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中考物理考点点拨 19 简单机械 【考点聚焦】 理解力臂的概念。 理解杠杆的平衡条件。 知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用。 会组装简单的滑轮组。 【呈现形式】 上述考点常以填空、选择、作图、实验和计算题型出现。例如画出力臂则以作图题的形式出现，组 装滑轮组则以实验题的形式出现。 【知识结构】一、杠杆 一根硬棒，在力的作用下如果绕着固定点转动，这根硬棒叫做杠杆 杠杆的五要素： 支点：杠杆绕其转动的点，一般用字母O 表示该点。 动力：使杠杆转动的力，一般用字母F 1 表示。 阻力：阻碍杠杆转动的力，一般用字母F 2 表示。 动力臂：从支点到动力作用线的距离，一般用L 1 表示。 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，一般用字母L 表示 2 力臂：从支点到力的作用线的距离。 杠杆平衡条件 杠杆平衡是指杠杆处于静止或匀速转动的状态。 杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F ·L ＝F ·L 二、滑轮 1 1 2 2 定滑轮：定滑轮实质上是一个等臂杠杆，所以使用定滑轮不省力，但能改变动力的方向，在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 定滑轮：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，动滑轮省一半力，但费距离，且动滑轮不能改变力的方向。 滑轮组：滑轮组是由定滑轮和动滑轮组合而成，可以达到既省力又改变力的作用方向的目的，在忽略滑轮组与轴之间的摩擦和绳重的情况下，使用滑轮组时，重物和动滑轮总重由几段绳子承担，提起重 物所用的力就等于总重的几分之一。 【方法提示】 一、 正确画出力臂 画力臂时，要先找到杠杆的支点及力所在的那条直线，即力的作用线，再从支点向力的作用线（或反向延长线）作垂线，支点到垂足间的距离就是该力的力臂。 【例题 1】如图 1 甲所示，轻质杆 OA 可绕 O 悬挂重物，A 端用细绳通过顶部定滑轮被拉住时（定摩擦不计），整个系统静止，请在图中画出杆 OA 所臂。 点转动，B 处 滑轮质量及受各力的力 【解析】 力臂是从支点到力的作用线的距离，先找到支 点的位置， 可让杠杆试着运动看它绕哪一点转动，这一点即为该杠杆的支点（图图中1O 点）.力的作用线是通过力的作用点沿力的方向所画的直线，但作力臂时，应根据实际情况来确定是否需要画力的作用线及应沿力的方向 还是逆力的方向画力的作用线，以本题为例，就不需要画力的作用线，由图示可以看出：轻质杆共受两个 力的作用，即绳对杆斜向左上方的拉力F ，其大小等于 F，其方向沿绳向左上方；另一个是物体对杆向下 1 的拉力F ，其大小等于G，方向自B 点竖直向下，故从支点到垂足的距离，分别是动力F 和阻力F 的力臂 2 1 2 L 和 L 。如图 1 乙所示。 1 2 二、杠杆平衡条件的应用 利用杠杆的平衡条件解题，首先要分析作用在杠杆上的各个力的大小及方向，确立支点及各力的力臂，明确每个力将使杠杆如何转动，区分动力和阻力，然后应用平衡条件。 利用平衡条件解题步骤： 确立杠杆支点的位置 分析杠杆受到的各个力，排除作用在支点上的力，明确每个力的大小及方向，作出力的示意图。 确定各个力的力臂，正确运用几何知识判断力臂的长短。 根据力使杠杆的转动将力区分为动力和阻力。 应用杠杆的平衡条件，代入相应的力和力臂，解方程，并适当进行讨论。 【例题 2】某同学从市场买了一条6kg 的鱼，他想粗略验证鱼的质量，他手中只有一支量程为 20N 的弹簧测力计和一根均匀直尺，在保证鱼的完整的情况下，请你设计一种验证方法。 【解析】 运用杠杆平衡条件，如图 2 所示，将直尺当杠杆，把端放在桌子的边缘当支点，在直尺的另一端挂上弹簧测力 的适当位置挂上鱼，调节鱼的位置，使杠杆平衡，利用杠杆件可验证。 读出此时鱼的力臂L1 和弹簧测力计拉力F 的力臂L 2 根据杠杆平衡条件可得：mgL ＝FL 直 尺 的 一计，在直尺的 平 衡 条 图 2 1 2 m＝FL /GL 2 1 三、浮力与杠杆平衡条件的综合运用 【例题 3】将体积相同的铜块和铁块，分别挂在杠杆的两端，如图3 所示，调节杠杆使杠杆处于平衡状态，若将两金属块同时浸没在水中时，则杠杆将 〔 〕 A.仍保持平衡 B.失去平衡，A 端下降C.失去平衡，B 端下降 D.无法判断 【解析】 铜块和铁块的体积相同，铜的密度大，铜块的重力大于图知 F ＞F ，由杠杆的平衡条件可知L ＜L ，同时浸没在水中 铁块的重力，由时，由阿基米德 A B A B 原理可知，受到的浮力相等，（F －F ）L 将大于（F －F ） L ，杠杆的 A 端 下沉。答案B。 A 浮 A B 浮 图 3 B 四、定滑轮与动滑轮的判断 在使用滑轮时，滑轮的轴是否随物体移动，是识别定滑轮和动滑轮的依据，判别时，要先确定滑轮 轴的位置，分析它是与某个固定不动的物体连在一起，还是随物