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專題13簡單機械
中考考點分析 簡單機械在中考中一般占2-4分，考查基礎性知識，題型主要有填空、選擇、作圖、實驗探究等.考查的知識點主要有：杠桿的分類、力臂的畫法、利用杠桿平衡條件進行計算以及應用簡單機械解決實際問題.今年中考物理的考查仍會以基礎性知識的考查為主，探究性題目及考查學生技能的開放性題目會增多.
【母題1】（真題來源：鹽城）如圖是小華做“探究杠桿平衡條件”實驗時的情形，下列操作能使杠桿在水平位置平衡的是　　
A．增加鉤碼的個數 B．向左調節平衡螺母
C．向右移動鉤碼的位置 D．減小彈簧測力計的拉力
【分析】觀察如圖所示的杠桿，發現左端低右端高，說明左端偏重，要使杠桿在水平位置平衡，根據杠桿平衡條件解答。
【解答】解：、增加左側鉤碼個數，左側的力臂不變，力變大，力與力臂的乘積變大，杠桿不會平衡，故錯誤；
、在實驗的過程中，不能通過調節平衡螺母使杠桿在水平位置平衡，故錯誤；
、將左側鉤碼向右移動，左側的力不變，力臂變小，則左側力與力臂的乘積變小，會使杠桿平衡，故正確；
、減小彈簧測力計的拉力，右側的力臂不變，力變小，力與力臂的乘積變小，杠桿不會平衡，故錯誤。
故選：。
【名師點評】 本題考查了杠桿的平衡條件的實驗探究，學生要加強對杠桿的認識。
【母題2】（真題來源：常州）為了拔除外來入侵物種“一枝黃花”，農業專家自制輕質拔草器，如圖所示，將拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手對拔草器施力，可將植株連根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是　　
A．
B．
C．
D．
【分析】明確拔草器拔草時杠桿的五要素，然后根據杠桿平衡條件，結合圖示分析解答。
【解答】解：如圖所示，拔草器相當于一個杠桿，拔草時支點在點，若拔同一植株，則草對拔草器的阻力一定，由杠桿平衡條件可知，阻力臂越小，動力臂越大，動力越小。、、圖相比，動力臂相等，圖中的阻力臂更小，所以圖動力更??；圖與圖相比，阻力臂相等，圖的動力臂更小，所以圖動力更小，符合要求的只有圖。
故選：。
【名師點評】 此題考查杠桿中最小力的問題，難度不大，熟練掌握杠桿平衡條件是關鍵。
【解法技巧】 杠桿是否平衡取決于力和力臂的乘積是否相等.法一：比較末狀態時力和力臂的乘積是否相等：若相等則繼續平衡；若不相等，哪端乘積大，哪端下沉，另一端上升.方法二：直接比較兩端力和力臂的乘積的減小量或增加量是否相等而判斷.注意：若力臂的關系未知，則可通過杠桿的初始狀態的平衡關系來確定.
1．（真題來源：新城區校級模擬）據報道，一位物理老師在動物園內，使用如圖所示的裝置，用彈簧測力計稱出了一頭大象的重力。在稱象過程中，他首先將鐵籠系于槽鋼上的點，調節鋼梁在水平位置平衡，消除鋼梁、鐵籠重力對平衡條件的影響。測得，。將大象引入鐵籠，在點用彈簧測力計豎直向下拉住鋼梁的另一端，使之再次在水平位置平衡，測得彈簧測力計的示數為，則下列說法錯誤的是　　
A．該裝置是一個省力杠桿
B．當向右移動時，彈簧測力的示數變小
C．這頭大象的重力為
D．彈簧測力計豎直向下拉動，拉力做的功為
【分析】（1）比較動力臂和阻力臂的長短即可得出結論；
（2）應用杠桿的平衡條件可求出大象的重力；
（3）利用求得拉力做的功。
【解答】解：（1）因為動力臂阻力臂，此杠桿為省力杠桿，故正確；
（2）由杠桿的平衡條件可知，當向右移動時，減小，乘積不變，故彈簧測力的示數變大，故錯誤；
（3）由杠桿的平衡條件可得：，所以，故正確；
（4）彈簧測力計豎直向下拉動時，，故正確。
故選：。
2．（真題來源：龍巖模擬）如圖是我國古代科技著作《天工開物》中的汲水工具——桔槔，它前端用繩系一木桶，后端系一質量適當的配重物。木桶盛滿水后，為了減小人向上提水時所需的拉力，下列操作可行的是　　
A．將配重遠離支點 B．將水桶遠離支點
C．將支點遠離地面 D．適當地減小配重
【分析】根據杠桿的平衡條件：動力動力臂阻力阻力臂判斷。
【解答】解：
如下圖所示，為支點，配重對杠桿的拉力作用在點，水桶對杠桿的拉力作用在點，且，，人的向上拉力作用在處，
如果杠桿平衡，則有①
木桶盛滿水后，水桶的重力不變；
、將配重遠離支點時，、和均不變，但變大，根據①式可知，人在處施加的拉力變小，故正確；
、將水桶遠離支點，、和均不變，但變大，根據①式可知，人在處施加的拉力變大，故錯誤；
、將支點遠離地面，、、和都不變，所以人的拉力不變，故錯誤；
、適當地減小配重，、和都不變，減小，根據①式可知，人在處施加的拉力變大，故錯誤。
故選：。
3．（真題來源：華寧縣校級模擬）質量相同的銅塊和鋁塊，掛在杠桿兩端，杠桿在水平位置平衡，如圖所示。現把銅塊和鋁塊同時浸沒于水中，已知，則有　　
A．杠桿仍保持平衡 B．杠桿端會上升
C．杠桿端會上升 D．無法判斷杠桿是否平衡
【分析】根據鋁塊和銅塊質量相同，并結合杠桿的平衡條件確定杠桿的類型，即為等臂杠桿；因此當銅塊、鋁塊都浸沒水中后，受到浮力較小的一側，杠桿下沉。
【解答】解：因鋁塊、銅塊的質量相同（重力相同），由杠桿平衡條件可知，兩側力與力臂的乘積相同，并且杠桿為等臂杠桿；
又因為兩者的質量相同，且，所以由可知；當同時浸沒于水中后，鋁塊排開水的體積較大，則鋁塊受到的浮力較大（即托起鋁塊的力較大），所以鋁塊一側上升，銅塊一側將下降，即端將下降，端將上升。
故選：。
【母題1】（真題來源：牡丹江）如圖是我國古人利用絞車提升巨石的情景，下列說法正確的是　　
A．使用此裝置可以省功
B．使用輪軸可以省距離
C．上方的滑輪可以改變力的方向
D．絞車由動滑輪、定滑輪及輪軸組成
【分析】定滑輪不能省力，但可以改變力的方向；輪軸的實質是可以連續轉動的杠桿，可以省力，但費距離；使用任何機械都不省功。
【解答】解：、由功的原理可知，使用任何機械都不省功，所以此裝置不能省功，故錯誤；
、輪軸的輪半徑大于軸半徑，使用時動力作用在輪上，省力但費距離，故錯誤；
、由圖可知，上方的滑輪屬于定滑輪，可以改變力的方向，故正確；
、由圖可知，絞車由上方的定滑輪及下面的輪軸組成，沒有用到動滑輪，故錯誤。
故選：。
【名師點評】 本題通過分析絞車的結構特點，了解了簡單機械的分析與應用，屬基礎題，難度不大。
【母題2】（真題來源：廣東）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是　　
A． B． C． D．
【分析】由題知，不計摩擦和動滑輪重，先分析所用的是定滑輪、動滑輪還是滑輪組，
若是定滑輪，不省力，；
若是動滑輪，省一半力，；
若是滑輪組，找出拉動動滑輪繩子股數，則。
【解答】解：由題知，不計摩擦和動滑輪重，
、使用的是滑輪組，，。
、使用的是滑輪組，，；
、使用的是定滑輪，；
、使用的是動滑輪，；
由此可知圖中最省力，。
故選：。
【名師點評】 本題考查了不計摩擦和動滑輪重時，使用滑輪組省力情況的計算，能確定拉動動滑輪繩子股數（直接從動滑輪上引出的繩子股數）是本題的突破口。
【解法技巧】 對于滑輪組的繞線作圖依據的省力公式是F＝（不計摩擦及滑輪重）。首先確定繩子段數n：n的大小等于繞在動滑輪上繩子的段數，然后根據省力公式來進行繞線。 注意：①每個動滑輪能夠承擔物重的繩子段數至少是2段，最多是3段，繩子的段數與繩子的起點的關系是“奇動偶定”.即偶數股的繩子的起點在定滑輪的小鉤上，而奇數股繩子的起點在動滑輪的小掛鉤上.②若用滑輪組沿水平方向拉物體運動，則所承擔的力是摩擦阻力f。③)確定好繩子的固定端后,要按照從內到外的順序繞；用筆畫線表示繩子時,注意所畫的線要直,并且要與滑輪的邊緣相切.
1．（真題來源：新城區校級模擬）中國高鐵被譽為中國享譽世界的新四大發明之一。高速鐵路的輸電線、無論冬、夏都需要繃直，以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖。鋼繩通過滑輪組懸掛30個相同的墜砣，每個墜砣配重為，若某段時間內墜砣串的位置下降了，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，下列說法正確的是　　
A．滑輪 為定滑輪，相當于等臂杠桿
B．使用滑輪組是為了省功
C．輸電線 端受到的拉力為
D．輸電線 端向左移動了
【分析】（1）定滑輪是指固定不定的滑輪，它的作用是改變力的方向，不能夠省力；動滑輪是指和物體一塊運動的滑輪，它能夠省一半力，但費距離。
（2）使用任何機械都不能省功；
（3）鋼繩上的拉力即為30個墜砣的總重力，由可求得鋼繩上的拉力。
如圖使用的滑輪組承擔端拉力的繩子股數，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，
由，據此求輸電線端受到的拉力大小。
（4）墜砣串下降高度，可求輸電線端向左移動的距離。
【解答】解：、圖中為定滑輪，滑輪為動滑輪，故錯誤；
、使用任何機械都不能省功，故錯誤；
、30個墜砣的總重力：，鋼繩上的拉力，由圖知，使用的滑輪組承擔端拉力的繩子股數，圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得，則輸電線端受到的拉力大小：，故正確；
、圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，且，則墜砣串下降高度，則輸電線端向左移動的距離：，故錯誤。
故選：。
2．（真題來源：安徽模擬）如圖所示，重力為的物體在不同的簡單機械的作用下均處于平衡狀態。若不計機械的自重和摩擦，則圖中所標記的拉力的大小錯誤的是　　
A．
B．
C．
D．
【分析】不計機械自重和摩擦：
（1）先判斷出動力臂和阻力臂關系，再根據杠桿平衡條件得出力和重力的關系；
（2）使用動滑輪，動力作用在軸上，則有；
（3）使用定滑輪，可以改變力的方向，不能省力；
（4）使用滑輪組時，先判斷出承擔總重繩子的段數，再根據得出力和重力的關系。
【解答】解：不計機械自重和摩擦時：
、第一個圖是等臂杠桿，，由杠桿平衡條件可得，故正確；
、第二個圖是動滑輪，動力作用在軸上，，故錯誤；
、使用定滑輪，可以改變力的方向，不能省力，，故正確；
、第四個圖是滑輪組，承擔總重繩子的段數，，故正確。
故選：。
3．（真題來源：龍巖模擬）將規格完全相同的滑輪，用繩子繞成圖中的甲、乙滑輪組，分別勻速提升重力為、的兩物體，升高相同的高度。繩自由端施加的拉力大小分別為、，物重，不計繩重和摩擦。則下列判斷正確的是　　
A．甲滑輪組的有用功與額外功的比值較大
B．甲、乙滑輪組繩端移動的距離相等
C．甲、乙滑輪組的有用功相同
D．拉力一定小于
【分析】在不計摩擦和繩重時，用相同的滑輪組裝不同的滑輪組：
（1）已知物重、物體上升高度的大小關系，可利用公式：得到有用功的大小關系；已知動滑輪重、物體上升高度的大小關系，可利用公式：得到額外功的關系以及有用功與額外功的比值大小關系；
（2）根據承擔總重繩子的段數判斷繩端移動距離的關系；
（3）已知物重、動滑輪重以及動滑輪上繩子股數的大小關系，可利用公式：判斷繩端拉力的大小關系。
【解答】解：、據題意可知，物體上升的高度相同，且物重，動滑輪重相同，由公式：、可知：甲的有用功大于乙的有用功，兩者的額外功相同，則甲的有用功與額外功的比值較大，故正確，錯誤；
、甲滑輪組有三段繩子承擔總重，繩端移動的距離為，乙滑輪組有兩段繩子承擔總重，繩端移動的距離為，甲、乙滑輪組繩端移動的距離不相等，故錯誤；
、甲、乙動滑輪上繩子股數分別為3和2，且物重，動滑輪重相同，由公式可知：與的大小關系不能確定，故錯誤。
故選：。

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