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(共67张PPT)
第一部分 河南中考考点精讲精练
第18讲 简单机械
理知识·固基础
破重难·提能力
重探究·破实验
聚焦河南·精练命题点
简单机械
判断下列说法是否正确，不正确的在原题上改正或举出反例。
①作用在杠杆上的动力和阻力的方向可能相同，也可能相反。( )
√
②杠杆的力臂是支点到力的作用点连线的距离。( )
×
[解析] 分析:杠杆的力臂是支点到力的作用线的距离。
③杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置。( )
×
[解析] 分析:杠杆的支点可以在杠杆的中间位置，也可以在一端。
④力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上。( )
√
⑤使用费力杠杆可以省距离。( )
√
⑥动滑轮既能省力又能改变力的方向。( )
×
[解析] 分析:动滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
⑦使用定滑轮一定既不省力也不费力。( )
×
[解析] 分析:使用定滑轮可能会费力，因为要克服摩擦。
⑧使用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组最多省一半力。( )
×
[解析] 分析:当有3段绳子承担重物时，所用拉力可能小于物重的一半。
⑨有用功越大，机械的机械效率就越高。( )
×
[解析] 分析:机械效率等于有用功与总功之比，只知道有用功的关系，不知道总功的大小，无法确定机械效率的高低。
⑩额外功越大，机械的机械效率就越低。( )
×
[解析] 分析:机械效率等于有用功与总功之比，而总功等于有用功与额外功之和，只知道额外功的关系，不知道有用功大小，无法确定机械效率的高低。
.机械的功率越小，机械效率就越低。( )
×
[解析] 分析:机械效率与机械的功率没有直接关系。
.机械做功越多，机械效率越高。( )
×
[解析] 分析:机械效率等于有用功与总功之比，只知道总功的关系，不知道有用功大小，无法确定机械效率的高低。
.减小机械内部摩擦，可以提高其机械效率。( )
√
.增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变。( )
×
[解析] 分析:增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率会提高。
一、杠杆作图
类型一 力臂的画法
力臂的画法
例1 （2023陕西中考）如图（a），用铁锹铲土时，铁锹可视为杠杆，图（b）是其
简化图， 为支点，请在图（b）中画出作用力 的力臂 。
例1图
[答案]
（b）
例2 生活素材 （2023新乡模拟）如图所示，图甲为我国古代劳动人民使用的舂米
机，图乙为其工作示意图，请在图乙中画出力 的力臂 和 端受到的阻力 。
例2图
[答案]
乙
例3 （2023郑州二模）如图所示是晓辉制作的斜拉索大桥模型。用质地均匀的木
条 做桥面，立柱 做桥塔， 可绕 点转动， 端用细线与 上的 点相
连。请在图中画出细线对 端拉力 及其力臂 和桥面 所受重力的示意图。
例3图
[答案]
例3图
类型二 最小力问题
求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况：
（1）在动力作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；
（2）在动力作用点未明确时，支点到杠杆最远点的距离就是最长力臂。
例4 生活素材 （2023周口郸城三模）如图甲所示是一款高压水枪喷头，其后端压
柄为一杠杆，简化图如图乙所示， 为支点， 为动力作用点， 为阻力作用点，
请在图乙中画出作用在 点的最小动力 和力臂 。
例4图
[答案]
乙
例5 （2023平顶山一模）如图所示，用一根细绳将杠杆 在 点悬挂起来，并
在 处挂一重物 ，欲在杠杆上施加一最小动力 ，使其在图示位置平衡，请作出
该最小动力 示意图及其力臂 。
例5图
[答案]
例5图
例6 生活素材 （2022辽宁中考）图甲是一款瓶起子。起瓶盖时，瓶身相当于一个
绕 点转动的杠杆,图乙是其简化示意图。请在图乙中画出：
例6图
（1）瓶盖上 点受到的阻力 的大致方向；
[答案]
乙
（2）作用在 点的最小动力 及其力臂 。
[答案]
乙
二、杠杆动态平衡条件分析及计算
杠杆动态平衡的分析方法：①先分析杠杆动态平衡中，阻力、动力臂、阻力臂中哪
些量不变；②再分析杠杆动态平衡中的变量如何变化；③最后根据杠杆平衡条件判
断动力的变化。
例7 （2023信阳光山模拟）如图所示，在杠杆的 点挂3个相同的钩码，要使杠杆
平衡，则应在 点挂___个同样的钩码；杠杆平衡后，如果把挂在 、 两点的钩
码分别向两端同时移动一个刻度，则杠杆的左端会______（选填“向上”“向下”或
“不变”）。
2
向下
例7图
[解析] 设一个钩码的重力为 ，杠杆上一个小格的长度为 ，根据杠杆平衡条件可知， ，即 ，解得 ，需挂2个钩码；若 、 两点的钩码同时向两端移动一个刻度，则左侧： ，右侧： ，因为 ，所以杠杆左端会下沉。
【注意】杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等，不能只看力或只看力臂。
例8图
例8 （2023平顶山一模）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕 点
自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力 ，使
木杆从 位置匀速转到 位置的过程中，力 的大小将( )
A
A.先变大，后变小 B.先变小，后变大
C.一直是变大的 D.一直是变小的
[解析] 根据杠杆平衡条件 分析，将杠杆缓慢地由 位置拉到水平位
置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力也不变，阻力臂变大，所以动力变大;当杠
杆从水平位置拉到 位置时，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，所以动力变
小。故 先变大,后变小。
例9图
例9 典型素养提升题 （双选）（2023信阳一模）如图所示，一
均匀杠杆可以绕中点 自由转动，杠杆上垂直粘有 、 两根粗
细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡，两蜡烛所处位置到 点的
水平距离 ，现同时点燃蜡烛，经时间 ，它们减少了
相等的质量，下列说法正确的是( )
AB
A.点燃前, 、 蜡烛重力之比为 B.经时间 ，杠杆右端下沉
C.经时间 ，杠杆左端下沉 D.经时间 ，杠杆继续保持水平平衡
[解析] 点燃 、 蜡烛前，杠杆处于平衡状态，根据杠杆的平衡条件可知，
，则 ，故A正确；经时间 ，蜡烛燃烧后减少的重力
相同，则支点左边力与力臂的乘积为 ；支点
右边力与力臂的乘积为 ，由于 ，所
以 ； ，则 ，
所以杠杆右端下沉，故B正确， 错误。
【解题关键】根据题目和图示得出两支蜡烛的重力关系和力臂之间的关系。
实验一 探究杠杆的平衡条件（2022.18）
例1 （2023平顶山郏县模拟）在探究杠杆平衡条件的实验中，
甲
1.在实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆处于______
（选填“平衡”或“非平衡”）状态；要使杠杆在水平位置平衡，应将
平衡螺母向____调节，这样做的目的是便于__________，并消除杠
杆自重对实验的影响；
平衡
左
测量力臂
乙
2.图乙中，杠杆恰好处于水平平衡状态，若在 处下方再挂一个钩码，
则 处所挂钩码需向右移动___格，可使杠杆在水平位置再次平衡；
1
3.若取下图乙中挂在 处的钩码，改用弹簧测力计在 处对杠杆施加拉力，为使杠
杆保持水平平衡，且弹簧测力计示数最小，则弹簧测力计对杠杆的拉力方向是
___________；
竖直向上
4.此实验多次改变挂在支点 两边钩码的数量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动
力、动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是______________（选填“减小误差”或
“寻找普遍规律”）；
寻找普遍规律
丙
5.小李同学将图甲状况调节成水平平衡后，进行图丙实验（两弹簧测力计不同时使用，测力计挂钩在4格处）。
（1）将弹簧测力计向右下方拉，示数为 ，力与水平方向成
角，杠杆水平平衡；
（2）将该弹簧测力计的方向改为向左下方拉，示数为 ，力与水
平方向成 角，杠杆水平平衡。若 ，则 ___（选填“ ”
“ ”或“ ”） ；
6.如图丁所示，杠杆上的刻度均匀，在 点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，
应在支点右侧第二格 点挂___个相同的钩码；当杠杆平衡后，将 、 两点下方
所挂的钩码同时朝远离支点方向移动一小格，则杠杆________（选填“顺时针”或
“逆时针”）转动；
6
顺时针
丁
7.小周同学所在实验小组在完成规定实验后，他们想进一步探究，如果杠杆受到
、 两个阻力，结果会怎样？通过实验，他们得到了如图戊所示的结果。根据
这个结果，可以初步得出，在这种情况下杠杆的平衡条件为 ___________；
（ 、 、 的力臂分别用 、 、 表示）
戊
8.如图己所示，用支点使一根胡萝卜水平平衡后，沿支点处将胡萝卜切分为 、
两部分，其重力分别为 、 ，由杠杆原理可知， ______（选填“大于”“小于”
或“等于”） ；
大于
己
庚
9.某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否
仍然成立？于是该小组同学利用如图庚所示的装置进行探究，
在杠杆 点处挂上2个钩码（每个钩码重 ），以弹簧测
力计的拉力为动力 ，钩码处绳子拉力为阻力 ，杠杆在水
平位置平衡时 ______（选填“大于”“等于”或“小于”） 。
其原因是__________________________。
大于
杠杆自重对杠杆平衡有影响
实验二 测量滑轮组的机械效率（10年未考）
例2 （2023周口川汇区模拟）在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小兵与同学们用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/ 钩码上升距离/ 弹簧测力计示数/ 弹簧测力计上升 距离/ 机械效
率
1 2 10 0.8 30
2 4 10 1.5 30 ①
3 6 10 ② 30
1.实验时应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，并用刻度尺测出物体上升的高度；
2.表格中编号①处的数据为_______；编号②处的数据为____（观察图丙）；
3.分析比较第1、3两次实验数据可得出：使用同样的滑轮组，提升的物体越重，滑
轮组的机械效率越____（选填“高”或“低”）；
匀速
2.2
高
4.分析数据可得结论：使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时，提升的物重增
加时，所做的额外功______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是____________
_________________________________；
变大
物重增加，轮和轴之间的压力变大，摩擦力变大
5.分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较
符合的图像是___；
B
A.&1& B.&2& C.&3& D.&4&
6.若将此滑轮组换一种绕绳方式，不计绳重和摩擦，提升相同的物体时，滑轮组的
机械效率______（选填“改变”或“不变”）；
不变
7.小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，
你认为他的想法________（选填“正确”或“不正确”），因为他没有考虑到______对
滑轮组机械效率的影响；
不正确
摩擦
8.请你根据所学知识判断：利用相同的滑轮组提升同一物体，物体上升的高度不同，
滑轮组的机械效率______（选填“相同”或“不同”）；
相同
9.若不计绳重和摩擦，在图丙滑轮组下加挂2个钩码，滑轮组的机械效率将______
（选填“增大”“不变”或“减小”），影响滑轮组机械效率的主要因素还有__________
_____；
增大
动滑轮的重力
10.汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提
高效率的方法中，与本实验同理的是___。
A
A.鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员
B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量
C.经常给汽车做保养，保持良好的润滑
&5& 杠杆的理解及类型判断（10年4考）
1.（2021河南8题）如图，工人师傅正在使用一根硬棒撬动石头，使用此硬棒 ( )
B
A.省力且省距离 B.省力但费距离
C.费力且费距离 D.费力但省距离
2.生活素材 （2020河南8题）在如图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是
( )
B
A.瓶盖起子
B.食品夹
C.起钉锤
D.核桃夹
提分要点
结合图片和生活经验，找出支点，判断杠杆在使用过程中动力臂和阻力臂的大小关
系，再判断它属于哪种类型的杠杆。
3.模型构建 （2019河南11题）如图开瓶器开启瓶盖时可抽象为一杠杆，不计自重。
下图能正确表示它工作示意图的是( )
B
A.&6& B.&7& C.&8& D.&9&
4.（2018河南8题）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是( )
B
A.羊角锤
B.筷子
C.瓶盖起子
D.天平
&10& 杠杆作图（10年2考）
5.（2015河南17题）图中 为轻质杠杆，可绕 点转动，在点 处用细绳悬挂一
重物，在 端施加动力 ，使杠杆在水平位置平衡。请画出杠杆受到的阻力 及
动力臂 。
[答案]
6.（2014河南17题）如图所示，用瓶起开启瓶盖，请画出在 点所用最小力的示意图。
[答案]
&11& 杠杆平衡条件及应用（10年2考）
7.模型构建 （2016河南20（2）题）在“大力士”比赛中，需要把一质量
，边长 ，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动
一段距离，如图所示。求翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小
力 的大小。 取 。
解：要想用最小的力使立方体一边刚好离开地面，由图知，支点为
， 动力臂应该达到最大， 为最大动力臂，所施加的力应该与力
臂 垂直且向上；
，
立方体重力
根据杠杆平衡条件可知，
，
最小力
&12& 探究杠杆的平衡条件（2022.18）
8.（2022河南18题）在探究杠杆平衡条件的实验中：
图1
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图1所示。为了使杠杆在水
平位置平衡，应将螺母向____（选填“左”或“右”）调节。
右
[解析] 实验前，杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，要使其在水平位置平衡，应将杠杆平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡；
（2）实验中，在杠杆两侧悬挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已
填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力和阻力臂的数据①
为___，②为_____。
图2
图3
1
0.15
实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
[解析] 由图2可知，杠杆左端挂了3个钩码，钩码在两格处，右端挂了2个钩码，位置在3格处，结合表中数据可知，两格处的力臂是 ，因此3格处的力臂为 ，故①为1，②为0.15；
（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件：___________。
[解析] 根据表中数据可知，杠杆的平衡条件为 ；
（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图3所示又进行了实验。老师肯定了他们
的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了
_____________。在测量拉力 的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力
臂应为____（选填“ ”“ ”或“ ”）。
拉力的力臂
[解析] 力臂不一定是支点到力的作用点的距离，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了拉力的力臂，使力臂与杠杆不重合；从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，因此拉力的力臂应为 。
&13& 滑轮、滑轮组的特点及简单计算（10年6考）
9.生活素材 （2015河南4题）如图是小聪为拉船靠岸而设计的甲、乙两种方案，若
拉船的力需要很大，则应选用方案____（选填“甲”或“乙”），因为采用这种方案可
以______。（不计机械的自重及摩擦）
甲
乙
甲
省力
提分要点
滑轮省力情况的判断方法：承担动滑轮的绳子段数为 ，理想的滑轮组（不计轮轴
间的摩擦和动滑轮的重力）拉力 ;只忽略轮轴间的摩擦，拉力
。
绳子自由端移动距离的判断：承担动滑轮的绳子段数为 ，绳子自由端移动的距
离 （或移动速度 ） 倍的物体移动的距离 （或移动速度 ）。
第10题图
10.生活素材 （2018河南4题）高速铁路的输电线，无论冬、夏
都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为
输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每
个坠砣质量为 ，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，输电线
端受到的拉力大小为________ 。若某段时间内坠砣串下降了
15
，则输电线 端向左移动了____ 。（ 取 ，不考虑钢绳的热胀冷缩）
[解析] 20个坠砣的总重力 ；由图知，使用的滑轮组承担 端拉力的绳子股数 ，图中坠砣挂在钢绳的自由端，不计滑轮和钢绳自重及摩擦，可得 ，则输电线 端受到的拉力 ；图中坠砣挂在钢绳的自由端，则坠砣串下降高度 ，则输电线 端向左移动的距离 。
第11题图
11.（2014河南13题）把质量相等的 、 两物体挂在如图滑轮组下
面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后( )
B
A. 上升 B. 下降
C. 、 均静止 D.无法判断
12.（2017河南9题）如图所示，水平桌面上有一铁块，由绕过定滑轮的细绳与重
的沙桶相连且保持静止。不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，以下分析正确的是
( )
B
A.使用定滑轮是为了省力
B.铁块受到绳子的拉力为
C.铁块对桌面的压力和重力是一对平衡力
D.若剪断绳子，铁块由于惯性将向左运动
&14& 功、功率、机械效率的相关计算（10年7考）
第13题图
13.（2023河南12题）如图所示，在 的拉力 作用下，用
滑轮组将重为 的货物匀速提升，在 内货物竖直上升
了 。不计绳重及滑轮上的摩擦。下列说法正确的是( )
C
A.滑轮组做的有用功为
B.拉力 做功的功率为
C.滑轮组的机械效率为
D.此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
14.（双选）（2019河南13题）工人用沿如图所示的滑轮组，在时间 内，将重为
的货物匀速提升了 ，人对绳子竖直向下的拉力恒为 （不计绳重和摩擦）。以下
说法正确的是( )
AB
第14题图
A.拉力 的功率为
B.额外功为
C.滑轮组的机械效率为
D.滑轮组的机械效率随 的增大而增大
[解析] 由图可知，连接动滑轮绳子的股数 ，绳自由端移动的距离
，拉力 做的功 ，则拉力 的功率 ，
故A正确；拉力做的有用功 ，则额外功
，故B正确；滑轮组的机械效率
，故C错误；根据 可知，滑轮组的机械效率与提升的高
度 无关，故D错误。
15.（2017河南20题）如图所示，工人用沿斜面向上、大小
为 的推力，将重 的货物从 点匀速推至 点；
再用 的水平推力使其沿水平台面匀速运动 ，到达
（1）利用斜面搬运货物主要是为了______；
省力
（2）货物在水平面上运动的速度为多少？
解：货物在水平面上运动的速度
（3）水平推力做功的功率为多少？
[答案] 水平推力做功的功率
点。已知 长 ， 长 ，距地面高 。试问：
（4）斜面的机械效率为多少？
[答案] 推力在斜面上做的功
做的有用功
斜面的机械效率

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