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第九章　简单机械
【构建知识网络】
知识点1 杠杆
1．定义：在力的作用下能绕_______转动的硬棒就是杠杆．
2．杠杆的五要素
(1)_____：杠杆可以绕其转动的点O.
(2)_____：使杠杆转动的力F1.
(3)_____：阻碍杠杆转动的力F2.
(4)动力臂：从支点O到___________的距离l1.
(5)阻力臂：从支点O到___________的距离l2.
固定点
支点
动力
阻力
动力作用线
阻力作用线
3．杠杆的平衡条件
(1)杠杆平衡状态：杠杆处于静止或_________的状态．
(2)杠杆的平衡条件：________．
匀速转动
F1l1＝F2l2
4．分类
种类 省力杠杆 (F1动力) 费力杠杆 (F1动力) 等臂杠杆
(F1动力)
示意图
力臂的 关系 l1__l2 l1__l2 l1___l2
力的 关系 F1__F2 F1__F2 F1___F2
>
<
＝
<
>
＝
种类 省力杠杆 (F1动力) 费力杠杆 (F1动力) 等臂杠杆
(F1动力)
特点 省力_______ 省距离_____ ___________
_______
应用 钢丝钳、瓶盖起子、撬棒、独轮车等 镊子、钓鱼竿、筷子、理发剪刀、赛艇的桨、缝纫机脚踏板等 天平、定滑轮、跷跷板等
费距离
费力
不省距离也
不费力
【名师点拨】
（1）只要在外力作用下不变形的物体都可以看成杠杆，杠杆可以是直的，也可以是任意形状的.（2）动力、阻力都是杠杆受到的力，所以力的作用点在杠杆上；动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆转动的方向一定相反.（3）力臂不一定在杠杆上.只有当力的方向垂直于杠杆时，该力的力臂才在杠杆上.而当力的作用线经过支点时，该力的力臂为0.
知识点2 定滑轮、动滑轮、滑轮组
1．定滑轮
(1)图示
(2)定义：轴固定不动的滑轮．
(3)实质：等臂杠杆．
(4)特点：可以改变用力方向．
(5)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：_____．
(6)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：_____．
(7)v绳与v物的关系：_______．
F＝G
s＝h
v绳＝v物
2．动滑轮
(1)图示
(2)定义：轴可以随被吊物体一起运动的滑轮．
(3)实质：省力杠杆．
(4)特点：最多可以省一半力．
(5)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：______________．
(6)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：______．
(7)v绳与v物的关系：________．
F＝ (G物＋G动)
s＝2h
v绳＝2v物
3．滑轮组(竖)
(1)图示
(2)定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起．
(3)实质：省力杠杆．
(4)特点：既可以_____，又可以_____________．
省力
改变用力方向
(5)F与G的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：
F＝ (G物＋G动)(甲图)，
F＝ (G物＋G动)(乙图)．
(6)绳端移动距离s和重物移动距离h的关系：s＝2h(甲图)，
s＝3h(乙图)．
(7)v绳与v物的关系：v绳＝__v物(甲图)．
v绳＝__v物(乙图)．
2
3
4．滑轮组(水平)
(1)图示
(2)定义：把定滑轮和动滑轮组合在一起．
(3)实质：省力杠杆．
(4)特点：既可省力，又可改变用力方向．
(5)F与f的关系(不计绳重、绳与轮的摩擦)：______．
(6)绳端移动距离s和重物移动距离s物的关系：_______．
(7)v绳与v物的关系：________．
s＝3s物
v绳＝3v物
【名师点拨】
利用公式F定＝G、F动＝ (G物＋G动)、F组＝ (G物＋G动)、F组＝ f水平
计算拉力时，公式的成立条件是不计机械内部的摩擦．
知识点3 其他简单机械
1．轮轴：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械．实
质是变形的_____，动力作用在轮上时_____，动力作用在轴
上时_____．例如，汽车方向盘、辘轳等．
2．斜面是一种常见的简单机械，可用于克服竖直提升重物的
困难．在斜面高度一定时，斜面倾角越小、斜面越长，越___
___，但费_____．螺丝钉、盘山公路类似斜面．
杠杆
省力
费力
省
力
距离
(1)探究杠杆的平衡条件实验中，杠杆倾斜时仍处于平衡状
态．( )
(2)在探究杠杆的平衡条件实验中，为了消除杠杆自重对实
验的影响可采取调节杠杆水平的方法．( )
(3)作用在杠杆上的动力和阻力的方向可能相同，也可能相
反．( )
(4)杠杆的力臂是支点到力的作用点连线的距离．( )
√
×
√
×
(5)杠杆的支点一定在杠杆上，且在杠杆的中间位置．( )
(6)力臂可能在杠杆上也可能不在杠杆上．( )
(7)使用费力杠杆可以省距离．( )
(8)动滑轮既能省力又能改变力的方向．( )
(9)使用定滑轮一定既不省力也不费力．( )
(10)使用一个动滑轮和一个定滑轮组成滑轮组最多省一半
力．( )
×
√
√
×
×
×
实验 探究杠杆的平衡条件
【实验装置】
【命题点扫描】
1．实验器材：杠杆(带刻度)、支架、若干相同的钩码(重力已
知)．
(1)主要器材及其作用
a．带刻度的杠杆：_____________．
b．钩码：能改变和确定力的大小，但不能任意改变力的大小和
方向(只能竖直向下)．
(2)实验器材的改进及其优点：用弹簧测力计替代杠杆一端的钩
码，优点是能任意改变力的大小和_____．
方便测量力臂
方向
2．设计与进行实验
(1)实验前，选择杠杆中点作为支点的目的：_______________
___________．
(2)实验前，调节杠杆在水平位置平衡的目的：_____________
_______．
消除杠杆自重对
实验的影响
实验中便于测
量力臂
(3)实验前，通过平衡螺母调节杠杆水平平衡的原则是“左高
向左调，右高向右调”，若某次实验前，杠杆静止时如图甲所
示，则杠杆处于_____(填“平衡”或“非平衡”)状态，要使
杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向___(填“左”或“右”)
调节．当杠杆水平平衡后，在实验过程中_____(填“能”或
“不能”)通过调节平衡螺母使杠杆平衡．
平衡
左
不能
(4)多次改变杠杆两端所挂钩码的数量和位置，使杠杆在水平位置平衡，记录下对应的F1、l1和F2、l2，然后分析数据，总结规律．
3．实验结论：杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂
(F1l1＝F2l2)．
4．交流与反思
(1)多次实验的目的：避免实验数据的偶然性，使结论具有普
遍性．
(2)分析处理实验数据时，_____(填“能”或“不能”)比较
“动力＋动力臂”与“阻力＋阻力臂”大小，理由是_______
_____________．
不能
不同物
理量不能相加
5．实验延伸
(1)杠杆水平平衡时，在杠杆两端加减钩码个数或移动钩码位置
后，可根据“___”和“___”的大小关系来判断杠杆的状态，
若相等，则杠杆水平平衡；若不相等，哪边乘积大，杠杆向哪
边倾斜．如图乙所示，杠杆上的刻度均匀，调节杠杆水平平衡
后，在A点挂2个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂
__个相同的钩码；为使杠杆向右倾斜，应在B点至少挂__个相
同的钩码．
F1l1
F2l2
4
5
(2)小明继续探究：保持A点钩码的数量和力臂不变，杠杆在水
平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1 F1
的关系图像，如图丙所示请根据图像推算，当l1＝30 cm时，F1
＝____ N.
0.5
(3)小明发现本实验中，钩码对杠杆拉力的方向都是竖直向下
的，于是得出结论：“杠杆的平衡条件为：动力×动力作用点
到支点的距离＝阻力×阻力作用点到支点的距离”，老师指出
小明的结论是错误的，请你提出一条实验改进的建议：_____
______________________________________________________
___________________________________________________．
用弹
簧测力计代替杠杆右端的钩码，沿非竖直方向作用在杠杆上，
使杠杆在水平位置平衡，并记下对应的拉力和力臂的大小
(4)如图丁所示，已知每个钩码重0.5 N，取走悬
挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上
拉，仍使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的拉
力为__N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上
方，杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将_____
(填“变大”“变小”或“不变”)，若此时斜向右上方的弹簧
测力计与竖直方向间的夹角为60°，杠杆在水平位置平衡时，
弹簧测力计的示数为__N.
1
变大
2
考点1 杠杆(2025年13套卷7考)
1．[2025·山东]小明使用筷子夹菜时，发现可将筷子视为杠杆．他用学过的杠杆知识对其中一根筷子做了分析，如图所示．以下选项错误的是( )
A．F1为动力
B．l1为动力臂
C．F2为阻力
D．l2为阻力臂
2．[2024·枣庄]用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力F1的作用下，绕肘关节(支点O)转动，如图所示，请在图中画出动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图．
【名师点拨】
一找点：找杠杆支点．二画线：画动(或阻)力的作用线，必要时画虚线延长作用线．三作垂线段：从支点向力的作用线作垂线，并标垂直符号，垂线段即为动(或阻)力臂．四标力臂来呈现：用大括号(或双箭头)标出力臂，写出相应力臂符号．
3．[2025·济宁]生活中，经常会看到：三位小朋友一起玩跷跷板时，跷跷板也能平衡，如图甲所示．小明利用实验器材，按如图乙所示的方法，探究杠杆受三个力作用时的平衡条件，收集的实验数据如表所示．
(1)分析表中数据，得出杠杆受三个力作用时的平衡条件：
___________________(用F1、l1、F2、l2、F3、l3表示)．
(2)请在图丙中的合适位置画出一组(3个)钩码，使杠杆在水
平位置平衡．
F1×l1＝F2×l2＋F3×l3
考点2 滑轮　滑轮组　斜面(2025年13套卷3考)
1．[2025·烟台]为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是( )
A．是定滑轮，可以省力
B．是动滑轮，可以省力
C．是定滑轮，可以改变力的方向
D．是动滑轮，可以改变力的方向
2．[2025·济宁]将图中的滑轮以不同的绕线方式组装成甲、乙滑轮组(甲比乙省力)．小明分别用甲、乙滑轮组，在5 s内将重为50 N的物体竖直匀速提升0.2 m．每个滑轮重为4 N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是( )
A．使用甲滑轮组时的拉力为27 N
B．使用乙滑轮组时的绳子自由端移动了0.6 m
C．使用甲滑轮组时拉力的功率比乙的大
D．两个滑轮组的机械效率相等
3．[2022·枣庄]如图所示，若利用滑轮组向下拉绳将重物提升，请画出滑轮组绕绳方法．
【名师点拨】
1．承担物重的绳子段数n的判断
在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，有几段绳子通过动滑轮(或有几段绳子与动滑轮相连)，n就等于几．如图所示：
2．用滑轮组来拉升重物时，拉力与物重的关系
(1)如果不考虑动滑轮的重力和绳子的摩擦力，则：F拉＝ .
(2)如果考虑动滑轮的重力，不考虑摩擦，则：F拉＝ .
1．[2025·长沙]下列属于费力杠杆的是( )
2．[2025·北京]如图所示，园艺工人在修剪枝条．关于园艺剪的使用，下列说法正确的是( )
A．园艺剪对枝条的压力是阻力
B．在图示状态使用时园艺剪是费力杠杆
C．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了省力
D．把枝条往园艺剪的轴处靠近是为了增大阻力臂
3．[2025·河南]如图所示，在植树活动中，两
位同学用竹竿抬水．水桶挂在水平竹竿的P处，
与前、后同学的距离分别为PM、PN，水桶对竹
竿的作用力为F，其中PM、PN及F的大小均已知，
竹竿的重力忽略不计．若要分析前面同学抬水的力F1的大小，下列建构的杠杆示意图正确的是( )
4．[2025·新疆]小明用一个动滑轮将重力为2 N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是( )
A．1.0 N
B．1.2 N
C．1.4 N
D．1.6 N
5．[2025·湖北]如图所示为坐式推肩训练器．健身杆能绕O点处的轴上下转动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆以锻炼肩部肌肉．下列说法正确的是( )
A．此健身杆是费力杠杆
B．手推N处时，配重越重用力越小
C．配重相同时，推N处比推M处费力
D．若改变M处推力方向，力臂始终不变
6．[2025·眉山]“探究杠杆的平衡条件”实验中，杠杆在水平位置平衡，如图所示．下列操作能使杠杆在水平位置保持平衡的是( )
A．同时将左右两侧的钩码取下一个
B．将A、B两处所挂的钩码交换位置
C．将右侧钩码取下一个，左侧钩码向支点移动一格
D．将左侧钩码向支点移动两格，右侧钩码向支点移动三格
7．[2025·自贡]如图所示，O1、O2均是杆秤称量时的支点．当使用O1称量时，调整秤砣至A点位置，使秤杆处于水平平衡状态(忽略绳重和杆重)，已知秤砣质量为5 kg，O1A＝110 cm，O1B＝10 cm.下列说法正确的是( )
A．所称物体质量是50 kg
B．换称质量较小的物体时，秤砣应向A点左边移动
C．改用O2称量物体时，会使该杆秤的称量范围变小
D．当秤砣在A点时，使用O1称量的物体质量比使用O2称量的物体质量大
8．[2025·上海]如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是( )
A．F1＝F2＝F3
B．F2＞G
C．F1和F2是一对平衡力
D．F2和G是一对平衡力
9．[2025·威海改编]如图甲所示为一款健身器材，两滑轮均重20 N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80 cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示．弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环．下列说法正确的是( )
A．弹簧拉力为60 N时，绳a拉力为14 N
B．拉环向下移动10 cm，弹簧伸长10 cm
C．弹簧拉力为300 N时，拉环向下移动30 cm
D．健身器材提供的最大拉力为820 N
10．[2025·成都]在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹
簧测力计，如图．弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、
F2的大小关系是______；若钩码匀速上升0.1 m，则绳子自由
端移动的距离是____m.
F1＝F2
0.2
11．[2025·黑龙江]如图所示，将重为G的均匀
木棒竖直的悬挂于O点，在其下端施加一个始终
垂直于木棒的动力F，让木棒缓慢地转动到图中
虚线所示的位置，则阻力臂将_____(填“变大”
“变小”或“不变”)，动力F将_____(填“变大”“变小”或
“不变”)．
变大
变大
12．[2025·安徽]图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简
化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，
施加在B点的动力F1＝15 N，测得l1＝12 cm，l2＝4 cm，则阻力
F2＝___N.
45
13．[2025·广州]如图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型．
(1)以O点为支点，在图d中作出F1、F2的力臂l1、l2.
(2)为了减小钢索承受的拉力，可适当_____(填“升高”或“降
低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是_________________
_____________________________________________________
______________________________________________________
_______________________________________________________
_________．
升高
由图可知，若升高
钢索悬挂点在桥塔上的高度，即增加了支点O到F1的距离，即
增大了拉力的力臂l1，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力
臂不变的情况下，拉力的力臂越大，拉力越小即桥对钢索的拉
力就越小
14．[2025·广西]某实验小组做“探究杠杆的平衡条件”实验．
(1)实验前，若杠杆静止时的位置如图甲所示，则需要将杠杆
左端的螺母向___调节，使杠杆在水平位置平衡．
(2)实验操作中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码(每个钩码所
受重力均为0.5 N)，移动钩码位置，使杠杆重新水平平衡，如
图乙所示，施加在杠杆右侧的力F1为1.5 N，读出其对应的力
臂l1为10.0 cm，施加在杠杆左侧的力F2为__N，读出其对应的力
臂l2为_____cm.
左
1
15.0
(3)改变F1和l1，相应调节F2和l2，再做几次实验，分析记录的
数据得到杠杆的平衡条件是___________________________．
(4)用木棒撬动大石头时，固定支点位置后，如图丙所示，要
想用较小的力撬动这块大石头，应将支点到手施力的作用线
的距离_____(填“增大”或“减小”)．
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
增大

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