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第12讲　简单机械
2022版课标要求 1.知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
3.查阅资料，了解我国古代水磨、水碓等机械，写一篇弘扬中华优秀传统文化的调查报告。
近三年广东中考
考查情况分析 年份 题型 考点 分值
2021年 填空题、计算题 滑轮组；杠杆平衡条件的应用 9分
2022年 选择题、实验题 滑轮组、杠杆平衡条件的应用 8分
2023年 综合题、实验题 杠杆平衡条件、轮轴 8分
考点回顾
※考点梳理
考点一：杠杆
1.如图所示，一根硬棒在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。杠杆包含支点、　　　　、阻力、动力臂、________　　　　五个要素。图中支点是　　　　。
动力
阻力臂
O
2.图中，动力臂是　　　　，它是从支点到　　　　　　的距离；阻力臂是　　　　，它是从支点到　　　　　　　　的距离。
3.杠杆的平衡条件：文字表示是　　　　　　　　　　　　　　；公式表示是　　　　　　　　　。当F1l1≠F2l2时，杠杆的平衡被破坏，杠杆将沿力和力臂乘积大的方向转动。
l1或l2
动力作用线
l2或l1
阻力作用线
动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1= F2l2
4.杠杆的分类。
(1)省力杠杆：动力臂比阻力臂　　　　；省力，但费　　　　。
(2)费力杠杆：动力臂比阻力臂　　　　；费力，但省　　　　。
(3)等臂杠杆：动力臂　　　　阻力臂；既不省力，也不费距离。
长
距离
短
距离
等于
考点二：其他简单机械
5.滑轮。
(1)定滑轮是轴固定不动的滑轮，实质是一个　　　 杠杆。不能
　　　　　，但能改变　　　　　　　。
(2)动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，实质是一个　　　　杠杆；能　　　　，但不能　　　　　　　　　　　　。
等臂
省力
力的方向
省力
省力
改变力的方向
力
省力
省力
省力
轮轴
※考点点拨
1.由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在阻力和阻力臂大小不变的情况下，动力臂越长，动力越小，即越省力。所以在解题中画出动力臂是关键，而画动力臂是同学们学习的难点，故需要明确动力臂的定义：从支点到动力作用线的距离。
2.滑轮组省力情况由承重绳子段数决定，而判断绳子段数的方法是：可遮住定滑轮部分，使它与动滑轮分隔开，即可数出与动滑轮或重物有接触的绳子段数n。使用滑轮组既可省力也可改变力的方向。
夯实基础
考点一：杠杆
1.请作出图中各个杠杆的动力臂和阻力臂，并分别用l1和l2表示出来。
(图略)
2.(2023·青海)如图所示的工具中，属于费力杠杆的是(　　)
D
3.(2023·临沂)2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动，机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。如图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是(　　)
D
4.(2023·连云港)如图所示，每个钩码的质量为50 g，在均匀杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码，那么(　　)
A.杠杆仍水平平衡
B.杠杆的左边向下倾斜
C.杠杆的右边向下倾斜
D.将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡
C
5.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，O为支点，F1表示手对钓鱼竿的作用力，请完成下列问题。
(1)请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力F2的力臂l2。
(2)钓鱼竿属于　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
费力
考点二：其他简单机械
6.(2023·自贡)如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端拴在钩码上，手执另一端，分别用力F1、F2、F3匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法正确的是(　　)
A.F1、F2、F3的大小相等
B.F1最大
C.F2最大
D.F3最大
A
7.(2023·遂宁)用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是(　　)
B
优化提升
1.如图所示，用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中，阻力臂l阻和动力F动的变化情况是(　　)
A.l阻不变，F动变大
B.l阻不变，F动不变
C.l阻变大，F动不变
D.l阻变大，F动变大
D
2.(2023·宜昌)右图为我国古人运送巨木的劳动情境示意图，他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起。当巨木太重无法抬起时，下列改进方法可行的是(　　)
A.减少横杆右端的人数
B.将支架向右移动
C.横杆右端的人向支架靠近
D.减小横杆上悬绳与支架间的距离
D
3.(2023·天津)图1是我国古代汲水装置——桔槔，图2是它水平静止时的简化模型，该装置是　　 　(填简单机械名称)；此时配重物重力为G1，水桶重力为G2，l1∶l2=2∶1，若不计杆重，则G1∶G2=　　　　　。
杠杆
1∶2　
4.(2022·随州)如图，在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________　　　(选填“平衡”或“非平衡”)状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向　　 　(选填“左”或“右”)调。
平衡
左
(2)调节杠杆在水平位置平衡后，某小组的同学得到了如下表所示的实验数据，由此可总结出杠杆的平衡条件：　　 　(用F1、F2、l1、l2表示)。
实验序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 1 30 3 10
2 2 20 1 40
3 3 20 6 10
F1l1=F2l2
(3)在完成实验后，陶子同学在A处挂了3个钩码(每个钩码重1 N，杠杆上每格的长度为10 cm)，如图乙所示，他将弹簧测力计斜向下拉，杠杆水平平衡(OA=30 cm，OB=40 cm)，此时拉力与水平方向的夹角为30°，则弹簧测力计的示数为　 　　N。
4.5
搏击中考
1.(2023·广东)杠杆在如图所示位置静止，此时杠杆　　　(选填“是”或“不是”)处于平衡状态。调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因是此时_________________
　　　　　　　　　　　。
是
力臂在杠杆上，
便于直接从杠杆上读出
2.(2023·广东)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
(1)如图甲所示辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照
　　　　(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的　　　点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3∶1，水桶受到的总重力为90 N。使周长为3 m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功　　　J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为　　N。(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用　　　(选填“①”或“②”)。
省力
B
90
30
①
3.(2022·广东)分别使用下图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是(　　)
A
4.(2020·广东)如图所示，用一根硬棒通过支点O撬起石头，画出石头所受重力G的示意图，以及力F的力臂l。
如图所示
5.(2021·广东)杆秤是从我国古代沿用至今的称量工具，如图是小明制作的杆秤的示意图，使用时，将待称物体挂在秤钩上，用手提起B或C(相当于支点)处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时可读出待称物体的质量，此秤最大称量是10 kg，秤砣最远可移至E点。秤杆和秤钩的质量忽略不计，AB、BC、BE的长度如图所示(g取10 N/kg)，求：
(1)提起哪处的秤纽，此秤的称量最大？
(2)秤砣质量为多少？
(3)当提起C处秤纽称一袋质量为2 kg的物体时，D与C之间的距离为多少？
解：(1)提起B处的秤纽，此秤的称量最大
(2)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可得
m1gL1=m2gL2，即
10 kg×0.02 m=m2×0.5 m
解得m2=0.4 kg
(3)由题意有m3gL3=m2gL2，即
2 kg×(0.02 m+0.03 m)=0.4 kg×L2
解得L2=0.25 m
答：(略)
6.(2022·广东)在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　　　　　　调节。
右
(2)如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3个钩码，每个钩码重0.5 N。如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为　　　　　　时，拉力最小，大小为　　　　　　N。
(3)课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上不同数量的同种硬币，使其在水平位置再次平衡，如图丙所示，则力臂l1∶l2=　　　　　　。若两边同时各取走一枚硬币，则杠杆的　　　　　端将下沉。
竖直向下
2
2∶1
右

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