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第十二章
简单机械
第一部分
教材梳理
课程
标准 2.2.6知道简单机械.探究并了解杠杆的平衡条件.
3.2.3知道机械效率.了解提高机械效率的途径和意义.
3.2.4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.
课标
解读与
命题
规律 1.《课程标准》要求了解常见的几种简单机械的原理；知道机械效率，会计算几种简单机械的机械效率；通过实验，探究并了解杠杆的平衡条件.
2.预计2025年考查题型以填空题、选择题、作图题和实验题为主.考查重点是滑轮组的绕法、探究杠杆的平衡条件、机械效率的理解及简单计算.
1.(2024 海南)用起子开瓶盖，下列杠杆能正确解释这一现象的
是(
)
A
B
C
D
B
2.(2024 内江)如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体
上，另一端拴在弹簧测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，
弹簧测力计的示数分别为 F1、F2、F3、F4，则它们的大小关系为
(
)
D
A.F1＞F2 B.F3＞F4 C.F1＜F4 D.F1＝F2＝F3＝F4
3.(2024 齐齐哈尔)如图所示，小宇用动滑轮把重 400 N 的物体
匀速提升了 3 m，作用在绳子自由端的拉力 F 为 250 N，方向竖直
)
D
向上.不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是(
A.绳子自由端移动的距离为 3 m
B.动滑轮受到的重力为 150 N
C.拉力 F 做的功为 1200 J
D.该动滑轮的机械效率为 80%
4.(2023 广州)图甲中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图
乙中杠杆 AB，移动支架，可使支点 O 在 AB 间移动.杆水平静止，
忽略杆重.
(1)人对杆的压力为 F1，绳对杆的拉力为 F2，F1、F2 竖直向下.
①在图乙中画出 F1 的力臂 l1；②F2 的力臂 l2＝___________(用
F1、F2、l1 表示).
(2)同一石头仍悬挂在杆 B 端，人对杆 A 端的压力方向不变，
只通过移动支点 O 使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点 O 应
向__________(选填“A”或“B”)端移动.
甲
乙
答案：(1)①如图所示． ②
F1l1
F2
(2)B
考点 1 简单机械
固定
硬
转动
转动
1.杠杆：在力的作用下能绕着________点转动的________棒.
杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂.
(1)支点：杠杆绕着________的点(O).
(2)动力：使杠杆________的力(F1).
(3)阻力：________杠杆转动的力(F2).
(4)动力臂：支点到________________的距离.
(5)阻力臂：支点到________________的距离.
阻碍
动力作用线
阻力作用线
2.杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即_________.
3.杠杆的分类.
大于
费距离
(1) 省力杠杆：动力臂________ 阻力臂的杠杆. 能省力，但
________.如钢丝钳、羊角锤、瓶盖起子等.
小于
费力
(2)费力杠杆：动力臂________阻力臂的杠杆.能省距离，但
________.如筷子、钓鱼竿、镊子、理发剪等.
等于
(3)等臂杠杆：动力臂________阻力臂的杠杆.既________，也
____________.如天平、定滑轮等.
不省力
不省距离
判断杠杆属于哪种类型的两种方法：一是根据生活经验；二
是作出动力臂和阻力臂并对比其大小再根据定义判断.
F1l1＝F2l2
4.几种常见简单机械.
固定不动
等臂
力的方向
(1)定滑轮：轴____________的滑轮.定滑轮实际上是________
杠杆，不能省力，但能改变____________.
随物体一起运动
(2)动滑轮：轴_________________的滑轮.动滑轮实际上是动
力臂为阻力臂________倍的杠杆，能省力，但要__________，并
且不能_______________.
两
费距离
改变力的方向
(3)滑轮组：由________和________组合而成的装置，滑轮组
的省力情况由承担物重的绳子段数决定，若不考虑动滑轮重和摩
擦，则提起重为 G 的物体所需要的拉力 F＝_______(n 为承担物重
的绳子段数)；若动滑轮重为 G动，则提起重为 G 的物体所需要的
拉力 F＝____________.绳子自由端移动距离 s 和物体上升高度 h
之间的关系式为 s＝________.
(4)轮轴：由一个轴和一个轮组成的简单机械.如果动力作用在
轮上，那么轮轴就是一个________杠杆；如果动力作用在轴上，
那么就是一个________杠杆.
(5)斜面：斜面是一种省力机械，相同高度斜面越长越____力.
动滑轮
定滑轮
nh
省力
费力
省
考点 2 机械效率
1.功.
必须做
不得不做
有用功
额外功
(1)有用功：完成某项任务时我们________的功.
(2)额外功：对完成任务没有用但__________的功.
(3)总功：________和________的总和.
2.机械效率：________功和________功的比值叫做机械效率，
用符号η表示.η＝_______________.机械效率是表示机械性能优劣
的一个物理量，使用任何机械都或多或少会做一些________功，
所以机械效率总是________1.
有用
总
额外
小于
3.影响滑轮组机械效率的因素：(1)____________________.
(2)____________________.(3)______________________________.
滑轮组的机械效率与绳子绕法以及所提升的高度________.
提升物体的重力
动滑轮重和绳重
滑轮与绳之间的摩擦
无关
精讲 1 杠杆
【例 1】(2024 牡丹江)下列工具属于费力杠杆的是(
)
A.镊子
B.天平
C.瓶起子
D.核桃夹
解析：本考点是广东中考的高频考点，杠杆包括以下几种：
①省力杠杆，动力臂大于阻力臂，省力但费距离；②费力杠杆，
动力臂小于阻力臂，费力但省距离；③等臂杠杆，动力臂等于阻
力臂，既不省距离也不省力.结合生活经验，先判断杠杆在使用过
程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的
杠杆.镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故 A
符合题意；天平是等臂杠杆，既不省距离也不省力，故 B 不符合
题意；瓶起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，
故 C 不符合题意；核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是
省力杠杆，故 D 不符合题意.
答案：A
【例 2】(2024 烟台)骨骼、肌肉和关节等构成了人体的运动系
统，人体中最基本的运动大多是由肌肉牵引骨骼绕关节转动产生
的.下列关于人体中的杠杆说法正确的是(
)
A.图甲：手托重物时，可视为省力杠杆
B.图甲：手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是阻力
C.图乙：踮脚时，可视为费力杠杆
D.图乙：向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是
动力
解析：本题考查生活中常见的杠杆，解题的关键是首先确定
杠杆的支点、动力、阻力及对应的动力臂和阻力臂，比较力臂大
小得出杠杆类型.用手托重物时，肘关节处可以视为支点，肱二头
肌对前臂杠杆的牵引力使得杠杆转动，是动力，由图甲知，动力
臂小于阻力臂，因此手托重物时，可视为费力杠杆，故 AB 错误；
由图可知人踮脚时绕着 O 点转动，腓肠肌对足部骨骼的牵引力 F1
使得杠杆转动，是动力，由图乙知，动力臂大于阻力臂，可视为
省力杠杆，故 C 错误，D 正确.
答案：D
变式拓展
1.(2024 重庆)小兰自制了一把杆秤，由秤盘、提纽、秤杆以及
200 g 的秤砣构成，如图所示.当不挂秤砣、秤盘中不放重物时，提
起提纽，杆秤在空中恰好能水平平衡.已知 AO 间距离为 10 cm.当
放入重物，将秤砣移至距 O 点 30 cm 的 B 处
时，秤杆水平平衡，则重物质量为________g；
往秤盘中再增加 20 g 的物体，秤砣需要从 B
处移动______cm 才能维持秤杆水平平衡.
答案：600　1
精讲 2 其他简单机械
【例 3】(2024 天津)高高的旗杆矗立在操场上.旗手缓缓向下
拉绳子，旗子就会徐徐上升.这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于
该滑轮的说法正确的是(
)
A.它是动滑轮
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距离
D.利用它可以改变力的方向
解析：本考点是广东中考的高频考点.本题考查了定滑轮和动
滑轮的区别，关键是看滑轮是否随物体一起升降，同时考查了定
滑轮和动滑轮的工作特点.动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两
倍的杠杆，它的特点是：能省一半的力，但是不能改变力的方向，
而且要费一倍的距离；定滑轮实质上是一个等臂杠杆，它的特点
是：只能改变力的方向，而不省力.旗杆顶部滑轮的轴固定不动，
是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会
徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向.故 D 正确.
答案：D
【例 4】如图甲所示，用滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子
在图中画出最省力的绳绕法.
甲
解析：滑轮组绳子的绕法有两种.一是绳子先系在定滑轮的固
定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子
先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮.本
题中，要求最省力，应为第二种.
答案：如图乙所示.
乙
变式拓展
D
2.(2024 牡丹江)如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在 10 s
内匀速上升 4 m，物体的重力为 10 N，动滑轮的重力为 2 N，不计
绳重与摩擦.下列说法正确的是(
)
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为 4 m/s
C.拉力的大小为 5 N
D.绳子自由端移动的距离为 8 m
3.骑自行车上一个陡坡时，有经验的同学会沿 S 形路线骑行，
他这样做是为了(
)
C
A.缩短上坡过程中所用时间
B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力
D.提高上坡时的机械效率
4.如图，画出滑轮组用最小力拖出陷入泥坑里的汽车的绕线方
法.
答案：如图所示：
精讲 3 机械效率
【例 5】(2024 大庆)如图所示，在 75 N 的拉力 F 作用下，用
滑轮组将重为 100 N 的货物匀速提升，在 10 s 内货物竖直上升了
2 m.下列说法正确的是(
)
A.滑轮组做的有用功为 150 J
B.拉力 F 的功率为 30 W
C.滑轮组的机械效率为 75%
D.此滑轮组提升的货物越轻，机械效率越大
解析：本题综合考查了滑轮组的有用功、机械效率以及机械
效率的影响因素等.其中增大机械效率的方法有二：一是增大有用
功，即拉更重的重物；二是减小额外功，如减小摩擦、减轻动滑
轮重.而且机械效率与绕绳方式和提升高度无关.滑轮组做的有用
功为：W 有用＝Gh＝100 N×2 m＝200 J，故 A 错误；由图可知，
n＝2，拉力 F 做的总功为：W总＝Fs＝Fnh＝75 N×2×2 m＝300 J，
物越轻，做的有用功越小，而额外功几乎不变，因此机械效率变
小，故 D 错误.故选：B.
答案：B
变式拓展
5.(2024 泰安)如图所示，汽车通过滑轮组将物体吊起.已知汽
车的质量为 3×103 kg，牵引力 F1 为 4000 N，对绳子的拉力 F2 为
2500 N ；物体的重力为 6000 N ，物体匀速上升的速度始终为
0.5 m/s，汽车受到的摩擦力为汽车重力的 0.05 倍，g 取 10 N/kg.
下列说法中(
)
①滑轮组的机械效率为 80%
②汽车受到的摩擦力为 150 N
③汽车牵引力在 4 s 内做的功为 8×103 J
④汽车牵引力的功率为 6000 W
B.只有①④正确
D.只有③④正确
A.只有①正确
C.只有①②正确
答案：B
6.(2024 内蒙古)如图所示，固定的斜面长 s＝2m，高 h＝0.5 m，
沿斜面向上用 50 N 的拉力在 4 s 内把一个重 60 N 的物体从斜面底
)
C
端匀速拉到顶端，这一过程中(
A.对物体做的有用功为 120 J
B.物体受的摩擦力为 50 N
C.拉力做功的功率为 25 W
D.斜面的机械效率为 70%

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