1、 专题十 简单机械五年中考命题规律及预测年份 题型 题号 考查内容 考查背景 分值 比重选择 3（A） 杠杆类型 多功能安全锤 12015综合 33（2、3） 机械效率W=有总功率 P=FV斜面 58.6%填空 28杠杆类型（省力）滑轮效率 =有总 变形塔吊 420145.7%2013 填空题 28有用功（ W=Gh有 ）机械效率=有总及影响因素起重机 3 7.1%作图题 29（1） 实物力臂作图 揭开井盖 22012 填空题 26（2） 杠杆类型判断 犁 1作图题 29（1） 滑轮组（一定一动）最省力绕法 24.3%2011 填空题 24（2空）杠杆类型判断（省力杠杆） 带放大镜指甲刀 1填
2、空题 27有用功 W=Gh有 机械效率=有总 斜面 4 7.1%分析近 5 年陕西物理真题可知，简单机械是必考命题点，多以填空形式出现，有向综合类型发展，主要考查力臂作图，机械效率计算。预计 2016 年也会以综合题或填空题的形式出现，主要考查机械效率的算法，在复习时同学们要给予足够的重视，以便在应对考题时能游刃有余。知识点 1 杠杆一 杠杆的五要素支点 动力 动力臂 阻力 阻力臂例 1：(2012湖州)如图,这款图钉来自一位初中生的创意,翘起部分为我们预留出施力空间,图钉作为杠杆,其支点是（ ）A. A 点B. B 点C. C 点D. O 点分析：（1）杠杆的五要素包括：动力，使杠杆转动的力
3、；阻力，阻碍杠杆转动的力；支点，指的是杠杆绕着转动的点；动力臂，从支点到动力作用线的距离；阻力臂，从支点到阻力作用线的距离（2）根据该图钉的转动情况，可以确定其支点 解答：这个装置的目的是为了能把图钉拔出来，该图钉的工作过程是这样的：用力向上撬杠杆的 A点，设备绕着 C 点顺时针转动，使图钉被拔出。由此可知作用在 A 点使杠杆顺时针转动的力是动力；作用在 B 点，阻碍图钉拔出的力是阻力；C 点是支点。故选 C. 2、如图中的皮划艇运动员一手支撑住浆柄的末端,另一手用力划桨,此时的船桨可看作是一个杠杆。下图中的船桨模型中最合理的是（ ）分析：在分析时，注意确定杠杆的支点即杠杆围绕转动的点当人向后
4、划桨时，浆的上端为支点，人给浆的力向后，水给浆的力向前 解答：由题意可知，撑住浆柄的末端为支点，下面的手给浆向后的力，这时水给浆一个向前的力，所以船前进。故选 B. 3.(2013天津)如图为用瓶起开启瓶盖的情景,关于该瓶起使用时的杠杆示意图正确的是（ ）A. B. C. D. A B C D 分析：理解力臂的画法：是从支点到力的作用线的距离 解答：在使用瓶起时，支点在最前端，而 AB 的支点搞错，所以错误；动力 F1 方向向上,而阻力F2 方向向下，所以 C 错误、 D 正确。故选 D. 二、力臂的表示与画法1、两种表示方法大括号法 箭头法2、力臂的做法做三角形的高 支点就为顶点延长力的作用
5、线 过支点做力的垂线 支点到力的垂点的距离就是力臂。注意：标垂角 大括号 还要记得标字母已知力坐力臂例 1：如图是利用杠杆吊起重物的情景, O 是杠杆的支点,请画出重力及 F1的力臂,并用字母表示。分析：先确定支点和相应的力，然后过支点作力作用线的垂线段 解答：反向延长 F1 作用线,过支点 O 作 F1 作用线的垂线段 L1；如图所示例 2、如图所示的裁纸刀， O 为支点，画出动力F 的力臂 L.分析：力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂 解答：O 为支点，用虚线反向延长动力作用线；作支点到
6、动力作用线的垂线 L，就是动力臂。如图所示：例 3、轻杆 A 端挂重物，OA 在绳子拉力作用下保持平衡，画出绳对 A 点的拉力及力臂。分析：先画出 A 点所受的拉力 F，然后根据力臂的画法（找出支点，过支点做这个力作用线的垂线，画出垂足，标上双箭头表示这段距离）做出 F 的力臂 L 解答：先画出绳子对 A 点的拉力 F，方向是沿绳子方向斜向上的，作用点在 A 点。然后过支点做力 F 作用线的垂线，标上垂足，用双箭头表示出这段距离，记为 L.故答图如下：变式练习 1.如图所示的裁纸刀，O 为支点，画出动力 F 的力臂 L。分析：力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点。确定力的作用点和力
7、的方向，画出力的作用线。从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂。 解答：O 为支点，用虚线反向延长动力作用线；作支点到动力作用线的垂线 L，垂线段就是动力臂。如图所示：2.如图为揭开井盖的示意图，O 为支点，请在图中画出拉力 F 的力臂 L.分析：掌握力臂的概念，从支点到力的作用线的距离做出力的作用线，确定支点 O，从支点O 向 F 的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂 解答：沿力 F 做力的作用线，从支点 O 向力的作用线做垂线，垂线段的长度即为力臂，如图所示：3、如图所示，杠杆 OA 处于平衡状态，在图中分别画出力 F1 和 F2 的力臂 L1 和 L2分析：已知支点、动力和阻
8、力的方向，根据力臂的画法，过支点作动力作用线和阻力作用线的垂线段，即动力臂和阻力臂 解答：过支点 O 分别画动力作用线和阻力作用线的垂线段即可，如图所示：4、如图所示， O 点为杠杆的支点，请画出力 F的力臂，并用字母 L 表示。分析：力臂是指从支点到力的作用线的距离，本题中支点为 O，力 F 的作用线就是沿力的方向的直线，因此，按照这一分析作图即可 解答：沿长 F，从点 O 作力 F 的作用线的垂线，垂线段的长就是力 F 的力臂。如图所示5.如图(1)如图甲所示， O 是杠杆的支点。请画出力 F的力臂，并用字母 l 表示。(2)一束光线从空气斜射向水面，请在图乙中画出折射光线的大致方向。分析
9、：（1）过杠杆的支点作出垂直于力作用线的垂线段，即为力 F 的力臂（2）根据光的折射定律作图：当光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明介质斜射入空气中时，折射角大于入射角 解答：(1)反向延长 F，从点 O 作力 F 的作用线的垂线，垂线段的长就是力 F 的力臂 L.如图所示：(2)首题中已经作出法线；再由光从空气斜射入水或玻璃等透明介质中时，折射角小于入射角的规律作出折射光线，折射光线向法线靠近。如下图所示：6、如图 4 所示的是汽车液压刹车装置的一部分。该装置中 AOB 实为一个杠杆,O 是杠杆的支点,请画出刹车时它所受的动力 F1、阻力 F2和动力臂
10、L1.踩下汽车踏板时,脚会对刹车踏板就会施加一个和踏板垂直向下的力 F1,作用点在踏板上 ;过支点O 做力 F1 的垂线段,用大括号标出这段距离,记为L1,就是动力臂;刹车踏板运动时,液压装置中的液体就会对 B 点施加了以水平向右的力 F2，即阻力；如下图所示：7、按要求作图：请在图中画出动力 Fl 的力臂以及作用于 B 点的阻力 F2 的示意图。（1）先确定阻力作用点（即 B 点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向上）；已知支点和动力的方向，过支点作力的作用线的垂线段（即力臂）；8、如图甲所示的钢丝钳，其中 A 是剪钢丝处，B 为手的用力点，O 为转动轴(支点)，图乙为单侧钳柄及相连
11、部分示意图。请在图 2 中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂 L1和阻力 F2.分析：力臂的画法：首先根据杠杆的示意图，确定杠杆的支点确定力的作用点和力的方向，画出力的作用线从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足的距离就是力臂 找出支点，从 O 做 F1 的垂线段就是 F1 的力臂；过 A 点做竖直向下的阻力 F2；如图所示：已知力臂作力例 1、按要求作图：如图所示,轻质杠杆可绕 O 点转动,杠杆上吊一重物 G,在动力 F 作用下,杠杆静止在水平位置。图中的 l 为动力 F 的力臂,请作出动力 F 的示意图(温馨提示：注意标明力 F 的方向和作用点).分析：做出力臂 L 的垂线，与杠杆相交于一点，即 F
12、 的作用点，由于 G 使杠杆沿顺时针方向转动，所以 F 方向应使杠杆沿逆时针方向转动，作用点在 A 点，如图所示：变式练习 1、杠杆 AO 在力 F1、F2 的作用下处于静止状态 L2 是力 F2 的力臂,在图 3 中画出力 F1 的力臂 L1 和力 F2.分析：做力 F1 的延长线,过支点 O 做力 F1 作用线的垂线段 l1,则线段 l1 为力 F1 的力臂；过力臂L2 的右端,作垂直于 L2 的直线,与杠杆 OA 的交点为力 F2 的作用点，方向斜向右上方，如图所示：三、探究杠杆的平衡条件实验中注意问题：杠杆的调平（哪边高平衡螺母往哪边调）为什么要调平（便于读出力臂的大小）杠杆的重心为什
13、么要在支点上。（消除杠杆自身对实验的影响）结论 12LF=例 1 物理实验小组的同学，利用如图所示的装置，在杠杆支点的两边分别挂上钩码来探究杠杆的平衡条件。(1)如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将右端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)移动，将杠杆调在水平位置的目的是为了方便测量_.(2)实验中测得的数据如表所示，表格中漏填的数据为_N.测量序号动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm 1 20 2 10 2 15 1.5 20 3 5 15(3)有的同学按现有方案得出如下结论：“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”。这个结论与杠杆平衡条件不符，原因是
14、实验过程中_(填字母). A. 没有改变力的大小 B. 没有改变力的方向C. 没有改变力的作用点D. 实验次数较少，结论具有偶然性。分析：（1）由图知，杠杆左端下倾，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了直接从杠杆上读出力臂；（2）由前两组可以得到杠杆的平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂第三组已知动力和动力臂、阻力臂，所以可以得到阻力；（3）从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂 解答：(1)杠杆重心左移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处；由于力臂是支点到力的作用线的垂直距离，调节杠杆在水平位置平衡时，可以方便的
15、读出力臂；(2)第三组的阻力为F2=F1L1L2=3N5cm15cm=1N；(3)“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，也就是实验过程中没有改变动力或阻力的方向。故选项 A. C. D 错误，选项 B正确。故答案为：(1)右;力臂;(2)1;(3)B.2、如图甲所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆右端下沉。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，使杠
16、杆不挂钩码时，在_位置达到平衡状态。(2)杠杆调节平衡后，小明在杠杆上 A 点处挂 4个钩码，在 B 点处挂 6 个钩码杠杆恰好在原位置平衡。于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：_.他这样得出结论是否合理?_；为什么?_.(3)实验结束后，小明提出了新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小组同学利用如图乙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。其原因是：_.(4)实验时只有 8 个相同的钩码,杠杆上每格等距,如图甲,当在 A 点挂 4 个钩码时,则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位
17、置平衡?(请设计两种方案)_；_.分析：（1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；为了便于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡；（2）杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2；初中物理用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性；（3）杠杆本身是有重力的，为了消除杠杆本身重力对实验的影响，将支点作用在杠杆的重心处即杠杆的中点；（4）根据杠杆的平衡条件进行分析 解答：(1)右端下沉，说明左端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向左端调节，使杠杆在水平位置平衡；(2)设一个钩码重为 G，杠杆上一个小格代表1cm
18、，所以，4G3cm =6G2cm，杠杆平衡条件：F1L 1=F2L2.只有一次实验总结实验结论是不合理的，一次实验很具有偶然性，要多进行几次实验，避免偶然性；(3)如图乙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重对杠杆平衡有影响，所以测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符；(4)根据杠杆的平衡条件：F1L1=F 2L2；F1L1=4G3L=12GL，钩码数量和格数的乘积满足 12，所以可以在右端第 4 格挂 3 个钩码或在第 3 格挂 4 个钩码。故答案为：(1)左；水平；(2)F1L1=F2L2；不合理；用实验来探究物理规律时，只有一次实验，实验结论具有偶然性；(3)杠杆自身重力对杠杆
19、的平衡有影响；(4)右端第 4 格挂 3 个钩码；在右端第 3 格挂 4 个钩码。变式练习 1 (2011赤峰)如图是研究杠杆平衡条件的实验装置，要想使杠杆平衡，A 处钩码应挂（ ）A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 6 个分析：从图中可知，左边有两个钩码，挂在离支点第三个格的位置，右边 A 点在离支点第二个格的位置，根据杠杆的平衡条件可知 A 处钩码应挂的个数 解答：左边两个钩码，我们可以认为动力是2N，动力臂为 3cm，右边阻力臂为 2cm，根据公式 F1L1=F2L2 可得：F2=F1L1L2=2N3cm2cm=3N，所以应该挂 3 个。故选 C. 2、如图所示，在调节平衡后
20、的杠杆两侧，分别挂上相同规格的钩码，杠杆处于平衡状态。如果两侧各去掉一个钩码，下列说法正确的是（ ）A. 右端下沉 B. 左端下沉C. 仍然平衡 D. 无法判断分析：根据杠杆的平衡条件进行判断：平衡时F1L1=F2L2，若乘积不相等，则乘积大的一端下沉 解答：设每个钩码的重力为 G，每个小格的长度为 L，根据杠杆平衡条件，若两侧各去掉一个钩码，则：左边=G3L；右边=2G2L；右边乘积大于左边乘积，所以右端下沉。故选 A. 题目：3、如图，每个钩码重 0.5N，杠杆上每格长度相等，现用一弹簧测力计要求钩在支点右侧，使它的示数为 2N，且杠杆在水平位置保持平衡，则弹簧测力计应钩在_点处，拉力的方
21、向应_；如要求弹簧测力计钩在支点左侧，使它的示数为 0.5N，且杠杆仍保持平衡，则弹簧测力计应钩在_点处，拉力方向应_.分析：根据杠杆平衡的条件，F1L1=F2L2，解答：设杠杆每格长度为 L,由杠杆平衡的条件：F1L1=F2L2 可得：20.5N2L=2NnL，解得 n=1，则弹簧测力计应钩在 E 点，拉力的方向是竖直向下；如要求弹簧测力计钩在支点左侧，使它的示数为 0.5N，20.5N2L=0.5NnL,解得：n=4L，弹簧测力计应钩在 A 点处，拉力应竖直向上；故答案：E；竖直向下；A；竖直向上。4、如图所示，杠杆上每格长度均相等，D 点所挂重物重 10N，现有弹簧测力计，要求它的挂钩在
22、支点右侧，并使它的示数为 2.5N 时杠杆平衡，则弹簧测力计应钩在_点处，拉力的方向_。解答：由于重物挂在支点左侧，对杠杆的拉力向下，所以挂在支点右侧的弹簧测力计必须对杠杆施加向下的力，杠杆才能平衡。设图中杠杆上面每小格长度为 L，弹簧测力计挂钩距支点n 个小格，根据杠杆的平衡条件，10NL=2.5NnL，解得 n=4。所以，弹簧测力计的挂钩挂在 H 点，拉力的方向竖直向下。 5、(2013盐城)如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其他条件不变的情况下，下列操作能使弹簧测力计示数变大的是（ ）A. 减少钩码的个数B. 将钩码悬挂点的位置向右移C. 保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移D. 保持
23、弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜分析：根据杠杆平衡条件进行分析，其它三个因素决定了弹簧测力计示数变化 解答：A. 减少钓码的个数时，阻力减小，阻力臂、动力臂都不变，由 F1L1=F2L2 可知，弹簧测力计的示数变小；B. 将钩码悬挂点的位置向右移时，阻力不变，阻力臂减小，动力臂不变，由 F1L1=F2L2 可知，弹簧测力计的示数变小；C. 保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移时，阻力、阻力臂都不变，动力臂变大，由F1L1=F2L2 可知，弹簧测力计的示数变小；D. 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜时，阻力、阻力臂都不变，动力臂减小，由 F1L1=F2L2 可知，弹簧测力计的
24、示数变大。故选 D. 6、(2013山西)小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时,在杠杆两侧挂上不同个数的钩码,移动钩码使杠杆在水平位置平衡,这样三次实验后得出结论：动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离。下列能帮助他得出正确结论的操作是（ ）A. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉B. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉C. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉D. 增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性分析：杠杆平衡条件：动力动力臂=阻力阻力臂从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂；从支点到阻力作用线的垂直距离叫阻力臂力臂不一定是支点到力作用点的距离探究杠杆
25、平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响为得出普遍结论，用弹簧测力计拉杠杆，使力与杠杆不垂直，多做几次实验，得出实验结论 解答：“动力支点到动力作用点的距离=阻力支点到阻力作用点的距离”，是在杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的，此时的力臂正是支点到力作用点的距离。为得出普遍结论，应改变力的方向使力臂不等于支点到力作用点的距离，多做几次实验，得出实验结论，故正确的实验操作应该是 B. 去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉。故选 B. 7、在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：(1)在没有挂钩码时杠杆
26、的平衡位置如图(甲)所示。为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆左端螺母向_边旋一些(选填“左“或“右”).(2)调好后,第一组按图(乙)进行实验,第二组按图(丙)进行实验。你认为第_组实验更好，理由是_.(3)若两个小组都能让杠杆处于如图乙和图丙所示的水平平衡,两个弹簧测力计的示数F1_F1(选填“大于”“小于”或“等于”)分析：（1）杠杆左端低右端高，说明杠杆的重心在支点左侧，调节平衡螺母应使杠杆重心右移，这一调节过程的目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响；（2）探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，此时力的方向与杠杆垂直，力臂的长度可以直接从杠杆上读出来；（3）杠杆的平衡条件是：动力
27、动力臂=阻力阻力臂，当阻力和阻力臂的乘积不变时，根据动力臂的变化可以分析出动力的变化 解答：(1)杠杆重心右移应将平衡螺母向右调节，直至重心移到支点处，使杠杆重力的力臂为零，这样就减小了杠杆的自重对实验的影响；故答案为：右。(2)力臂等于支点到力的作用线的距离，当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来，因此第二组实验设计的好，此时弹簧测力计的拉力与杠杆垂直，力臂直接从杠杆上直接读取。故答案为：二；便于从杠杆上直接读取力臂。(3)图乙和图丙所示的杠杆在水平平衡，阻力和阻力臂的乘积相等，但乙图中弹簧测力计是倾斜的，动力臂较小，因此动力较大。故答案为：大于。四、最小力臂做法1、已知力的作用点找支点 作支点到力点的垂线 垂线方向就是最小力的方向。例 1 按要求作图：在图中, O 为支点,在 A 点画出使杠杆保持平衡的最小力 F(保留作图痕迹).（2）根据杠杆平衡的条件可得力臂越长越省力，因此先确定最长的力臂，从而确定最小的力 F；当力 F 作用在 A 点，并且与 OA 的连线垂直时，力臂最长，最省力。如图所示：变式练习、1(2011南宁)如图是用羊角锤撬起钉子的示意图。为了撬起钉子,分别用四个力作用在锤柄的末端,其中最小的力是（ ）
