2025年中考物理一轮复习 第12讲 简单机械 学案

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第 12 讲 简单机械
知识梳理
知识点一 杠杆
定义 在______的作用下绕着_________转动的硬棒叫杠杆
五要素 ①支点：杠杆可以绕其_______的点，用字母_____表示. ②动力：使杠杆_______的力，用字母_____表示. ③阻力：________杠杆转动的力，用字母______表示. 说明：动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在__________. 动力、阻力的方向__________相反，但它们使杠杆转动的方向一定相反. ④动力臂：从支点O到___________作用线的_______，用字母l 表示. ⑤阻力臂：从支点O到___________作用线的_______，用字母 l 表示
分类 省力杠杆 l ______l F ______F _____力、_____距离 撬棒、铡刀、羊角锤、起子
费力杠杆 l ______l F ______F _____力、_____距离 理发剪刀、钓鱼竿、镊子
等臂杠杆 l ______l F _____F ___________距离 天平、定滑轮
知识点二 探究杠杆的平衡条件
平衡状态 杠杆平衡是指杠杆________或___________
调节 调节杠杆两端的____________，使杠杆在不挂钩码时，保持______________，达到平衡状态
结论 杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是_____________________________，写成公式为_____________
知识点三滑轮
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
实质 ________杠杆 动力臂是阻力臂_____倍的杠杆 —
力的关系(F,G) __________ --
续表
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
距离的关系(s，h) s=h _________ _________
作用 改变 ————— 既可以________，也可 以改变____________
知识点四 其他简单机械
斜面 一种可以________的简单机械，但必须多移动________
轮轴 由轮和轴组成，能绕固定轴转动的简单机械
知识点五 机械效率
定义 物理学中，将__________跟________的比值叫作机械效率
公式 η=W*×100%,η<1
几种情况中的机械效率 滑轮组 η= Gh= Grn=πr, η=W∥= Pm;= Pm; η= Gh Gh+G,h=GGG,((忽略绳重及摩擦对实验的影响)
斜面 η= Gh/L
考点 突破
考点一 杠杆
【例1】 如图所示杠杆中，动力F的力臂是( )
A. OD B. OF
C. OA D. OC
【例2】 在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( )
考点二 探究杠杆的平衡条件
【例3】 如图所示，在均匀杠杆的A 处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡.下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)( )
A.两侧钩码同时向支点移动一格
B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C.左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D.左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
【例4】 (2024武汉三调)如图所示是我国古代工匠通过杠杆将巨木一端抬起时的情景，图中横杆和支架组成了一个杠杆.关于该杠杆，下列说法正确的是( )
A.杠杆的动力臂比阻力臂短
B.杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
C.增大工匠与支架之间的距离，工匠抬起巨木时更费力
D.减小横杆上悬绳与支架之间的距离，工匠抬起巨木时更省力
考点三 滑轮
【例5】 小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 N；实际测量A端的拉力为110 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 N.
【例6】 如图所示，三个滑轮拉同一物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦，所用拉力分别为 F 、F 和F ，那么( )
考点四 其他简单机械 机械效率
【例7】 简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等.将图1所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 ；如图2所示的螺丝钉上有很多螺纹，将螺纹展开就相当于 .(两空均选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”)
【例8】 如图所示，斜面长 10m，高4m.用平行于斜面的大小为50 N的拉力 F将重100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端.在此过程中，下列说法正确的是( )
A.利用此装置既可以省力，也可以省功 B.物体受到的摩擦力为50 N
C.对物体所做的有用功为500J D.该斜面的机械效率为80%
【例9】 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5 N的拉力 F拉动绳端，使物体在5s 内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9 N.下列选项正确的是( )
A. A是定滑轮，B是动滑轮 B.拉力 F做的功为5 J
C.拉力F的功率为1.8 W D.滑轮组的机械效率为90%
考点精练
基础巩固
1.如图所示，工人用独轮车搬运砖头，为了更省力，他不可以采取的措施是( )
A.双手抬高
B.砖头前移
C.双手后移
D.双手改成垂直把手用力
2.(2023日照)“劳则思，思则善心生”，劳动的过程就是一种学习.某学校劳动教育课堂上，以下劳动场景中，利用了费力杠杆的是( )
3.(2023遂宁)用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是( )
4.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力 阻力臂 测力计示数 则动力臂 为( )
A.15 cm
B. 8cm
C. 50cm
D.80 cm
5.如图所示，用一个动滑轮把重 100 N 的沙袋从地面匀速提到6m 高的楼上，所用拉力为60 N(绳重和摩擦不计)，下列说法正确的是( )
A.动滑轮重40 N B.绳子自由端通过的距离为12m
C.拉力做的有用功为720 J D.动滑轮的机械效率为8.3%
6.(2024长沙)为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示.他在A点用最小的力撬起大石头，请画出这个力的示意图.
7.健腹轮是一种简易的居家健身器械.如图甲所示，健腹轮的两个手柄包有粗糙的加厚海绵，这是为了 (选填“增大”或“减小”)摩擦力.如图乙所示，某人使用健腹轮锻炼时，先使膝盖接触地板，再用两手分别紧握健腹轮的两个手柄，身体尽量向前伸展，此时健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力，人体上部受到的重力(作用点在A 处)相当于阻力.请在图乙中画出这个人体杠杆的阻力及其力臂的示意图.
8.如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕活动“舂稻谷”的示意图.小华若要更省力，下列做法可行的是( )
A.支点不动，脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
9.如图所示，在轻质杠杆上吊一重物，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力 F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中( )
A. F不变，杠杆是省力杠杆 B. F变大，杠杆是省力杠杆
C. F不变，杠杆是费力杠杆 D. F变大，杠杆是费力杠杆
10.(2024青山一模)如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提升货物.工人第一次竖直向」用200 N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300 N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升.已知工人体重为600 N，货物重为810N，货物与地面的接触面积为0.1m ，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为 400 N
B.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8 100 Pa
C.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24 W
11.(2024江汉区模拟)如图是活塞式抽水机的示意图.活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门(图中未画出).将手柄COD看作一个杠杆，用力压C点，活塞被提起，低处的水进入圆筒，已知杠杆D点受到的阻力为300 N，OC=0.6m，OD=0.2m.下列说法正确的是( )
A.活塞式抽水机利用了流体流速大的地方压强小的原理
B.此时阀门 A关闭，阀门 B打开
C.杠杆D点受到阻力的方向竖直向上
D.作用在杠杆C点的力至少为100 N才能将活塞提起
12.如图所示是小华同学探究滑轮组的机械效率的实验装置，实验数据如下表.
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/ cm 弹簧测力计 示数 F/N 弹簧测力计移动的距离s/ cm 机械效率η/%
1 1 10 0.5 30 66.7
2 2 10 0.75 30 88.9
3 2 20 0.75
(1)实验时，竖直向上 拉动弹簧测力计，使物体缓慢上升.
(2)第3次测量中，弹簧测力计移动的距离为 cm，滑轮组机械效率为 .
(3)分析实验数据，可得出的实验结论是：滑轮组机械效率与 有关.
(4)滑轮组的机械效率还可能与 和 等有关.
第 12 讲简单机械答案
知识梳理
知识点一 杠杆
定义 在_力__的作用下绕着_固定点__转动的硬棒叫杠杆
五要素 ①支点：杠杆可以绕其_转动__的点，用字母_O_表示. ②动力：使杠杆_转动__的力，用字母_F __表示. ③阻力：_阻碍__杠杆转动的力，用字母_F __表示. 说明：动力、阻力都是杠杆受到的力，所以作用点在 _杠杆上__. 动力、阻力的方向_不一定__相反，但它们使杠杆转动的方向一定相反. ④动力臂：从支点O到_动力 F ___作用线的_距离__，用字母l 表示. ⑤阻力臂：从支点O到_阻力 F ___作用线的_距离__，用字母l 表示
分类 省力杠杆 l _>__l F _<__F _省__力、_费__距离 撬棒、铡刀、羊角锤、起子
费力杠杆 l _<__l F _>__F _费__力、_省__距离 理发剪刀、钓鱼竿、镊子
等臂杠杆 l __=__l F __=__F 不省__力、不费__距离 天平、定滑轮
知识点二 探究杠杆的平衡条件
平衡状态 杠杆平衡是指杠杆_静止__或_匀速转动__
调节 调节杠杆两端的_平衡螺母__，使杠杆在不挂钩码时，保持_水平并静止__，达到平衡状态
结论 杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是_动力×动力臂=阻力×阻力臂__，写成公式为F l =F l
知识点三 滑轮
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
实质 _等臂__杠杆 动力臂是阻力臂_二__倍的杠杆 —
力的关系(F,G) F=G F= —
续表
项目 定滑轮 动滑轮 滑轮组
距离的关系(s，h) s=h s=2h s= nh _
作用 改变力的方向 __省力_ 既可以__省力_，也可以改变_力的方向_
知识点四 其他简单机械
斜面 一种可以__省力_的简单机械，但必须多移动__距离_
轮轴 由轮和轴组成，能绕固定轴转动的简单机械
知识点五机械效率
定义 物理学中，将_有用功_跟_总功_的比值叫作机械效率
公式 η=W=×100%,η<1
几种情况中的机械效率 滑轮组 η=G =-Fhi=G ; η= Vx= Px/= Px/s= Px; η=Ω+R=h=σ=σ=((忽略绳重及摩擦对实验的影响)
斜面 η= Gh
考点突破
考点一 杠杆
【例1】 如图所示杠杆中，动力 F的力臂是( D )
A. OD B. OF
C. OA D. OC
【例2】 在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是( B )
考点二 探究杠杆的平衡条件
【例3】 如图所示，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡.下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是(所用钩码均相同)( D )
A.两侧钩码同时向支点移动一格
B.两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C.左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D.左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
【例4】 (2024武汉三调)如图所示是我国古代工匠通过杠杆将巨木一端抬起时的情景，图中横杆和支架组成了一个杠杆.关于该杠杆，下列说法正确的是( D )
A.杠杆的动力臂比阻力臂短
B.杠杆动力作用点移动的距离比阻力作用点移动的距离小
C.增大工匠与支架之间的距离，工匠抬起巨木时更费力
D.减小横杆上悬绳与支架之间的距离，工匠抬起巨木时更省力
考点三 滑轮
【例5】 小可在A端用如图所示的动滑轮匀速提起200 N的水桶，若不计绳重、滑轮重及摩擦，则人拉绳子A端的动力为 100 N；实际测量A端的拉力为110 N，不计绳重及摩擦，则滑轮重为 20 N.
【例6】 如图所示，三个滑轮拉同一物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦，所用拉力分别为 F 、F 和F ，那么( C )
考点四 其他简单机械 机械效率
【例7】 简单机械在生活中有很多实际应用，如：指甲钳、剪刀、钥匙等.将图1所示的钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个 轮轴 ；如图2所示的螺丝钉上有很多螺纹，将螺纹展开就相当于 斜面 .(两空均选填“滑轮”“轮轴”或“斜面”)
【例8】 如图所示，斜面长10m，高4m.用平行于斜面的大小为50 N的拉力 F将重100 N的物体从斜面的底端匀速拉到顶端.在此过程中，下列说法正确的是( D )
A.利用此装置既可以省力，也可以省功 B.物体受到的摩擦力为50 N
C.对物体所做的有用功为500 J D.该斜面的机械效率为80%
【例9】 两个滑轮按如图所示的方式组合，用5 N的拉力 F拉动绳端，使物体在5s 内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9 N.下列选项正确的是( D )
A. A是定滑轮，B是动滑轮 B.拉力 F做的功为5 J
C.拉力 F的功率为1.8 W D.滑轮组的机械效率为90%
考点精练
●基础巩固
1.如图所示，工人用独轮车搬运砖头，为了更省力，他不可以采取的措施是( A )
A.双手抬高
B.砖头前移
C.双手后移
D.双手改成垂直把手用力
2.(2023日照)“劳则思，思则善心生”，劳动的过程就是一种学习.某学校劳动教育课堂上，以下劳动场景中，利用了费力杠杆的是( B )
3.(2023遂宁)用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是( B )
4.如图为探究杠杆平衡条件的实验装置，杠杆平衡时，钩码对杠杆的阻力 阻力臂 ，测力计示数 则动力臂 l 为( B )
A.15 cm
B. 8cm
C.50cm
D.80 cm
5.如图所示，用一个动滑轮把重100 N的沙袋从地面匀速提到6m 高的楼上，所用拉力为60 N(绳重和摩擦不计)，下列说法正确的是( B )
A.动滑轮重40 N B.绳子自由端通过的距离为12m
C.拉力做的有用功为720 J D.动滑轮的机械效率为8.3%
6.(2024长沙)为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示.他在A点用最小的力撬起大石头，请画出这个力的示意图.
7.健腹轮是一种简易的居家健身器械.如图甲所示，健腹轮的两个手柄包有粗糙的加厚海绵，这是为了 增大 (选填“增大”或“减小”)摩擦力.如图乙所示，某人使用健腹轮锻炼时，先使膝盖接触地板，再用两手分别紧握健腹轮的两个手柄，身体尽量向前伸展，此时健腹轮对手的作用力相当于人体杠杆的动力，人体上部受到的重力(作用点在A 处)相当于阻力.请在图乙中画出这个人体杠杆的阻力及其力臂的示意图.
8.如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕活动“舂稻谷”的示意图.小华若要更省力，下列做法可行的是( D )
A.支点不动，脚在杆上的位置前移
B.将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C.将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D.将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
9.如图所示，在轻质杠杆上吊一重物，在一端施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA 转至OB，则在转动过程中( B )
A. F不变，杠杆是省力杠杆 B. F变大，杠杆是省力杠杆
C. F不变，杠杆是费力杠杆 D. F变大，杠杆是费力杠杆
10.(2024青山一模)如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提升货物.工人第一次竖直向上用200 N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300 N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升.已知工人体重为600 N，货物重为810 N，货物与地面的接触面积为0.1m ，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是( C )
A.第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为400 N
B.第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8 100 Pa
C.第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90%
D.第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24 W
11.(2024江汉区模拟)如图是活塞式抽水机的示意图.活塞跟筒壁紧密接触但是可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门(图中未画出).将手柄COD看作一个杠杆，用力压C点，活塞被提起，低处的水进入圆筒，已知杠杆 D点受到的阻力为 300 N，OC=0.6m，OD=0.2m .下列说法正确的是( B )
A.活塞式抽水机利用了流体流速大的地方压强小的原理
B.此时阀门A关闭，阀门 B打开
C.杠杆D点受到阻力的方向竖直向上
D.作用在杠杆C点的力至少为100 N才能将活塞提起
12.如图所示是小华同学探究滑轮组的机械效率的实验装置，实验数据如下表.
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/ cm 弹簧测力计 示数 F/N 弹簧测力计移动的距离 s/ cm 机械效率η/%
1 1 10 0.5 30 66.7
2 2 10 0.75 30 88.9
3 2 20 0.75
(1)实验时，竖直向上匀速 拉动弹簧测力计，使物体缓慢上升.
(2)第3次测量中，弹簧测力计移动的距离为 60 cm，滑轮组机械效率为 88，9% .
(3)分析实验数据，可得出的实验结论是：滑轮组机械效率与 钩码重 有关.
(4)滑轮组的机械效率还可能与 动滑轮重 和 绳重 等有关.