杠桿與滑輪考點(diǎn)突破

管　余

在近幾年的中考中，杠桿與滑輪是主要的考查內(nèi)容.關(guān)于杠桿的考點(diǎn)有：（1） 會(huì)作出杠桿的示意圖；（2） 利用杠桿平衡條件F1l1＝F2l2進(jìn)行計(jì)算；（3） 判斷杠桿是省力的還是費(fèi)力的.對(duì)于滑輪組，多要求會(huì)按要求組裝滑輪組.

一、畫杠桿的力臂

例1 （2008年福州市）請?jiān)趫D1中畫出力F的力臂.

解析： 本題主要考查了力臂的作圖，關(guān)鍵要知道力臂是“支點(diǎn)到力的作用線的距離”.

答案：如圖2所示.

點(diǎn)撥：畫力臂時(shí)必須注意力臂是支點(diǎn)到力的“作用線”的距離，而不是支點(diǎn)到力的“作用點(diǎn)”的距離.力的作用線是通過力的作用點(diǎn)并沿力的方向所畫的直線.可用口訣幫助解決：“一找支點(diǎn)二畫線，從點(diǎn)到線作垂線，力臂就是此線段.”

二、判斷是省力杠桿還是費(fèi)力杠桿

例2 （2008年佛山市）下圖所示的簡單機(jī)械，在使用中屬于費(fèi)力杠桿的是（）.

解析： 本題的關(guān)鍵是弄清費(fèi)力杠桿的判斷依據(jù)是阻力臂比動(dòng)力臂長，而判斷動(dòng)力臂和阻力臂是突破口.從圖上看A、C動(dòng)力臂都比阻力臂長；D動(dòng)力臂等于阻力臂；B鑷子的使用方法是支點(diǎn)在鑷子的尾部，動(dòng)力的作用點(diǎn)在中間，阻力是物體對(duì)鑷子頭的壓力，阻力臂比動(dòng)力臂長，是費(fèi)力杠桿.

答案：B

點(diǎn)撥：根據(jù)杠桿平衡條件，我們把杠桿分為三類：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿.如果動(dòng)力臂比阻力臂長，就是省力杠桿；如果動(dòng)力臂比阻力臂短，就是費(fèi)力杠桿；如果動(dòng)力臂和阻力臂相等，就是等臂杠桿.

三、滑輪組的裝配

例3 （2008年廣州市）在圖3中用線代表繩子，將兩個(gè)滑輪連成省力的滑輪組，要求人用力往下拉繩使重物升起．

解析： 人站在地面上提升重物，即要用向下的拉力拉繩子；又要求將兩個(gè)滑輪連成省力的滑輪組，由于給出的是一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪，故連成的滑輪組如圖4.

答案：如圖4所示.

點(diǎn)撥：像這種動(dòng)、定滑輪個(gè)數(shù)相同的滑輪組，繞繩子的方法有兩種.由于本題要求人用力往下拉繩使重物升起，承重繩子的股數(shù)最多只能與滑輪個(gè)數(shù)相同，即兩股繩子承重.

四、利用杠桿的平衡條件進(jìn)行計(jì)算

例4 （2008年義烏市）某同學(xué)自制了一個(gè)可以測人體重心位置的裝置，如圖5所示.取一塊與自己等長的木板，一端固定，另一端用輕質(zhì)細(xì)繩通過一個(gè)滑輪懸掛起來（摩擦不計(jì)），在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡.如果該同學(xué)身高160 cm，質(zhì)量40 kg，平躺到木板上后，在托盤中再加上重為137．2 N的物體，木板再次水平平衡.

（1） 該裝置中滑輪的作用是______.

（2） 在測人體重心之前，先“在繩子末端的托盤上放一些重物，使木板水平平衡”，這樣做的目的是______.

（3） 請通過計(jì)算說明該同學(xué)的重心位置（g取9.8 N/kg）.

解析： （1） 改變力的方向

（2）排除木板自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響

（3）設(shè)該同學(xué)的重心位置與O點(diǎn)（頭頂）距離為l2，則

F1l1=F2l2，代入數(shù)據(jù)有

137.2 N×160 cm=40 kg×9.8 N/kg×l2，

l2=56 cm.

即該同學(xué)的重心位置在距O點(diǎn)（頭頂）56 cm處.

點(diǎn)撥：熟練掌握杠桿的平衡條件是解決此類題的關(guān)鍵.

1． （2008年濟(jì)寧市）園藝師使用如圖6所示的剪刀修剪樹枝時(shí)，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是為了（）.

A． 增大阻力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離

B． 減小動(dòng)力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離

C． 增大動(dòng)力臂，省力

D． 減小阻力臂，省力

2． （2008年廣州市）如圖7所示，繩子OO′懸吊著質(zhì)量忽略不計(jì)的桿，在桿的a點(diǎn)掛上重物G，在O右側(cè)某點(diǎn)b處掛上鉤碼．重物G的質(zhì)量及a到O的距離不變，要使桿保持水平，b點(diǎn)掛的鉤碼個(gè)數(shù)（各個(gè)鉤碼質(zhì)量相同）和b點(diǎn)到O的距離的關(guān)系是下圖中哪一幅圖？（）

3． （2008年成都市）下圖所示的簡單工具在使用過程中，不能省力的是（）.

4． （2008年佛山市）要用一根繩子和兩個(gè)滑輪提起物體，若不計(jì)滑輪重及摩擦，而使拉力為物體重的，請?jiān)趫D8中畫出繩子的正確繞法．

參考答案： 1． D 2． B 3． D 4． 見圖9.