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主 题 12：简单机械
人教版2024年中考物理一轮复习
1
2
3
4
课标解读
单元概述
核心知识
链接中考
第1节 杠杆
第2节 滑轮
第3节 机械效率
部编版七年级上册
2022年新课标解读
1.会画杠杆的力臂。
2.能用杠杆的平衡条件进行相关的计算。
3.能对杠杆分类，知道其在生活中的应用。
4.认识动滑轮定滑轮的特点。
5.会组装滑轮组。
6.会计算机械的机械效率。
简单机械
滑轮
杠杆
定义
五要素
平衡条件：F1l1=F2l2
杠杆分类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
公式
提高机械效
率的方法
机械效率总小于1
等臂杠杆
特点
省力杠杆
特点
特点
机械
效率
思维导图
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒
支点0：杠杆绕着转动的固定点
动力F1：使杠杆转动的力（人施加的力）
阻力F2：阻碍杠杆转动的力（物体施加的力）
动力臂l1：从支点到动力作用线的距离
阻力臂l2：从支点到阻力作用线的距离
平衡：杠杆在动力和阻力作用下保持静止或或匀速转动
平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2　
省力杠杆：L1>l2
省力，但费距离
F1费力杠杆：l1F1>F2
省距离，但费力
等臂杠杆：l1=l2
F1=F2
不省力，也不费距离
杠杆定义
五要素
杠杆平衡
杠杆分类
杠杆
核心考点1——杠杆
怎样画杠杆的力臂
F1
O
L1
L2
F3
F2
L3
杠杆的力臂______在杠杆上(一定或不一定);
力臂_______为0(可或不可)；
不一定
可
重难解析
杠杆平衡条件及应用
1．研究杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡是指杠杆__静止__或__匀速转动__。
(2)杠杆的平衡条件是__动力×动力臂＝阻力×阻力臂__
用公式表示是__F1l1＝F2l2__。
2．杠杆的种类
（1）．省力杠杆：动力臂l1__大于__阻力臂l2，
优点是__省力__；
（2）．费力杠杆：l1__小于__l2，优点是__省距离__；
（3）．等臂杠杆：l1__等于__l2，不省力也不费力。
重难解析
杠杆平衡条件及应用
例题：如图所示，是“探究杠杆平衡条件”的装置图。
(1)实验前为方便测量力臂长度，应将杠杆调节到________平衡，如果杠杆的左端向下倾斜，平衡螺母应向________端调节；
(2)实验记录的数据如表中所示，收集多组数据的目的是_____________ ；实验得到的结论是_____________；
(3)图中杠杆处于平衡状态，每个钩码受到的重力是0.5 N，则弹簧测力计竖直向下的拉力是________N；拉着弹簧测力计逐渐向右倾斜，并保持杠杆平衡，弹簧测力计的示数将_____ ___。
右
水平位置
2
F1l1＝F2l2
探究杠杆平衡的普遍规律
变大
重难解析
杠杆平衡条件及应用
重难解析
规律总结：在调节杠杆平衡时，杠杆哪端高螺母向哪端调，实验时杠杆两端挂不同数量的钩码多次实验可以得出普通规律，图中如果测力计倾斜着拉，其力臂变小，根据杠杆平衡条件，拉力会变大。
例1. 如图所示，在点用力把桌腿抬离地面时，桌腿始终没有移动，请在点画出最小作用力的示意图。
F
提示：如何找出杠杆上最小的力？
(1)定点：确定支点，然后在杠杆上找到距离支点最远的一点，即力的作用点；
(2)连线：连接该点与支点，该线段为最大动力臂；
(3)定向：确定动力的方向，过动力作用点作该方向与其支点连线的垂线，标上箭头及力的符号。
典型例题
例2.如图所示，O为杠杆的支点，A点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点施加一个力
并使该力最小，该力应沿（ ）
A．BM方向　 B．BN方向　
C．BP方向　　 D．BQ方向
A　
为使杠杆在水平位置平衡，若在B点施加一个力，则该力对杠杆转动的作用效果与重物的作用效果相反，应该沿BM或BN方向。　
根据杠杆平衡条件FAlA=FBlB，最省力时，力臂应该最大，最大力臂为OB，所以该力沿BM方向。 选项A正确。
典型例题
吊臂
吊臂
伸缩撑杆
吊臂
伸缩撑杆
B
小试牛刀
右图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动，伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( )
A．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力大小保持不变
B．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变小
C．匀速缓慢顶起吊臂的过程中，伸缩撑杆的支持力渐渐变大
D．吊臂是一个省力杠杆
定滑轮与动滑轮
定滑轮
轴不随物体一起运动的滑轮
不省力不省距离，但可以改变力的方向
实质：等臂杠杆
轴随物体一起运动的滑轮
省力，但费距离，且不能改变力的方向
实质：省力杠杆
动滑轮
F1
F2
l2
l1
O
F1
F2
l2
l1
O
1.滑轮的特点和实质
核心考点2——滑轮
滑轮组
、
轮轴和斜面
滑轮组
轮轴
定滑轮与动滑轮的组合叫滑轮组
绳子自由端的拉力
绳子自由端的距离
斜面
省力杠杆
省力机械
2.滑轮组
核心考点2——滑轮
滑轮种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示
F与G的关系 s与h的关系 特点 定滑轮、动滑轮、滑轮组的比较
F
G
F＝G
s＝h
不省力不省距离
能改变力的方向
F＝（G+G动）
s＝2h
省力、费距离，
不能改变力的方向
F＝（G+G动）
s＝nh（n为动滑轮上绳子段数）
省力、费距离，能否改变
力的方向和绕线方式有关
n=2
n=3
重难解析
例1.如图，两个滑轮组，提升一个重为的物体A，（每个滑轮重相同）使物体A在 内拉升了 ，拉力如图所示，下列说法正确的是( )
A
A.甲中，绳端移动的距离为
B.乙中，拉力的功率为
C.甲中，动滑轮由两根绳子吊着
D.乙中，动滑轮的重力为
n1=3
n2=2
甲图：；
乙图：
典型例题
例2.用如图所示的滑轮组吊起重500 N的重物。已知绳子能承受的最大拉力为200 N，请画出绕绳的方法(不计滑轮重与摩擦)。　
答案：如图　
滑轮组吊起重500 N的重物，已知绳子能承受的最大拉力为200 N，则绳子段数为n=500N/200N=2.5=3。
n为奇数，则绳子的固定端挂在动滑轮上。
典型例题
D
小试牛刀
小明利用如图所示的简单机械移动物体A时．当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力，以不同速度匀速拉动物体时，忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
　
A．F1=F2＜F3 B．F1＜F2＜ F3
C．F1＞F2＞ F3 D．F1=F2= F3
机械
效率
有用功W有：为完成目的必须做的功
额外功W额：为完成目的，不需要但又不得不做的功
总功W总：有用功和额外功总和 W总=W有+W额
（不用机械时人做的功）
（机械自重或摩擦阻力做功）
（使用机械时人做的功）
功的原理：使用任何机械都不省功
机械效率η：有用功与总功的百分比
特点：使用机械做功时，总存在额外功，故机械效率总小于1.
机械
效率
公式：
提高滑轮组机械效率的方法
增大物体的重力（W有增大，W额不变，η变大）
减小动滑轮的重力（W有不变，W额减小，η变大）
η
=
W有
W总
核心考点3——机械效率
定义 机械效率是_________和________之比，常用百分数表示，符号为______
公式 　
特点 ①使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以 _____ 总，机械效率总是_____1。通常用百分数表示。
②总功一定时，机械做的有用功_______，或额外功_______，机械效率就越高。
提高机械效率
有用功
总功
＜
＜
越多
越少
滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等。
斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等 。
重难解析
测滑轮组的机械效率：
实验原理
注意：要匀速竖直向上拉动弹簧测力计
滑轮组的机械效率与动滑轮重及摩擦、物重有关。
动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
物重一定，动滑轮重越小，机械效率越高。
重难解析
例1.如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图所示(不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是(　　)
A．弹簧测力计的拉力是2.4 N
B．物体上升的速度为0.05 m/s
C．弹簧测力计拉力的功率为0.12 W
D．滑轮组的机械效率约83.3%
C
，； ，
n=3
典型例题
例2.如图6所示，在斜面上将一个重为15 N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力F＝6 N，斜面长s＝1.2 m、斜面高h＝0.3 m。下列说法正确的是（ ）
A. 克服物体重力做功：W有=Gh=15 N×0.3m=4.5J，故A错误；
B. 拉力做的总功：W总＝Fs＝6 N×1.2 m＝7.2 J，
则额外功：W额＝W总－W有＝7.2 J－4.5 J＝2.7 J，故B错误；
C. 物体受到的摩擦力：f=W额/s=2.7J/1.2m=2.25 N，故C正确；
D. 斜面的机械效率：η=W有/W总= 4.5J/7.2J =62.5%，故D错误。故选C。
A．克服物体重力做功7.2 J B．额外功为1.8 J
C．物体受到的摩擦力为2.25 N D．斜面的机械效率为37.5 %
C
典型例题
例3.如图所示，斜面长，高。用平行于斜面的拉力，将重力为的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时。求：
（1） 有用功 ；
（2） 拉力做功的功率 ；
（3） 物体受到的摩擦力 ；
（4） 该斜面的机械效率 。
解：
（3）额外功: ，
由得， ；
（4）该斜面的机械效率: 。
答：有用功为 ；拉力做功的功率为 ；物体受到的摩擦力为 . ；斜面的机械效率为 % 。
典型例题
如图所示的滑轮组将重G＝100 N的物体匀速提升2m。所用的拉力F＝4 0N。求： 1、所做的有用功为 J，
2、机械效率为 ，
3、动滑轮重为 ————N,
4、当重物改为200 N的时，该滑轮组的
机械效率为 。（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）
200
83.3%
90.9%
F
G
20
小试牛刀
链接中考
1．下列生活中的杠杆属于费力杠杆的是（　　）
A．筷子 B.瓶起子 C.羊角锤 D．独轮车
2.如图所示，有一质量不计的长木板，左端可绕O点转动，在它的右端放一重为G的物块，并用一竖直向上的力F拉着，当物块向左匀速滑动时，木板始终在水平位置保持静止，在此过程中，拉力F（　　）
A．变小B．变大C．不变 D．先变大后变小
A
A
3.用如图所示的四种简单机械，将同一物体从低处匀速搬到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　）
A B C D
4.关于功率、机械效率，下列说法正确的是( )
A.做功越多的机械，其功率就越大 B.越省力的机械，其功率就越小
C.做功越慢的机械，其机械效率就越低
D.有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
B
链接中考
D
5. 如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物．若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦．下列分析正确的是( )
A. 甲方式可以省力
B. 乙方式不能改变力的方向
C. 甲、乙两种方式做的有用功相等
D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
C
链接中考
6.如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组．一次提升货物A的质量为2.7×103 kg，30 s内货物A被匀速提升了3 m，动滑轮的重为3×103 N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)．下列分析中正确的是( )
A. 钢绳自由端的移动速度为0.1 m/s
B. 拉力F的功率为1.5×103 W
C. 滑轮组的机械效率为90%
D. 钢绳的拉力F的大小为1.0×104 N
C
链接中考

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