第12讲 简单机械 课件(共73张PPT) 2026年贵州省中考物理一轮专题复习
文档属性
| 名称 | 第12讲 简单机械 课件(共73张PPT) 2026年贵州省中考物理一轮专题复习 |
|
|
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-16 00:00:00 | ||
图片预览
文档简介
(共73张PPT)
第12讲 简单机械
模块四 力 学
1
考情精析 知考点
2
思维导图 建体系
3
知识清单 夯基础
4
实验探究 培素养
5
真题集训 悟中考
6
分层集训 提能力
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
知道简单机械 滑轮组 — — —
力和力臂的作图 — — —
探究并了解杠杆的平衡条件 杠杆平衡条件的应用 T9，2分 T8，3分 —
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径 机械效率的计算 — — —
能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用 — — — —
［教材导航］ 人教版：八年级下册P103~123第十二章“简单机械” 沪科版：八年级全一册P254~276第十一章“简单机械” 杠杆(3年2考)
1.定义：在力的作用下能绕 转动的一根硬棒。
固定点
2.五要素
(1)支点：杠杆可以绕其转动的点O。
(2)动力：使杠杆转动的力F1。
(3)阻力： 杠杆转动的力F2。
(4)动力臂：从支点O到 的距离l1。
(5)阻力臂：从支点O到 的距离l2。
阻碍
动力F1作用线
阻力F2作用线
3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写为F1l1=F2l2。
注意：计算时，动力F1和阻力F2的单位要统一，动力臂l1和阻力臂l2的单位也要统一。
种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂关系 l1>l2 l1力的关系 F1 F2 F1 F2 F1=F2
特点 省力费距离 省距离费力 既不省力也不费距离
举例 钢丝钳、瓶起子等 镊子、钓鱼竿、筷子等 天平、定滑轮、跷跷板等
<
>
滑轮(3年0考)
1.滑轮：滑轮是一种简单机械，是一个周边有槽并可以绕轴自由运动的轮子。
2.定滑轮
(1)定义：轴 的滑轮叫作定滑轮。
(2)实质：定滑轮是一个 杠杆。
图甲中O点固定不动为支点，其动力臂l1和阻力臂l2都等于圆的半径，根据杠杆的平衡条件可知，重物匀速上升时，F1=G，故不省力。
固定不动
等臂
(3)特点：不省力但可以改变力的 ；绳自由端移动的距离与重物移动的距离相等。
3.动滑轮
(1)定义：轴可以随物体运动的滑轮。
(2)实质：动滑轮是一个动力臂是阻力臂 的杠杆。
图乙中O可看作是一个可移动的支点，其中动力臂l1=2r，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件可知，F2·2r=(G+G动)·r，当重物竖直匀速升降时，F2=(G+G动)。
方向
2倍
(3)特点：可以 。
4.滑轮组
(1)定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起。
(2)特点：既可以 又可以改变力的 。
(3)如图丙所示，判断动滑轮上绳子的段数，可在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将它们分割开来，数直接作用在动滑轮上的绳子的段数，有几段，n即为几。
省一半力
省力
方向
5.斜面：是一种省力、费距离的简单机械，如盘山公路。
6.轮轴：由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴可以看成是杠杆的变形，如门把手、方向盘等。
机械效率(3年0考)
1.定义： 跟 的比值。用公式表示η==。
2.使用机械时，有用功总是 总功，机械效率总是 1，机械效率通常用百分数表示。
3.提高机械效率的方法
(1)滑轮组：增加物重、减小动滑轮重、减小摩擦等。
(2)斜面：增大斜面倾角、减小摩擦等。
有用功
总功
小于
小于
实验器材
实验1 探究杠杆的平衡条件 (2022年课程标准必做实验)
铁架台、带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计。
实验装置
设计与进行实验
1.使支点处于杠杆中点的目的：消除杠杆自重对实验产生的影响。
2.杠杆上有刻度的好处：方便读出力臂。
3.对杠杆平衡状态的理解：杠杆处于静止或匀速转动的状态(与是否水平无关)。
4.实验前调节杠杆在水平位置平衡的操作：左端高向左调节平衡螺母，右端高向右调节平衡螺母。
5.实验中调节杠杆水平平衡的目的：便于测量力臂。
6.实验过程中不能调节杠杆两端的平衡螺母。
7.实验中通过增减钩码的数量改变动力和阻力的大小，通过移动钩码的位置改变力臂。
实验结论
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示：F1l1=F2l2。
［例1］ 在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆左端下沉，如图甲所示，则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，直至杠杆在水平位置平衡。
(2)调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 cm。
次数 动力F1/N 动力臂l1/ cm 阻力F2/N 阻力臂l2/ cm
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
(3)分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示)；第3次实验的杠杆类型属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例： ，并简要说明你的判断理由： 。
(4)如图丙所示，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 。(填选项代码)
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
答案：(1)右 (2)8.0
(3)F1l1=F2l2 费力 扫帚 扫帚使用时，动力臂小于阻力臂 (4)C
实验器材
实验2 测量滑轮组的机械效率
弹簧测力计、刻度尺、钩码、定滑轮、动滑轮、铁架台、细线。
实验装置
设计与进行实验
1.实验原理：
2.弹簧测力计在使用前应在竖直方向进行校零。
3.实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
4.使用同一滑轮组，提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关。
5.使用同一滑轮组提升重物，重物越重，滑轮组的机械效率越高。
6.使用不同的滑轮组提升同一重物，动滑轮越重，机械效率越低。
7.绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系：s=nh。
8.实验中，滑轮组克服物重所做的有用功W有=Gh，绳子自由端拉力所做的总功W总=Fs。
9.机械效率的计算
(1)已知物重和拉力：η===。
(2)已知物重和动滑轮重(不计摩擦)：η==。
实验结论
滑轮组提升重物时，物重越大、摩擦力越小、动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越大。
［例2］ 某实验小组用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，其中每个滑轮的重力均相等且为2 N，相关数据记录在下表中。
序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2 0.1 0.96 0.3 74.1
2 4 0.1 1.6 0.3 83.3
3 4 0.1 1.1 0.5
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计，且在 (选填“静止”或“拉动”)时读数。
(2)通过分析表中数据可知，第3次实验使用的是图
(选填“甲”“乙”或“丙”)所示的装置，且滑轮组的机械效率约为 。
(3)比较1、2两次实验，可得出结论：同一滑轮组， 越大，机械效率越高。
(4)比较2、3两次实验可知，滑轮组的机械效率还与 有关。
(5)若将图甲中的滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案：(1)匀速 拉动 (2)丙 72.7% (3)钩码重力 (4)动滑轮重 (5)不变
1.(多选)(2024贵州)如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，
B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是( )
ABD
A.压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B.只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C.只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D.在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
2.(2025北京)如图所示，园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用，下列说法正确的是 ( )
A.园艺剪对枝条的压力是阻力
B.在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
C
3.(2025青海)如图所示，踏碓是古代的舂米工具，运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是 ( )
A
4.(2025山东烟台)为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是 ( )
A.是定滑轮，可以省力
B.是动滑轮，可以省力
C.是定滑轮，可以改变力的方向
D.是动滑轮，可以改变力的方向
C
5.(多选)(2025北京)如图所示，重600 N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
货物所受重力G/N 货物被提升 高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s
540 3 200 25
ABC
A.工人做功的功率为72 W
B.滑轮组对悬挂点A的拉力为920 N
C.滑轮组的机械效率为90%
D.若货物离开水平地面之前，工人用100 N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200 N
6.(2025安徽)图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在B点的动力F1=15 N，测得l1=12 cm，l2=4 cm，则阻力F2= N。
答案：45
7.(2025山西)图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。
答案：如图所示
8.(2025四川凉山)如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
答案：如图所示
9.(2025广东深圳)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注：实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图甲所示，此时枧枧同学判断杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 。
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂
l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如表：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 0.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验 中原理相同。
(4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法： 。
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB=2∶9，秤砣质量为100 g，则重物所受的重力为 N。(g取10 N/kg)
答案：(1)平衡 (2)力臂 (3)1 (4)可选用重垂线来判断杠杆是否水平。实验过程和方法为：将重垂线固定在杠杆的支点上方，使重垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆处于水平位置；若不垂直，则杠杆不水平。(5)4.5
10.(2025辽宁)某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图(a)所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用智慧发明的工具，解决了提水费力的问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
(1)某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。
(2)该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图(b)所示。
(3)将一组钩码(钩码重均为0.5 N)通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图(c)所示。规定能使圆板顺(逆)时针转动的力为动(阻)力。由图(c)中的信息得到：动力×动力臂 阻力×阻力臂。
(4)多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。
(5)处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。
(6)实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线 (填“垂直”或“平行”)；目的是便于测量 。
【反思】
(7)古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以 力。
(8)制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变 ，可以达到更省力的目的。(不计机械自重和轴的摩擦)
【发现与探索】
(9)该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：
数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m
1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2
2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2
3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2
分析表中数据，得出结论：F3l3= 。(用表中字母表示)
答案：(3)= (6)垂直 力臂 (7)省 (8)小 (9)F1l1+F2l2
一、选择题
1.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
2.(多选)(2025贵阳一模)西江千户苗寨有一种古法小吃——木槌酥。如图所示是商家用木槌捶制木槌酥的场景，若图中商家的手对木槌B点所用力的方向始终与槌柄垂直，不计摩擦和槌柄重。则下列说法正确的是( )
A.B点是杠杆的支点
B.木槌在刚抬起时是一个省力杠杆
C.要想更省力应将B点的手向上移动
D.向上抬起的过程中，商家在B点对槌柄的力逐渐减小
CD
3.如图是常用的燕尾夹，当用力按压N点打开夹子时，燕尾夹可以抽象为一个杠杆，能正确表示燕尾夹工作示意图的是 ( )
A
4.用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1=30 N，绳b对人的拉力为F2=480 N。此过程 ( )
A.有用功为300 J
B.F1做的功等于F2做的功
C.F1做的功小于F2做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
D
二、填空题
5.如图所示，在某轻质杠杆B点，用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物，当杠杆水平静止时，弹簧测力计示数为10 N，若OA=10 cm，AB=40 cm，则物体的重力大小为 N，此杠杆属于 杠杆。
答案：50 省力
6.(2025黔东南一模)如图所示，用滑轮组匀速提升重为300 N的物体，拉力F为200 N，10秒钟内物体升高的高度为2 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中该滑轮组的机械效率是 ，拉力F的功率是 W。
答案：75% 80
7.如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为1×105 N的汽车经过某一长为200 m的路段时，竖直高度上升了20 m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104 N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。
答案：牵引力 40%
三、作图题
8.如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
答案：如图所示
四、实验探究题
9.(2024河北)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5 N的钩码进行了以下操作：
(1)不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
小明分析表格中的数据发现，第 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3)第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 (选填序号)。
①2.0 N ②2.5 N ③3.0 N ④3.5 N
(4)筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同。
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O'点，此时 (选填“MO'”或“O'N”)段更重一些。
【拓展】(6)如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2 N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800 mL、重为1 N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。
答案：(1)左 (2)3 (3)②③④ (4)4 (5)O'N (6)11
10.［科学思维］如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景。如图2，已知其中BO∶OC=1∶5，木料的体积为4 m3，木块的密度为0.5×103 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)求木料所受重力。
(2)如图2，若在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，当F2多大时，木料刚好被抬起。
(3)随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木料，已知提升的功率为P=10 kW，那这个吊车在10 s内可以将题目中的木料提升的高度为多高。
解：(1)木料的体积为4 m3，木块的密度为0.5×103 kg/m3，则木料所受重力：
G=mg=ρVg=0.5×103 kg/m3×4 m3×10 N/kg=2×104 N。
(2)在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，由杠杆平衡条件可得F1×OB=F2×OC，
由于BO∶OC=1∶5，则木料刚好被抬起时，F2===2×103 N。
(3)提升的功率P=10 kW，由P===Fv得，吊车匀速向上提起木料，拉力等于木料重力，则提升的速度：v====0.5 m/s，
吊车在10 s内可以将该木料提升的高度：h=vt=0.5 m/s×10 s=5 m。
第12讲 简单机械
模块四 力 学
1
考情精析 知考点
2
思维导图 建体系
3
知识清单 夯基础
4
实验探究 培素养
5
真题集训 悟中考
6
分层集训 提能力
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
知道简单机械 滑轮组 — — —
力和力臂的作图 — — —
探究并了解杠杆的平衡条件 杠杆平衡条件的应用 T9，2分 T8，3分 —
课标要求 高频考点 年份·分值 2023 2024 2025
知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径 机械效率的计算 — — —
能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用 — — — —
［教材导航］ 人教版：八年级下册P103~123第十二章“简单机械” 沪科版：八年级全一册P254~276第十一章“简单机械” 杠杆(3年2考)
1.定义：在力的作用下能绕 转动的一根硬棒。
固定点
2.五要素
(1)支点：杠杆可以绕其转动的点O。
(2)动力：使杠杆转动的力F1。
(3)阻力： 杠杆转动的力F2。
(4)动力臂：从支点O到 的距离l1。
(5)阻力臂：从支点O到 的距离l2。
阻碍
动力F1作用线
阻力F2作用线
3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写为F1l1=F2l2。
注意：计算时，动力F1和阻力F2的单位要统一，动力臂l1和阻力臂l2的单位也要统一。
种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂关系 l1>l2 l1
特点 省力费距离 省距离费力 既不省力也不费距离
举例 钢丝钳、瓶起子等 镊子、钓鱼竿、筷子等 天平、定滑轮、跷跷板等
<
>
滑轮(3年0考)
1.滑轮：滑轮是一种简单机械，是一个周边有槽并可以绕轴自由运动的轮子。
2.定滑轮
(1)定义：轴 的滑轮叫作定滑轮。
(2)实质：定滑轮是一个 杠杆。
图甲中O点固定不动为支点，其动力臂l1和阻力臂l2都等于圆的半径，根据杠杆的平衡条件可知，重物匀速上升时，F1=G，故不省力。
固定不动
等臂
(3)特点：不省力但可以改变力的 ；绳自由端移动的距离与重物移动的距离相等。
3.动滑轮
(1)定义：轴可以随物体运动的滑轮。
(2)实质：动滑轮是一个动力臂是阻力臂 的杠杆。
图乙中O可看作是一个可移动的支点，其中动力臂l1=2r，阻力臂l2=r，根据杠杆的平衡条件可知，F2·2r=(G+G动)·r，当重物竖直匀速升降时，F2=(G+G动)。
方向
2倍
(3)特点：可以 。
4.滑轮组
(1)定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起。
(2)特点：既可以 又可以改变力的 。
(3)如图丙所示，判断动滑轮上绳子的段数，可在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将它们分割开来，数直接作用在动滑轮上的绳子的段数，有几段，n即为几。
省一半力
省力
方向
5.斜面：是一种省力、费距离的简单机械，如盘山公路。
6.轮轴：由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴可以看成是杠杆的变形，如门把手、方向盘等。
机械效率(3年0考)
1.定义： 跟 的比值。用公式表示η==。
2.使用机械时，有用功总是 总功，机械效率总是 1，机械效率通常用百分数表示。
3.提高机械效率的方法
(1)滑轮组：增加物重、减小动滑轮重、减小摩擦等。
(2)斜面：增大斜面倾角、减小摩擦等。
有用功
总功
小于
小于
实验器材
实验1 探究杠杆的平衡条件 (2022年课程标准必做实验)
铁架台、带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计。
实验装置
设计与进行实验
1.使支点处于杠杆中点的目的：消除杠杆自重对实验产生的影响。
2.杠杆上有刻度的好处：方便读出力臂。
3.对杠杆平衡状态的理解：杠杆处于静止或匀速转动的状态(与是否水平无关)。
4.实验前调节杠杆在水平位置平衡的操作：左端高向左调节平衡螺母，右端高向右调节平衡螺母。
5.实验中调节杠杆水平平衡的目的：便于测量力臂。
6.实验过程中不能调节杠杆两端的平衡螺母。
7.实验中通过增减钩码的数量改变动力和阻力的大小，通过移动钩码的位置改变力臂。
实验结论
杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用字母表示：F1l1=F2l2。
［例1］ 在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆左端下沉，如图甲所示，则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，直至杠杆在水平位置平衡。
(2)调节钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，读出实验数据并记录在表格中。如图乙所示，阻力臂l2为 cm。
次数 动力F1/N 动力臂l1/ cm 阻力F2/N 阻力臂l2/ cm
1 0.5 16.0 1.0
2 1.0 15.0 1.0 15.0
3 2.0 15.0 1.5 20.0
(3)分析表中实验数据，得出杠杆的平衡条件为 (用F1、F2、l1、l2表示)；第3次实验的杠杆类型属于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，教室里的劳动工具中有这类杠杆，请举一例： ，并简要说明你的判断理由： 。
(4)如图丙所示，F始终与杠杆垂直，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B的过程中，F的大小将 。(填选项代码)
A.不变 B.变小 C.变大 D.先变大后变小
答案：(1)右 (2)8.0
(3)F1l1=F2l2 费力 扫帚 扫帚使用时，动力臂小于阻力臂 (4)C
实验器材
实验2 测量滑轮组的机械效率
弹簧测力计、刻度尺、钩码、定滑轮、动滑轮、铁架台、细线。
实验装置
设计与进行实验
1.实验原理：
2.弹簧测力计在使用前应在竖直方向进行校零。
3.实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计。
4.使用同一滑轮组，提升相同的重物，滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关。
5.使用同一滑轮组提升重物，重物越重，滑轮组的机械效率越高。
6.使用不同的滑轮组提升同一重物，动滑轮越重，机械效率越低。
7.绳子自由端移动的距离s与物体上升高度h的关系：s=nh。
8.实验中，滑轮组克服物重所做的有用功W有=Gh，绳子自由端拉力所做的总功W总=Fs。
9.机械效率的计算
(1)已知物重和拉力：η===。
(2)已知物重和动滑轮重(不计摩擦)：η==。
实验结论
滑轮组提升重物时，物重越大、摩擦力越小、动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越大。
［例2］ 某实验小组用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，其中每个滑轮的重力均相等且为2 N，相关数据记录在下表中。
序号 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计的示数F/N 测力计移动的距离s/m 机械效率η/%
1 2 0.1 0.96 0.3 74.1
2 4 0.1 1.6 0.3 83.3
3 4 0.1 1.1 0.5
(1)在实验中，测绳端拉力F时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计，且在 (选填“静止”或“拉动”)时读数。
(2)通过分析表中数据可知，第3次实验使用的是图
(选填“甲”“乙”或“丙”)所示的装置，且滑轮组的机械效率约为 。
(3)比较1、2两次实验，可得出结论：同一滑轮组， 越大，机械效率越高。
(4)比较2、3两次实验可知，滑轮组的机械效率还与 有关。
(5)若将图甲中的滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
答案：(1)匀速 拉动 (2)丙 72.7% (3)钩码重力 (4)动滑轮重 (5)不变
1.(多选)(2024贵州)如图甲所示的条凳，人若坐在凳的一端，极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图，
B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时，下列分析正确的是( )
ABD
A.压力作用于A点，可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B.只要压力作用于凳面的中间，则条凳一定不会上翘
C.只要在A、D点同时施加压力，则条凳一定不会上翘
D.在B或C点施加一个压力，则条凳一定不会上翘
2.(2025北京)如图所示，园艺工人在修剪枝条。关于园艺剪的使用，下列说法正确的是 ( )
A.园艺剪对枝条的压力是阻力
B.在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D.把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
C
3.(2025青海)如图所示，踏碓是古代的舂米工具，运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是 ( )
A
4.(2025山东烟台)为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是 ( )
A.是定滑轮，可以省力
B.是动滑轮，可以省力
C.是定滑轮，可以改变力的方向
D.是动滑轮，可以改变力的方向
C
5.(多选)(2025北京)如图所示，重600 N的工人通过滑轮组用竖直向下的拉力匀速提升货物，表中是他某次工作的相关数据。若三个滑轮重均相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是 ( )
货物所受重力G/N 货物被提升 高度h/m 绳端所受拉力F/N 所用时间t/s
540 3 200 25
ABC
A.工人做功的功率为72 W
B.滑轮组对悬挂点A的拉力为920 N
C.滑轮组的机械效率为90%
D.若货物离开水平地面之前，工人用100 N的力竖直向下拉绳端，则地面对货物的支持力为200 N
6.(2025安徽)图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在B点的动力F1=15 N，测得l1=12 cm，l2=4 cm，则阻力F2= N。
答案：45
7.(2025山西)图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。
答案：如图所示
8.(2025四川凉山)如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全地取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
答案：如图所示
9.(2025广东深圳)枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。(注：实验中所用钩码的规格相同)
(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图甲所示，此时枧枧同学判断杠杆处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态。
(2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 。
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂
l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如表：
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 0.5 20.0 1.0 10.0
2 1.0 20.0 1.0 20.0
3 1.5 10.0 1.0 15.0
4 2.0 15.0 0.5 20.0
龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验 中原理相同。
(4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法： 。
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB=2∶9，秤砣质量为100 g，则重物所受的重力为 N。(g取10 N/kg)
答案：(1)平衡 (2)力臂 (3)1 (4)可选用重垂线来判断杠杆是否水平。实验过程和方法为：将重垂线固定在杠杆的支点上方，使重垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆处于水平位置；若不垂直，则杠杆不水平。(5)4.5
10.(2025辽宁)某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图(a)所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用智慧发明的工具，解决了提水费力的问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
(1)某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。
(2)该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图(b)所示。
(3)将一组钩码(钩码重均为0.5 N)通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图(c)所示。规定能使圆板顺(逆)时针转动的力为动(阻)力。由图(c)中的信息得到：动力×动力臂 阻力×阻力臂。
(4)多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。
(5)处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。
(6)实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线 (填“垂直”或“平行”)；目的是便于测量 。
【反思】
(7)古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以 力。
(8)制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变 ，可以达到更省力的目的。(不计机械自重和轴的摩擦)
【发现与探索】
(9)该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：
数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m
1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2
2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2
3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2
分析表中数据，得出结论：F3l3= 。(用表中字母表示)
答案：(3)= (6)垂直 力臂 (7)省 (8)小 (9)F1l1+F2l2
一、选择题
1.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
2.(多选)(2025贵阳一模)西江千户苗寨有一种古法小吃——木槌酥。如图所示是商家用木槌捶制木槌酥的场景，若图中商家的手对木槌B点所用力的方向始终与槌柄垂直，不计摩擦和槌柄重。则下列说法正确的是( )
A.B点是杠杆的支点
B.木槌在刚抬起时是一个省力杠杆
C.要想更省力应将B点的手向上移动
D.向上抬起的过程中，商家在B点对槌柄的力逐渐减小
CD
3.如图是常用的燕尾夹，当用力按压N点打开夹子时，燕尾夹可以抽象为一个杠杆，能正确表示燕尾夹工作示意图的是 ( )
A
4.用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1=30 N，绳b对人的拉力为F2=480 N。此过程 ( )
A.有用功为300 J
B.F1做的功等于F2做的功
C.F1做的功小于F2做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
D
二、填空题
5.如图所示，在某轻质杠杆B点，用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物，当杠杆水平静止时，弹簧测力计示数为10 N，若OA=10 cm，AB=40 cm，则物体的重力大小为 N，此杠杆属于 杠杆。
答案：50 省力
6.(2025黔东南一模)如图所示，用滑轮组匀速提升重为300 N的物体，拉力F为200 N，10秒钟内物体升高的高度为2 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中该滑轮组的机械效率是 ，拉力F的功率是 W。
答案：75% 80
7.如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速挡，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为1×105 N的汽车经过某一长为200 m的路段时，竖直高度上升了20 m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104 N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。
答案：牵引力 40%
三、作图题
8.如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
答案：如图所示
四、实验探究题
9.(2024河北)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重为0.5 N的钩码进行了以下操作：
(1)不挂钩码时，杠杆在如图1所示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜。此时小明应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母，使杠杆水平并静止，达到平衡状态。
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2，测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次实验并把数据填入如表。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
小明分析表格中的数据发现，第 次实验数据有误，剔除这一组数据后，初步得出杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
(3)第4次实验结束后，小明撤去右侧钩码，改用弹簧测力计继续实验。如图2所示，他在左侧A点悬挂三个钩码，再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数可能为 (选填序号)。
①2.0 N ②2.5 N ③3.0 N ④3.5 N
(4)筷子是中国传统餐具，体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时，所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同。
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时，用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来，图3为筷子稳定时的俯视图，筷子MN的重心在O'点，此时 (选填“MO'”或“O'N”)段更重一些。
【拓展】(6)如图4所示，小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽，将细杆分成6等份，并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”，然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时，都要重新调节螺母，使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2 N的物体悬挂在标记“6”处，仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800 mL、重为1 N的小桶，通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置，并调整小桶内的水量，可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。
答案：(1)左 (2)3 (3)②③④ (4)4 (5)O'N (6)11
10.［科学思维］如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景。如图2，已知其中BO∶OC=1∶5，木料的体积为4 m3，木块的密度为0.5×103 kg/m3，g取10 N/kg。
(1)求木料所受重力。
(2)如图2，若在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，当F2多大时，木料刚好被抬起。
(3)随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木料，已知提升的功率为P=10 kW，那这个吊车在10 s内可以将题目中的木料提升的高度为多高。
解：(1)木料的体积为4 m3，木块的密度为0.5×103 kg/m3，则木料所受重力：
G=mg=ρVg=0.5×103 kg/m3×4 m3×10 N/kg=2×104 N。
(2)在B端有一木料对绳子的力F1为1×104 N，由杠杆平衡条件可得F1×OB=F2×OC，
由于BO∶OC=1∶5，则木料刚好被抬起时，F2===2×103 N。
(3)提升的功率P=10 kW，由P===Fv得，吊车匀速向上提起木料，拉力等于木料重力，则提升的速度：v====0.5 m/s，
吊车在10 s内可以将该木料提升的高度：h=vt=0.5 m/s×10 s=5 m。
同课章节目录