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(共75张PPT)
第十章 简单机械
知识清单
知识点一 杠杆
1.杠杆的五要素
图示 . .
杠杆可以绕其转动的____
使杠杆转动的力
______杠杆转动的力
从支点到____________的距离
从支点到____________的距离
点
阻碍
动力作用线
阻力作用线
2.杠杆的平衡条件
杠杆的平衡 杠杆在动力和阻力作用下______或__________时，我们
称为杠杆平衡
杠杆的平衡条件 _______________________________________
静止
匀速转动
动力×动力臂=阻力×阻力臂
3.杠杆的分类
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图 . . . . . .
力臂关系
力的关系
特点（选填“省”或“费”） 省力，____距离 费力，____距离 不省力，不省距离
举例 ______、起子等 ______、镊子、钓鱼 竿等 ______、定滑轮等
＞
＜
=
＜
＞
=
费
省
铡刀
筷子
天平
方法指导
判断杠杆的省、费力情况：
（1）对于熟悉的物体：可根据工具的实际用途是为了省力还是省距离来判断。
（2）对于不熟悉的物体：首先通过观察实物，确定支点的位置，判断出动力臂与阻力臂的大小关系，进而确定杠杆的类型（动力臂＞阻力臂，为省力杠杆；动力臂＜阻力臂，为费力杠杆；动力臂=阻力臂，为等臂杠杆）。
[练对点一]
1.[2022·庆阳一模] 如图所示，这是工人用撬棒将石头撬起来的情景，
此时撬棒是一个______（选填“省力”或“费力”）杠杆。为了更省力，
工人应沿____________（选填“竖直”或“垂直于撬棒”）方向向下压撬
棒。
省力
垂直于撬棒
2.[2022·武威二模] 杠杆是我们生活中一种常见的简单机械，如图所示，
轻质杠杆 可绕 点无摩擦转动， 点悬挂一个重为 的物体，
点施加一个竖直向上的拉力 ,使杠杆在水平位置平衡且
，则 ____ ,此杠杆是______杠杆。

费力
知识点二 滑轮
4.定滑轮和动滑轮
类型 定滑轮 动滑轮
图示 . . . .
定义 使用时滑轮轴 __________ 在使用中轴随物体一起运动的滑轮
实质 ______杠杆 动力臂是阻力臂2倍的杠杆
特点
距离关系
固定不动
等臂




5.滑轮组
定义 把定滑轮和动滑轮组合在一起就构成了滑轮组。较复杂的滑轮组还可以由多个定滑轮和多个动滑轮组合而成
特点 滑轮组既可______，又可改变__________，但是要费距离
省力情况
省力
力的方向



6.其他简单机械
（1）斜面：斜面是一种省力、________的简单机械。如盘山公路。
（2）轮轴：由共同转动的大轮和小轮组成，可以省力。如门把手、方向盘。
费距离
[练对点二]
3.[2022·牡丹江] 右图是我国古人利用绞车提升巨石的情景，下列说法正确的是
( )
C
A.使用此装置可以省功
B.使用轮轴可以省距离
C.上方的滑轮可以改变力的方向
D.绞车由动滑轮、定滑轮及轮轴组成
4.如图所示，分别用力 、 和 ，使用三个滑轮匀速提起同
样的重物，不计绳重、滑轮重和摩擦，则 、 和 的大小关
系是( )
D
A. B. C. D.
知识点三 机械效率
7.三种功
完成某项任务时,我们需要的、有价值的功
完成某项任务时，无实用价值而又不得不做的功

8.机械效率
定义 ________跟______的比值叫做机械效率
公式 _ _______
物理意义 机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，表示机
械做的有用功占它所做的总功的比例越____，这个机械的性能越好，
反之则性能越差
特点 由于有用功总小于总功，故机械效率总_______
提高方法 （1）滑轮组：增大物重、减小动滑轮的重力、减小摩擦
（2）斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦
有用功
总功

大
小于1
方法指导
几种常见简单机械的机械效率
机械类型 图示 机械效率
杠杆 . .
机械类型 图示 机械效率
滑轮组 竖直匀速提升物体 . .
水平匀速拉动物体 . .
斜面 . .
续表
[练对点三]
5.[2022·桂林] 下列办法中，能提高下图滑轮组机械效率的是( )
D
A.增大摩擦 B.增大定滑轮重力
C.增大动滑轮重力 D.增大被提升物体重力
6.[2022·内江] 在如图所示的滑轮组中，每个滑轮重 ，在绳子自
由端用 的拉力把货物匀速提高 ，不计摩擦和绳重，则货
物的重力和滑轮组的机械效率分别是( )
C
A. B. C. D.
重难点解读
1.正确画出杠杆上各力的力臂：
首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。再按照下述步骤完成即可。
（1）首先在杠杆的示意图上确定支点 。
（2）画出动力作用线及阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长（或反向延长）。
（3）再过支点 作力的作用线的垂线，则从支点 到垂足的距离就是力臂，力臂用
实线加双箭头标识,或用虚线表示,并用大括号勾出，在旁边标上字母 或 ，分别
表示动力臂或阻力臂。
2.杠杆最小力的作图步骤：
（1）定点：在杠杆上找出距支点最远的点，即动力作用点；
（2）连线：连接动力作用点与支点，该线段就是动力臂；
（3）画力：过动力作用点作动力臂的垂线（标垂足）；
（4）定向：根据动力和阻力使杠杆转动的方向相反，确定动力的方向，并标上字母
3.确定绳子段数 的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，数与动滑轮相接触的绳子段数就是承担重物的绳子段数。
4.计算有用功、额外功和总功的方法
（1）总功的计算方法：①定义法 ;② ；③公式法
或 。
（2）有用功的计算方法：①定义法 ;
② ；③公式法 。
（3）额外功的计算方法：①定义法 ， ;② ；
③公式法 。
易混易错辨析
1.①认为支点到力的作用点之间的距离是力臂（应该是过支点作力的作用线的垂线，支点到垂足之间的距离）；②不会利用杠杆平衡条件求最小动力（要想所用的动力最小，动力臂就应该最长，即在杠杆上找到距支点最远的点，再连接该点与支点作为最长的动力臂）；③判断滑轮组承担重物的绳子段数易出错（只看与动滑轮接触的绳子有几段，就有几段绳子承担重物）；④判断拉力移动的距离 和物体移动距离 的关系易出错（确定了绳子的段数 ，则 ）。
2.①不能正确区分有用功和额外功（为了达到目的所做的功是有用功,对人们没有用但又不得不做的功是额外功）；②不能正确区分机械效率与功率（功率表示机械做功的快慢，功率大表示机械做功快；机械效率表示机械对总功利用率的高低，效率高表示机械对总功的利用率高）；③认为机械的机械效率固定不变（滑轮组的机械效率跟动滑轮的重力、绳与滑轮间的摩擦、提升物体的重力有关）。
典例 [2022·定西三模] 如图所示，画出使杠杆 在图示位置静止时所用最小力
的作用点、方向和力臂 。
[答案] 如图所示。
实验突破
实验一 探究杠杆的平衡条件
【命题点】
1.杠杆平衡的调节（左高左调，右高右调）
2.让支点处于杠杆中央的目的（避免杠杆自重对实验的影响）
3.调节杠杆在水平位置平衡的目的（方便读出杠杆的力臂）
4.弹簧测力计的使用和读数（拉动方向：沿竖直方向）
5.将一端的钩码换成弹簧测力计的好处（能直接测出拉力的大小，实验操作更方便）
6.弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，弹簧测力计的示数变化（示数变大，因为拉力的力臂变小了）
7.杠杆力臂作图
8.分析数据，总结平衡条件
9.利用杠杆平衡条件重新调节杠杆平衡
10.根据杠杆平衡条件 分析计算（在杠杆平衡时，两边增减钩码后判断
杠杆是否平衡以及杠杆再次平衡的条件）
11.测量多组数据的目的（避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性）
例1 在“研究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）实验前，刻度均匀的杠杆在如图甲所示位置静止，应该将平衡螺母向____（选
填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。
右
（2）调好后，根据图乙进行实验，在 点处悬挂三个钩码，每个钩码重 ，要
使杠杆再次水平平衡，则需在 点处挂___个相同的钩码；当杠杆平衡后，将 、
两点下方的钩码同时向支点方向移动一个小格，则杠杆向____（选填“左”或“右”）
端倾斜。
4
左
（3）小明用弹簧测力计代替一组钩码，重新调整设计方案进行研究，如图丙所示，
以弹簧测力计的拉力为动力 ，钩码处绳子的拉力为阻力 ，多次改变动力作用点
的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时， 总是____ （选填“＞”“＜”或
“＝”），其原因是__________________________。
＞
杠杆自重对杠杆平衡有影响
补充设问
（4）如上页图乙所示，小明在 点处悬挂三个钩码，如果在 点处用调好的弹簧测
力计竖直向下拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为 ，将弹簧测
力计斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数 ____（选填“＞”“=”或“＜”） 。
＞
（5）小明仅根据上页图乙中的一组实验数据就得出了杠杆平衡的条件，同组的小王
认为需要测量多组实验数据，下列实验中与此实验多次测量目的不同的是___（填选
项字母）。
A.测量定值电阻的阻值
B.探究重力与质量的关系
C.探究电流与电压的关系
A
（6）如上页图乙所示，在 点处悬挂三个钩码，在 点处悬挂一定数量的钩码，使
杠杆在水平位置平衡，再将杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会向______（选填“右
侧”或“左侧”）下降，为了使杠杆重新在水平位置平衡，可采取的措施是__________
_________________________________________________________________________
__________。
右侧
将杠杆左侧钩码向右移动一格，并将杠杆右侧钩码向左移动一格（满足 阻且合理即可）
（7）将上页图乙杠杆左侧 点处的钩码增加到4个，在 点处用调好的弹簧测力计
竖直向下拉杠杆，发现超过了弹簧测力计的量程，在不更换弹簧测力计的条件下，
接下来正确的操作是______________________（写出一条即可）。
将弹簧测力计向右移动
实验二 测量滑轮组的机械效率
【命题点】
1.测量工具（弹簧测力计和刻度尺）
2.弹簧测力计应匀速拉动绳子（保证拉力大小等于弹簧测力计的示数）
3.滑轮组的绕线方法（ 为奇数，绳子绕线从动滑轮开始； 为偶数，绳子绕线从定滑轮开始）
4.判断承担重物绳子段数的方法
5.滑轮组有用功的计算方法
6.滑轮组总功的计算方法
7.滑轮组机械效率的计算方法
8.拉力做功功率的计算
9.影响滑轮组机械效率大小的因素（物体的重力、机械间的摩擦力、动滑轮的重力）
10.控制变量法的应用
（1）探究滑轮组的机械效率与所吊重物重力大小的关系（控制滑轮组的绕线方式和动滑轮的数量相同，改变滑轮组所吊钩码的数量）
（2）探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系（控制滑轮组所吊钩码的数量和滑轮组的绕线方式相同，改变动滑轮的数量或用重力不同的动滑轮）
11.提高滑轮组机械效率的方法（增大物重、减小动滑轮的重力、减小摩擦）
12.数据分析与结论的总结
13.实验分析与评估
例2 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如下页图甲、乙所示，实验数据记录如下：
实验次数
1 3 0.1 2.0 0.3
2 6 0.1 ① 0.3 ②
（1）实验中要竖直向上__________拉动弹簧测力计，使物体升高。
缓慢匀速
（2）下页图乙中弹簧测力计的示数为_____ ，表格中②处数据应为______ 。


（3）如图丙所示，将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______（选填“变大”“不变”或“变小”）。
不变
补充设问
（4）在测拉力时，某同学觉得很难使弹簧测力计做匀速直线运动，不便于读数，就
让弹簧测力计处于静止状态时读数，该同学的读数与实际相比______（选填“偏大”
“偏小”或“不变”），测得的机械效率______（选填“偏高”“偏低”或“不变”）。
偏小
偏高
（5）下图中能粗略反映滑轮组的机械效率 与提升物重 关系的是___。
A&1& B&
C D
C
（6）通过实验，请你提出提高滑轮组机械效率的两种方法：__________________；
______________________。
减小动滑轮的重量
增加被提升重物的重量
实验三 探究斜面的机械效率
【命题点】
1.测量器材（弹簧测力计和刻度尺）
2.实验注意事项（实验时应沿斜面匀速拉动弹簧测力计，待示数稳定后再读数）
3.斜面有用功的计算方法
4.斜面总功的计算方法
5.斜面机械效率的计算方法
6.拉力做功功率的计算
7.控制变量法的应用
（1）探究斜面机械效率的大小与斜面倾斜程度的关系（控制斜面的粗糙程度与物体的重力相同，改变斜面的倾斜程度）
（2）探究斜面机械效率的大小与斜面粗糙程度的关系（控制斜面的倾斜程度与物体的重力相同，改变斜面的粗糙程度）
（3）探究斜面机械效率的大小与物体重力的关系（控制斜面的倾斜程度与粗糙程度相同，改变物体的重力）
8.分析数据与总结结论
9.实验分析与评估
10.斜面在生活中的应用（如楼梯、盘山公路等）
例3 在“探究斜面的机械效率”实验中，小明猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小刚猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。如图所示是他们设计的实验装置，下表是其中一位同学在其他条件一定时的实验数据。
实验序号 斜面倾斜 程度 机械效率
1 较缓 10 0.2 1
2 较陡 10 0.4 8 1
3 最 10 0.8 10 1
（1）表格中第一次实验时该同学的拉力 为___ ，第三次实验的机械效率为
______。分析表中数据可得该实验是探究______（选填“小明”或“小刚”）的猜想。
由此得出结论：在其他条件一定时，斜面______________，机械效率越高。


小刚
倾斜程度越大
（2）另一位同学为探究自己的猜想，又设计了如下步骤，他把一块长木板的一端垫
高，构成一个斜面；用弹簧测力计沿斜面把一木块拉上去，进行相关测量，计算出
斜面的机械效率；然后保持斜面的__________不变，改变斜面的__________，再进
行相关测量，并计算出斜面的机械效率；最后比较两次__________的大小，即可验
证猜想是否正确。
倾斜程度
粗糙程度
机械效率
补充设问
（3）实验时要使倾斜角度变大，应该把斜面下面的木块向____（选填“左”或“右”）
移动。
左
（4）实验假设：斜面的机械效率除与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关外，请你猜想
斜面的机械效率还可能与__________有关。
斜面长度
（5）斜面在生产、生活中有着广泛的应用，请你举出一个应用斜面的实例：
__________。
盘山公路
（6）如果你是一位建筑设计师，需要设计一幢老年人俱乐部的大楼，受上述实验的
启发，在设计楼梯时，你会把楼梯设计得较____（选填“缓”或“陡”）些。
缓
（7）若斜面是光滑的，斜面的机械效率为_______。

甘肃6年中考2017—2022
考点一 杠杆类型判断
1.[2020·省卷] 如图所示的生活用具中，使用时属于费力杠杆的是( )
A.&5& 羊角锤
B.&6& 筷子
C.&7 & 起瓶器
D.&8& 钢丝钳
B
2.[2022·省卷] 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。
斜面
省力
3.[2021·省卷] 如图所示是常用的核桃夹，当用力摁住 点夹核桃时，
可把___点看作支点，此时核桃夹可看作______（选填“省力”“费力”
或“等臂”）杠杆。

省力
考点二 杠杆作图
4.[2022·省卷] 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。
[答案] 如图所示。
5.[2020·天水] 如图所示，轻质杠杆的 点挂一重物 ，绳对杆的拉力为 ， 为杠
杆的支点。请在杠杆的端点 处画出使杠杆保持静止的最小力 的示意图，并作出
的力臂。
[答案] 如图所示。
6.[2018·省卷] 如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图， 为支点，画出 、 的力臂
和 。
[答案] 如图所示。
7.[2017·省卷] 如图所示为生活中使用的“开瓶起子”，请在图中画出作用在“开瓶起子”
上动力 的力臂和阻力 的示意图。
[答案] 如图所示。
考点三 杠杆平衡条件及应用
8.[2018·天水] 如下页图所示，在“探究杠杆的平衡条件”实验中，已知
杠杆上每个小格的长度为 ，当弹簧测力计在 点沿与水平方向成
角斜向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，下列说法正确的是
( )
D
A.拉力的力臂为 B.此时为省力杠杆
C.弹簧测力计的示数为 D.钩码总重为
9.[2021·兰州A卷] 如图甲所示的轻质杠杆， 为支点。
用细线将质量为 、密度为 的物体 悬挂在
点，同时在 点施加竖直向下的力 使杠杆水平平
衡， 。撤去力 ，用细线将密度为 的物体 悬挂在支点
的左侧，再将 、 分别浸没在水和某种未知液体中，调节细线在杠杆上的悬挂点
使杠杆再次水平平衡。如图乙所示，测得杠杆左、右侧的力臂大小分别为 和 。
然后将物体 、 取出擦干后左右对调，再次将 、 分别浸没在未知液体和水中，
重新调节杠杆仍能水平平衡，测得杠杆左、右两侧的力臂大小分别为 和 。已
知 ， 取 ， ，杠杆足够长，在调节过程中
、 始终未露出液面，也未与容器壁和底接触。求：
（1）力 的大小；
解:由题知， ， 点受到 的拉力大小等于 的重力，
根据杠杆的平衡条件有 ，
所以 。
（2）物体 浸没在水中时受到的浮力；
解:由 可得，物体 的体积
，
物体 浸没在水中， ，受到水的浮力
。
（3）未知液体的密度。
解:题图乙中，将 、 分别浸没在水和某种未知液体中，左、右侧的力臂大小分别为
和 时，杠杆水平平衡，根据 和 可得， 对杠杆拉力
，
同理， 对杠杆的拉力
，
根据杠杆的平衡条件有 ，
即 ①；
将 、 分别浸没在未知液体和水中，即 、 对调，重新调节杠杆仍能水平平衡，杠
杆左、右两侧的力臂大小分别为 和 时，杠杆平衡， 对杠杆的拉力
，
对杠杆拉力
，
根据杠杆的平衡条件有 ，
即 ②；
①×②化简，得
，
由题知， ，代入上式可得
，
，
解得 或 ，
因为 、 始终未露出液面且杠杆有拉力，所以 、 的密度大于水和液体的密度，故 不合题意,所以未知液体的密度为 。
考点四 滑轮及滑轮组的特点
10.[2021·兰州B卷] 用如图所示的滑轮组提升重物，在电动机拉力的作用下，
重为 的物体在 内匀速竖直上升了 ，已知动滑轮重为 ，忽
略绳重与摩擦。下列说法中正确的是( )
D
A.电动机对绳的拉力为
B.绳子自由端的移动速度为
C.滑轮组的机械效率为
D.有用功的功率为
11.[2022·兰州] 小聪同学利用如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
实验次数
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑____________。
滑轮的自重
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向______拉动。动滑轮可视为杠
杆的变形,则此时其支点为___（选填“ ”“ ”或“ ”）点。
匀速

考点五 机械效率的相关计算
12.[2022·兰州] 如图所示，斜面长 ,高 。用平行于斜面
的拉力，将重 的物体，从斜面的底端匀速拉到顶
端。在此过程中，下列说法正确的是( )
D
A.利用此装置既可以省力，也可以省功 B.物体受到的摩擦力为
C.对物体所做的有用功为 D.该斜面的机械效率为
13.[2017·兰州] 如图所示，用力 拉着重为 的物体竖直匀速上升，在时
间 内物体上升的高度为 （物体未被拉出水面），若物体的体积为 ，
水的密度为 ，则下列算式正确的是( )
D
A. B.
C. D.
14.[2020·省卷] 如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力
计沿竖直方向匀速拉起重为 的物体，物体上升 所用时间为
。此过程中拉力的功率为______ ，滑轮组的机械效率约为
________（机械效率值保留1位小数）。


15.[2020·兰州] 建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升货物，当货物的重力
为 时，工人对绳施加的拉力为 ，不计绳重与摩擦。求：
（1）动滑轮的重力 ；
解：由题图可知， ,在不计摩擦与绳重时，
，即 ，
所以 。
（2）此时滑轮组的机械效率 。
解：滑轮组的机械效率
。
16.[2019·天水] 在修建天水市体育中心的施工过程中，起重机在 内将质量为
的钢材沿竖直方向匀速提升了 ，而它的电动机做的功是 （
取 ）。求：
（1）钢材上升过程中的速度;
解：钢材上升过程中的速度
。
（2）起重机对钢材所做的有用功;
解：钢材的重力
,
起重机对钢材所做的有用功
。
（3）起重机的机械效率。
解：由题意知，电动机做的总功 ,
则起重机的机械效率 。
考点六 探究机械效率的影响因素
17.[2017·天水] 如图所示为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为 。
（1）实验时应竖直向上______拉动弹簧测力计，测得拉力大小为 。
匀速
（2）若钩码上升的高度为 ，该滑轮组的机械效率为______。

（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将______（选填“增大”“减小”或
“不变”）。
增大
精准押题
1.如图所示的四种工具中，正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.&9& 园艺剪
B.&10& 瓶盖起子
C.&11& 镊子
D.&12& 核桃夹
C
2.如图甲所示的装置， 是重 的空吊篮，绳子 和 能承受的最大拉力分别为
和 。质量为 的小张同学将 提升到高处，施加的拉力 随时间变
化关系如图乙所示， 上升的速度 随时间的变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩
擦， 取 。下列结论错误的是( )
C
A.动滑轮的重力为
B.第 内拉力F做的功为
C.此装置最多能匀速运载 的货物
D.此装置提升重物的最大机械效率为
3.如图所示，物块 在杠杆左端，在拉力 的作用下杠杆在水平位置平衡，若拉力
为动力，请在图中画出杠杆所受阻力和阻力臂 的示意图，以及动力F对支点 的
力臂 。
[答案] 如图所示。
4.如图所示，工人师傅正在使用一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重
的装修材料，电动机的输出功率始终保持 ，将质量为 的水
泥匀速提升 高的位置用时 （ 取 ）。求：
（1）吊装过程中电动机拉绳的速度；
解:由题图可知，水泥由3段绳子承担，绳子自由端移动距离
，则此次吊装过程中绳子自由端移动的速度
。
（2）电动机对绳子的拉力；
[答案] 由 可得,电动机做功
,
由 可得，电动机对绳子的拉力
。
（3）该滑轮组的机械效率。
[答案] 滑轮组做的有用功
，
该滑轮组的机械效率
。

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