论在 哪种情况下都不能省功。
三、机械效率
1．定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率，计算公式为 η＝WW有总用×100%。 2．对机械效率的理解：
(1)机械效率的高低同时取决于有用功和总功两个因素，不能理解成“有用 功多，机械效率就高”，或“总功多，机械效率就高(或低)”。 (2)机械效率的高低与机械本身是否省力、功率大小及力的大小无关。
题 考型向一六 使 机分械式效有率意的义 计的 算条件
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【例 6】 (2016·丹东)如图，用滑轮组将 600N 的重物在 10s 内匀速提升了 2m， 动滑轮重为 100N(不计绳重和摩擦)，下列说法正确的是( B ) A．绳子自由端拉力的功率是 70W B．滑轮组的机械效率是 85.7% C．提升重物的过程中所做的额外功是 400J D．提升的重物变成 400N 时，滑轮组的机械效率将变大
(4)当提升重物的重力减小为 400N，做的有用功就变小，而额外功几乎不 变，有用功和总功的比值变小，故滑轮组的机械效率变小。本题考查了学 生对机械效率公式、滑轮组 s＝nh、有用功、总功的理解和运用，记住增 大滑轮组机械效率的方法：增大有用功，即拉更重的重物；减小额外功， 如减小摩擦、减轻动滑轮重。
(3)使用滑轮组的省力规律：
①当使用动滑轮提升物体时，要克服物体的重力(G 物)做功，其中，动滑轮 上的绳子段数为 n，绳子自由端受到的拉力为 F，绳子自由端移动的距离为
s，物体升高的高度为 h。 条件
不计绳重、轮重及摩擦
不计绳重及摩擦
存在摩擦
省力规律 F＝Gn
F＝G物＋n G动 F＞G物＋n G动
中考频次 ☆☆☆☆
☆☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆☆☆
☆ ☆☆☆
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一、杠杆 1．定义：如果一根硬棒在 力 的作用下能够绕着 固定点 转动，这根硬棒就
题 考型向一三 使 杠分杆式平有衡意条义 件的条 应件 用
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【例 3】 (2017·舟山)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确 的是( C ) A．刀刃很薄可以增大压力 B．铡刀实质上是一种费力杠杆 C．甘蔗放在 a 点比 b 点更易被切断 D．手沿 F1 方向用力比沿 F2 方向更省力
解题指导
答案
解题指导 定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力 的方向；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力但要费距离。由 图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成；使用动滑轮时，物体上 升 1m，则绳子的自由端会通过 2m；不计摩擦和滑轮自重，使用动滑轮能 省一半的力，物体的重力为 400N，则拉力为 200N。
解题指导
答案
解题指导 由于不计绳重及摩擦，所以拉力 F＝1n(G 物＋G 轮)，由图知，n 甲＝2，n 乙＝3，所以绳子受的拉力：F 甲＝12(G 物＋G 轮)，F 乙＝13(G 物＋G 轮)， 所以 F 甲＞F 乙。因为不计绳重及摩擦，动滑轮重相同，提升的物体重和高 度相同，W 额＝G 轮 h，W 有用＝G 物 h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额 外功相同，拉力做的总功相同，因为 η＝WW有总用，所以两滑轮组的机械效率 相同。拉力做的总功相同，所用的时间相同，由 P＝Wt 可知，拉力 F 甲做功 的功率等于拉力 F 乙做功的功率。
费距离规律 s＝nh
②使用动滑轮水平拉动物体时，要克服物体和水平面的摩擦力 f。作用在 绳子自由端的拉力 F 与要克服的摩擦力的关系：F＝nf ；绳子自由端移动的 距离 s 与物体水平方向移动的距离 s 物的关系：s＝ns 物。 ③判断动滑轮上的绳子段数，可在定滑轮和动滑轮之间划 一条虚线，将它们分割开来，数一下直接作用在动滑轮上 的绳子的段数，有几段，n 即为几。如图所示，甲图中动滑 轮上有 3 段绳子，乙图中动滑轮上有 2 段绳子。
叫做杠杆。
2．杠杆的五要素：
(1)支点(符号 O )：杠杆绕着转动的固定点。 (2)动力(符号 F1 )：促使杠杆转动的力。 (3)阻力(符号 F2 )：阻碍杠杆转动的力。 (4)动力臂(符号 l1 )：从支点到动力 作用线 的垂直距离。 (5)阻力臂(符号 l2 )：从支点到阻力 作用线 的垂直距离。
题 考型向一七 使 力分学式综有合意题义的条件
自主演练
【例 7】 (2016·锦州)如图所示，物体浸没在水中，工人用 200N 的拉力 F 在
10s 内将重为 400N 的物体匀速提升 2m，物体没有露出水面，此时滑轮组
的机械效率是 80%，不计绳重和摩擦，g＝10N/kg，则下列说法中正确的
是( C ) A．物体露出水面前，工人匀速提升重物时拉力的功率为 40W
二、滑轮 1．定义：滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。滑轮是一种变
形的杠杆。
2．定滑轮：
(1)定义：使用时，中间的轴固定不动的滑轮。定滑轮的实质 是 等臂 杠杆，力臂等于滑轮半径。 (2)特点：使用时既不省力、也不费距离，但能改变力的方向。 (3)理想的定滑轮(不计摩擦和定滑轮的重力)：F＝G；实际情况(考虑摩擦)： F＞G。绳子自由端移动距离 sF(或速度 vF)等于重物移动的距离 sG(或速度 vG)。
3．绘制杠杆动力臂和阻力臂的步骤： (1)找出支点； (2)沿动力、阻力的作用方向将力的作用线画出； (3)从支点作动力、阻力作用线的垂线，则 支点 到 垂足 的距离即为 力臂。
4．杠杆平衡是指当杠杆在动力和阻力的作用下处于 静止 或 匀速 转动时， 这个杠杆就处于平衡状态。杠杆平衡的条件是： 动力 × 动力臂 ＝ 阻力 × 阻力臂 ，写成公式形式：F1·l1＝F2·l2，也可写成FF12＝ll21；文 字表述为：当杠杆达到平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的 几分之一。
第三部分 物质科学——物理
第32讲 简单机械
考点分布 1.杠杆
2.滑轮
知识条目
①识别杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和 阻力臂等〔 a 〕 ②绘制杠杆的动力臂和阻力臂图示〔 b 〕 ③概述杠杆的平衡条件〔 b 〕 ④应用杠杆平衡条件解决简单的问题〔 c 〕 ⑤识别人体中的杠杆〔 a 〕