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2024年中考物理复习专题讲义：简单机械
知识点归纳
1.杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。
2.什么是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂
(1)支点：杠杆绕着转动的点(o)
(2)动力：使杠杆转动的力(F1)
(3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)
(4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离(L1)。
(5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(L2)
3.杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作：F1L1=F2L2或写成。这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。
4.三种杠杆：
(1)省力杠杆：L1>L2,平衡时F1
(2)费力杠杆：L1F2。特点是费力，但省距离。(如钓鱼杠，理发剪刀等)
(3)等臂杠杆：L1=L2,平衡时F1=F2。特点是既不省力，也不费力。(如：天平)
5.定滑轮特点：不省力，但能改变动力的方向。(实质是个等臂杠杆)
6.动滑轮特点：省一半力，但不能改变动力方向,要费距离.(实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆)
7.滑轮组：使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
1.功的两个必要因素：一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.功的计算：功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离)
3.功的公式：W=Fs;单位：W→焦;F→牛顿;s→米。(1焦=1牛·米).
4.功的原理：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功，也就是说使用任何机械都不省功。
5.斜面：FL=Gh斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。(螺丝、盘山公路也是斜面)
6.机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。
计算公式：P有/W=η
7.功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。
单位：P→瓦特;W→焦;t→秒。(1瓦=1焦/秒。1千瓦=1000瓦)
提升练习
一、单选题
1．下列所示工具中，使用时能省距离但不省力的是（　　）
A． 动滑轮 B． 扳手
C．羊角锤 D． 镊子
2．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　　）
A．有用功相同时，额外功越小，机械效率越高
B．总功相同时，额外功越多，机械效率越高
C．做功多的机械，机械效率高
D．效率高的机械，功率一定大
3．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（　　）
A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则F将变大
B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，F将不变
C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，F将变大
D．若将重物和F的作用点向左移动相等的距离，且保持F大小不变，杠杆仍能在原位置平衡
4．如图所示，滑轮下挂重500N的物体G，滑轮重40N，绳和杠杆都是轻质的.要在图示位置使杠杆平衡，在杠杆的A点所加的竖直向上的力F应是（杠杆上标度的间距相等）（　　）
A．270N B．360N C．540N D．720N
5．如图所示，保持杠杆在水平位置平衡，在其它条件不变的情况下，下列操作中不能使弹簧测力计示数变大的是（　　）
A．增加钩码的个数
B．将钩码悬挂点的位置向左移
C．保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D．保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
6．同学们利用如图所示的装置探究“杠杆平衡条件”时，调整完毕后，在杠杆两侧分别挂上不同个数的钩码，调节钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，经过多次这样的实验后得出结论：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．下列操作中，能帮助他得出正确结论的是（　　）
A．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉
B．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
C．去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉
D．增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性
7．甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是（　　）
A．若G1=G2，拉力做的额外功相同
B．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率
C．若G1=G2，拉力做的总功相同
D．用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
8．用水平力F1拉动如图所示装置，使木板A在粗糙水平面上向右匀速运动，物块B在木板A上表面相对地面静止，连接B与竖直墙壁之间的水平绳的拉力大小为F2．不计滑轮重和绳重，滑轮轴光滑。则F1与F2的大小关系是（　　）
A．F1=F2 B．F2＜F1＜2F2 C．F1=2F2 D．F1＞2F2
二、填空题
9．使用动滑轮可以省　 　（选填“力”或“距离”）。重为500N的物体，不计摩擦及滑轮自重，用一个动滑轮提起它，需要　 　N的力，如果用一个定滑轮提起它，需要用　 　N的力。
10．张开如图所示的塑料夹时，要用力（动力）作用在塑料夹的两臂上，塑料夹的每一个臂均相当于一个　 　．在图中标出杠杆的支点O，转动过程中的阻力是　 　。
11．在“再探动滑轮”的实验中，小明用动滑轮将重3N的钩码匀速向上提升，拉力为1.8N， 2s钩码上升0.2m，此过程中有用功为　 　J，拉力做功的功率为　 　W，动滑轮的机械效率为　 　。
12．小李用如图的滑轮组匀速提升水中的重物。已知重物A的重力为750N，体积为0.015m3，动滑轮重为120N，（不计绳重和摩擦）则：重物A未露出水面之前。物体受到的浮力是　 　，滑轮组的机械效率是　 　：重物A从上表面与水面接触到下表面完全离开水面的过程中，滑轮组的机械效率　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
13．如图所示，质量分布均匀粗细相同的木棒AB长为1m，水平放置在O、O'两个支点上，已知AO、O'B的长均为0.25m，若把B端竖直向上稍微抬起一点距离，至少要用力20N。若把B端竖直向下稍微压下一点距离至少需要　 　N的力。
三、计算题
14．如图所示，一个厚度均匀的薄木板长2m，木块右端用一根绳子悬挂．绳子所能承受的最大拉力为10N．一个大小不计的木块重40N，它从木块左边的O点开始以0.2m/s的速度向木板右端匀速移动，求：木块运动多长时间绳子断裂？（木板重力不计）．
15．小刚同学的体重为600N，当他使用如图所示的滑轮组匀速提升水中的体积为0.01m3的重物A时（重物始终未出水面），他对地面的压强为8.756×103Pa．已知每只鞋底与地面的接触面积为200cm2．当他用此滑轮组匀速提升空气中另一个重物B时，滑轮组的机械效率是90%．已知重物A重物B所受重力之比GA：GB=5：9，若不计绳重和摩擦，g=10N/kg．
求：（1）物体A的密度？
（2）提升重物A时滑轮组的机械效率？
16．工人师傅用如图所示的滑轮组提升建材，他将重为540N的建材匀速提升了3m，滑轮组的机械效率是90%（忽略绳重与摩擦）。试求：
（1）提升建材所做的有用功；
（2）动滑轮重。
17． 桔槔是天工开物中记载的一种原始的汲水工具。如图所示，硬杆用细绳悬挂在树上，杆可绕点自由旋转且与树之间无作用力，用细绳将重力为、容积为的桶悬挂在端，在端重的拗石辅助下，人可轻松将一桶水从井中提起，：3：2；悬挂桶的绳子始终保持在竖直方向上，忽略杆和绳的重力。
（1）桶装满水时，求水的重力；
（2）空桶在井中漂浮时，求桶排开水的体积；
（3）一重力为的人用桔棒将装满水的桶提出水面后忽略桶外壁沾水，桔槔处于平衡状态时，求端对绳子的拉力；
（4）在（3）情景中，若人与地面的受力面积为，求人对地面的压强。
四、作图题
18．在图中画出使用滑轮组提起物体时最省力的绕绳方法．
19．如图所示，O为杠杆的支点，请在图中画出力F的力臂l。
20．如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂．在图中画出力F1的力臂L1和力F2．
21．“节约用水，人人有责”。如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，向下按关水，请你在图乙所示的示意图中画出阻力臂l2，并画出施加在A点的最小动力F1。
五、实验探究题
22．小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行三次实验，实验数据如表：
次数 钩码重/N 钩码上升高度 /cm 弹簧测力计示 数/N 弹簧测力计移 动距离/cm 机械效率
1 1 10 0.4 40 62.5%
2 3 10 0.9 40 83.3%
3 5 10 1.4 40 　
（1）本实验中用到的测量器材有　 　和弹簧测力计。
（2）根据实验数据推测，此实验所用滑轮的个数至少是　 　个。
（3）表格中第三次实验测得滑轮组的机械效率为　 　（保留一位小数）。
（4）分析表格数据可知：用同一滑轮组提升不同物体，被提升物体越重，滑轮组的机械效率　 　（选填“越高”“越低”或“不变”）。
23．如图1所示，小明在探究杠杆平衡的条件实验中，所用的实验器材有，杠杆，支架、刻录尺、细线和弹簧测力计，若干个质量相同的钩码．
（1）安装杠杆，把支点放在质地均匀的杠杆中间，发现杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于　 　（填平衡或非平衡）状态．为使杠杆在水平位置平衡，应把杠杆右端的平衡螺母向　 　调节，使杠杆在水平位置平衡的好处是　 　．
（2）弹簧测力计使用前指针如图乙所示，则测量时，首先您进行的操作是　 　．
（3）操作过程中，当弹簧测力计的示数达到量程仍不能使杠杆水平平衡如图丙所示，你认为接下来合理的操作是　 　．（写出一条即可）
（4）小明又提出了新的探究问题，“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是，小明利用如图丁所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡的条件不相符，其原因是　 　．
（5）使用杠杆能为我们的生活带来方便，如图2所示，下面杠杆能够省距离的是　 　．
24．某同学用如图甲所示的装置，探究杠杆平衡条件．
（1）为了方便测量力臂，应将杠杆调至 　 　位置平衡。调节时若杠杆左端下沉，应将右端的平衡螺母向 　 　端调节。
（2）探究过程中，在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G＝2.5N的物体，在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F，保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的力和力臂F、L数据，画出F和 的图线如图乙（注意看清楚图乙两个坐标的含义），由图乙可得出杠杆平衡条件是F与L成　 　比。根据杠杆平衡条件，可求出重力G的力臂是　 　m。
答案
1．D
2．A
3．B
4．B
5．C
6．B
7．B
8．D
9．力；250；500
10．杠杆；弹簧的弹力
11．0.6；0.36；83.3℅
12．150N；83.3%；增大
13．60
14．解：F1L1=F2L2
10N×2m=40N×L2
L2=0.5m
由公式V= 得，
t= =2.5s
15．解：（1）小刚对地面的压力F压=PS=8.756×103Pa×200×10﹣4m2×2=350.24N；小刚对绳子的拉力F拉=G人﹣F压=600N﹣350.24N=249.76N；物体A未露出水面时受到水的浮力F浮=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×0.01m3×10N/kg=100N；使用滑轮组提升物体B时，滑轮组的机械效率ηB==90%，由此可知，GB：G动=9：1；又∵GA：GB=5：9，∴GA：GB：G动=5：9：1；使用滑轮组提升物体A时，绳子末端的拉力F拉=（GA﹣F浮+G动）=（GA﹣100N+GA）=249.76N，由此得出GA=499.6N；物体A的质量mA==49.96kg；物体A的密度ρA=≈5×103kg/m3；答：物体A的密度是5×103kg/m3．（2）使用滑轮组提升重物A时，滑轮组的机械效率ηA= ≈80%；答：提升重物A时滑轮组的机械效率是80%．
16．（1）解：物重G为540N，提升了高度h为3m，所以提升建材所做的有用功为
答：提升建材所做的有用功为1620J
（2）解：由于滑轮组承担重量的绳子股数n=2，所以绳子自由端移动的距离为
机械效率为
解得拉力F=300N
由
解得动滑轮的重力为
答：动滑轮重60N。
17．（1）解：由可得，桶装满水时水的质量：；
答：桶装满水时水的质量为；
（2）解：空桶在井中漂浮时，受到的浮力，
由可得，桶排开水的体积：；
答：空桶在井中漂浮时，桶排开水的体积为；
（3）解： 水的重力，
桶和水的总重力，
由杠杆平衡条件可得：，
解得，作用在此人手上的拉力，
即端对绳子的拉力为；
答：端对绳子的拉力为；
（4）解：人对地面的压力，
人与地面的受力面积为，
人对地面的压强：。
答：人对地面的压强为。
18．解：如图所示．
19．解：如图所示：
20．解：如图所示：
21．解：如图所示：
22．（1）刻度尺
（2）3
（3）89.3%
（4）越高
23．（1）平衡；左；便于测量力臂
（2）校零
（3）让拉力方向与杠杆垂直
（4）杠杆有自重
（5）D
24．（1）水平；右
（2）反；0.2

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