中考物理機(jī)械簡單機(jī)械專項練習(xí)冊前言：致備戰(zhàn)中考的你同學(xué)們，當(dāng)你們翻開這本練習(xí)冊時，想必已經(jīng)對物理這門充滿魅力的學(xué)科有了一定的認(rèn)識。在中考物理中，“簡單機(jī)械”是力學(xué)部分的核心內(nèi)容之一，它不僅是對我們理解力、力的作用效果等基本概念的深化，更是培養(yǎng)我們運用物理知識解決實際問題能力的重要載體。從日常生活中的羊角錘、筷子，到工廠里的起重機(jī)，再到建筑工地上的滑輪組，簡單機(jī)械無處不在，它們是人類智慧的結(jié)晶，也是物理學(xué)原理巧妙應(yīng)用的典范。本專項練習(xí)冊旨在幫助同學(xué)們系統(tǒng)梳理簡單機(jī)械的相關(guān)知識，鞏固基礎(chǔ)，突破難點，提升解題技能。我們將從最基本的概念入手，逐步深入到復(fù)雜的綜合應(yīng)用，通過典型例題的精講和多樣化的習(xí)題訓(xùn)練，引領(lǐng)大家構(gòu)建清晰的知識網(wǎng)絡(luò)，掌握實用的解題方法。請記住，物理學(xué)習(xí)不僅僅是公式的記憶，更是邏輯思維的鍛煉和科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。希望同學(xué)們能充分利用這本練習(xí)冊，勤于思考，善于總結(jié)，在練習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題，在解決問題中提升自我，為即將到來的中考做好充分的準(zhǔn)備。第一部分：知識梳理與核心考點要攻克簡單機(jī)械這一專項，首先必須對基礎(chǔ)概念和核心原理有深刻的理解。以下是本部分的知識要點梳理，希望同學(xué)們能結(jié)合課本，逐一過關(guān)。一、杠桿1.杠桿的定義：在力的作用下能繞著固定點轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。這個固定點稱為支點(O)。*注意：杠桿可以是直的，也可以是彎的，但必須是“硬棒”，即在力的作用下不易發(fā)生形變。2.杠桿的五要素：*支點(O)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動的固定點。*動力(F?)：使杠桿轉(zhuǎn)動的力。*阻力(F?)：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力。*動力臂(L?)：從支點到動力作用線的垂直距離。*阻力臂(L?)：從支點到阻力作用線的垂直距離。*【重要提示】：力臂是“點到線”的距離，而非“點到點”的距離。在畫力臂時，務(wù)必先確定支點，再畫出力的作用線（力的作用線可以正向或反向延長），然后從支點向力的作用線作垂線，垂足到支點的距離才是力臂。3.杠桿的平衡條件：*杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動時，我們說杠桿處于平衡狀態(tài)。*平衡條件公式：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即F?L?=F?L?。*這個公式是解決所有杠桿問題的核心依據(jù)，必須熟練掌握并能靈活運用。4.杠桿的分類：*省力杠桿：動力臂大于阻力臂(L?>L?)，則動力小于阻力(F?<F?)。特點是省力，但費距離。例如：羊角錘、撬棒、瓶蓋起子。*費力杠桿：動力臂小于阻力臂(L?<L?)，則動力大于阻力(F?>F?)。特點是費力，但省距離。例如：筷子、鑷子、釣魚竿。*等臂杠桿：動力臂等于阻力臂(L?=L?)，則動力等于阻力(F?=F?)。特點是不省力也不費力，不省距離也不費距離，但可以改變力的方向或用于測量。例如：天平、定滑輪。二、滑輪滑輪是一種周邊有槽，能夠繞軸轉(zhuǎn)動的小輪。通常，滑輪的軸固定不動的叫做定滑輪，軸隨物體一起運動的叫做動滑輪。1.定滑輪：*實質(zhì)：是一個等臂杠桿。其支點是滑輪的軸，動力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑。*特點：使用定滑輪不省力(F=G，不計摩擦和繩重)，但可以改變力的方向。這在許多場合下非常有用。*距離關(guān)系：繩子自由端移動的距離s等于物體上升的高度h(s=h)。2.動滑輪：*實質(zhì)：是一個動力臂為阻力臂二倍的省力杠桿。其支點是繩子與滑輪邊緣的接觸點，動力臂是滑輪的直徑，阻力臂是滑輪的半徑。*特點：理想情況下（不計動滑輪重力、摩擦和繩重），使用動滑輪能省一半的力，即F=G/2。但不能改變力的方向，且費距離。*距離關(guān)系：繩子自由端移動的距離s等于物體上升高度h的二倍(s=2h)。*【重要提示】：實際使用動滑輪時，動滑輪本身有重力G動，此時拉力F=(G物+G動)/2(不計摩擦和繩重)。3.滑輪組：*定義：將定滑輪和動滑輪組合在一起使用就構(gòu)成了滑輪組。*特點：既能省力，又能改變力的方向（根據(jù)需要組合）。*省力情況判斷：使用滑輪組時，滑輪組用幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一（理想情況）。*判斷“幾段繩子”的方法：看有幾根繩子直接與動滑輪相連（包括動滑輪下方的承重繩）。公式：F=G/n(理想情況，不計動滑輪重、摩擦和繩重)。*若考慮動滑輪重力G動，則F=(G物+G動)/n(不計摩擦和繩重)。*距離關(guān)系：繩子自由端移動的距離s等于物體上升高度h的n倍，即s=nh。*組裝滑輪組：根據(jù)承重繩子的段數(shù)n和拉力方向的要求，選擇合適的動滑輪和定滑輪數(shù)量，并按“奇動偶定”的原則（繩子固定端先系在動滑輪上則n為奇數(shù)，先系在定滑輪上則n為偶數(shù)）進(jìn)行繞線。三、其他簡單機(jī)械（輪軸與斜面）1.輪軸：*定義：由輪和軸組成，能繞共同軸線旋轉(zhuǎn)的簡單機(jī)械。例如：汽車方向盤、門把手、螺絲刀、轆轤。*實質(zhì)：可以看作是一種連續(xù)轉(zhuǎn)動的杠桿。輪半徑R是動力臂，軸半徑r是阻力臂。*特點：若動力作用在輪上，阻力作用在軸上，則省力(F?R=F?r，因為R>r，所以F?<F?)，但費距離。2.斜面：*定義：是一種傾斜的平面。例如：盤山公路、斜坡、樓梯。*特點：使用斜面可以省力。高度相同的情況下，斜面越長（坡度越?。?，越省力，但越費距離。*理想情況：FL=Gh(F為沿斜面的拉力，L為斜面長，G為物重，h為斜面高)。第二部分：典型例題精析理解了基本概念和原理后，我們需要通過例題來學(xué)習(xí)如何運用這些知識解決實際問題。下面選取幾道典型例題進(jìn)行詳細(xì)解析，希望能幫助同學(xué)們掌握解題思路和方法。例題一：杠桿的平衡條件應(yīng)用題目：如圖所示，一根輕質(zhì)杠桿（不計自重），O為支點，左端A處掛一重為10N的物體，OA=20cm，OB=40cm。要使杠桿在水平位置平衡，在B點應(yīng)施加一個多大的力？方向如何？分析：1.確定杠桿五要素：支點O；動力F?（作用在B點，待求）；阻力F?=G=10N（作用在A點，方向豎直向下）；動力臂L?=OB=40cm；阻力臂L?=OA=20cm。2.明確平衡狀態(tài)：杠桿在水平位置平衡，適用杠桿平衡條件F?L?=F?L?。3.分析力的方向：阻力F?使杠桿繞O點順時針轉(zhuǎn)動，則動力F?應(yīng)使杠桿繞O點逆時針轉(zhuǎn)動，因此在B點施加的力方向應(yīng)豎直向上（若杠桿在水平位置，也可斜向，但通常按最省力方向，即力臂最長的方向考慮，此處豎直向上時力臂最長為OB）。解答：根據(jù)杠桿平衡條件F?L?=F?L?可得：F?=F?L?/L?代入數(shù)據(jù)：F?=(10N×20cm)/40cm=5N答：在B點應(yīng)施加一個大小為5N、方向豎直向上的力。易錯點提示：*單位統(tǒng)一：力臂單位可以都是cm，也可以都化為m，只要統(tǒng)一即可。*力的方向：要根據(jù)杠桿的轉(zhuǎn)動趨勢來判斷動力的大致方向，才能正確確定力臂。若題目未明確，通常求解最小動力，此時動力臂最長。例題二：滑輪組的省力情況與距離計算題目：用如圖所示的滑輪組提升重物，已知物重G=60N，動滑輪重G動=10N，不計繩重和摩擦。(1)繩子的自由端拉力F是多大？(2)若重物被提升的高度h=2m，則繩子自由端移動的距離s是多少？分析：1.判斷承重繩子段數(shù)n：觀察圖可知（此處假設(shè)為最常見的由一個定滑輪和一個動滑輪組成，且繩子從動滑輪開始繞起的情況，即n=3），有3段繩子與動滑輪相連，因此n=3。2.拉力計算：題目中給出了動滑輪重力，因此拉力F=(G物+G動)/n。3.距離關(guān)系：s=nh。解答：(1)由圖可知，承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=3。不計繩重和摩擦，拉力F=(G+G動)/n=(60N+10N)/3≈23.3N(保留一位小數(shù))(2)繩子自由端移動的距離s=nh=3×2m=6m。答：(1)繩子的自由端拉力F約是23.3N；(2)繩子自由端移動的距離s是6m。方法總結(jié)：*“n”的確定是解決滑輪組問題的關(guān)鍵，務(wù)必仔細(xì)觀察繞線方式。*看清題目條件：是否計動滑輪重、繩重、摩擦。理想情況（不計所有額外功）F=G/n；只計動滑輪重F=(G+G動)/n。第三部分：專項練習(xí)題一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1.下列工具在使用過程中，屬于費力杠桿的是（）A.羊角錘拔釘子B.筷子夾菜C.瓶蓋起子開瓶蓋D.撬棒撬石頭2.關(guān)于杠桿的平衡條件，下列說法正確的是（）A.杠桿的平衡是指杠桿靜止不動B.杠桿平衡時，動力與阻力的大小一定相等C.杠桿平衡時，動力臂與阻力臂的大小一定相等D.杠桿平衡時，動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂3.如圖所示的定滑輪，在不計摩擦和繩重的情況下，用10N的力豎直向上拉繩子的自由端，能提起的重物G為（）A.5NB.10NC.20ND.無法確定4.使用一個動滑輪將重為40N的物體勻速提升2m，若不計動滑輪重、繩重和摩擦，則拉力做的功為（）A.20JB.40JC.80JD.160J5.用滑輪組提升重物時，下列措施中能提高機(jī)械效率的是（）(注：機(jī)械效率將在后續(xù)學(xué)習(xí)，但此處可從省力本質(zhì)思考)A.增加提升重物的高度B.減小動滑輪的重力C.減小提升重物的速度二、填空題6.一根硬棒，在力的作用下能繞著某個固定點______，這根硬棒就叫做杠桿。這個固定點叫做______。7.如圖所示的指甲刀，它包含了多個杠桿，其中屬于省力杠桿的是______（填標(biāo)號，需結(jié)合實際指甲刀結(jié)構(gòu)分析，此處假設(shè)有一個主要省力部分）。8.一個動滑輪，在理想情況下（不計自重、摩擦和繩重），用它提升重物時，拉力F與物重G的關(guān)系是F=______G；若考慮動滑輪自重G動，則F=______。9.用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，最多可以用______段繩子承擔(dān)物重，此時拉力F=______G(理想情況)。三、作圖與計算題10.作圖題：如圖所示，輕質(zhì)杠桿的A點掛一重物G，O為支點。請畫出重物G所受重力的示意圖以及使杠桿在圖示位置平衡時，作用在B點的最小動力F的示意圖及其力臂L。11.計算題：一根輕質(zhì)杠桿，支點在杠桿的中點。左端掛一個重為40N的物體，右端掛一個重為10N的物體。(1)為了使杠桿在水平位置平衡，右端所掛物體應(yīng)移動到離支點多遠(yuǎn)的位置？（假設(shè)左端物體離支點距離為L）(2)若此時再在兩端各增加5N的重物，杠桿還能平衡嗎？若不能，哪端下沉？第四部分：鞏固與提升訓(xùn)練（此部分為大量不同類型、不同難度梯度的練習(xí)題，涵蓋選擇、填空、作圖、實驗探究、計算題等，題目內(nèi)容將更加側(cè)重知識的綜合應(yīng)用和實際情景的分析。例如：結(jié)合生活實例分析杠桿類型、復(fù)雜滑輪組的繞線與計算、探究杠桿平衡條件的實驗題、利用簡單機(jī)械解決實際問題的綜合題等。）示例（僅列舉少量，實際練習(xí)冊中會大量配置）：12.綜合應(yīng)用題：建筑工地上，工人師傅用如圖所示的滑輪組將一個重為800N的水泥桶勻速提升到3m高的平臺上，已知動滑輪總重為80N，不計繩重和摩擦。求：(1)工人師傅施加在繩子自由端的拉力是多大？(2)繩子自由端移動的距離是多少？(3)若提升過程中，水泥桶在20s內(nèi)被勻速提升到平臺，則拉力做功的功率是多少？（功率知識點預(yù)告）13.實驗探究題：某同學(xué)在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：(1)實驗前，發(fā)現(xiàn)杠桿靜止時左端下沉，應(yīng)將平衡螺母向______（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡，這樣做的目的是______。(2)實驗中，該同學(xué)在杠桿左端某位置掛了3個鉤碼，在右端某位置掛了2個鉤碼，杠桿恰好在水平位置平衡。若每個鉤碼的質(zhì)量均相等，他測出了動力、動力臂、阻力和阻力臂。為了得出普遍規(guī)律，他接下來應(yīng)該怎么做？第五部分：專項總結(jié)與中考展望一、知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建（以思維導(dǎo)圖或表格形式，將本專項知識點進(jìn)行串聯(lián)，如杠桿五要素-平衡條件-分類應(yīng)用，滑輪-定滑輪-動滑輪-滑輪組的特點與聯(lián)系等。）二、解題方法與技巧歸納1.杠桿問題解題步驟：*確定研究對象（哪個杠桿）。