资源简介

(共68张PPT)
第十一讲　简单机械
固定点　
支　
动
力　
阻力　
转动　
阻碍　
动力作用线　
阻力作用线　
动力×动力臂　
阻力×阻力臂　
F1l1＝
F2l2　
知识点　1　杠杆（3年2考）
说明：①动力、阻力都是杠杆受到的力，作用点都在杠杆上，不是杠杆施 加给物体的力；
③力臂是支点到力的作用 的距离，不是到力的作用点的距离；力的 作用点和力的作用线一定要分清。
不一定　
相
反　
线　
杠杆分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂关系 l1 l2 l1 l2 l1 l2
力的关系 F1 F2 F1 F2 F1 F2
特点 省力， 距离 力，省距离 不省力，不费力
实例 羊角锤、瓶起子、 撬棒等 钓鱼竿、起重机的吊臂、镊子等 天平、定滑轮等
＞　
＜　
＝　
＜　
＞　
＝　
费　
费　
知识点　2　杠杆的分类
知识链接：（1）杆秤是根据杠杆的平衡条件制作的。
（2）轮轴：轮轴由轮和轴组成，是变形杠杆，动力作用在轮上省力（如 汽车的方向盘），动力作用在轴上费力（如变速自行车的后轮）。
（3）斜面：斜面是一种省力、费距离的简单机械。例如：楼梯、盘山公 路等。
A B C D
C
2. （人教八下P110T5改编）王叔叔在建筑工地上干活，用独轮手推车运送 建筑材料，车和建筑材料受到的总重力为1 200 N，独轮车的相关尺寸如图 所示。王叔叔推车时，手竖直向上的力F＝ N。
360　
A B C D
D
方向　
改变力的
大小　
G物　
h物　
v物　
等
臂　
知识点　3　滑轮和滑轮组
滑轮 定义 图示 特点 等量关系 实质及应用
动
滑 轮 轴随物体一起 移动的滑轮
（不计绳 重和摩擦） 可以 ， 但不可以改变力的 实质：阻力臂为动力臂一半的 杠杆
应用：电动起 重机的动滑轮 等
省力　
方向　
2h物　
2v物　
省力　
滑轮 定义 图示 特点 等量关系 实质及应用
滑轮 组 定滑 轮、动 滑轮组 合成滑 轮组
（不计绳 重和摩 擦） 既可以 ，又可以改 变力的 应用：用滑轮组提升重物等
省
力　
方向　
nh物　
nv物　
1. 三种功及相互关系
有用功 无论是否使用机械，必须要做的功，用W有用表示
额外功 克服机械自重及摩擦力等因素的影响而多做的功，用W额外表示
总功 有用功与额外功之和，用W总表示，W总＝
W有用＋W额外　
知识点　4　机械效率
2. 机械效率
定义 物理学中将 跟 的比值叫作机械效 率，用符号η表示
计算公式 η＝
说明：①机械效率通常用百分数表示；②η＜1，因为使用任何机械都不可 避免地要做额外功；③机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关， 使用任何机械都不省功。
有用功　
总功　

4. （沪科八全P264图11-18改编）如图所示，旗杆顶部有一个定滑轮，使 用该滑轮不能省力，但可以 。
改变力的方向　
5. （沪粤八下P34图6-6-7改编）小欣用如图所示的动滑轮提升所受重力为 G＝9 N的物体，当用竖直向上F＝5 N的拉力拉绳子的自由端匀速上升0.8 m，物体上升了 m。不计绳重和摩擦，动滑轮所受的重力 为 N。
0.4　
1　
6. （人教八下P114图12.3-5甲改编）如图所示，用20 N的拉力拉动重力为 50 N的物体匀速上升0.1 m（不计绳重及滑轮之间的摩擦），则绳子自由 端移动的距离是 m，有用功是 J，总功是 J，额外功 是 J，动滑轮所受的重力是 N，滑轮组的机械效
率是 （结果精确到0.1％）；现用该滑轮组拉动
所受重力为90 N的物体匀速上升，所用的拉力是 N
（结果保留一位小数），此时滑轮组的机械效率是 。
0.3　
5　
6　
1　
10　
83.3
％　
33.3　
90％　
[基础考法]
【实验装置】
【主要实验器材】铁架台、钩码、杠杆（带刻度）等。
1. 实验器材组装：按如图装置组装器材，将杠杆的中点安装在支架上，这 样做可以消除 对实验的影响；
2. 平衡螺母的调节方法：左高向左调，右高向右调；
3. 操作过程：
（1）在已调平的杠杆两侧挂上不同数量的钩码，调节 ， 使杠杆重新在 位置平衡。将对应的数据填入表格中。（需要记录 的物理量是 、 、 、 ）
杠杆自重　
钩码的位置　
水平　
动力　
动力臂　
阻力　
阻力臂　
【设计与进行实验】
（2）改变动力和动力臂的大小，然后调节阻力和阻力臂，重复上述过 程，多测几组数据；得到实验数据如下表：
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 15.0 1.5 10.0
3 1.5 10.0 0.5 30.0
【实验结论】杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝ 或写 为 。
阻力×阻力臂　
F1l1＝F2l2　
[能力提升]
【交流与反思】
1. 杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆 （选填“是”或“不 是”）处于平衡状态；为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母 向 （选填“左”或“右”）调节。
甲
是　
右　
3. 实验过程中应通过加减钩码和移动钩码的位置调节杠杆平衡， （选填“能”或“不能”）调节平衡螺母。
杠杆重
力　
读出力臂　
不能　
左
端下沉　
乙
5. 在探究杠杆平衡条件的实验中，多次改变钩码的位置和个数，收集多组 数据的目的是 。（选填字母）
A. 避免实验的偶然性，便于得到普遍规律
B. 取平均值，减小误差
A　
6. 如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上的同一点C，杠杆 都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜 向上的拉力为Fb，则Fa （选填“大于”“小于”或“等于”）Fb。
丙
小于　
7. 有同学根据自己的实验数据，得到如下结论：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。这个结论与杠杆的平衡条件不 符，原因是实验过程中没有 （选填“改变力的大 小”“改变力的方向”或“改变力的作用点”）。
改变力的方向　
丁
8. 小明改变实验方法，如图丁所示，重心C点不再是支点，并在A点仍挂 两个钩码，对杠杆的拉力为FA，用校过零的弹簧测力计正确地测出B点使 杠杆水平平衡时的拉力FB，则FB·lOB （选填“＞”“＜”或 “＝”）FA·lOA。
＞　
[核心素养]
【实际应用】杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国最古老也是现今 人们仍然在使用的一种称质量的简易工具，它由带有秤星的秤杆、秤砣、 提纽等组成。如图戊所示，此杆秤有两个提纽，使用它称较重的物体时， 常用离秤钩较 （选填“近”或“远”）的提纽。
戊
近　
【例】　（2025·广西）某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。
甲 乙 丙
（1）实验前，若杠杆静止时的位置如图甲所示，则需要将杠杆左端的螺 母向 调节，使杠杆在水平位置平衡。
左　
（2）实验操作中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码（每个钩码所受重力 均为0.5 N），移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，如图乙所示，施加 在杠杆右侧的力F1为1.5 N，读出其对应的力臂l1为10.0 cm，施加在杠杆 左侧的力F2为 N，读出其对应的力臂l2为 cm。
（3）改变F1和l1，相应调节F2和l2，再做几次实验，分析记录的数据得到 杠杆的平衡条件是 。
（4）用木棒撬动大石头时，固定支点位置后，如图丙所示，要想用较小 的力撬动这块大石头，应将支点到手施力的作用线的距离 （选填 “增大”或“减小”）。
1　
15.0　
动力×动力臂＝阻力×阻力臂　
增大　
[基础考法]
【实验装置】
甲 乙 丙
【实验原理】
【主要实验器材及作用】
1. 弹簧测力计：测量 所受的重力和绳端所受的 力。
2. 刻度尺：测量 上升的高度和绳端移动的 。
【设计与进行实验】
实验思路：
钩码　
拉　
钩码　
距离　
1. 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，然后计算它们的比值。
（1）测出钩码的重力G与上升的 ，根据W有用＝Gh 计算有用功；
高度h　
（2）测量出拉力F的大小，绳子自由端移动的 ， 根据W总＝Fs计 算总功。
距离s　
实验过程：
1. 如图甲，实验中应沿 方向缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高， 记录该过程中弹簧测力计的示数F，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子 自由端移动的距离s，并填入表格，计算出滑轮组的机械效率。
2. 如图乙，改变钩码的 ，重复上面的实验。
竖直　
数量　
甲 乙 丙
3. 如图丙，增加 的个数，重复上面的实验。
动滑轮　
4. 分析表中数据可知：第3次实验的机械效率η＝ 。
实验次数 钩码所受 重力G/N 钩码上升 高度h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.5 0.3 66.7％
2 1 0.15 0.5 0.45 66.7％
3 2 0.1 0.80 0.3
4 2 0.1 0.55 0.5 72.7％
83.3％　
1. 通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：滑轮组的机 械效率与物体上升的高度 。
2. 通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组 提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。
3. 通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时， 动滑轮越重，滑轮组的机械效率 。
1、2　
无关　
1、3　
越低　
【数据分析】
1. 滑轮组机械效率与 、 、摩 擦有关，与 无关。
2. 提升物体所受重力越 、动滑轮所受重力越 、摩擦 越 ，机械效率越高。
提升物体所受的重力　
动滑轮所受重力　
物体上升的高度　
大　
小　
小　
【实验结论】
[能力提升]
【交流与反思】
1. 为了测量绳子自由端的拉力F，A同学认为应该在测力计静止时读数，B 同学认为应该在缓慢匀速提升钩码时读数，正确的是 （选填“A”或 “B”）同学的方法。若在测力计静止时读数，测出的机械效率将 偏 。
2. 若实验时，弹簧测力计拉绳子移动的速度增大，仍使钩码缓慢匀速上 升，则所测出的机械效率将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
B　
大　
不变　
3. 根据以上结论和生活经验，要提高滑轮组的机械效率，建议可采取的措 施有 （选填字母代号）。
A. 减轻动滑轮重
B. 增加所提物体重
C. 机械加润滑油
D. 增加重物上升高度
ABC　
[核心素养]
【问题讨论】
如图丁、戊所示，同一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η丁 （选填“＞”“＝”或“＜”） η戊。
丁 戊
＝　
【例】　用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验
次数 钩码所
受重力G/N 钩码上升
高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7％
2 4.0 5 1.8 15 74.1％
3 4.0 10 1.8 30 74.1％
4 6.0 5 2.5 15
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物 所受重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分 析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
匀速
直线　
0.05　
0.3　
80
％　
大　
无关　
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A. 换用更轻的动滑轮　
B. 加快提升物体的速度
A　
考点1　杠杆的分类
A
A B
C D
解题思路　筷子在使用过程中，动力臂 阻力臂，是费力杠 杆；启瓶器、核桃夹、尖嘴钳在使用过程中，动力臂 阻力 臂，是省力杠杆。
[方法技巧]　判断杠杆类型的方法：
（1）作出杠杆的力臂，通过比较力臂的长短判断杠杆的类型。
小于　
大于　
（2）比较动力和阻力移动的距离，动力移动的距离多则为省力杠杆，反 之为费力杠杆；动力和阻力移动的距离相同则为等臂杠杆。
（2025·黔南州一模）九年级的张瑞准备选择实心球作为自己今年体育中考 的考试项目之一，于是买了哑铃在家练臂力。如图所示，他的前臂可以看 成杠杆，肘关节为支点，哑铃的压力是阻力，肱二头肌对前臂施加的力是 动力。从以上情形来分析，此杠杆为 杠杆。
费力　
C
A. 该杠杆是费力杠杆
B. 杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400 N
C. M端绳子拉力对物体做功为100 J
D. M端绳子拉力对物体做功的功率为50 W
省力　
100 N　
200 N　
100 J　
100
W　
ABC
A. 此时小文可看成以O点为支点的杠杆
B. 若小文同学质量为50 kg，则墙壁对人的支持力一定小于200 N
C. 增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支持在墙壁上，则F将变大
D. 小文手臂受的支撑力小于脚底受的摩擦力
考点3　动态杠杆分析
B
A. l1＜l2
B. F1＜F2
C. 当θ＝45°时，拉力F大小为40 N
D. 在b位置静止，将物体向左移，拉力F不变
[关键点拨]　根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，公式中共有四个物理量，知道 其中三个物理量的大小，就可以判断出力与力臂乘积的大小关系，进而判 断相关物理量的大小。
大　
不
变　
变大　
变小　
变大　
等于　
变小　
不变　
不变　
变小　
（2025·扬州改编）如图是兄弟二人抬水的场景，扁担相当于杠杆，若以哥 哥的手为支点，弟弟对扁担的作用力是动力，哥哥将水桶悬挂点向自己移 动一段距离，动力臂 ，阻力臂 ，弟弟对扁担的作用 力 （均填变化情况）。
不变　
变小　
变小　
考点4　杠杆和滑轮作图
【典例4】　如图所示，这是家用水龙头的示意图，作用在A点的力F向上 抬起把手可打开水龙头。若将把手视为绕O点转动的杠杆，请在图中画出 作用在A点的最小动力F的示意图。
　　　
解题思路　由图知，支点在O点，连接OA就是最长的动力臂，此时动力最 小；要打开水龙头，动力的方向应垂直于OA向上，据此可画出最小动力F 的示意图。
[易错警示]　在杠杆中，要画出最小动力，则需找到最大的动力臂。
（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。
　　　
解题思路　使用滑轮组提拉物体，若用力最小，则应使 （选填 “定”或“动”）滑轮上绕绳最多，即在该滑轮上绕 段。
动　
3　
【典例5】　如图所示，要想用最小的力将汽车拖出来，请给滑轮组绕绳。
　　
[关键点拨]　当动滑轮和定滑轮数量相同时，可以按照“奇动偶定”绕 线。即若它们的数量为奇数个，将绳端结在动滑轮的挂钩上，依次向定滑 轮上绕线。
（2025·苏州）如图中，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳 子绕法。
　　
CD
A. 为防止吊机翻倒，配重应尽量靠近C处放置
B. 此装置可以省力
C. 装有0.2 m3砂子的斗车静止在水平地面上时，对
地面的压强为1.6×106 Pa
D. 此装置运送砂子的机械效率约为85.7％
越大　
远
离　
定滑轮　
改变　
300 kg　
3 200
N　
1.6×106 Pa　
[关键点拨]　注意有用功和总功的对应关系。有用功是提升物体的力所做 的功，总功是拉绳端的力所做的功。
85.7％　
BC
A. 绳子自由端移动的距离为10 m
B. 拉力F做功的功率为150 W
C. 该滑轮组的机械效率为80％
D. 克服物体重力做的功为8 000 J
BCD
A. 物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用
B. 推力所做的功是2 500 J
C. 斜面的机械效率为80％
D. 物体受到斜面的摩擦力为100 N
[关键点拨]　物体沿斜面匀速运动时，拉力和摩擦力不相等。
4　
2 500 J　
2 000 J　
80％　
500 J　
100
N　
（2024·淮安）如图所示，小明用400 N的拉力平行于斜坡将重600 N的木箱 从斜坡底端匀速拉到顶端，斜坡长L＝2 m，高h＝1 m，他做的总功 为 J，斜坡的机械效率为 ，木箱受到的摩擦力 为 N。
800　
75％　
100　
命题点1　杠杆类型的识别
1. （2023·贵州）工具的发明制造为生产、生活提供便利，如图所示的工 具在使用中都是为了 （选填“省力”或“省距离”）。
　
省力　
命题点2　杠杆平衡条件的应用
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
甲　
乙
命题点3　杠杆作图
3. （2022·黔西南州）用升降机将工人举高检修路灯，在图中画出横杆上 另一力的示意图，画出两力的力臂。
　　
命题点4　探究杠杆的平衡条件
4. （2021·黔西南州）小宁和同学一起利用如图所示的装置和钩码、细线 “探究杠杆的平衡条件”。
（1）实验前，同学们列出了以下操作步骤：
A. 在杠杆两侧挂上适当的钩码并移动钩码的位置，使杠杆在水平位置平 衡
B. 将杠杆的支点支在铁架台上
C. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡
D. 记录数据
正确的操作顺序是 （填写操作步骤字母）。
（2）在杠杆两侧挂钩码之前，杠杆静止时的状态如图所示，这时要调节 杠杆两端的平衡螺母使其向 （选填“左”或“右”）端移动，直 到杠杆在水平位置平衡。
BCAD　
左　
（3）实验中，改变动力F1和动力臂l1的大小，相应调节阻力F2和阻力臂 l2，进行多次实验，杠杆平衡时测得的数据如表所示。把表格中漏填的数 据补充完整。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 10 0.5 20
2 1.5 6 2 4.5
3 2 20 2 20
4 3 10 20
（4）分析实验数据，得到的结论： （填写表达式）。
1.5　
F1l1＝F2l2　

展开更多......

收起↑