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(共64张PPT)
第十一讲　简单机械
第1节　杠杆
思维导图
简单
机械
滑轮与斜面
滑轮
斜面
机械效率
机械效率
常见模型的机械效率
杠杆的
基础知识
定义
五要素
杠杆平衡条件
杠杆类型
的判断
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
定滑轮
动滑轮
滑轮组
功的分类
有用功
总功
额外功
定义
计算公式
特点
知识精讲
杠杆的基本知识(省卷5年3考，兰州5年3考)
考点
1
定
义 如图所示，一根硬棒，在① 的作用下能绕
着② 转动，这根硬棒就是一个杠杆. (人教八下P105、
北师八下P103)
力　
固定点　
五
要
素 (1)支点：杠杆可以绕其转动的点(如图中的点)； (2)动力：使杠杆转动的力(如图中的F1)； (3)阻力：③ 杠杆转动的力(如图中的F2)； (4)动力臂：从支点O到④ 的
距离(如图中的⑤ )； (5)阻力臂：从支点O到⑥ 的
距离(如图中的⑦ ).
杠杆
平衡
条件 动力×动力臂＝⑧ ，用F1、F2、l1、l2分别表示
动力、阻力、动力臂和阻力臂；杠杆的平衡条件也可以写作：
⑨ . 阻碍　
动力F1的作用线　
l1　
阻力F2的作用线　
l2　
阻力×阻力臂　
F1l1＝F2l2　
(人教八下P105、
北师八下P103)
考点小练
1. 易错诊断(判断下列说法的正误，正确的在括号内打“√”，错误的打“ ”)
(1)只要是一根木棒，就是一个杠杆 (　 　)
(2)力臂可能在杠杆上，也可能不在杠杆上 (　√　)
(3)杠杆平衡时，作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反 (　 　)
(4)力臂的大小只与力的作用点的位置有关 (　 　)
(5)使用杠杆时，只有在费力的情况下才能省功 (　 　)

√



2. (人教图片改编)如图甲所示为赛艇比赛时的情景，图乙为运动员所用船
桨的简化图，A点为手与船桨的接触点，B点为船桨与船的连接点.划船时
点 为支点，施加在C点的力是 (选填“动力”或“阻力”)，A点
越靠近B点越 (选填“省力”或“费力”).
　 　
　第2题图
B　
阻力　
费力　
3. (人教习题改编)如图是工人师傅搬运砖头的独轮车，在使用时可看
作杠杆.已知车体和砖头所受的总重力G＝1 000 N，其余有关尺寸如图
所示.则匀速直线推车时，人的手竖直向上的力F＝ N；为了使
力F更小，工人师傅可以将他的手向 (选填“远离”或“靠近”)
支点O的方向移动.
300　
远离　
第3题图
4. (人教习题改编)如图甲所示是生活中常用的核桃夹，当用力握住C点夹
核桃时，可把核桃夹看作杠杆，请在图乙的核桃夹示意图中作出B点受到
的阻力F2及在C点施加的最小力F1的示意图.
　
第4题图
F2
F1
杠杆类型的判断(省卷5年3考)
考点
2
类型 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
力臂的大小
关系 动力臂＞阻力臂 动力臂⑩ 阻
力臂 动力臂＝阻力臂
力的大小 关系 动力 阻力 动力＞阻力 动力 阻
力
特点 省力，
费力，
不省力，不省距离
举例 用羊角锤拔钉子 钓鱼竿 天平、跷跷板
＜　
＜　
＝　
费距
离　
省距
离　
考点小练
5. (人教、北师图片改编)下列物品在使用时属于省力杠杆的是 .
(填字母)
A. 用羊角锤拔 钉子 B. 开瓶器 C. 钳子 D. 镊子
ABC　
纵向实验分层练
实验
探究杠杆的平衡条件(2022课标学生必做实验)
实验要点梳理
1. 实验器材
① 、铁架台、钩码等.
2. 实验装置(如图)
杠杆　
(1)使支点处于杠杆中点的目的：避免② 对实验结果的影响.
(2)调节杠杆水平平衡的目的：③ .
杠杆自重　
便于测量力臂　
3. 操作过程及注意事项
(1)实验前：调节④ 使杠杆在水平位置平衡(遵循“左高
⑤ 调，右高⑥ 调”原则).
(2)通过改变悬挂钩码的⑦ 和⑧ 使杠杆在水平位置重新
平衡，探究杠杆平衡时，动力、动力臂和⑨ 、⑩ 之间
的关系.
平衡螺母　
左　
右　
数量　
位置　
阻力　
阻力臂　
(3)实验过程中 (选填“能”或“不能”)调节杠杆两端的平衡螺母.
(4)多次测量的目的： .
不能　
寻找普遍规律　
4. 实验结论
杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用图中字母表示
.(动力、阻力、动力臂、阻力臂分别为F1、F2、l1、l2)
F1l1＝
F2l2　
一题多设问(依据2022课标科学探究的四要素设问)
问题
例　小明利用铁架台、杠杆、质量相等的钩码等器材，探究杠杆的平
衡条件.
　 　
例题图
基础设问
证据
(1)实验前，发现杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆处于
(选填“平衡”或“非平衡”)状态；
(2)接下来应该将杠杆两端的平衡螺母向 调节，直到杠杆水平平
衡；调节杠杆水平平衡的目的是： ；
　 　
例题图
平
衡　
右　
方便测量力臂　
(3)[操作细节]在杠杆两侧挂上钩码，并调节钩码位置，如图乙所示，使得
杠杆再次在水平位置平衡，判断杠杆是否在水平位置平衡，其中一种方法
是判断杠杆上的刻度线与提着钩码的绳子是否 (选填“平行”或“垂
直”)，这利用了重力的方向总是 ；
(4)某次实验时，小明在杠杆两侧挂上钩码后，出现如图丙所示的情形，
接下来应该 ，使杠杆重新在水平位置平衡；
　 　
例题图
平行　
竖直向下　
移动钩码的位置　
解释
(5)多次改变钩码的数量及位置进行实验，记录的数据如表所示，分析表
格数据可得F1、F2、l1、l2之间的关系是： ；
实验
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 15.0 3 10.0
2 1 20.0 2 10.0
3 3 10.0 1 30.0
F1l1＝F2l2　
能力提升
交流
(6)下列四个因素中，不会带来实验误差的是 ；
A. 铁架台自身的重力足够大
B. 单个钩码的磨损程度不同
C. 悬挂钩码的绳套重力
D. 杠杆与转轴之间有摩擦
A　
(7)实验小组对探究过程进行交流、讨论后，又进行了图丁所示的操作.老
师肯定了他们的做法，并指出用弹簧测力计斜拉能避免得出“动力×支点
到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”的结论.这样操作
改变了 ，此时拉力F的力臂应为 (选填
“OA”“OB”或“AB”).将弹簧测力计从图丁位置向左旋转至竖直位置，并维
持杠杆始终水平平衡，弹簧测力计的示数将 (选
填“增大”“减小”或“不变”)；
力的方向(合理即可)　
OB　
减小　
(8)[生活实践](2025陕西)如图戊所示，园林工人操作车载起重机拉起一棵
大树，绳端作用在 (选填“A”或“B”)处更省力.
　例题图
A　
甘肃真题及变式
1. (2025省卷11题2分)小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙
的一条纹，这是为了增大 力；指甲剪的结构简图如图所示.其中
OBD为 (选填“省力”或“费力”)杠杆.
第1题图
摩擦　
费力　
杠杆类型的判断(省卷5年3考)
命题点
1
变式
1.1　[变设问](人教、北师图片改编)如图所示是常用指甲刀的结构示意
图，它包含有3个杠杆： 、OBD和OED. 其中省力杠杆有
个，费力杠杆有 个，杠杆OBD的支点为 点.
第1.1题图
ABC　
1　
2　
O　
2. (2021省卷9题2分)如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住C点夹核桃
时，可把 点看作支点，此时核桃夹可看作 杠杆(选填“省
力”“费力”或“等臂”).
　第2题图
A　
省力　
3. (2023省卷12题2分)如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一
把剪铁皮的剪刀，你会选择 (选填“A”“B”或“C”)剪刀，这样选择的
目的是为了 (选填“省力”“省距离”或“省功”).
　 　
第3题图
A　
省力　
拓展训练
4. (2025德阳)小王在体育课上做俯卧撑，若将他的身体看作为杠杆，脚尖
作为支点O，简化模型如图所示，A点为重心，请画出重力示意图及F1的
力臂l1.
第4题图
杠杆作图
命题点
2
G
l1
5. (2025平凉模拟)图甲是管道工人撬开马路上的井盖时的情景，撬棒相当
于杠杆，图乙为简化图，其中O为支点，请在图乙中画出工人在A点施加
的最小动力F1的示意图及动力臂l1.
　
第5题图
第5题答图
l1
F1
6. (2024省卷15题2分)用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十
字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力在 (选填“A”“B”或
“C”)点更容易拧动螺丝，原因是：
.
第6题图
C　
在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长
越省力　
杠杆平衡条件的应用(省卷2024.15，兰州5年3考)
命题点
3
7. (2023兰州15题2分)建筑工地上，工人利用杠杆提起重物.如图所示，杠
杆AOB在竖直拉力的作用下恰好在水平位置平衡.已知OA∶OB＝3∶1，物体
的重力为1 600 N，与地面的接触面积为400 cm2，此时物体对水平地面的
压强为2.5×104 Pa.若工人的重力为700 N，则工人对地面的压力
为 N，工人最多能拉起 N的重物(杠杆与绳的自重、转轴
上的摩擦均不计).
第7题图
500　
2 100　
拓展训练
8. (2025武威模拟)如图，在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加
一个力F，由1位置缓慢移到如图虚线2的位置，在这个过程中杠杆始终在
水平位置平衡，则下列说法正确的是(　D　)
A. 力F的大小变大
B. 力F的大小先变大后变小
C. 力F和它力臂的乘积先变大后变小
D. 力F和它力臂的乘积始终保持不变
第8题图
D
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9. (2025兰州模拟)同学们模仿中药房的戥子制作杆秤，用筷子做秤杆，用
钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点.当不挂秤砣且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆处于水平平衡；当秤盘放100 g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次处于水平平衡，如图所示.在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线.下列说法错误的是(　C　)
A. 自制杆秤的每一格约表示2 g
B. 称量时，若B端翘起，减小被测物体的质量可使秤杆恢复水平平衡
C. 称量时，如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D. 若将提纽移到O点左侧(未达A点)可以增大杆秤的测量
范围
第9题图
C
跨学科实践
跨学科实践
制作简易杆秤(人教)
1. 在跨学科实践活动中，同学们以“杆秤”为主题开展研究.
(1)查阅资料，认识杆秤构造和工作原理.
如图甲，杆秤是由带有秤星(刻度)的秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成；杆
秤使用时利用到杠杆的平衡条件为： .
动力×动力臂＝阻力×阻力臂　
第1题图
(2)制作一个简易杆秤.
材料：一根长度约为30 cm的木制筷子，一个小盆，一个10 g的钩码，一
个40 g物体，2 g的物体若干，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等.
步骤：①在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B. 把小
盆挂在槽A处作秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽.
②用细线系一个10 g的钩码作为秤砣.空秤盘时，调节秤砣的位置使秤杆水
平平衡，这时细线在秤杆上的位置O为 (选填“支点”或“零刻
度线”)，该步骤的目的是： .
第1题图
零刻度线　
消除秤盘和秤杆自重对平衡的影响　
③小明仔细观察，发现筷子粗细不均匀，根据杠杆平衡条件可知，秤杆的
刻度是 (选填“均匀”或“不均匀”)的.定刻度时，小明和小华分别采
用了以下不同的方法：小明先在秤盘上放2 g物体，手提提纽，移动秤
砣，使杆秤水平平衡，在秤砣所挂位置上标上2 g，然后在秤盘上放4 g物
体……按上述方法直至标出所有刻度；小华在秤盘中放40 g物体，手提提
纽，移动秤砣，使秤杆水平平衡.此时，标记秤砣所挂位置C，并记为40
g，将O到C之间分成20等份，每一格就表示 g.你认为 的方
法更合理.
均匀　
2　
小华　
(3)交流展示.
图乙是小明同学完成的作品，若要提高秤杆精度，则应使用图乙中的
(选填“提纽1”或“提纽2”)并标注对应刻度；若在实际使用过程中秤
砣被磕掉一部分，则用杆秤所测物体质量 (选填“大于”“小于”或
“等于”)物体真实质量.
提
纽2　
大于　
第1题图
第2节　滑轮　斜面　机械效率
思维导图
简单
机械
滑轮与斜面
滑轮
斜面
机械效率
机械效率
常见模型的机械效率
杠杆的
基础知识
定义
五要素
杠杆平衡条件
杠杆类型
的判断
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
定滑轮
动滑轮
滑轮组
功的分类
有用功
总功
额外功
定义
计算公式
特点
知识精讲
滑轮与斜面(省卷5年3考，兰州5年4考)
考点
1
1. 滑轮和滑轮组
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
定义 轴固定不动的滑
轮. 轴随被吊物体一起运动的滑轮. 把定滑轮和动滑轮组合
在一起构成滑轮组.
图示
F与G
的关系 忽略绳重、滑轮重及摩擦. F1＝① F2＝② F3＝③ ，F4＝④
G　
G　
G　
G　
类型 定滑轮 动滑轮 滑轮组
s与h的
关系 s为绳端移动距离，h为物体上升的高度. s1＝⑤ s2＝⑥ s3＝⑦ ，s4＝
⑧
v物与v绳
的关系 v物⑨ v绳 v物＝⑩ v绳 v物＝ v绳，v物'＝
v绳'
特点 能改变力的方向，
但不省力. 省力，但 改变力的方向. 既可以省力，又可以改
变力的方向.
h　
2h　
2h　
3h　
＝　
　
　
　
不能
2. 斜面
定义 斜面是一个与水平面成一定夹角的平面，它是一种简单机械，使用时省 ，费 .
特点 斜面高度一定时，斜面越长越省力.
应用 螺丝、盘山公路等.
力　
距离　
考点小练
1. (人教图片改编)如图所示是几种提升物体的方法，用它们分别将同一物
体匀速提升相同高度h.(忽略绳重和滑轮与轴间的摩擦以及动滑轮重)
(1)图乙有 段绳子承担物重，其绳端移动的距离为 .
(2)图丙有 段绳子承担物重，其绳端移动的距离为 .
(3)将物体提升时所用拉力最小的是 (选填“甲”“乙”或“丙”).
　 　
第1题图
2　
2h　
3　
3h　
丙　
机械效率(兰州5年3考)
考点
2
1. 功的分类人教教材顺序变化
(1)有用功：机械对外做的功，用W有用表示.如右图，动滑轮对钩码的拉力
所做的功叫作有用功.
(2)总功：动力对机械所做的功，用W总表示.如右图，弹簧测力计的拉力所
做的功，叫作总功，用W总表示.
(3)额外功：使用简单机械时，并非我们需要又不得不做的功，
用W额外表示.如右图，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的一些功叫作额外功.
2. 机械效率
(1)定义：物理学中，将 跟 的比值叫作机械效
率，用符号η表示.
(2)计算公式：η＝ 　 .
(3)特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是
总功，所以机械效率总是 1.
有用功　
总功　
小
于　
小于　
3. 常见模型的机械效率
竖直方向 水平方向 斜面
示意
图 物体在拉力F的作用下匀速竖直上升h 在绳端施加拉力F，物体沿水平面匀速向左运动s物，f为物体与水平面间的摩擦力
物体在拉力F的作用
下沿斜面匀速向上运动
W有用 W有用＝ W有用＝fs物 W有用＝
W总 W总＝Fs W总＝Fs绳 W总＝
Gh　
Gh　
Fs　
竖直方向 水平方向 斜面
机械
效率 η＝＝ η＝＝ η＝＝ 　　
提高
机械
效率
的方
法 增大物重；减小动滑
轮重、绳重；减小绳
子与滑轮间的摩擦等 减小滑轮与绳子之间的摩擦 增大斜面倾斜程度；
减小物体与斜面间的
摩擦等
　
考点小练
2. 易错诊断(判断下列说法的正误，正确的在括号内打“√”，错误的打“ ”)
(1)同一滑轮组，提升的重物重力增大时，其机械效率也增大. (　√　)
(2)使用质量更小的动滑轮，提升相同的货物，机械效率会增大. (　√　)
(3)增加提升重物的高度，滑轮组的机械效率增大. (　 　)
(4)用现代技术改良可以将机械效率提高到100％. (　 　)
√
√


3. 如图，用滑轮组把重800 N的物体匀速提升3 m，拉力F为500 N，拉力
对物体做的有用功为 J，拉力做的总功为 J，滑轮组的
机械效率为 ，动滑轮的重力为 N. (不计绳重和摩擦)
第3题图
2 400　
3 000　
80％　
200　
甘肃真题及变式
1. (2023省卷18题2分)如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请
用笔画线帮他组装最省力的滑轮组.
第1题图
滑轮作图(省卷5年2考)
命题点
1
2. (2022省卷17题2分)如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成
的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法.
第2题图
3. (2024兰州9题3分)如图所示是塔吊吊起重物的
情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已
知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦.下列说法中
不正确的是(　B　)
A. 拉力F大小为400 N
B. 拉力F的功率为1 250 W
C. 克服动滑轮重力做功2 000 J
D. 滑轮组的机械效率约为83.3％
第3题图
B
滑轮组及其机械效率相关计算(省卷2024.14，兰州5年3考)
命题点
2
4. (2025兰州10题3分)某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的
距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示.已知物体
的质量为0.5 kg，动滑轮的质量为0.1 kg，绳子自由端的拉力F为2.5 N. 则
在0～5 s的时间内，g取10 N/kg，下列说法正确的是(　B　)
A. 绳子自由端移动的速度为0.02 m/s
B. 滑轮组的有用功为0.5 J
C. 拉力F的功率为0.05 W
D. 滑轮组的机械效率为83.3％
第4题图
B
5. (2024省卷14题2分)将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀
速下降，已知A重60 N，B重10 N，则A所受地面的摩擦力为 N；若
对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运
动，则拉力F大小为 N. (不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
第5题图
20　
40　
拓展训练
6. 如图所示，重为20 N的物体A在拉力F的作用下以1 m/s的速度匀速直线
运动了10 s，已知弹簧测力计示数为6 N、物体A与地面间的摩擦力为15
N，则：(不计绳、弹簧测力计和滑轮重)
第6题图
(1)滑轮组装置中 做的功是有用功，拉力F
＝ N.
(2)拉力F的功率为 W.
(3)滑轮组的机械效率为 .(百分号前保留整数)
克服物体A与地面间摩擦力　
6　
18　
83％　
7. (2022省卷12题2分)如图所示，现在很多地方设有
轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便.它实际上就是简单机械中的
(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”)；属于 (选填“省力”“费力”或
“省功”)机械.
第7题图
斜
面　
省力　
斜面理解及相关计算 (省卷2022.12，兰州2022.8)
命题点
3
变式
7.1　[相关计算]如图所示，为方便残疾人上下台阶，一些公共场所设计了
专用通道.若将重700 N的小车沿斜面底端推上高为1.2 m的平台，沿斜面所
用的推力为150 N，已知斜面的机械效率为70％.则在此过程中做的有用功
为 J，专用通道长为 m.
第7.1题图
840　
8　
跨学科实践
1. 【项目分析】
实验小组同学分析生活中的升降机资料了解到，利用 可以
改变力的方向，利用 可以省力.因此，根据功能需求选
择不同的简单机械来设计升降机.
【项目实施】
(1)器材准备：铁架台、滑轮、滑轮组、绳子、重物、电动机、电源等.
定滑轮　
动滑轮(或轮轴)　
跨学科实践
制作简易升降机(北师)
(2)设计并制作升降机
①请你帮助实验小组用笔画线代替绳子，分别在下图中画线将滑轮组成滑
轮组，分别使绳子绕过滑轮后的方向为向上和向下.
第1题图
②根据实验小组设计的滑轮组(物重大于动滑轮重)，其中拉力最大的
是 ；拉力相等的是 ；拉力最小的是 ；最省距离的
是 .(均选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
乙　
甲和丁　
丙　
乙　
第1题图
③升降机在运送物体的过程中要能省力，且机械效率尽可能的高，若忽略
摩擦和绳重，动滑轮重G动，则提升重为G的物体，机械效率最小的
是 (选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，其效率为η＝ ，其他滑
轮组的机械效率为 .
丙　
　
　
④结合以上分析，将电动机安装在地面，向下拉绳子，则应选择 滑
轮组的方式制作简易升降机.
丁　
第1题图
【展示交流】
(1)利用自制升降机将质量为0.3 kg的重物提升10 cm，动滑轮质量为0.015
kg，则电动机的拉力大小为 N，此时滑轮组的机械效率为 .
(g取10 N/kg，忽略绳重与摩擦，百分号前保留一位小数)
1.05　
95.2％
第1题图
(2)升降机拉的物体越重，升降机的机械效率越 .
(3)写出一条生活中的升降机限重的理由：

.
高　
超载可能导致升降机支架变
形(或电机超负荷运行容易出现故障或油压系统失效或绳索断裂等，合理
即可)　

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