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浙教版 九年级上
第31讲 简单机械
考点梳理
考点一 指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂[a]。绘制杠杆的动力臂和阻力臂图[b]。
1. 杠杆是指一根 ,在 下,能够绕着 转动。
2. 杠杆的五要素,如图所示:
(1)杠杆转动时绕着的固定点叫 ;
(2) 的力叫动力;
(3) 的力叫阻力;
(4)从 的距离叫动力臂;
(5)从 的距离叫阻力臂。
硬棒
力的作用
一个固定的支点
支点
使杠杆转动
阻碍杠杆转动
支点到动力作用线
支点到阻力作用线
考点二 概述杠杆的平衡条件[a]。
2.“研究杠杆的平衡条件”的实验
（1）实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其____________，这是为使
杠杆所受的____________通过支点，从而可以不考虑杠杆的重力对其转动的影响。
（2）调节好以后，仍要使杠杆在水平位置平衡，是为了________________________________。
（3）将质量均为50克的3个钩码挂在B点（作为阻力）并保持位置不变，在A点用弹簧测力计沿不同方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平平衡，弹簧测力计的读数 。 通过实验，有利于同学们进一步理解： 叫动力臂。
3.杠杆的平衡条件: 。
1.杠杆平衡是指杠杆处于 状态或者 状态。
静止
匀速转动
便于在杠杆上直接读出力臂
水平平衡
重力
F1l1=F2l2
不同
支点到动力作用线的垂直距离
考点梳理
4.杠杆的分类
＜
=
省力，费距离
＞
＞
＜
=
省距离，费力
考点梳理
考点三 指认人体中的杠杆[a]
1.人的头颅——等臂杠杆
抬头时，可以在颈部找到杠杆。杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个________杠杆。
2.人的手臂——费力杠杆
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是______力，手拿的重物的重力是______力，显然我们的前臂是一种______力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高效率。
3.走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力就是______力，腿肚肌肉产生的拉力就是______力。这种杠杆可以克服较大的体重。
等臂
动
阻
费
阻
动
考点梳理
考点四 应用杠杆平衡条件解决简单的问题[c]。
解题思路：
1.画出杠杆示意图；
2.明确动力、阻力，画出动力臂和阻力臂；
3.利用杠杆平衡条件分析或求解。
考点梳理
考点梳理
考点五 辨认定滑轮[a]，知道定滑轮的特点[b]
1. 定滑轮的特征是滑轮的轴 物体移动。
2.图中的F甲、F乙、F丙的大小关系是： 。
3.定滑轮的特点时使用定滑轮时不能 ,但能改变 。
4.定滑轮实质是一个 杠杆。
5.距离关系：重物移动的距离h,绳子自由端通过的距离s,关系是s= 。
F甲=F乙=F丙
等臂
不随
省力
力的方向
h
考点梳理
考点六 辨认动滑轮[a]，知道动滑轮的特点[b]。
1.动滑轮的特征是滑轮的轴 物体移动。
2.实验：如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验
数据如下：
（1）实验时，用手竖直向上 拉动弹簧测力计，读出测力计的示数。
（2）由表中数据计算动滑轮的自重为 N。
3.使用动滑轮时能 力,但费 。
4.距离关系：重物移动的距离为h，绳子自由端通过的距离s，关系是s= 。
5.动滑轮实质是一个 的杠杆.
动力臂是阻力臂二倍
随
省
距离
匀速
0.4
2h
考点梳理
考点七 辨认滑轮组[a]，知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组)[b]，使用滑轮组(限于两
个滑轮的滑轮组)解决简单的问题[c]
1.滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。
2.特点：既能改变力的________，也能改变__________________。
3.省力和费距离情况：
省力
改变力的方向
1/2
2
1/3
3
考点梳理
1.有用功、额外功、总功
(1)有用功：提升重物过程中必须要做的功，用W有用表示。
(2)额外功：并非人们需要，但又不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功：有用功与额外功之和，用W总表示。由于存在额外功，总功必定大于有用功。
2.机械效率
(1)定义：把___________跟__________的比值叫做机械效率,公式 。
(2)因W总>W有用，所以机械效率总_______1，即机械效率不可能达到100%。
(3)提高滑轮组机械效率的方法： 、 、减小摩擦。
考点八 知道能量的利用效率-机械效率[a]
有用功
总功
小于
增大物重
减小动滑轮的重力
考题精讲
重点一 识别杠杆
例1 如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是( )
D
【解析】图中的起瓶器在打开瓶盖时，启瓶器会绕着瓶盖的左侧转动，故O点在瓶盖的左侧；阻力为瓶口与盖的向下的摩擦力，故阻力F2在瓶盖的右侧，方向向下；动力F1会绕着O点转动，故动力的方向斜向右，故D符合题意。
训练1 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。图中能够正确表示动力臂的是( )
A．l1 B．l2 C．l3 D．l4
B
对点训练
重点二 杠杆平衡条件的应用
考题精讲
类型1 杠杆类型判断
例2-1 生活中处处有科学。如图所示的日常工具在使用时属于费力杠杆的是( )
C
【解析】画出动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析，l1>l2的为省力杠杆，l1训练2-1如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲将其一端抬离地面。则下列说法正确的是 ( )
A. F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长
B. F甲C. F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的二倍
D. F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短
C
对点训练
类型2 杠杆动态分析
考题精讲
例2-2 如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用于杠杆的力，在从A转动A,位置时，力F将（ ）
A.变大 B.变小
C.先变大，后变小 D.先变小，后变大
【解析】当杠杆在水平面以下上升到水平面上时，l1不变，l2增大，由F·l1=G·l2知，F增大；当杠杆从水平面继续上升过程中，l2减小，所以F减小。
C
训练2-2 用图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升到一定高度的过程中，F的大小将（ ）
A.保持不变 B.逐渐变小
C.逐渐变大 D.先变大，后变小
【解析】F始终竖直向下，与阻力作用线平行，分别作出F与G的力臂l1和l2，构建两个相似三角形，可以看出l1与l2的比值为定值，由杠杆平衡条件得，F大小不变。
A
对点训练
类型3 杠杆相关计算
例2-3 如图所示,重力不计的杠杆OAB,可绕O点在竖直平面内转动。重力为100 N的物体挂在OA的中点处。已知OA=40 cm,AB=30 cm,OA垂直于AB,杠杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡,且OA段处于水平位置,那么作用于B端的最小力的力臂等于 cm,最小力的大小等于 N。
50
40
【解析】当力臂为OB时,力臂最长,此时最省力。连接OB,作用在B点的最小力应垂直于OB向上。根据杠杆的平衡条件可计算出最小力的大小。
考题精讲
训练2-3 如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于________牛。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为____________牛。
60
90
10～90
对点训练
重点三 定滑轮和动滑轮的特点
类型1 竖直方向上移动
例3-1 如图所示,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)。图中F1、F2、F3、F4之间的关系正确的是 ( )
A.F1=F2 B.F3=F4
C.F1=F3 D.F2=F4
B
【解析】图甲中是一个动滑轮,能够省力,故F1=1/2(G物+G动);当拉力与竖直方向有夹角,夹角越大,拉力越大,所以F2>F1;图乙中是定滑轮,只能改变力的方向,不省力也不费力,故F3=F4=G物。
考题精讲
训练3-1[2020·绍兴]如图所示,由甲、乙两实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间的摩擦不计)。如图所示四套装置中能实现小敏设想的是 ( )
D
对点训练
类型2 水平方向上平移
考题精讲
例3-2 如图所示的装置,在水平拉力F的作用下,物体M沿水平地面做匀速直线运动,已知弹簧测力计示数为10牛,物体M 的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦),那么在此过程中 ( )
A. 物体M与地面间的摩擦力为5牛
B. 物体M与地面间的摩擦力为10牛
C. 水平拉力F做功的功率为20瓦
D. 1秒内滑轮对物体M做的功为10焦
C
【解析】如图所示，n=2，物体做匀速运动，f=2F=2×10N=20N；故AB错误；物体移动的路程h=v物t，拉力移动的距离s=2h=2×v物t=2×1m/s×1s=2m，拉力做功W=Fs=10N×2m=20J，拉力做功功率P=W/t=20J/1s=20W。故C正确，D错误。
训练3-2 如图所示,用10 N的力F沿水平方向拉滑轮,可使物体A以0. 2 m/s的速度在水平面上做匀速直线运动。弹簧测力计的示数恒为2 N(不计滑轮、弹簧测力计、绳子的重力,滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是 ( )
A. 物体A受到地面的摩擦力是3 N,水平向左
B. 在2 s内,绳子对A做的功为4 J
C. 滑轮移动的速度是0. 4 m/s
D. 拉力F做功功率为1 W
D
对点训练
重点四 滑轮组的作用
例4-1 [2019·舟山]为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D.将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
C
类型1 竖直方向上移动
【解析】A.定滑轮的作用是改变力的方向，动滑轮的作用是省力，A错误；B.有两段绳子承担总重，拉力移动的距离是配重上升的距离的2倍，B错误；C.定滑轮不能省力，但可以改变力的方向，沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等；D.将配重提升相同高度,用该装置所做的功W总=（G配+G动）h,直接提升所做的功W有用=G配h,两者所作的功不相等，D错误。
考题精讲
训练4-1 小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是
( )
A．两个滑轮均为定滑轮
B．人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向
C
对点训练
例4-2 如图所示，用一滑轮组拉物体A以0.5m/s的速度在水平面上做匀速直线运动。物体A重为20N，受到的摩擦力为重力的0.2倍，水平拉力为2N，则在2S内拉力做功为 J，滑轮组的效率为 （不计滑轮重）。
类型2 水平方向上平移
【解析】∵VA=0.5m/s，t=2s，∴物体A移动的距离为h=vAt=0.5m/s×2s=1m，
从图可知，由3段绳子拉着动滑轮，∴绳子自由端移动的距离S=3h=3×1m=3m，又∵F=2N，
∴拉力做的总功为W总=FS=2N×3m=6J，而GA=20N，∴摩擦力f=0.2G=0.2×20N=4N，
则做的有用功为W有用=fSA=4N×1m=4J，∴η=W有用/W总=4J/6J≈66.7%。
66.7%
6
考题精讲
训练4-2 [2020·温州模拟]如图所示,在水平地面上放置重300 N的物体,不考虑绳重和绳与滑轮间的摩擦,匀速拉动物体时,水平拉力F为60 N,则物体与地面的摩擦力为 N,若物体前进1 m所用的时间为10 s,拉力F做功的功率为 W。
120
12
对点训练
重点五 有关杠杆平衡条件的探究实验
考题精讲
例5 如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁所示。你认为 的实验方案更好,请说明你的理由 。
(3)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实验时是否会影响到杠杆的平衡 答: ;理由: 。
右
小李
方便从杠杆上直接读出力臂
不会
该力的力臂为零
训练5 某兴趣小组利用厚纸板来探究杠杆的平衡条件,厚纸板上每间隔相同距离有个小孔。现用细绳将纸板悬挂起来,如图甲所示。
(1)实验中,小明在A点挂了1个钩码,如图乙所示,则需要在B点挂 个钩码才能使杠杆平衡。
(2)小红认为:在力臂大小不变时,改变力的作用点到支点的距离,不会影响平衡。小红该怎样操作才能证明她的想法 。
3
将其中一端钩码悬挂的位置上移(或下移动)1格(或2格)
对点训练
1.如图所示，小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，下列图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（ ）
课时训练
A
课时训练
2.“竹升面”是我国传统面点美食,如图甲所示,在制作面团的过程中,让一段毛竹的一端固定在绳扣中,人坐在另一端可以上下跳动,面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性,如图乙所示是它的原理图,可以把毛竹视为一根杠杆,下列对此杠杆的叙述中,正确的是 ( )
A. B是支点
B. 杠杆在B点受到向下的力
C. 杠杆在B点受到的力大于F1
D. A点移动的距离小于B点移动的距离
C
3.如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(g取10 N/kg)( )
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，
当示数为0.5 N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
D
课时训练
4.如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M。用一把弹簧测力计依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是( )
A.F1＜F2＜F3＜G B.F1＞F2＞F3＞G
C.F1＞F2=F3=G D.F1=F2=F3=G
D
课时训练
5.轻质杠杆每小格的长度相等,O为支点。在杠杆左侧挂一物体甲,若在杠杆右侧挂一物体乙,并在物体乙的下方拴接一个弹簧,如图所示,当杠杆在水平位置时,整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为800 N,弹簧对物体乙的作用力为200 N。下列说法正确的是 ( )
A. 物体甲的重力一定为500 N
B. 物体甲的重力可能为300 N
C. 物体乙下面的弹簧一定处于压缩状态
D. 物体乙受到绳子的拉力可能为900 N或500 N
B
课时训练
6.如图所示，OA是轻质杠杆，杠杆中间悬挂有一重物G，在A端施加一个拉力F，力F的方向始终与杠杆OA垂直且向上，当将杠杆慢慢绕逆时针方向转动至水平位置的过程中，关于力F的大小的说法正确的是（ ）
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
A
课时训练
7.有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),借助这种装置可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置,在20 s内将质量为80 kg的重物匀速提升了3 m。已知滚轴A、B的质量都是5 kg。若不计绳重和摩擦,则以下说法正确的是(g取10 N/kg) ( )
A.该装置可以看成是由定滑轮和动滑轮组
成的滑轮组,其中动滑轮是A
B.重物上升3 m,绳子自由端下降12 m
C.整个过程,小科所做的功是2 700 J
D.该过程,小科做功的功率为127.5 W
D
8.小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为_______牛，肩对木棒的支持力大小为_______牛，人对地面的压力大小为_______牛。(g＝10牛/千克)
20
60
540
9.在水平桌面上放一个200 N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩擦力是48 N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平拉力F为______N。若绳子自由端移动速度为0.9 m/s，则物体移动速度为___________。
16
0.3m/s
10.升降晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_________。
(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是____________。
(3)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15 N的力，左侧钢丝绳能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20 cm。现准备将重为20 N的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
定滑轮
减小摩擦
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第31讲 简单机械 学案
*考点梳理
考点一 指认杠杆的支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂[a]。绘制杠杆的动力臂和阻力
臂图[b]。
1. 杠杆是指一根 ,在 下,能够绕着 转动。
2. 杠杆的五要素,如图所示:
(1)杠杆转动时绕着的固定点叫 ;
(2) 的力叫动力;
(3) 的力叫阻力;
(4)从 的距离叫动力臂;
(5)从 的距离叫阻力臂。
考点二 概述杠杆的平衡条件[a]。
1.杠杆平衡是指杠杆处于 状态或者 状态。
2.“研究杠杆的平衡条件”的实验
（1）实验前先要调节杠杆两端的螺母，使其____________，这
是为使杠杆所受的____________通过支点，从而可以不考
虑杠杆的重力对其转动的影响。
（2）调节好以后，仍要使杠杆在水平位置平衡，是为了
________________________________。
（3）将质量均为50克的3个钩码挂在B点（作为阻力）并保持位置不变，在A点用弹
簧测力计沿不同方向拉杠杆，使杠杆仍处于水平平衡，弹
簧测力计的读数 。 通过实验，有利于同学们
进一步理解： 叫动力臂。
3.杠杆的平衡条件: 。
4.杠杆的分类
考点三 指认人体中的杠杆[a]
1.人的头颅——等臂杠杆
抬头时，可以在颈部找到杠杆。杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个________杠杆。
2.人的手臂——费力杠杆
肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是______力，手拿的重物的重力是______力，显然我们的前臂是一种______力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高效率。
3.走路时的脚——省力杠杆
脚掌前部是支点，人体的重力就是______力，腿肚肌肉产生的拉力就是______力。这种杠杆可以克服较大的体重。
考点四 应用杠杆平衡条件解决简单的问题[c]
解题思路：
1.画出杠杆示意图；
2.明确动力、阻力，画出动力臂和阻力臂；
3.利用杠杆平衡条件分析或求解。
考点五 辨认定滑轮[a]，知道定滑轮的特点[b]
1.定滑轮的特征是滑轮的轴 物体移动。
2.图中的F甲、F乙、F丙的大小关系是： 。
3.定滑轮的特点时使用定滑轮时不能 ,但能改变 。
4.定滑轮实质是一个 杠杆。
5.距离关系：重物移动的距离h,绳子自由端通过的距离s,关系是s= 。
考点六 辨认动滑轮[a]，知道动滑轮的特点[b]。
1.动滑轮的特征是滑轮的轴 物体移动。
2.实验：如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量，在正确操作的情况下，测得的实验
数据如下：
（1）实验时，用手竖直向上 拉动弹簧测力计，读出测力计的示数。
（2）由表中数据计算动滑轮的自重为 N。
3.使用动滑轮时能 力,但费 。
4.距离关系：重物移动的距离为h，绳子自由端通过的距离s，关系是s= 。
5.动滑轮实质是一个 的杠杆.
考点七 辨认滑轮组[a]，知道滑轮组的特点(限于两个滑轮的滑轮组)[b]，使用滑轮组
(限于两个滑轮的滑轮组)解决简单的问题[c]
1.滑轮组：由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组。
2.特点：既能改变力的____，也能改变____。
3.省力和费距离情况：
考点八 知道能量的利用效率-机械效率[a]
1.有用功、额外功、总功
(1)有用功：提升重物过程中必须要做的功，用
W有用表示。
(2)额外功：并非人们需要，但又不得不额外做的功，用W额外表示。
(3)总功：有用功与额外功之和，用W总表示。由于存在额外功，总功必定大于有用功。
2.机械效率
(1)定义：把_______跟_______的比值叫做机械效率,公式 。
(2)因W总>W有用，所以机械效率总_______1，即机械效率不可能达到100%。
(3)提高滑轮组机械效率的方法： 、 、减小摩擦。
*考题精讲
例1 如图是一种新型开瓶器,借助它可单手轻易开启啤酒瓶盖,该开瓶器可看作一个杠杆。下列各示意图中能正确表示该开瓶器工作时的支点O、动力F1和阻力F2的是( )
*对点训练
训练1 如图是一个杠杆式简易起吊机，它上面装了一个定滑轮可以改变拉绳的方向，杠杆
OBA可绕O点转动，重物通过绳子对杠杆的拉力为阻力。
图中能够正确表示动力臂的是( )
A.l1 B.l2 C.l3 D.l4
*考题精讲
类型1 杠杆类型判断
例2-1 生活中处处有科学。如图所示的日常工具在使用时属于费力杠杆的是( )
*对点训练
训练2-1如图所示,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,
欲将其一端抬离地面。则下列说法正确的是 ( )
A.F甲>F乙,因为甲方法的动力臂长
B.F甲C.F甲=F乙,因为动力臂都是阻力臂的二倍
D.F甲>F乙,因为乙方法的阻力臂短
*考题精讲
类型2 杠杆动态分析
例2-2 如图所示，轻质杠杆可绕O转动，在A点始终受一垂直作用
于杠杆的力，在从A转动A,位置时，力F将（ ）
A.变大 B.变小
C.先变大，后变小 D.先变小，后变大
*对点训练
训练2-2 用图所示的杠杆提升重物，设作用在A端的力F始终竖直向下，在将重物慢慢提升
到一定高度的过程中，F的大小将（ ）
A.保持不变 B.逐渐变小
C.逐渐变大 D.先变大，后变小
*考题精讲
类型3 杠杆相关计算
例2-3 如图所示,重力不计的杠杆OAB,可绕O点在竖直平面内转动。重力为100 N的物体
挂在OA的中点处。已知OA=40 cm,AB=30 cm,OA垂直于AB,杠
杆与转动轴间的摩擦忽略不计。要使杠杆平衡,且OA段处于水
平位置,那么作用于B端的最小力的力臂等于 cm,最小
力的大小等于 N。
*对点训练
训练2-3 如图所示，将长为1.2米的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为
A、B，它们距台面边缘处的距离均为0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂
一个重为G的物体。
(1)若G＝30牛，台面受到木棒的压力为________牛。
(2)若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于____牛。
(3)若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围
为____________牛。
*考题精讲
重点三 定滑轮和动滑轮的特点
类型1 竖直方向上移动
例3-1 如图所示,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦)。图中F1、F2、F3、F4之间的关系
正确的是 ( )
A.F1=F2 B.F3=F4
C.F1=1/2F3 D.F2=1/2F4
*对点训练
训练3-1[2020·绍兴]如图所示,由甲、乙两实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小
敏想通过一次实验既得出结论,又能直接显示出钩码的重力大小,于是在左侧加上一个相
同的弹簧测力计(弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间的摩擦不计)。如图所示四套
装置中能实现小敏设想的是 ( )
*考题精讲
类型2 水平方向上平移
例3-2 如图所示的装置,在水平拉力F的作用下,物体M沿水平地面做匀速直线运动,已知弹
簧测力计示数为10牛,物体M 的运动速度为1米/秒(若不计滑轮与绳子质量、绳子与滑
轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦),那么在此过程中 ( )
A.物体M与地面间的摩擦力为5牛
B.物体M与地面间的摩擦力为10牛
C.水平拉力F做功的功率为20瓦
D.1秒内滑轮对物体M做的功为10焦
*对点训练
训练3-2 如图所示,用10 N的力F沿水平方向拉滑轮,可使物体A以0. 2 m/s的速度在水
平面上做匀速直线运动。弹簧测力计的示数恒为2 N(不计滑轮、弹簧测力计、绳子的重
力,滑轮的转轴光滑)。下列说法正确的是 ( )
A.物体A受到地面的摩擦力是3 N,水平向左
B.在2 s内,绳子对A做的功为4 J
C.滑轮移动的速度是0. 4 m/s
D.拉力F做功功率为1 W
*考题精讲
重点四 滑轮组的作用
类型1 竖直方向上移动
例4-1 [2019·舟山]为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示
的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A.两个滑轮在装置中起的作用相同
B.拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D.将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
*对点训练
训练4-1 小柯用图中装置提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是
( )
A.两个滑轮均为定滑轮
B.人将绳子拉过1米，物体也上升1米
C.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
*考题精讲
类型2 水平方向上平移
例4-2 如图所示，用一滑轮组拉物体A以0.5m/s的速度在水平面上做匀速直线运动。物体
A重为20N，受到的摩擦力为重力的0.2倍，水平拉力为
2N，则在2S内拉力做功为 J，滑轮组的效率为
（不计滑轮重）。
*对点训练
训练4-2 [2020·温州模拟]如图所示,在水平地面上放置重300 N的物体,不考虑绳重和绳与
滑轮间的摩擦,匀速拉动物体时,水平拉力F为60 N,则物体与
地面的摩擦力为 N,若物体前进1 m所用的时间为10 s,
拉力F做功的功率为 W。
*考题精讲
重点五 有关杠杆平衡条件的探究实验
例5 如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)实验前没挂钩码时,杠杆静止的位置如图甲所示,此时应将平衡螺母向 调节,
使杠杆在水平位置平衡。
(2)小李和小王又分别设计了两种实验方案,小李的方案如图丙所示,小王的方案如图丁
所示。你认为 的实验方案更好,请说明你的理由 。
(3)实验中小王发现:如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力,这个力在探究实
验时是否会影响到杠杆的平衡 答: ;理由: 。
*对点训练
训练5 某兴趣小组利用厚纸板来探究杠杆的平衡条件,厚纸板上每间隔相同距离有个小孔。
现用细绳将纸板悬挂起来,如图甲所示。
(1)实验中,小明在A点挂了1个钩码,如图乙所示,则需要在B点挂 个钩码才能
使杠杆平衡。
(2)小红认为:在力臂大小不变时,改变力的作用点到支点的距离,不会影响平衡。小红该
怎样操作才能证明她的想法 。
*课时训练
1.如图所示，小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，下列
图能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（ ）
2.“竹升面”是我国传统面点美食,如图甲所示,在制作面团的过程中,让一段毛竹的一端固
定在绳扣中,人坐在另一端可以上下跳动,面团在毛竹不断挤压下变得更有韧性,如图乙
所示是它的原理图,可以把毛竹视为一根杠杆,下列对此杠杆的叙述中,正确的是( )
A.B是支点
B.杠杆在B点受到向下的力
C.杠杆在B点受到的力大于F1
D.A点移动的距离小于B点移动的距离
3.如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩
码的质量为50 g，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断正确的是(g取10 N/kg)( )
A.在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B.在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5 N时，能使杠
杆平衡
C.用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都要省力
D.用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
4.如图所示，可绕O点转动的轻质杠杆，在D点挂一个重为G的物体M。用一把弹簧测力计
依次在A、B、C三点沿与圆O相切的方向用力拉，都使杠杆在水平位置平衡，读出三次
的示数分别为F1、F2、F3，它们的大小关系是( )
A.F1＜F2＜F3＜G B.F1＞F2＞F3＞G
C.F1＞F2=F3=G D.F1=F2=F3=G
5.轻质杠杆每小格的长度相等,O为支点。在杠杆左侧挂一物体甲,若在
杠杆右侧挂一物体乙,并在物体乙的下方拴接一个弹簧,如图所示,当杠杆在水平位置时,
整个装置处于平衡状态。已知物体乙的重力为800 N,弹簧对物体乙的作用力为200 N。
下列说法正确的是 ( )
A.物体甲的重力一定为500 N
B.物体甲的重力可能为300 N
C.物体乙下面的弹簧一定处于压缩状态
D.物体乙受到绳子的拉力可能为900 N或500 N
6.如图所示，OA是轻质杠杆，杠杆中间悬挂有一重物G，在A端施加一个拉力F，力F的方
向始终与杠杆OA垂直且向上，当将杠杆慢慢绕逆时针方向转动至
水平位置的过程中，关于力F的大小的说法正确的是（ ）
A.变大 B.不变 C.变小 D.无法确定
7.有一种利用滚轴和绳子组装的特殊机械(如图所示),借助这种装置
可以将较重的物体搬运到高处。小科利用该装置,在20 s内将质量为80 kg的重物匀速
提升了3 m。已知滚轴A、B的质量都是5 kg。若不计绳重和摩擦,则以下说法正确的是(g
取10 N/kg) ( )
A.该装置可以看成是由定滑轮和动滑轮组
成的滑轮组,其中动滑轮是A
B.重物上升3 m,绳子自由端下降12 m
C.整个过程,小科所做的功是2 700 J
D.该过程,小科做功的功率为127.5 W
8.小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，
肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，
如图所示，小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为 牛，
肩对木棒的支持力大小为_______牛，人对地面的压力大小为
_______牛。(g＝10牛/千克)
9.在水平桌面上放一个200 N的重物，现用如图所示装置将物体匀速拉动，物体与桌面的摩
擦力是48 N，不考虑滑轮重力和滑轮与绳间摩擦，水平
拉力F为__ ____N。若绳子自由端移动速度为0.9 m/s，
则物体移动速度为___________。
10.升降晾衣架(如图)给日常生活带来许多方便，转动手摇器能使横杆上升或下降。
(1)安装在天花板上虚线框内的简单机械应是_________。
(2)使用一段时间后，对手摇器的转轴添加润滑剂，目的是____________。
(3)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损，最多只能承受15 N的力，左侧钢丝绳
能正常使用。晾衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为20 cm。现准备将
重为20 N的一件衣服挂到水平横杆的小孔进行晾晒，通过计算说明挂在哪些编号的小
孔，右侧钢丝绳会断裂(横杆、衣架和钢丝绳等自重不计)。
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第31讲 简单机械 复习练习
一、选择题
1.如图，旅游登山时蔓背囊中的物品有轻有重，应该怎样摆放更科学（ ）
A.把重的物品放在背囊下部 B.把重的物品放在背囊上部
C.从取拿方便考虑，把常用的放上部 D.随意摆放都可以
2.如图所示，密度均匀的直尺AB放在水平桌面上，尺子伸出桌面的
部分OB是尺长的三分之一，当在B端挂1N的重物P时，刚好能
使尺A端翘起，由此可推算直尺的重力为（ ）
A.0.5N B.0.67N C.2N D．无法确定
3.一根金属棒AB置于水平地面上,通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图1所
示的位置,图2中能表示此过程中弹簧测力计对金属棒所做的功W与B端离开地面的高度
x的关系的是 ( )
4.同一滑轮用如图所示甲、乙两种装置匀速提升重均为10N的A、B两物体，已知滑轮重1N，
绳重和滑轮的摩擦力不计。则下列说法中正确的是（ ）
A.手的拉力F乙=10N
B.甲乙两装置的作用相同
C.若A、B两物体都被提升0.5m，则利用乙装置做的有用功比较多
D.若A、B两物体都被提升0.5m，则手的拉力F甲做的功比F乙做的
功少
5.如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面
上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，
则下列说法中正确的有（ ）
A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
B.滑轮移动的速度为0.4m/s
C.绳子拉物体A的功率为2W
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
6.如图所示的滑轮组将重10N的物体匀速提升1m，所用时间为2s，作用在绳子
末端的拉力F为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A.所做的有用功为6J B.动滑轮自重4N
C.拉力F做功的功率为5W D.该滑轮组的机械效率为
二、填空题
7.我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，如图甲所示，
若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。
（1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意
图，O点为支点，F2为阻力，请在图中作出
阻力臂________，此时舂属于________（选
填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。
（2）若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击
臼中的谷粒20次，则人克服硾头重力做功的功率为________瓦。
8.如图为小柯制作的“杠杆力臂演示仪”，杠杆AOB可绕O点（螺母）转动，OA=0.2m, OB=0.1m，
G1=2N。杠杆自身重力和摩擦不计，固定装
置未画出。
（1）当杠杆处于甲图所示水平位置平衡时，
G2的重力为 N。
（2）松开螺母保持OA不动，使OB向下折一个角度后，再拧紧螺母形成一根可绕O点转
动的杠杆AOB′（B′点对应B点），保持G1位置不变，要使杠杆在图乙位置保持平
衡，则G2应该移动至 。
A.B′点处 B.①点处 C.②点处 D.③点处
9.“新冠”疫情以来,为避免同学们用手按压宿舍楼大门的开门按钮造成交叉传染,小科用
轻质木杆自制了“脚踏式杠杆”,借助杠杆按动按钮,如图所示,已知
OB=60 cm、AB=80 cm、OC=20 cm,当小科在C点用脚给杠杆施加垂直于
OA的压力F1=40 N时,按钮被按动,将大门打开。该杠杆属于 杠杆,
此时按钮对杠杆施加的水平阻力F2为 N。
10.用如图甲所示的装置进行“测滑轮组机械效率”的实验(忽略绳重和
摩擦)。实验中,向上匀速拉动弹簧测力计并读数。改变动滑轮重,提
升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图乙所示的图像。
分析可知:
(1)被提升的物体所受重力相同时,增加动滑轮所受的重力,滑轮组
的机械效率将 (选填“不变”“增大”或“减小”)。
(2)分析图乙中的A点可知,被提升的物体所受的重力为 N。
三、解答题
11.在拓展课上,小科同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图K27-6所示的滑轮
组。他用该滑轮组在4 s内将一个重为100 N的物体,沿着水平地面匀速拉动了2 m。人
的拉力为25 N,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.4倍,不计绳重及机械的摩擦。
求:
(1)人的拉力做功的功率。
(2)拉动工件的过程中,滑轮组的机械效率。
参考答案
一、选择题
1.B 2.C 3.C 4.D 5.D 6.D
二、填空题
7.（1）图略 费力 （2）40
8.（1）4 （2）C
9.费力 10
10.(1)减小(2)3
三、解答题
11.解:(1)由图知,n=2,拉力端移动的距离s=2s物=2×2 m=4 m,
人的拉力所做的功W总=Fs=25 N×4 m=100 J,
拉力做功的功率P===25 W。
(2)物体受到的摩擦力f=0.4G=0.4×100 N=40 N,
所做的有用功W有用=fs物=40 N×2 m=80 J,
滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%。
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