2026中考物理一轮复习教材四清 12第十二章 简单机械

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2026中考物理一轮复习 讲解课件
2026中考物理一轮复习教材“四清”
中考物理一轮复习教材“四清”
第十二章 简单机械
目
录
第3节 滑轮
第4节 机械效率
复习与提高
第1节 杠杆
第1节
杠杆
甲 跷跷板
乙 用羊角锤拔钉子
丙 开瓶器
RJ八下P104图12.1-1 各种杠杆
杠杆
一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆.
支点：杠杆可以绕其转动的点(O点)；
动力：使杠杆转动的力(F1)；
阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)；
动力臂：从支点O到动力___作用线的距离(l1)；
阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离(l2)；
当杠杆在动力和阻力的作用下_____时，我们就说杠杆平衡了.
F1
静止
RJ八下P105图12.1-2 撬棒
杠杆的平衡条件
实验
探究杠杆的平衡条件
如图12.1-3，调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，达到平衡状态.
1. 给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移
动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置
平衡.这时杠杆两侧受到的作用力的大小
等于各自钩码所受的重力的大小.
RJ八下P105图12.1-3 探究杠杆的平衡条件
2. 把右侧钩码对杠杆施的力记为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力记为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；把F1、F2、l1、l2的数据填入下表.
3. 保持阻力F2和阻力臂l2不变，改变动力F1，相应调节动力臂l1的大小，再做几次实验，把数据填入下表.
4. 保持动力F1和动力臂l1不变，改变阻力F2，相应调节阻力臂l2的大小，再做几次实验，把数据填入下表.
RJ八下P105图12.1-3 探究杠杆的平衡条件
序号 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1
2
3
4
5
6
…
实验结果表明，要使杠杆平衡，需要满足以下条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂 或写为F1l1=F2l2
这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理.
RJ八下P106图12.1-4 一种杠杆
与前面实验的不同点是，此杠杆的支点在一端，动力和阻力在杠杆的同侧.上面实验中动力和阻力位于支点两侧时，动力和阻力的方向相同，此图中动力和阻力位于支点同侧时，动力和阻力的方向相反.
在前面的实验中，我们研究了动力和阻力位于支点两侧的情况. 仔细观察图12.1-4所示的杠杆，它与上面实验中研究的杠杆有什么不同
RJ八下P107图12.1-5 测量大象的质量
例 动物园内，一位物理老师利用一个小小的弹簧测力计，就测出了一头大象的质量(图12.1-5甲).测量时用一根长度为12 m的槽钢作为杠杆.如图12.1-5乙所示，吊钩固定于槽钢的中点O.当槽钢水平静止时，弹簧测力计的示数F1为200 N.测得l1为6 m，l2为4 cm.若不计铁笼的质量，请估算大象的质量.
g取10 N/kg.
甲
乙
解：人通过弹簧测力计对杠杆的拉力为动力F1=200 N，动力臂l1=6 m；不计铁笼的质量，则大象对杠杆的拉力为阻力F2，它等于大象所受的重力G，阻力臂l2=4 cm=0.04 m.
根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，有F2===3×104 N
大象的质量m====3×103 kg=3 t
大象的质量是3 t.
乙
生活中的杠杆
等臂杠杆：杠杆的动力臂与阻力臂相等.
省力杠杆：杠杆的动力臂比阻力臂长，省力费距离.
费力杠杆：杠杆的动力臂比阻力臂短，费力省距离.
RJ八下P108图12.1-6 赛艇的船桨是杠杆
RJ八下P109图12.1-7 桔槔
RJ八下P109图12.1-8 踏碓
RJ八下P109图12.1-9 水碓
我国古代的杠杆
清习题
1. 有很多物品都可以看作杠杆，比如镊子、订书机等.请观察家里的生活用品，说出另外两种可以看作杠杆的物品.
夹子、筷子等.
2. 在图12.1-10中分别画出钳子、自行车手闸这两个杠杆(图中深色部分)工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂.如果用钳子剪铜线时觉得有些费劲，你可以怎样操作 简述其中的物理原理.
l1
F1
l2
F2
l2
l1
F1
O
F2
O
RJ八下P110图12.1-10
用钳子剪铜线时，铜线的阻力不变，要想省力，可以减小阻力臂、增大动力臂，所以采取的措施：让铜丝尽量靠近刀口内侧.
3. 如图12.1-11所示，在探究杠杆的平衡条件时，如果挂钩码前杠杆没有水平静止，你应该怎样调节杠杆两端的螺母
RJ八下P110图12.1-11
将左端的螺母向右调节，或将右端的螺母向右调节，或同时将左、右两端的螺母向右调节.
4. 图12.1-12为指甲剪的示意图，其中有省力杠杆，也有费力杠杆.哪个部分是省力杠杆，哪个部分是费力杠杆
如图所示，指甲剪由3个杠杆组成，分别是ABC、OBD和OED.其中，ABC是省力杠杆，OBD和OED是费力杠杆.
RJ八下P110图12.1-12
A
B
C
D
E
O
5. 搬运砖块的独轮车，车体和砖块所受的总重力G为1 000 N，独轮车的有关尺寸如图12.1-13所示.抬起独轮车时，人手向上的力F应是多少
RJ八下P110图12.1-13
解：独轮车相当于杠杆，轮子的轴心为支点，手施加的向上的力F1为动力，车体和砖块所受的总重力G为阻力，因此，动力臂l1=1 m，阻力臂l2=0.3 m.根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，
F2=G，可知F1===300 N，
所以人手向上的力应是300 N.
定义：滑轮的轴可以随被吊物体一起
运动，这种滑轮叫作动滑轮.
特点：可以省力，但不能改变力的方向，而且费距离.
第3节
滑轮
定义：滑轮的轴固定不动，这种滑轮叫作定滑轮．
特点：不省力，但可以改变力的方向.
定滑轮
动滑轮
RJ八下P113图12.3-2 旗杆顶部的定滑轮
RJ八下P113图12.3-3 电动起重机的动滑轮
滑轮组
既需要改变力的方向，又需要省力，在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组.
用滑轮组提起重物时，动滑轮上有几段绳子承担物重，提起重物的力就是物重的几分之一.
RJ八下P114图12.3-5 定滑轮和动滑轮可以组成滑轮组
RJ八下P115图12.3-6 各种轮轴
轮轴和斜面
RJ八下P115图12.3-7 斜面的利用
清习题
1. 一个物体重1 000 N，如果用一个定滑轮提起它，需要用多大的力 如果用一个动滑轮提起它，不计摩擦、滑轮的自重和绳重，又要用多大的力
用一个定滑轮提，需要用1 000 N的力；
用一个动滑轮提，需要用500 N的力.
2. 在建筑工地上，工人师傅有时需要站在地面上通过滑轮组提升重物，请在图12.3-8甲中画出绳子的绕法.工人师傅有时需要站在楼顶通过滑轮组提升重物，请在图12.3-8乙中画出绳子的绕法.哪种情况下更省力
图乙更省力.
RJ八下P116图12.3-8
F2
F1
3. 利用如图12.3-8所示的滑轮组提起一个重600 N的物体，不计摩擦、滑轮的自重和绳重，各需要多大的力 如果要把物体提高1 m，绳子的自由端各要移动多少米.
RJ八下P116图12.3-8
解：不计滑轮自重、绳重及摩擦，图甲中人站在地面上提起重物，为2段绳子提升动滑轮，图乙中人站在楼顶提升重物，为3段绳提升动滑轮.
所以F甲=G=600 N=300 N，s甲=2 h=2×1 m=2 m；F乙=G=600 N=200 N，s乙=3 h=3×1 m=3 m.
4. 仔细观察自行车，看看它上面有几种简单机械，分别说明它们各起到了什么作用.
自行车手闸、车把、脚踏板与轮盘、车铃扳手、后轴上的齿轮和后轮等都是简单机械.其中，手闸、车把、脚踏板与轮盘都是省力机械，起到省力的作用；而车铃扳手、后轴上的齿轮和后轮是费力机械，可以起到省距离的作用.
第4节
机械效率
有用功和额外功
RJ八下P117图12.4-1
研究使用动滑轮是否省功
使用动滑轮是否省功
实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相
同的高度，但第二次实验中拉力做的功要多一些.
有用功：将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示.
总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示.
额外功：用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示.
总功、有用功和额外功之间的关系：________________.
大量实验表明，动力对机械所做的功(总功)总是大于机械对外所做的功(有用功).事实上，使用任何机械都不能省功.
W总=W有用+W额外
定义：有用功跟总功的比值叫作机械效率.
公式：η=
有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1 . 机械效率通常用百分
数表示.起重机的机械效率一般为40%~50%，抽水机的机械效率一般为60%~80%.
机械效率
例 起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的机械效率是多少 g取10 N/kg.
解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等
F=G=mg=0.5×103 kg×10 N/kg=5×103 N
起重机提升重物所做的功是有用功
W有用=Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
起重机的电动机所做的功是总功W总=3.4×104 J
因此，起重机的机械效率η===0.44=44%
这台起重机的机械效率为44%.
测量滑轮组的机械效率
RJ八下P120图12.4-2
测量滑轮组的机械效率
实验过程
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表中.
(2)按照图示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端(弹簧测力计挂钩底部)的位置.
实验思路
要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值.
(3)缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码提升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表中.
(4)算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表中.
改变钩码的数量，重复上面的实验.
序号 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械
效率
1
2
3
提高机械效率的办法
改进结构，使它更合理、更轻巧.
在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态.
实验结论
(1)动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高.
(2)用滑轮组提升物体，其他条件一定时，动滑轮越重，机械效率越低.
清习题
1. 用滑轮组匀速提升重物的过程中，哪个是有用功 哪些是额外功
对重物所做的功是有用功；克服动滑轮本身所受的重力、摩擦力、绳重等所做的功是额外功.
2. 一台起重机将重3 600 N的货物匀速提高4 m，起重机做的有用功是多少 如果额外功是9 600 J，总功是多少 机械效率是多少 起重机所做的额外功是由哪些因素引起的
解：起重机做的有用功W有用=Gh=3 600 N×4 m=14 400 J=1.44×104 J
总功W总=W有用+W额外=14 400J+9 600 J=24 000 J=2.4×104 J
机械效率η===60%
起重机所做的额外功是由动滑轮、起重臂和钢丝绳所受的重力以及摩擦引起的.
3. 两位同学根据图12.4-2分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据.请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么
钩码所受的 重力G/N 提升的高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 有用功 W有用/J 总功 W总/J 机械效率
η
甲 同学 1.0 0.1 0.5 0.3
乙 同学 3.0 0.1 1.2 0.3
RJ八下P120图12.4-2
测量滑轮组的机械效率
0.1 0.15 66.7%
0.3 0.36 83.3%
可能是使用的动滑轮所受的重力不同、摩擦力不同等.
4. 有没有机械效率为100%的机械 为什么 举例说明，通过什么途径可以提高机械效率.
没有.因为使用机械做功时，必然要克服机械本身所受的重力、摩擦等因素而多做一些功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%.使用滑轮组提升重物时，为了提高机械效率，可以使用轻质的动滑轮和绳子，减小滑轮和轴间的摩擦，增大重物的质量.
5. 用一个动滑轮在5 s内将一个重200 N的物体向上匀速提起3 m，拉力为150 N.这个动滑轮的机械效率是多少 拉力的功率是多少
解：动滑轮做的有用功W有用=Gh，总功W总=Fs
机械效率η====66.7%，
拉力的功率P====180 W.
复习与提高
1. 如图12-1所示，夹核桃时，用力向下压夹子上部的手柄即可夹碎核桃.把上部手柄视为杠杆，用力时支点在哪里 阻力的作用点、动力的作用点在哪里
RJ八下P122图12-1
A点为支点；B点为阻力作用点；
C点为动力作用点.
2. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，把钩码挂在水平静止的杠杆两侧后，杠杆向右侧倾斜(图12-2).为了使杠杆在水平位置平衡，如果保持左侧钩码不动，应该怎样调节右侧钩码的位置 如果保持右侧钩码不动，应该怎样调节左侧钩码的位置
RJ八下P122图12-2
保持左侧钩码不动时，将右侧的钩码向左移动2.5 cm；保持右侧钩码不动时，将左侧的
钩码向左移动5 cm.
3. 脚踏式垃圾箱的结构可简化为图12-3.在A处向下踩动脚踏板，连杆CD便向上顶起箱盖.在上述过程中，你发现了哪几个杠杆 它们是省力杠杆，还是费力杠杆
RJ八下P122图12-3
有ABC和FDE两个杠杆；ABC是省力杠杆，FDE是费力杠杆.
4. 图12-4是人们使用桔槔从水井中提水的情景.假设木杆不悬挂重物时恰好能平衡.工作时，在木杆左端悬挂水桶，在木杆右端固定一个石块.已知空桶重20 N，装满水后重80 N，支点到水桶所受重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的3倍.若石块重75 N，则人把空桶拉到井下至少需要多大的力？把装满水的水桶提上来又至少需要多大的力？如果你使用桔槔提水，请综合考虑这两个过程，选一个合适的石块设计桔槔.说出你的思路和数据.
RJ八下P122图12-4
解：桔槔相当于一个杠杆.先分析使用桔槔提水的过程：
(1)当水桶中没有水时，人要用力F1向下拉水桶；
(2)当水桶中有水时，人要用力F2向上提水桶.
根据杠杆平衡条件，F1l1=F2l2，即(G桶+F)l1=G石l2；
解得F=5 N，因此人把空桶拉到井下至少需要5 N的力.
要把装满水的水桶提上来，根据杠杆平衡条件，
F3l1=F2l2，即(G满水-F)l1=G石l2；
解得F=55 N，把装满水的水桶提上来至少需要55 N
的力.
4. 图12-4是人们使用桔槔从水井中提水的情景.假设木杆不悬挂重物时恰好能平衡.工作时，在木杆左端悬挂水桶，在木杆右端固定一个石块.已知空桶重20 N，装满水后重80 N，支点到水桶所受重力作用线的距离是支点到石块所受重力作用线距离的3倍.若石块重75 N，则人把空桶拉到井下至少需要多大的力？把装满水的水桶提上来又至少需要多大的力？如果你使用桔槔提水，请综合考虑这两个过程，选一个合适的石块设计桔槔.说出你的思路和数据.
RJ八下P122图12-4
A
B
O
l1
l2
FA
FB=G
A
B
O
l1
l2
FA′
FB=G
甲
乙
FA=G桶+F，FA′=G总-F.
根据杠杆平衡条件，图甲中FAl1=FBl2，即(G桶+F)l1=Gl2；
图乙中FA′l1=FBl2，即(G总-F)l1=Gl2.
联立解得G=150 N，F=30 N.
要求提水时用力最小，则两次用力相同，即F1=F2，设为F.两个过程的示意图分别如图甲、乙所示.
5. 如图12-5所示，戥子是一种微型杆秤，过去的中药房里都用戥子称量中药.为使问题简化，以下不考虑秤杆的重力.已知秤砣的质量为m0，零刻度线在提纽右侧、离提纽的距离为l0，秤盘离提纽悬挂点的距离为l1.当秤盘中放入一定质量的中药后，移动秤砣至杆秤水平平衡时，秤砣悬挂点到提纽的距离是l2，中药的质量是多少
RJ八下P122图12-5
解：戥子可以看成一个微型的杠杆，当秤砣位于零刻度线位置时，如图甲所示；当秤盘中放人质量为m的
中药时，如图乙所示.
根据杠杆平衡条件，有FAl1=FBl0，即m盘gl1=m0gl0；FA′l1=FCl2，即(m盘g+mg)l1=m0gl2，联立解得m=m0.
A
B
O
l1
l0
FA=m盘g
FB=m0g
甲
A
C
O
l1
l2
FA′=m盘g+mg
FC=m0g
乙
6. 某同学利用滑轮组提升一个重物，设计了两种方案，如图12-6所示.请在图中分别画出绳子的绕法，要求用上所有的滑轮.这两种方案各有什么特点
RJ八下P122图12-6
F
F
如图所示，左图的方案机械效率高，可以改变力的方向，右图的方案机械效率低，不能改变力的方向，但比左图的方案更省力.
7. 工人师傅用如图12-7所示的装置把质量为48 kg的货物从地面匀速提升至3楼，所用的拉力为300 N.图示装置的机械效率是多少 g取10 N/kg.
RJ八下P122图12-7
解：拉着动滑轮的绳子段数为2，每层楼的高度约为3 m，则从地面到3楼的高度约为6 m.
货物重G=mg=48 kg×10 Nkg=480 N，
机械效率η=====80%.
8. 小明的妈妈蒸馒头需要1 kg面粉.在没有秤的情况下，他利用一根轻杆、一瓶550 mL的矿泉水和几根细线等物品帮妈妈大致称出了1 kg的面粉.如果换作是你，你会怎样做
用一根细线作为标准，其长度为l0，则其一半的长度为.如图所示，拴
住轻杆的中间位置，将其悬挂起来，在右侧l0处悬挂一瓶矿泉水；在左
侧稍微向左一点的位置悬挂装面粉的
轻质塑料袋，使轻杆水平平衡.此时，
轻质塑料袋中的面粉大致为1 kg.
9. 在天宫课堂中，我国航天员王亚平讲了在太空中测量航天员质量的方法.其中用到了一个“弹簧凸轮机构”，它可以产生恒力来牵引航天员运动，以便计算航天员的质量.有同学根据杠杆原理设计了一个装置(图12-8)：把一个半径为OC的圆轮和一个凸轮固定在一起组成一个杠杆，支点为O.如图12-8甲所示，圆轮边缘的绳索与被牵引的航天员相连，拉力是F1，力臂为OC；凸轮上的绳索一端连接着被拉长的弹簧，拉力为F2，力臂为OA，另一端连接图中的B点.当弹簧收缩使杠杆沿顺时针方向转过一定角度到达图12-8乙所示的位置时，弹簧缩短，拉力减小为F2′，凸轮使其力臂变成了OD，OD比OA长，而F1的力臂仍然等于圆轮半径.如果OA为12 cm、F2为30 N、F2′为20 N，图中OD的长度应为多少
RJ八下P122图12-8
解：在图甲中F1·OC=F2·OA，在图乙中F1·OC=F2′·OD，
可知F2·OA=F2′·OD，
所以OD==0.18 m.
Thanks!
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