簡(jiǎn)單機(jī)械-2023中考物理一輪復(fù)習(xí)講義

第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械

劃重點(diǎn)之精細(xì)講義系列

Q

知識(shí)點(diǎn)1：杠桿

1.杠桿及其五要素：

（1）杠桿定義：在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫杠桿。

目

杠桿的形狀多樣，可以是直的（比如開(kāi)瓶扳手等），也可以是彎的（比如壓水井把手等）；杠桿

可以是單一的，也可以是幾個(gè)杠桿組合起來(lái)的（比如筷子、剪刀等是雙杠桿的組合）。

（2）杠桿五要素：

①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母Q表示。

②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母EL表示。

③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母EI表示。

④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離.用字母表示。

⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離.用字母］?表示。

目

①杠桿的支點(diǎn)一定在杠桿上，可以在杠桿的中間，也可以在杠桿的一端，還可以在杠桿的其他

地方。

②動(dòng)力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的方向相反，但動(dòng)力和阻力的方向不一定相反。當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)

兩邊時(shí)，二者方向大致相同；當(dāng)動(dòng)力和阻力在支點(diǎn)的一邊時(shí)，二者方向大致相反。

③動(dòng)力和阻力都是杠桿受到的力，它們的作用點(diǎn)都在杠桿上。動(dòng)力在杠桿上的作用點(diǎn)為動(dòng)力作

用點(diǎn)，阻力在杠桿上的作用點(diǎn)為阻力作用點(diǎn)。

④力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離，也不是支點(diǎn)到表示力的箭

頭的距離，下圖是力臂的幾種錯(cuò)誤畫(huà)法。

力臂的幾種錯(cuò)誤畫(huà)法

⑤力臂有時(shí)在杠桿上，有時(shí)不在杠桿上，如圖所示，動(dòng)力的方向垂直杠桿時(shí)，力臂在杠桿上，

如圖中1|；動(dòng)力與杠桿不垂直時(shí)，力臂不在杠桿上，如圖中l(wèi)1'o力的作用線恰好通過(guò)支點(diǎn)時(shí)力臂為

零，此時(shí)這個(gè)力不能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.杠桿的平衡條件:

(1)杠桿平衡：杠桿靜止不動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)都叫做杠桿平衡。

(2)杠桿平衡條件的表達(dá)式：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂。

(3)公式的表達(dá)式為：Fdi=F2I2.

敲黑輕

巨

我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室所做的杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)是在杠桿水平位置平衡進(jìn)行的，但在實(shí)際生產(chǎn)和生活

中，這樣的平衡是不多的。在許多情況下，杠桿是傾斜靜止，這是因?yàn)楦軛U受到平衡力作用。所以

說(shuō)杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。

3.杠桿中最小力的問(wèn)題及力臂的畫(huà)法：

求最小動(dòng)力問(wèn)題，可轉(zhuǎn)化為找最長(zhǎng)力臂問(wèn)題。找最長(zhǎng)力臂,一般分兩種情況：

(1)在動(dòng)力的作用點(diǎn)明確的情況下，支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的連線就是最長(zhǎng)力臂；

(2)在動(dòng)力作用點(diǎn)未明確時(shí)，支點(diǎn)到最遠(yuǎn)的點(diǎn)的距離是最長(zhǎng)力臂。

4.杠桿的分類(lèi)及應(yīng)用：

杠桿分為三類(lèi)：省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿；

分類(lèi)示意圖特點(diǎn)應(yīng)用分類(lèi)

動(dòng)力臂大于阻撬棒、剛刀、羊南錘、

FIFzU

省力杠桿力臂(11>12),鋼絲鉗、手推車(chē)、園省力杠桿

省力費(fèi)距離藝剪刀等

產(chǎn)動(dòng)力臂小于阻

起重臂、船獎(jiǎng)、釣魚(yú)

費(fèi)力杠桿力臂（1|<12）,費(fèi)力杠桿

芋等

寸費(fèi)力省距離

動(dòng)力臂等于阻

ι

.(gb、力臂（Ii=I）,

2天平、蹺蹺板、定滑

等臂杠桿不省力不費(fèi)力，等臂杠桿

輪（下節(jié)學(xué)）等

不省距離也不

費(fèi)距離

巨

①既省力又省距離的杠桿是不存在的。

②判斷杠桿是否省力，主要通過(guò)比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此對(duì)于比較復(fù)雜的杠桿，要先

找到支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力，然后畫(huà)出動(dòng)力臂和阻力臂再進(jìn)行比較。

③省力杠桿與費(fèi)力杠桿的應(yīng)用不同。省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用，這樣可以省力，

比如用半角錘起釘子、推獨(dú)輪車(chē)等；費(fèi)力杠桿一般用在阻力不大的情況下，是為了省距離。使用起

來(lái)方便，比如釣魚(yú)竿、筷子等。

實(shí)驗(yàn)探究杠桿的平衡條件

【實(shí)驗(yàn)圖示】

【實(shí)驗(yàn)步躲】

1.將杠桿的中點(diǎn)支撐在鐵架臺(tái)上，調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平住置平衡。

2.在杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿水平平衡，這時(shí)杠桿兩端受到的

作用力等于各自鉤碼所受的重力。將動(dòng)力Fn阻力F2、動(dòng)力臂1卜阻力臂12,記錄在表格中。

3.改變阻力和阻力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)動(dòng)力和動(dòng)力臂的大小，再做幾次實(shí)驗(yàn)。

重點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)前杠桿調(diào)水平平衡的原因

1.消除自重影響。將杠桿調(diào)至水平位置平衡時(shí)，就將杠桿自身的重心調(diào)到了支點(diǎn)上，這時(shí)杠桿

重力的力臂為零，重力不能使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可以避免杠桿自重對(duì)杠桿平衡的影響。

2.便于測(cè)量力臂。杠桿處于傾斜狀態(tài)時(shí)，力臂不在杠桿上，如圖甲所示，此時(shí)無(wú)法從杠桿上直

接讀出或測(cè)出力臂，力臂的測(cè)量較困難。當(dāng)杠桿處于水平平衡時(shí)，力臂在杠桿上，如圖乙所示，可

以從杠桿上直接讀出或測(cè)出力臂。

【實(shí)臉結(jié)論】

杠桿的平衡條件；動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，即Fili=F2I2

物理方法：歸納法

分析杠桿平衡條件時(shí)，通過(guò)對(duì)多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析歸納，總結(jié)出杠桿的平衡條件，利用的是歸

納法。

【注意事項(xiàng)】

(1)實(shí)驗(yàn)前，通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不能再調(diào)節(jié)平衡螺母使得杠桿在水平位置平衡，只能改變鉤碼的個(gè)數(shù)、位置

或者彈簧測(cè)力計(jì)的拉力大小、位宣。

(3)實(shí)驗(yàn)至少做三次，得出普遍規(guī)律，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性。

實(shí)驗(yàn)拓展

如圖所示，還可以用彈簧測(cè)力計(jì)的拉力作為動(dòng)力做"探究杠桿的平衡條件"的實(shí)驗(yàn)。此時(shí)要注意

彈簧測(cè)力計(jì)的拉力方向要始終沿豎直方向，否則動(dòng)力臂不沿杠桿方向，這種情況下直接在杠桿上讀

出(或測(cè)出)的動(dòng)力臂數(shù)值會(huì)比實(shí)際值偏大。

甲乙

【典例1］如圖所示，物理老師在進(jìn)行舉啞鈴鍛煉，啞鈴重為IoON,此時(shí)他的前臂相當(dāng)于一個(gè)杠桿,

下列關(guān)于這個(gè)杠桿的說(shuō)法正確的是()

B.肱二頭肌給前臂骨骼的拉力是阻力

0.啞鈴給前臂的壓力是動(dòng)力

D.肱二頭肌給前臂骨骼的拉力可能小于IOoN

【典例2】下列工具在使用時(shí)，屬于省力杠桿的是（）

【典例3】如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=ABo在A點(diǎn)懸掛物體，在B點(diǎn)豎直向上拉動(dòng)

杠桿使其始終保持水平平衡，拉力為F。下列說(shuō)法正確的是（）

A.F的大小為物重的2倍B.物重增加5N,F的大小也增加5N

C.物體懸掛點(diǎn)右移，拉力F會(huì)增大D.將F改為沿圖中虛線方向，拉力F會(huì)減小

【典例4]（2022?無(wú)錫）桿秤是我國(guó)古代勞動(dòng)人民的一項(xiàng)發(fā)明，是各種衡器中歷史最悠久的一種，

稱(chēng)量物體質(zhì)量時(shí)，它相當(dāng)于一個(gè)（填簡(jiǎn)單機(jī)械名稱(chēng)）。某桿秤的示意圖如圖所示，C處是秤

鉤，A、B位置各有一個(gè)提紐，BC=7cm,稈蛇質(zhì)量為0.5kg。提起B(yǎng)處提紐，秤鉤不掛物體，將秤坨

移至D點(diǎn)，桿秤恰好水平平衡，BD=1cm;將質(zhì)量為2.5kg的物體掛在秤鉤上，提起B(yǎng)處提紐，秤駝

移至最大刻度E處，桿秤再次水平平衡，則BE=cm。若要稱(chēng)里質(zhì)量更大的物體，應(yīng)選用

【典例5】（2022?錦州）如圖所示，用瓶起子起瓶蓋時(shí)，瓶起子是一個(gè)杠桿，O是它的支點(diǎn)，F(xiàn)?是

它受到的阻力。請(qǐng)你在圖中畫(huà)出作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力Fl及其力臂3。

【典例6】小明利用如圖（a）所示的裝置探究杠桿平衡條件;

（1）杠桿在圖甲所示的位置靜止，此時(shí)杠桿（選填“達(dá)到”或“沒(méi)有達(dá)到"）平衡狀態(tài)。為

使杠桿在水平位置平衡，小明應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向（選填“左”或“右”）移，在杠桿

兩側(cè)掛上不同數(shù)量相同規(guī)格的鉤碼，調(diào)節(jié)鉤碼位置，使杠桿重新在水平位置平衡，這樣做的目的是

便于直接在杠桿上讀出;

（2）如圖乙所示，在杠桿左側(cè)4位置（左邊位置第四格）先掛了3個(gè)鉤碼，每個(gè)鉤碼為0.5N,在

右側(cè)8位置（右邊位置第三格）用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向下拉杠桿，使其在水平位置平衡，此時(shí)彈簧測(cè)

力計(jì)的示數(shù)為N：

（3）如圖丙所示，小明在/1位置掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，在8位置掛了2個(gè)鉤碼，現(xiàn)將彈簧測(cè)力計(jì)從C

位置移到。位置，在此過(guò)程中杠桿始終在水平位置保持平衡，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù),原因是測(cè)

力計(jì)的拉力力臂(均選填“變大”、“變小”或“不變”)；

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明又用如圖丁所示裝置所示繼續(xù)探究，發(fā)現(xiàn)總是無(wú)法得到教材上所給出的杠桿

平衡條件，其原因是:

(5)杠桿平衡條件在生活中有很多應(yīng)用，如圖(b)所示，是小明利用杠桿平衡條件制作的輕質(zhì)桿

科，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)能測(cè)的物體的最大質(zhì)量偏小。下列操作能使桿桿所測(cè)最大質(zhì)量變大的是O

A.將a點(diǎn)向左移

B.將6點(diǎn)向左移

0.將a、￡點(diǎn)都向右移動(dòng)等長(zhǎng)距離

D.換一個(gè)質(zhì)量較小的稈筑

【典例7】如圖是小明在做俯臥撐，可將他看成是一個(gè)杠桿，4為重心，。為支點(diǎn)，支撐點(diǎn)8,手臂

垂直于地面，則動(dòng)力臂是m;假設(shè)小明的體重為60kg,則小明受到的重力為N,

地面對(duì)他雙手的支撐力是N?(g=10N∕kg)

【典例8］如圖所示，花崗巖石塊甲、乙體積之比為12:3,將它們分別掛在輕質(zhì)硬棒AB的兩端，當(dāng)

把石塊甲浸沒(méi)在水中時(shí)，硬棒恰能水平位置平衡。然后將甲石塊從水中取出，拭干后浸沒(méi)在液體丙

中，調(diào)節(jié)石塊乙的位置到C處時(shí)，硬棒在水平位置再次平衡，且口?=2)。(已知花崗巖的密度P=

33

2.6×10kg∕m)o求:

(1)AO-OB-,

(2)液體丙的密度。

Q

知識(shí)點(diǎn)2：滑輪

1.滑輪：

(1)滑輪定義：邊緣有凹槽，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪。因?yàn)榛喛梢赃B續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此可看作是能夠連

續(xù)旋轉(zhuǎn)的杠桿，仍可以用杠桿的平衡條件來(lái)分析。

(2)滑輪分類(lèi)：定滑輪和動(dòng)滑輪。

2.定滑輪工作特點(diǎn)：

(1)特點(diǎn)：使用定滑輪不省力(F=G),也不省距離(s=h),但能改變施力的方向。

(2)實(shí)質(zhì)：定滑輪是一個(gè)等臂杠桿。如圖所示，定滑輪的軸相當(dāng)于支點(diǎn)0,作用于繩端的拉力

為動(dòng)力F1,重物對(duì)繩子的拉力為阻力F2,動(dòng)力臂和阻力臂都等于滑輪的半徑，即Il=Iz=r,根據(jù)杠桿

平衡條件可知，F(xiàn)FF2,即F=G,所以使用定滑輪不省力。

劃重裝

定滑輪的施力方向不影響力的大小

如圖所示，利用定滑輪拉起一個(gè)重為G的物體，改變拉力的方向，作出每次的阻力臂和動(dòng)力臂，

由圖可知每次阻力和阻力臂的乘積均為Gl2,其中L=R(R為滑輪半徑)；根據(jù)幾何知識(shí)可知，三次

的動(dòng)力臂L=IJ=IJ=R,根據(jù)杠桿的平衡條件可得B=FJ=FJ=G,因此定滑輪的施力方向不影響力的

大小。

3.動(dòng)滑輪工作特點(diǎn):

(D特點(diǎn)：使用單個(gè)動(dòng)滑輪最多可以省一半力(F=LG),但費(fèi)距離

(s=2h),且不能改變施

2

力的方向。

(2)實(shí)質(zhì)：動(dòng)滑輪是一個(gè)動(dòng)力臂等于阻力臂二倍的省力杠桿。如圖

所示，作用于繩端的拉力為動(dòng)力匕，重物對(duì)繩子的拉力為阻力F?,動(dòng)滑輪

上升時(shí)繞著滑輪的邊緣0點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，0點(diǎn)相當(dāng)于動(dòng)滑輪的支點(diǎn)，動(dòng)力臂等于

滑輪的直徑d,阻力臂等于滑輪的半徑r,即1尸2卜，根據(jù)杠桿平衡條件可

知，F(xiàn)F?F2,即F=LG,所以使用動(dòng)滑輪可以省一半的力。

22

???

劃重點(diǎn)

動(dòng)滑輪的施力方向影響拉力的大小

如圖所示，利用動(dòng)滑輪拉起一個(gè)重為G的物體，改變拉力的方向，作出每次的動(dòng)力臂和阻力臂，

由圖可知每次阻力和阻力臂的乘積均為GR,R為滑輪半徑；根據(jù)幾何知識(shí)可知，三次的動(dòng)力臂h>L

>13,根據(jù)杠桿的平衡條件可得E<F2VF3,其中L=2R,Ft=-Q.故使用動(dòng)滑輪時(shí)，施力方向影響

2

拉力的大小，只有豎直向上拉時(shí)，拉力才等于物重的二分之一。

4.滑輪組及其工作特點(diǎn)：

定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組;使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的方向,

但要費(fèi)距離;

劃重飛.

豎直滑輪組和水平滑輪組的必背公式

物理量______________豎直方向滑輪組_________________________水平方向滑輪組____________

F

F?

圖形

*

^TTTTT7777777TTTTTT77T.7771

?[

F=nFA=nf?（不計(jì)f純，此時(shí)η=100%）

繩子拉力F/NF=n（G粉+G動(dòng)）不計(jì)f繩

F>ΠFA=nf地（計(jì)f繩，此時(shí)ηV100%）

繩子自由端的

s=nhS能二nS3?

距離s/m

繩子自由端的

V繩二nv物v÷?=nv*

速度v時(shí)

有用功w?一g=G前一Wj∣=FAS地二f地S危

W后G動(dòng)h（不計(jì)金）M.廠Vu=FS繩-FAS地

額外功WM

___________W湎=WaTk=Fs-G物h（通用）__________=Fst?-f地S地

W總=G物h+G動(dòng)h（不計(jì)千迤）

總功W&VU=FS繩

___________________WU=Fs（通用）_______________%

.FA

W仃G物hG物=-FAs--

叫?

H=k.h"h=c÷c（不計(jì)修）FS?

W總G物h+G動(dòng)hG物+G動(dòng)?Π?F

機(jī)械效率η叫

w<ιG物hG物s

=-?--

n=可=M=正（通用）碣FS

s??nF

n-動(dòng)滑輪上繩子的根數(shù)

n-動(dòng)滑輪上繩子的根數(shù)S也一物體相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的距離

h-物體上升的高度SL繩子自由端移動(dòng)的距離

注析

S-繩子自由端移動(dòng)的距離繩子與滑輪間的摩擦力

%一繩子與滑輪間的摩擦力f地-物體受到地面的摩擦力

F「拉物體的繩子上的拉力

5.輪軸:

(1)輪軸：輪軸由有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸，例如汽車(chē)方

向盤(pán)、門(mén)把手、轆鏟等。

(2)輪軸的實(shí)質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個(gè)杠桿，輪和軸的中心O是支點(diǎn)，作用在輪上

的力是動(dòng)力F,.作用在軸上的力是阻力F2,輪半徑OA就是杠桿的動(dòng)力臂I,,軸半徑

OB就是杠桿的阻力臂I20

(3)輪軸的特點(diǎn)：因?yàn)檩啺霃酱笥谳S半徑，即杠桿的動(dòng)力臂大于阻力臂，所以

作用在輪上的動(dòng)力F,總小于作用在軸上的阻力Fz.使用輪軸可省力，但是動(dòng)力作用

點(diǎn)移動(dòng)的距離大于用輪軸提升的重物(鉤碼)所通過(guò)的距離。

(4)輪軸的公式：BR=Fzr,即輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的力就是作用在軸上的力的

幾分之一。

6.斜面：

(1)斜面是簡(jiǎn)單機(jī)械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時(shí)，力

的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達(dá)到很高的效率。

(2)用F表示力，L表示斜面長(zhǎng)，h表示斜面高，物重為G.不計(jì)阻力時(shí)，根據(jù)功的原理得FL=Gh,

斜面傾角越小，斜面越長(zhǎng)，則越省力，但越費(fèi)距離。

(3)日常生活中常見(jiàn)的斜面，如盤(pán)山公路、螺絲釘上的螺紋等。

知識(shí)點(diǎn)3:機(jī)械效率

1.有用功和額外功：

(1)有用功：利用機(jī)械做功的時(shí)候，對(duì)人們有用的功就叫做有用功。

(2)額外功：并非我們需要但又不得不做的功叫做額外功。

(3)總功：有用功與額外功的和叫總功。

(4)如上圖斜面模型，總功的計(jì)算：VU=Fs;Ws=Wtw+Wis?=Gh+fs

(5)有用功的計(jì)算方法：Wsm=Gh;Wffsl=W,4-W

(6)額外功的計(jì)算方法：Wi^=f,s;W■產(chǎn)Wg-W力用

2.機(jī)械效率的概念：

(1)概念：有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率,通常用百分?jǐn)?shù)表示。

(2)計(jì)算公式：用W&表示總功,用(g用表示有用功,用n表示機(jī)械效率,則：Y=費(fèi)XlOO%。

Vy總

(3)提高機(jī)械效率的主要辦法：

①在有用功一定時(shí)，盡量減少額外功,采用減輕機(jī)械自身的重力和加潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦的措施;

②在額外功一定時(shí)，增大有用功,在機(jī)械能夠承受的范圍內(nèi)盡可能增加每次提起重物的重力，

充分發(fā)揮機(jī)械的作用。

劃重裝

(1)由于額外功不可避免，有用功只是總功的一部分，因而機(jī)械效率總小于1。

(2)機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素共同決定,不能理解成：“有用功多，機(jī)械效率高”或

“總功大，機(jī)械效率低”。

(3)當(dāng)總功一定時(shí),機(jī)械做的有用功越多(或額外功越少)，機(jī)械效率就越高;

(4)當(dāng)有用功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越少(或額外功越少)，機(jī)械效率就越高;

(5)當(dāng)額外功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越多(或有用功越多)，有用功在總功中所占的比例就

越大，機(jī)械效率就越高。

探究動(dòng)滑輪的特點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縿?dòng)滑輪是否省力，能否改變施力的方向，拉力移動(dòng)的距離和重物升高高度的關(guān)

實(shí)驗(yàn)圖示Ir

甲Z.

實(shí)驗(yàn)操作

1.如圖甲所示，把鉤碼掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，記下鉤碼的重力G;

2.如圖乙所示，通過(guò)動(dòng)滑輪用彈簧測(cè)力計(jì)拉同樣的鉤碼，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤

碼勺速上升，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩子自由端移動(dòng)的距離s,

記錄在表格中；

3.改變鉤碼的個(gè)數(shù)，多做幾次實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中

注意事項(xiàng)：利用彈簧測(cè)力計(jì)拉鉤碼時(shí)，要使彈簧測(cè)力計(jì)勻速且豎直向上運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)分析：使用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí)所用的拉力小于鉤碼重力，且近似等于鉤碼重力的一半，繩

子自由端移動(dòng)的距離等于鉤碼升高高度的2倍，拉力的方向與鉤碼移動(dòng)的方向相同

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：使用動(dòng)滑輪可以省力，但不能改變施力的方向，且費(fèi)距離

理解：動(dòng)滑輪上拉力大于物重一半的原因

實(shí)驗(yàn)中測(cè)得動(dòng)滑輪上的拉力略大于物重的一半，這是因?yàn)閯?dòng)滑輪的重不可忽略，另外，繩子與

滑輪間、輪與軸之間存在摩擦力(若無(wú)特殊說(shuō)明，一般可忽略不計(jì))，因此實(shí)際情況是拉力

G物+G動(dòng)+/

F

2

【典例1】（2022?湘西州）湘西自治州矮寨公路被修成環(huán)繞山坡的盤(pán)山公路，這樣車(chē)輛向上行駛時(shí)

可以（）

A.省力B.省距離C.省時(shí)間D.省能量

【典例2］如圖所示，俏80N,在力尸的作用下，滑輪以0.4m∕s的速度勻速上升，不計(jì)摩擦及滑輪

重，則物體的速度和力下的大小分別是（）

A.0.8m∕s,160NB.8m∕s,40N

C.0.4πι∕s,160ND.2m∕s,40N

【典例3】如圖所示，在大小為4N的水平拉力F作用下，重為30N的木塊A和輕質(zhì)動(dòng)滑輪一起水平

勻速移動(dòng)了0.2m,所用的時(shí)間是2s,若不計(jì)滑輪的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

Z<S?A

‰-≡-≡≡≡

A.繩子自由端移動(dòng)的距離為0.4mB.木塊A與地面的摩擦力為8N

C.木塊所受重力做的功為6JD.拉力做功的功率大小為1.2W

【典例4］如圖所示，請(qǐng)畫(huà)出最省力的滑輪組繩子的繞法。

【典例5】(2022.南通)用圖甲滑輪組做“探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)

中把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框上以改變滑輪的重，每次實(shí)臉都勻速拉動(dòng)繩端使物體上升10cm。

不計(jì)繩重，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表。

次數(shù)G物/NG√N(yùn)F/Nη∕%

16.00.32.290.9

26.01.0▲▲

36.01.92.969.0

46.03.23.458.8

(1)每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離為cm;

(2)第2次實(shí)驗(yàn)中拉力F的示數(shù)如圖乙，讀數(shù)為N,第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效

率為%。分析數(shù)據(jù)可知：在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越:

(3)實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離，則滑輪組的機(jī)械效率將;

(4)本實(shí)驗(yàn)中，在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪變重時(shí)，由摩擦引起的額外功占總額外功的比例

(選填“變大”“變小”或"不變”)。

甲乙

【典例6］（2022?畢節(jié)市）如圖，一輛貨車(chē)勻速?gòu)纳降譇開(kāi)到山頂B。貨車(chē)重為5.0X10"N,發(fā)動(dòng)機(jī)

的功率50kW保持不變，山坡AB長(zhǎng)2000m,高h(yuǎn)為300m,牽引力保持2.5X104N不變，不計(jì)空氣

阻力。求：

（1）汽車(chē)從山底開(kāi)到山頂所做的有用功。

（2）山坡的機(jī)械效率。

（3）汽車(chē)在山坡上行駛時(shí)的摩擦力。

班國(guó)級(jí)3

一、選擇題。

1.（2022.煙臺(tái)）如圖所示的杠桿在使用過(guò)程中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）

A.用鉗子夾導(dǎo)線

C.用起子起瓶蓋

2.（2022?紹興）小敏在做“研究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，先后出現(xiàn)杠桿右端下降的現(xiàn)象。為使

杠桿水平平衡，下列操作正確的是（）

B.圖甲中平衡螺母向左調(diào)節(jié)；圖乙中右側(cè)鉤碼向右移動(dòng)

C.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié)；圖乙中左側(cè)鉤碼向左移動(dòng)

D.圖甲中平衡螺母向右調(diào)節(jié)；圖乙中左側(cè)鉤碼向右移動(dòng)

3.（2022.廣東）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，最省力的

內(nèi)的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A.滑輪組的機(jī)械效率為50%B.動(dòng)滑輪重為IooN

C.繩子自由端拉力的功率為20WD.增大物重機(jī)械效率不變

5.（2022?蘭州）如圖所示，斜面長(zhǎng)IOm,高4m。用平行于斜面F=50N的拉力，將重IOON的物體,

從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

F

A.利用此裝置既可以省力，也可以省功B.物體受到的摩擦力為50N

C.對(duì)物體所做的有用功為500JD.該斜面的機(jī)械效率為80%

6.（2022.永州）如圖所示，用F=12N的拉力豎直向上勻速提升木塊，2s內(nèi)木塊升高的高度為0.1m,

木塊重力G=30N,在此過(guò)程中下列判斷正確的是（）

A.拉力F做功為1.2JB.滑輪組做的有用功為3J

C.滑輪組機(jī)械效率為40%D.拉力F做功的功率為0.6W

7.如圖所示的杠桿質(zhì)量不計(jì)，。為支點(diǎn)。物體A和B均為實(shí)心，且A的體積是B的體積的2倍，物

體A重力為6N,此時(shí)杠桿保持水平平衡，則下列說(shuō)法正確的是（）

O

A.物體B重力為3N

B.物體B重力為8N

0.物體B的密度比物體A的4倍

D.物體A和物體B同時(shí)調(diào)到杠桿左右兩端，杠桿依然能保持平衡

8.如圖是小強(qiáng)自己設(shè)計(jì)的用于鍛煉臂力的拉力器結(jié)構(gòu)示意圖。他每次用恒為尸的拉力向下拉動(dòng)拉桿,

使重為G的配重塊在t時(shí)間內(nèi)加速升高了九然后放手讓其自由落下。（不計(jì)拉桿和繩的重力）以下

說(shuō)法正確的是（）

A.圖中使用的是定滑輪，其作用是為了省力

B,配重塊所受重力與拉力是一對(duì)平衡力

C.小強(qiáng)每次拉動(dòng)拉力器的過(guò)程中對(duì)配重塊做的功是Gh

D.小強(qiáng)每次拉動(dòng)拉力器的過(guò)程中拉力做功的功率為2Fh∕t

9.在水平地面上放置一個(gè)重為360N的物體，用圖中所示的裝置勻速拉動(dòng)物體（不計(jì)繩子與滑輪的

摩擦），拉力廠等于30N,則物體與地面間的摩擦力應(yīng)為（）

A.60NB.120NC.90ND.360N

10.如圖所示，物體B放在水平桌面上，物體A通過(guò)滑輪組拉著物體B,此時(shí)物體B保持靜止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)用豎直向下4N的力Fl拉重為2N的物體A時(shí)，能使物體B以0.2m∕s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)；若只用

水平向左的力K拉物體B時(shí)，能使物體A以0.3m∕s速度勻速上升，不計(jì)滑輪重、繩重及滑輪間的摩

擦。下列判斷正確的是（）

A.物體B受到的摩擦力為8NB.拉力F2大小為IoN

C.拉力G的功率為2.4WD.拉力Fl的功率為1.2W

11.如圖所示，不計(jì)動(dòng)滑輪與繩之間的摩擦和重力，在水平拉力廠的作用下，重為IOON的物體M以

0.2m∕s的速度向左勻速直線運(yùn)動(dòng)5s,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為20N,以下正確的是（）

J

F?r

?

?

→

→M

Zzz〃ZZ/Zzz

A.M受到地面摩擦力水平向左

B.M受到地面的摩擦力為ION

C.M受到的重力對(duì)M所做的功為IoOJ

D.拉力廠的功率為4W

12.如圖所示，已知物體受到水平地面的摩擦力為240N,在繩子自由端用尸=150N的力通過(guò)滑輪

組水平拉重為120ON的物體，使其2s時(shí)間內(nèi)向左勻速運(yùn)動(dòng)0.6m。下列說(shuō)法中正確的是（）

A.滑輪組的機(jī)械效率為60%B.繩子自由端移動(dòng)速度為0.9m∕s

C.繩子自由端拉力的功率為72WD.2s時(shí)間內(nèi)拉力做的功為180J

13.如圖所示，為了把兩件相同貨物搬運(yùn)到汽車(chē)上，工人用相同材質(zhì)的木板搭建了AB.CD兩個(gè)斜面，

用沿斜面向上的力將其中一件貨物從斜面A3的底端勻速推到頂端，另一件貨物用同樣的方法沿斜面

CQ搬運(yùn)。下列說(shuō)法正確的是（）

A水平地面C

A.沿斜面48推動(dòng)更省力

B.沿斜面CD推動(dòng)，工人克服貨物重力做的功更多

C.無(wú)論利用哪個(gè)斜面，工人克服貨物重力做功的功率一定相同

D.沿斜面推動(dòng)貨物的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能增大

14.如圖所示的三種場(chǎng)景中，拉力6、￡、自大小相等，在拉力的作用下物體移動(dòng)的距離也相等。若

拉力所做的功分別記為胴、%、%,則它們的大小關(guān)系為（）

〃〃"〃〃〃/

產(chǎn)

產(chǎn)

A.WW2<W3B.W,<MVMC.W2<W^<W3D.WPWFW3

15.如圖所示，在光滑的斜面上，將物體G分別沿斜面4?和8C以相同的速度勻速拉到頂端C,所

用的力分別是E和所做的功分別是胴和強(qiáng),功率的大小分別為一和巳，比較它們的大小

（）

C.F,VFz,W>=Vh,Pi—P2

D.F,<F2,W,=W2,P,<P2

16.用如圖所示的滑輪組，勻速直線拉動(dòng)水平地面上重為35N的物體，手的拉力為20N,物體移動(dòng)

的速度為O.1m∕s,物體受到地面的摩擦力為32N,不計(jì)繩重、滑輪組的摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A.滑輪組的機(jī)械效率為80%B.動(dòng)滑輪重為5N

C.拉力的功率為2WD.IOS內(nèi)物體的重力做功為35J

17.如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，5s

內(nèi)使物體4勻速上升1m,提升過(guò)程中拉力打的功率為160W。已知物體4重720N,該工人重600N。

關(guān)于該過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（)

A.繩子自由端移動(dòng)的速度為0.2m∕s

B.動(dòng)滑輪重80N

C.該工人對(duì)地面的壓力為200N

D.工人利用該滑輪組提升物體的最大機(jī)械效率為90%

18.如圖所示，天花板上掛著一個(gè)滑輪，繩繞過(guò)滑輪后兩端分別連接A、B兩物體，A、B兩物體所

受重力為8=6N,&=9N,B放在光滑水平地面上，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，不計(jì)滑輪和繩的重力及

摩擦，下列說(shuō)法正確的是（）

A.繩對(duì)A的拉力大小為9NB.繩對(duì)B的拉力大小為9N

C.地面對(duì)B的支持力大小為3ND.天花板所受拉力大小為15N

19.如圖所示的滑輪組中，每個(gè)滑輪自重均為20牛，橫桿的自重是10牛，摩擦和繩重不計(jì)，現(xiàn)用

此滑輪組勻速提起重合750牛的物體，那么需要施加的動(dòng)力尸是（)

C.190ND.170N

20.如圖，質(zhì)量分別為期、他、∏h（m>m>的物體通過(guò)輕繩和彈簧連接起來(lái)，三個(gè)物體均處于靜止

狀態(tài)。不計(jì)彈簧自重、繩重和摩擦，關(guān)于此裝置的說(shuō)法正確的是（）

A.繩子對(duì)&的拉力大小為mzg

B.繩子對(duì)如的拉力大小為mzg

C.彈簧所受拉力大小為（加3-儂）g

D.地面對(duì)偌的支持力大小為（m戶(hù)m3-m>g

21.如圖所示，吊籃的重力為400N,動(dòng)滑輪總重力為IooN,定滑輪總重力為IoON,人的重力為600N,

人在吊籃里拉著繩子不動(dòng)時(shí)，人需用力（）

////////

7

A.220NB.240NC.275ND.300N

22.如圖所示，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧測(cè)力計(jì)A,B,0,的示數(shù)分別為H,FB,FC,以下有關(guān)

彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的關(guān)系，正確的是（）

A.FHFFFCB.FkFdFcC.2FF3FFFCD.3FF6FF2FB

23.如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，重80ON的物體在IoS內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力打

為500N,則提升重物的過(guò)程中（）

A.繩子自由端被拉下3mB.做的總功是IooOJ

0.拉力廠的功率是80WD.動(dòng)滑輪的重力是200N

24.如圖所示，聰明愛(ài)玩的小亮將一個(gè)滑輪固定在豎直墻壁上，另一個(gè)固定在自己的滑板車(chē)上，用

繩子將兩個(gè)滑輪組裝成滑輪組。小亮站在滑板車(chē)上拉動(dòng)手中的繩子，他用IoN的拉力在4s內(nèi)，使自

己和滑板車(chē)一起沿水平地面勻速向墻運(yùn)動(dòng)了1.2m?；喼?、軸摩擦和繩重均忽略不計(jì)。下列說(shuō)法中

正確的是（）

*κ>千滑板車(chē)

A.滑板車(chē)對(duì)人的摩擦力水平向右，大小為ION

B.豎直墻壁受到的拉力為20N

C.滑板車(chē)受到地面的摩擦力水平向右，大小為30N

D.動(dòng)滑輪對(duì)滑板車(chē)?yán)Φ墓β蕿?W

25.如圖所示，∕7F4N,6=3N,此時(shí)物體A相對(duì)地面靜止，物體B以0.1m∕s的速度在物體A表面向

左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，（不計(jì)彈簧測(cè)力計(jì)，滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說(shuō)法正

確的是（）

彈簧測(cè)力計(jì)

B

A

，，〃，，，，，，，，，，，，，，〃，，，，，，，，，，〃，，，，，，，?，，，，，，，，，，，，，，，/77777777777777777777777777777777

A.彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為6N

B.方的功率為0.6W

C.如果增大￡,物體A不會(huì)向左運(yùn)動(dòng)

D.物體A和地面之間摩擦力為7N

26.如圖，將重5N的物塊勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力為2N,斜面長(zhǎng)S為1.25m,高力為0.2m。

以下說(shuō)法正確的是（）

A.使用斜面可以省力

B.斜面的機(jī)械效率為40%

C.物塊所受的滑動(dòng)摩擦力為2N

D.物塊所受的重力和支持力是一對(duì)平衡力

27.如圖所示，豎直固定的測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)滑輪組，已知每個(gè)滑輪重均為50N,滑輪組下端掛有

物體B,滑輪組繩的末端通過(guò)定滑輪沿水平方向與物體A相連，物體A在繩的水平拉力作用下向右

做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為550N；在物體B下加掛重為90N的物體C后，用水平向左的

力尸拉動(dòng)物體A可使其沿水平桌面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體B上升的速度大小為5cm∕s,若

不計(jì)繩重及滑輪的摩擦，g取10N∕kg,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.物體A所受滑動(dòng)摩擦力大小為250N

B.尸的大小為530N

C.B的重力為500N

D.尸做功的功率為42W

28.如下圖所示，滑輪組懸掛在水平支架上，某工人站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，

使物體A以0.3m∕s的速度勻速上升，提升過(guò)支架過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為80%。已知物體A重

480N,該工人重700N,兩個(gè)滑輪質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦，關(guān)于該過(guò)程，下列說(shuō)法正

A.繩子自由端受到豎直向下的拉力為300N

B.該工人對(duì)地面的壓力為400N

C.繩子自由端拉力的功率為90W

D.支架受到滑輪組的拉力為102ON

29.（2022?百色）如圖所示，輕質(zhì)細(xì)桿可繞豎直墻上的O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，末端掛一個(gè)重為150N的物體,

拉力F沿水平方向，當(dāng)6=45°時(shí)，拉力F=150向若保持拉力沿水平方向，讓細(xì)桿順時(shí)針

緩慢旋轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則拉力將變大（選填“變大”或“變小

30.（2022?遼寧）圖甲是一款瓶起子。起瓶蓋時(shí)，瓶身相當(dāng)于一個(gè)繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿。圖乙是其簡(jiǎn)

化示意圖。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出：

（1）瓶蓋上B點(diǎn)受到的阻力Fz的大致方向；

（2）作用在A點(diǎn)的最小動(dòng)力Fl及其力臂I1。

甲乙

31.（2022?遼寧）圖甲是小奇用食品夾夾肉餅時(shí)的情景，食品夾看作可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)杠桿,

其中OAB是上方杠桿，圖乙是OAB的簡(jiǎn)化圖，F(xiàn)?為作用在點(diǎn)B的阻力。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出：

（1）在A點(diǎn)施加的最小動(dòng)力日及動(dòng)力臂I1;

（2）阻力臂I20

甲乙

32.我國(guó)民俗活動(dòng)豐富多彩，在立夏時(shí)節(jié)，有的地方會(huì)給孩子稱(chēng)體重（如圖1）,冀求孩子健康成長(zhǎng),

俗稱(chēng)“立夏秤人”。如圖2,調(diào)整秤駝的位置，使桿秤處于水平平衡狀態(tài)（忽略繩重和桿重）。

圖1圖2

（1）以。點(diǎn)為支點(diǎn)，在圖2中畫(huà)出繩子對(duì)桿稈4點(diǎn)的拉力所及〃的力臂〃：

（2）由圖2,孩子及秤鉤和所坐籃子的總質(zhì)量（填“大于”“等于”或“小于”）秤駝的質(zhì)量。

若換稱(chēng)下一個(gè)體重較重的孩子，秤蛇和籃子等都不變，仍在O點(diǎn)提起桿秤，調(diào)到水平平衡后秤蛇的

懸掛點(diǎn)應(yīng)在（填“8點(diǎn)左邊”“8點(diǎn)”或“8點(diǎn)右邊”）。

33.如圖是探究“杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)。

■■甲

S

H乙

y

（1）如圖甲所示，此時(shí)杠桿（處于/不處于）平衡狀態(tài)；為使杠桿在水平位置平衡應(yīng)將平衡

螺母向（左/右）調(diào)節(jié)；

（2）杠桿水平平衡后，小明在杠桿4點(diǎn)處掛上2個(gè)鉤碼，8點(diǎn)處掛上個(gè)鉤碼，可以再次使杠

桿在水平位置平衡，若把48處所掛鉤碼同時(shí)向支點(diǎn)移動(dòng)1格，則杠桿（選填“依然平衡”

“左端下降”或“右端下降”）；

（3）小明將一端的鉤碼換成彈簧測(cè)力計(jì)，發(fā)現(xiàn)按圖丙中彈簧測(cè)力計(jì)使用方式校零時(shí)往往很困難，由

于彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和秤鉤都有一定的質(zhì)量，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)略繩子受到的實(shí)際拉力

（選填“大于”或“小于”），為了在豎直向下方向校零，一種方法是取兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)先豎直方向

校零后，如丙圖右側(cè)所示豎直放置，秤鉤對(duì)鉤，在豎直方向拉到某一數(shù)值，這時(shí)只要移動(dòng)彈簧測(cè)力

計(jì)（甲/乙）的指針，使其示數(shù)與另一彈簧測(cè)力計(jì)相等即可完成校零；

（4）實(shí)驗(yàn)中小明曾提出“力的作用點(diǎn)到支點(diǎn)的距離影響杠桿的平衡”。為判斷這一觀點(diǎn)是否正確，

小華制作了一個(gè)密度均勺的圓盤(pán)（相當(dāng)于杠桿），圓盤(pán)可以繞著圓心0轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)軸阻力忽略不計(jì)），

如圖丁所示。他先在圓盤(pán)的C點(diǎn)掛上4個(gè)鉤碼，又在G點(diǎn)掛上一定數(shù)