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第11讲　简单机械
课标要求 2.2.6　 简单机械. 杠杆的平衡条件. 3.2.3　 机械效率. 提高机械效率的意义和途径. 3.2.4　 人类使用的一些机械. 机械的使用对社会发展的作用. 4.2.5　探究杠杆的平衡条件.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 填空作 图题 6 容易 中等 功和机械效率的判断；杠杆力臂作图及平衡条件 要求根据饼状图及相关数据计算有用功、总功、额外功，考查机械效率的理解.力臂作图及平衡条件的考查，属于必考点.
2022 填空作 图题 计算题 8 中等 中等 杠杆力臂作图及平衡条件；斜面的机械效率 以货车尾板为情景，简化杠杆模型考查力臂作图，会根据平衡条件找准力臂的变化从而判断力的变化.斜面机械效率要求会利用公式进行简单计算.
2023 选择题 填空作 图题 7 中等 中等 有用功和额外功，滑轮组的机械效率；力臂的画法，杠杆的平衡条件 以滑轮组为情境，考查有用功、额外功及机械效率的相关计算.力臂作图及杠杆平衡条件的应用近几年连续考查.
2024 填空作 图题 计算题 9 中等 中等 力臂的画法，杠杆的平衡条件；有用功和总功，滑轮组的机械效率 近几年连续考查力臂作图、应用杠杆平衡条件分析最小动力及其计算.以滑轮组为情境，考查有用功、总功及机械效率的相关计算.
2025 填空作 图题 实验题 15 中等 较难 力臂的画法；杠杆的平衡条件 考查力、力臂的作图，会根据杠杆平衡条件由力的变化判断力臂的变化.
命题规律 简单机械的考查形式以画图为主，结合平衡条件考查力臂的作图是常考的题型，命题时常利用不同的情境，检测学生有没有掌握作图的方法.虽然杠杆相关题目有一定的难度，但只要真正理解力臂的含义及平衡条件，并不难作答.滑轮组通常结合机械效率的计算及实验进行命题. 力臂作图注意检查力与力臂是否垂直.滑轮组机械效率的解题关键是理解有用功和总功，找准拉物体的力及物体移动的距离，拉绳子的力以及绳端移动的距离，其联系是绳子的段数.斜面机械效率的考查也要求理解有用功和总功，切勿盲目套用公式.
杠杆、杠杆平衡条件
【知识回顾】
1.从 到 的距离叫作动力臂；从 到 的距离叫作阻力臂.
2.杠杆平衡条件： .
3.杠杆的分类
省力杠杆：动力臂 阻力臂，动力 阻力，省力但 ，如铡刀.
费力杠杆：动力臂 阻力臂，动力 阻力，费力但 ，如钓鱼竿.
等臂杠杆：动力臂 阻力臂，动力 阻力，既不省力也不省距离，如天平.
【回归教材】
1.图甲是使用羊角锤拔钉子的情景，根据生活经验可知，使用羊角锤拔钉子可以 ，请在图乙中画出动力F1的力臂l1和羊角锤所受阻力F2的示意图.
甲　　　 　乙
2.如图是搬运砖头的独轮车，使用时可视为 (选填“省力”或“费力”)杠杆.若独轮车和砖头的总重G为 1 000 N，要将扶手抬起，则人施加的竖直向上的力F的大小至少为 N.
【重点突破】
1.[物理观念](2025·甘孜)使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便.下列工具中属于省力杠杆的是( )
2.如图是用起子开瓶盖，下列能正确解释此情景的杠杆模型是( )
3.(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
4.[物理学与工程实践]图甲是用自制杠杆将稻草装上车厢的情境，虽然稻草较轻，但装上车需要将稻草举得很高，因此设计了这样的杠杆，充分展现了劳动人民的智慧.图乙是杠杆的简化图，为了省更多的距离，请你选择A、B两点中合适的一点挂稻草，画出稻草对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l.
5.[科学思维](2020·广州)如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在硬尺上挂一个重3 N的物体M，硬尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，硬尺的质量不计.
(1)O在 dm刻度线处.
(2)画出F的力臂.
6.[科学探究]某同学利用图甲装置探究杠杆的平衡条件，杠杆上相邻刻度线间的距离均为 5 cm，每个钩码重0.5 N.
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，是为了 .杠杆在图甲所示位置静止，此时杠杆 (选填“是”或“不是”)平衡状态.
(2)为使图甲中的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)端调节.挂上钩码后为了使杠杆再次在水平位置平衡，此时 (选填“能”或“不能”)再调节平衡螺母.实验中保持杠杆在水平位置平衡的目的是 .
(3)在某次实验中，在A点挂上4个钩码，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂上 个钩码，做完实验后，将数据填在下表，请你帮他补充表格：① ；② .
次数 动力F1/N 阻力臂l2/m
1 2 0.15 3 0.1
(4)通过表格中的数据，该同学得出了杠杆平衡条件： .你认为他的结论 (选填“可靠”或“不可靠”)，理由是 .
【实验拓展】
(5)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当弹簧测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将 (选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是 .
(6)实验中多次实验的目的是 ；分析数据时能不能比较“动力＋动力臂”与“阻力＋阻力臂”的大小 为什么 .
(7)图丁中，弹簧测力计沿图示位置拉杠杆，杠杆仍然在水平位置平衡，此时FC＝ N.
【拓展创新】
(8)实验结束后，他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 ”于是该同学利用图戊所示装置进行探究.发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是 .
1.无论是动力还是阻力都是杠杆受到的力，所以力的作用点一定在杠杆上.
2.力臂相当于数学中的“点到线的距离”，这里的点是支点，这里的线是动力作用线或阻力作用线，即支点到动力作用线或阻力作用线的距离.
3.要求在某指定点画最小力，先连接支点和指定点，然后过指定点作连线的垂线；若没有指定点，则找杆上离支点最远的点，再连线(即为最长力臂)，作垂线.
滑轮、滑轮组及其他机械
【知识回顾】
1. 固定不动的滑轮叫作定滑轮.使用定滑轮不省力，但可以 .
2.轴随物体移动而移动的滑轮叫作动滑轮.使用动滑轮可以省 ，但费 ，且不能 .
3. 和 组合在一起叫作滑轮组.使用滑轮组既可以 ，又能改变 .使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的 (不计摩擦及动滑轮重、绳重等).
4.总结：①有n段绳子与动滑轮相连，则动滑轮的重量和物重由这些绳子平均承担，忽略绳重与摩擦，绳子自由端需要的拉力F＝ ；
②使用动滑轮提升物体时，省力但费距离.此时绳子自由端通过的距离s和物体上升的高度h间的关系是s＝ ；
③判断滑轮组的省力情况，关键是确定承担总重的绳子段数n.
5.其他机械：①轮轴：由轮和轴组成，如方向盘、扳手、水龙头开关等；②斜面：可以省力但费距离，如桥梁的引桥、楼梯、盘山公路等.
【重点突破】
1.[物理观念]分别使用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( )
2.如图所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将物体A提起来，请用笔画线代替绳索将它们连接起来.已知物体A和动滑轮的总重为200 N，当物体A匀速上升高度为1 m时，绳子移动的距离为 m，人对绳子的拉力为 N(不计绳重与摩擦).
3.为将一石块拉至树边，工人师傅利用滑轮、绳子组建了一简单机械，如图所示.请画出：①最省力的绳子绕法；②石块重心为点O，拉动过程中，石块所受重力、支持力、摩擦力的示意图.
4.如图所示，用力F拉重为400 N的木箱在水平地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦力为200 N，方向为水平向 ；若木箱匀速运动了3 m，则拉力F移动的距离为 m，拉力F为 N.(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦)
5.[中华优秀传统文化]图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照 (选填“省力”或“费力”)杠杆来设计，支点是 (选填“A”“B”或“C”)点；图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用 (选填“①”或“②”)效果更好.
机械效率
【知识回顾】
1.有用功W有用是需要的、有价值的功；额外功W额外是并不需要但又不得不做的功，如 自重和机械间的 而多做的功(机械效率总小于1的原因)；总功W总是机械的 所做的功.三者的关系为W总＝W有用＋W额外.
2.机械效率等于 与 的比值，通常用百分数表示.用公式表示是 .
3.使用机械时，有用功总是 总功，机械效率总是小于 .
【重点突破】
1.[科学思维]如图所示，把重为G 的物体甲从 A 点竖直向上匀速拉至 B 点，此过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为 G 的物体乙从 C 点匀速拉至与 B 等高的D 点，在此过程中绳的拉力对乙做的功为 WCD.斜面的机械效率为( )
A.
C.
2.如图甲所示，用大小为300 N的力F1直接将物体A匀速提升1 m，F1做的功为 J；若借助斜面把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率为30%，则F2做的功为 J；若借助图乙的滑轮组也能把A匀速提升1 m，发现绳子自由端移动了3 m，请根据该信息在图乙上画出正确的连线方式.
3.用图甲的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，图乙是在整个过程中滑轮组的机械效率随运送货物重力增加而变化的图像，不计绳重和摩擦，由图可知动滑轮重为 N，当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为 .
4.[科学思维]工人用推力F将重为1 000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3 m、高1.5 m，F始终与箱子运动方向相同.箱子运动路程随时间的变化关系图像如图乙所示，推力F随时间的变化关系图像如图丙所示.求：
(1)0~10 s内，推力F做的功；
(2)箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率；(结果精确到0.1%)
(3)在10~20 s内，推力F的功率.
5.[科学探究]小明实验小组做测量滑轮组的机械效率的实验，实验装置如图甲、乙所示.
　　
实验次序 1 2 3
钩码重力G/N 2.0 2.0 4.0
钩码上升高度h/m 0.02 0.04 0.04
拉力F/N 1.2 1.2 2.2
绳端移动的距离s/m 0.04 0.08 0.08
机械效率η 83% 83%
(1)该实验的实验原理是 ，需要的测量工具有 和 .
(2)按照图甲装置实验，小明应竖直向上 拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A'处.由图甲可知拉力为 N，钩码上升的高度为 cm.
(3)小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在上表中.
①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法(要求向下拉绳子的自由端，钩码升高)；
②第3次实验时滑轮组的机械效率是 ；(结果精确到1%)
③由第1、2次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与 无关；
④由第2、3次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越 (选填“高”或“低”).
【实验拓展】
(4)同学们在交流讨论时，一位同学提出在“探究滑轮组的机械效率是否与物重有关”实验时，要尽量保证每次提升重物的速度必须相同，你 (选填“同意”或“不同意”)这位同学提出的观点.
(5)某同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计的示数不稳定，小组有同学认为应该静止读数，你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”)，因为 .
(6)改变被提升的物重，用同一滑轮组匀速提升物体进行多次实验，获得数据并绘制出图像，不计绳重和摩擦，则下列图像中能粗略反映滑轮组的机械效率η与提升物重G关系的是 (填字母).
(7)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列方法可提高机械效率的是 (填字母).
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
1.[物理学与工程实践](2025·广州)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 (选填“升高”或“降低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是 .
2.(2025·广州)跨学科实践小组设计了测量气球在空气中所受浮力的实验.
(1)实验过程：
①如图a所示，用细线穿过自制标尺的O点并悬挂，使其处于水平平衡状态，其中标尺分度值为1 mm(图中毫米刻度线没有画出)；
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球，固定悬挂在标尺左端距O点为L0的位置；在标尺右端对称位置悬挂小桶，往桶内装入适量细沙，使标尺处于水平平衡状态.若测得小桶和细沙的总重力为G，则篮球和气球(含气针)的总重力为 ；
③把气针插入篮球的气门内，气球随即膨胀，如图b所示.标尺的 (选填“左端”或“右端”)向下发生倾斜，理由是： ；
④测量膨胀气球受到的浮力大小.
方法一：在不改变小桶悬挂位置的情况下， (选填“向小桶内添加”或“从小桶内取出”)重力为G0的细沙，使标尺重新处于水平平衡状态，则膨胀气球受到的浮力大小为 .
方法二：保持小桶和细沙总重力为G的情况下，移动小桶悬挂的位置，使标尺重新处于水平平衡状态，此时小桶悬挂位置与O点的距离为L，则膨胀气球受到的浮力大小为 .
(2)实验评估：
如图c所示，如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙，为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小，采用④中的哪种方法更合理 简要说明理由.
3.[物理学与日常生活](2024·广州)如图甲所示，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上.
(1)B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为3.6 N，则此支持力最小值为 N.
(2)请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F2；②画出拉力F2的力臂l2.
4.(2024·广州节选)如图所示，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N.求：
(1)钢丝绳自由端的移动速度；
(2)拉力F的功率和滑轮组的机械效率.
5.(2023·广州)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力F1＝30 N，绳b对人的拉力F2＝480 N.此过程( )
A.有用功为300 J
B.F1做的功等于F2做的功
C.F1做的功小于F2做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
6.(2023·广州)图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2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2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.
7.[科学思维](2022·广州节选)图1是货车货厢的尾板，可等效成图2中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F1(忽略绳重)：
①在图2中画出F1的力臂l；
②绳长一定，绳按图3方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F2 F1(选填“＞”“＝”或“＜”).
8.(2022·广州节选)如图所示，工人将重500 N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力).在斜面上货物受到沿斜面向上250 N的推力F，从P点匀速运动到Q点用时4 s.求此过程：
(1)F的功率；
(2)斜面的机械效率.
9.(2021·广州)如图显示的是甲、乙两机械的参数.与乙相比，甲的( )
A.总功较大 B.有用功较小
C.额外功较大 D.机械效率较低
10.[物理学与日常生活](2021·广州)如图所示，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F＝120 N，大人对跷跷板的作用力F'＝100 N(图中未画出)，跷跷板水平静止.
(1)在图中画出F的力臂l .
(2)F'的作用点可能在 (选填“A”“B”或“C”)点，方向竖直 (选填“向上”或“向下”).
误认为支点到力的作用点的距离就等于力臂
　如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一根绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条( )
A.A端向上运动　　　 B.A端向下运动
C.保持平衡不动　　　 D.不能确定
力臂是从支点到力的作用线的距离.当支点到力的作用点的连线与力的作用线垂直时，力臂等于支点到力的作用点的连线的长度；当两者不垂直时，力臂小于支点到力的作用点的连线的长度.
误认为使用动滑轮一定能省一半的力
　如图所示，分别用力F1、F2和F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力、绳重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是( )
A.F1＝F2＝F3
B.F1＝F2＜F3
C.F2＜F1＜F3
D.F1＜F2＜F3
使用动滑轮向上提升物体时，若拉力作用在动滑轮的边缘且沿竖直方向，忽略动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，则省一半的力；若拉力不沿竖直方向，则拉力会变大；若拉力作用于动滑轮的轴心而不是边缘，此时使用动滑轮会费力.
误认为同一个机械的机械效率是固定不变的
　如图所示，工人用动滑轮提升重为800 N的物体，所用拉力为F，物体以0.2 m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则物体在10 s内上升的高度是 m；当被提升的物重增大为1 800 N时，工人对绳端的拉力是 N，此时动滑轮的机械效率为 .
同一机械的机械效率是可以变化的，沿竖直方向提升物体，其机械效率与物重有关，在不计绳重和摩擦的情况下，要先求动滑轮的重力，根据动滑轮重力不变，再求绳子的拉力和物重改变后的机械效率.
1.(2024·广东)如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是( )
A.省力 B.费力
C.省功 D.省距离
2.[物理观念](2025·扬州)如图所示，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是( )
A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加重物，动滑轮的机械效率变大
3.[物理学与日常生活](2025·重庆)如图所示，为了防烫、防滑和操作便利，重庆小面师傅使用的捞面筷子长度达42 cm.下列描述正确的是( )
A.筷子捞起小面时是费力杠杆
B.捞面时手越靠近筷子尾端越省力
C.筷子表面较粗糙是为了减小摩擦
D.面条从筷子上滑落时不受摩擦力
4.(2025·烟台)如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、石块等将巨木一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方.下列有关说法正确的是( )
A.巨木下垫圆木是为了增大摩擦
B.支架下垫上面积较大的石块是为了增大压强
C.人的位置远离支架可以更容易将巨木抬起
D.支架的位置远离巨木可以更容易将巨木抬起
5.(2025·眉山)在“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
6.(2025·广州三模)相同质量的甲、乙两人，用不同的装置(如图所示)，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦.下列说法正确的是( )
A.甲做的有用功比乙多
B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大
D.甲对平台的压力比乙大
7.(2025·广州增城区二模)如图1所示，分别用动滑轮和定滑轮拉动重力均为G的物体M、N，在相同时间内使M、N沿水平面匀速直线移动了相同距离s，两个滑轮做功情况如图2所示，则( )
A.定滑轮做的有用功为Gs B.M、N受到的摩擦力大小相等
C.动滑轮的机械效率小于定滑轮 D.F动做功的功率大于F定做功的功率
8.(原创)图甲是古代农民“舂米”的工具，其活动部分是一个杠杆，如图乙所示.请你画出动力F1、动力臂l1、阻力F2的力臂l2.
9.[中华优秀传统文化]杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用.如图所示，已测得该药材质量是120 g，其中OB＝3OA，若不计杆秤和药盘自重，则秤砣的质量约为 g，接下来要测30 g的人参片，需要将秤砣向B点的 (选填“左”或“右”)侧移动.
10.用图甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 (选填“A”或“B”)，动滑轮重为 N，3 s内对物体做的有用功为 J.
11.学校旁老旧小区正在改造施工.工人用如图所示的装置将质量为120 kg 的建筑材料匀速提升了6 m，用时10 s.在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10 N/kg，求：
(1)滑轮组做的有用功；
(2)拉力F的大小；
(3)根据已知条件，有以下物理量：①滑轮组做的额外功；②拉力F的功率；③动滑轮的重力.其中能求出的有 (填序号).
12.如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一个重物G，在A端分别施加作用力F1、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡.则下列说法正确的是( )
A.F1最小
B.F2最大
C.使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D.若作用力为F3，保持F3与OA垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小
13.[物理学与工程实践]如图是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是( )
A.拉力F大小为400 N B.拉力F的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J D.滑轮组的机械效率约为83.3%
14.如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5 s内移动了100 cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12 N，已知滑轮组的机械效率为80%，下列说法错误的是( )
A.拉力F的大小为4 N
B.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s
C.拉力F做功的功率为3 W
D.拉力F在5 s内对滑轮组做的额外功为3 J
15.(2025·广州一模)在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重为600 N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示.已知斜面长L为6 m，斜面高h为1.5 m，斜面的机械效率为60%.不计空气阻力，这一过程中( )
A.小明所做的总功为3 600 J
B.物体受到的摩擦力大小为100 N
C.小明所用的推力大小为1 000 N
D.在高度h相同时，斜面L越长越费力
16.用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力作用在 (选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝，依据是 .
17.[科学思维]图甲是工人搬运货物的情景，过程简化为图乙：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点.这个过程中推力大小保持为800 N，方向与运动方向保持一致，货物所受重力为1 000 N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10 s，水平推动用时5 s，g取 10 N/kg，求：
　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　丙
(1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度；
(2)请在图丙方框内画出货物从b点到d点的运动过程中，在水平方向上的受力示意图(以点代替货物)；
(3)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小；
(4)斜面的机械效率.第11讲　简单机械
课标要求 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意义和途径. 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. 4.2.5　探究杠杆的平衡条件.
近五年广州市中考考查情况 年份 题型 分值 难易程度 考点 备注
2021 选择题 填空作 图题 6 容易 中等 功和机械效率的判断；杠杆力臂作图及平衡条件 要求根据饼状图及相关数据计算有用功、总功、额外功，考查机械效率的理解.力臂作图及平衡条件的考查，属于必考点.
2022 填空作 图题 计算题 8 中等 中等 杠杆力臂作图及平衡条件；斜面的机械效率 以货车尾板为情景，简化杠杆模型考查力臂作图，会根据平衡条件找准力臂的变化从而判断力的变化.斜面机械效率要求会利用公式进行简单计算.
2023 选择题 填空作 图题 7 中等 中等 有用功和额外功，滑轮组的机械效率；力臂的画法，杠杆的平衡条件 以滑轮组为情境，考查有用功、额外功及机械效率的相关计算.力臂作图及杠杆平衡条件的应用近几年连续考查.
2024 填空作 图题 计算题 9 中等 中等 力臂的画法，杠杆的平衡条件；有用功和总功，滑轮组的机械效率 近几年连续考查力臂作图、应用杠杆平衡条件分析最小动力及其计算.以滑轮组为情境，考查有用功、总功及机械效率的相关计算.
2025 填空作 图题 实验题 15 中等 较难 力臂的画法；杠杆的平衡条件 考查力、力臂的作图，会根据杠杆平衡条件由力的变化判断力臂的变化.
命题规律 简单机械的考查形式以画图为主，结合平衡条件考查力臂的作图是常考的题型，命题时常利用不同的情境，检测学生有没有掌握作图的方法.虽然杠杆相关题目有一定的难度，但只要真正理解力臂的含义及平衡条件，并不难作答.滑轮组通常结合机械效率的计算及实验进行命题. 力臂作图注意检查力与力臂是否垂直.滑轮组机械效率的解题关键是理解有用功和总功，找准拉物体的力及物体移动的距离，拉绳子的力以及绳端移动的距离，其联系是绳子的段数.斜面机械效率的考查也要求理解有用功和总功，切勿盲目套用公式.
杠杆、杠杆平衡条件
【知识回顾】
1.从　支点　到　动力作用线　的距离叫作动力臂；从　支点　到　阻力作用线　的距离叫作阻力臂.
2.杠杆平衡条件：　动力×动力臂＝阻力×阻力臂(或F1l1＝F2l2)　.
3.杠杆的分类
省力杠杆：动力臂　大于　阻力臂，动力　小于　阻力，省力但　费距离　，如铡刀.
费力杠杆：动力臂　小于　阻力臂，动力　大于　阻力，费力但　省距离　，如钓鱼竿.
等臂杠杆：动力臂　等于　阻力臂，动力　等于　阻力，既不省力也不省距离，如天平.
【回归教材】
1.图甲是使用羊角锤拔钉子的情景，根据生活经验可知，使用羊角锤拔钉子可以　省力　，请在图乙中画出动力F1的力臂l1和羊角锤所受阻力F2的示意图.
甲　　　 　乙
2.如图是搬运砖头的独轮车，使用时可视为　省力　(选填“省力”或“费力”)杠杆.若独轮车和砖头的总重G为 1 000 N，要将扶手抬起，则人施加的竖直向上的力F的大小至少为　300　N.
【重点突破】
1.[物理观念](2025·甘孜)使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便.下列工具中属于省力杠杆的是(C)
2.如图是用起子开瓶盖，下列能正确解释此情景的杠杆模型是(B)
3.(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(C)
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
4.[物理学与工程实践]图甲是用自制杠杆将稻草装上车厢的情境，虽然稻草较轻，但装上车需要将稻草举得很高，因此设计了这样的杠杆，充分展现了劳动人民的智慧.图乙是杠杆的简化图，为了省更多的距离，请你选择A、B两点中合适的一点挂稻草，画出稻草对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l.
5.[科学思维](2020·广州)如图所示，以硬尺上某位置为支点O，在硬尺上挂一个重3 N的物体M，硬尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，硬尺的质量不计.
(1)O在　1　dm刻度线处.
(2)画出F的力臂.
6.[科学探究]某同学利用图甲装置探究杠杆的平衡条件，杠杆上相邻刻度线间的距离均为 5 cm，每个钩码重0.5 N.
(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，是为了　避免杠杆自重对实验的影响　.杠杆在图甲所示位置静止，此时杠杆　是　(选填“是”或“不是”)平衡状态.
(2)为使图甲中的杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向　右　(选填“左”或“右”)端调节.挂上钩码后为了使杠杆再次在水平位置平衡，此时　不能　(选填“能”或“不能”)再调节平衡螺母.实验中保持杠杆在水平位置平衡的目的是　便于测量力臂　.
(3)在某次实验中，在A点挂上4个钩码，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂上　6　个钩码，做完实验后，将数据填在下表，请你帮他补充表格：①　动力臂l1/m　；②　阻力F2/N　.
次数 动力F1/N 　①　 　②　 阻力臂l2/m
1 2 0.15 3 0.1
(4)通过表格中的数据，该同学得出了杠杆平衡条件：　动力×动力臂＝阻力×阻力臂(或F1l1＝F2l2)　.你认为他的结论　不可靠　(选填“可靠”或“不可靠”)，理由是　只有一次实验，结论存在偶然性　.
【实验拓展】
(5)如图丙所示，若不在B点挂钩码，改成用弹簧测力计在B点向下拉杠杆，使杠杆仍在水平位置平衡，当弹簧测力计从a位置转动到b位置时，其示数大小将　变大　(选填“变大”“变小”或“不变”)，原因是　拉力的力臂变短　.
(6)实验中多次实验的目的是　排除偶然性，寻找普遍规律　；分析数据时能不能比较“动力＋动力臂”与“阻力＋阻力臂”的大小 为什么 　不能，不同的物理量之间不能相加　.
(7)图丁中，弹簧测力计沿图示位置拉杠杆，杠杆仍然在水平位置平衡，此时FC＝　3　N.
【拓展创新】
(8)实验结束后，他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 ”于是该同学利用图戊所示装置进行探究.发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉，使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符.其原因是　杠杆的自重对实验有影响　.
1.无论是动力还是阻力都是杠杆受到的力，所以力的作用点一定在杠杆上.
2.力臂相当于数学中的“点到线的距离”，这里的点是支点，这里的线是动力作用线或阻力作用线，即支点到动力作用线或阻力作用线的距离.
3.要求在某指定点画最小力，先连接支点和指定点，然后过指定点作连线的垂线；若没有指定点，则找杆上离支点最远的点，再连线(即为最长力臂)，作垂线.
滑轮、滑轮组及其他机械
【知识回顾】
1.　轴　固定不动的滑轮叫作定滑轮.使用定滑轮不省力，但可以　改变力的方向　.
2.轴随物体移动而移动的滑轮叫作动滑轮.使用动滑轮可以省　力　，但费　距离　，且不能　改变力的方向　.
3.　定滑轮　和　动滑轮　组合在一起叫作滑轮组.使用滑轮组既可以　省力　，又能改变　力的方向　.使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的　几分之一　(不计摩擦及动滑轮重、绳重等).
4.总结：①有n段绳子与动滑轮相连，则动滑轮的重量和物重由这些绳子平均承担，忽略绳重与摩擦，绳子自由端需要的拉力F＝ 　；
②使用动滑轮提升物体时，省力但费距离.此时绳子自由端通过的距离s和物体上升的高度h间的关系是s＝　nh　；
③判断滑轮组的省力情况，关键是确定承担总重的绳子段数n.
5.其他机械：①轮轴：由轮和轴组成，如方向盘、扳手、水龙头开关等；②斜面：可以省力但费距离，如桥梁的引桥、楼梯、盘山公路等.
【重点突破】
1.[物理观念]分别使用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)
2.如图所示，一个站在地面上的工人利用滑轮组将物体A提起来，请用笔画线代替绳索将它们连接起来.已知物体A和动滑轮的总重为200 N，当物体A匀速上升高度为1 m时，绳子移动的距离为　2　m，人对绳子的拉力为　100　N(不计绳重与摩擦).
3.为将一石块拉至树边，工人师傅利用滑轮、绳子组建了一简单机械，如图所示.请画出：①最省力的绳子绕法；②石块重心为点O，拉动过程中，石块所受重力、支持力、摩擦力的示意图.
4.如图所示，用力F拉重为400 N的木箱在水平地面上做匀速直线运动，木箱受到的摩擦力为200 N，方向为水平向　右　；若木箱匀速运动了3 m，则拉力F移动的距离为　6　m，拉力F为　100　N.(不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦)
5.[中华优秀传统文化]图甲是《天工开物》中记载的一种农业生产汲水装置——辘，图乙是它提水时的示意图，为方便提水，应按照　省力　(选填“省力”或“费力”)杠杆来设计，支点是　B　(选填“A”“B”或“C”)点；图丙中水龙头开关的设计也应用了同样原理，开关选用　①　(选填“①”或“②”)效果更好.
机械效率
【知识回顾】
1.有用功W有用是需要的、有价值的功；额外功W额外是并不需要但又不得不做的功，如克服机械自重和机械间的摩擦力而多做的功(机械效率总小于1的原因)；总功W总是机械的　动力　所做的功.三者的关系为W总＝W有用＋W额外.
2.机械效率等于　有用功　与　总功　的比值，通常用百分数表示.用公式表示是　η＝　.
3.使用机械时，有用功总是　小于　总功，机械效率总是小于　1　.
【重点突破】
1.[科学思维]如图所示，把重为G 的物体甲从 A 点竖直向上匀速拉至 B 点，此过程绳的拉力对甲做的功为WAB；用平行于斜面的拉力把重也为 G 的物体乙从 C 点匀速拉至与 B 等高的D 点，在此过程中绳的拉力对乙做的功为 WCD.斜面的机械效率为(A)
A.
C.
2.如图甲所示，用大小为300 N的力F1直接将物体A匀速提升1 m，F1做的功为　300　J；若借助斜面把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率为30%，则F2做的功为　1 000　J；若借助图乙的滑轮组也能把A匀速提升1 m，发现绳子自由端移动了3 m，请根据该信息在图乙上画出正确的连线方式.
3.用图甲的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100 N，图乙是在整个过程中滑轮组的机械效率随运送货物重力增加而变化的图像，不计绳重和摩擦，由图可知动滑轮重为　100　N，当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为　80%　.
【解析】由题图乙可知，当G＝100 N时，η＝50%，机械效率η＝，则G动＝×100 N＝100 N；当运送4件货物时，G'＝4×100 N＝400 N，此时滑轮组的机械效率η'＝＝80%.
4.[科学思维]工人用推力F将重为1 000 N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3 m、高1.5 m，F始终与箱子运动方向相同.箱子运动路程随时间的变化关系图像如图乙所示，推力F随时间的变化关系图像如图丙所示.求：
(1)0~10 s内，推力F做的功；
(2)箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率；(结果精确到0.1%)
(3)在10~20 s内，推力F的功率.
解：(1)由题图乙可知，箱子在0~10 s内运动的路程 s＝3 m；由题图丙可知，在0~10 s内，推力F1＝600 N，推力做的功(总功)W总＝F1 s＝600 N×3 m＝1 800 J
(2)箱子沿斜面从底端被推至顶端，推力克服箱子重力做的有用功W有用＝Gh＝1 000 N×1.5 m＝1 500 J
斜面的机械效率η＝≈83.3%
(3)由题图乙可知，箱子在10~20 s内路程和时间成正比，箱子做匀速运动，速度v2＝＝0.5 m/s
由题图丙知10~20 s内，推力F2＝200 N
由P＝＝Fv得，推力的功率P＝F2v2＝200 N×0.5 m/s＝100 W
答：(1)0~10 s内，推力F做的功为1 800 J；(2)箱子沿斜面底端推至顶端过程，斜面的机械效率为83.3%；(3)在10~20 s内，推力F的功率为100 W.
5.[科学探究]小明实验小组做测量滑轮组的机械效率的实验，实验装置如图甲、乙所示.
　　
实验次序 1 2 3
钩码重力G/N 2.0 2.0 4.0
钩码上升高度h/m 0.02 0.04 0.04
拉力F/N 1.2 1.2 2.2
绳端移动的距离s/m 0.04 0.08 0.08
机械效率η 83% 83% 　　
(1)该实验的实验原理是　η＝　，需要的测量工具有　弹簧测力计　和　刻度尺　.
(2)按照图甲装置实验，小明应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计，使钩码从A处升高到A'处.由图甲可知拉力为　0.8　N，钩码上升的高度为　5.0　cm.
(3)小明实验小组又用图乙的实验装置进行实验，实验数据记录在上表中.
①根据表格中的数据，请在图乙中画出实验时绳子的绕法(要求向下拉绳子的自由端，钩码升高)；
②第3次实验时滑轮组的机械效率是　91%　；(结果精确到1%)
③由第1、2次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与　提升高度　无关；
④由第2、3次实验可知，用同一滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越　高　(选填“高”或“低”).
【实验拓展】
(4)同学们在交流讨论时，一位同学提出在“探究滑轮组的机械效率是否与物重有关”实验时，要尽量保证每次提升重物的速度必须相同，你　不同意　(选填“同意”或“不同意”)这位同学提出的观点.
(5)某同学发现实验过程中边拉动弹簧测力计边读数，弹簧测力计的示数不稳定，小组有同学认为应该静止读数，你认为他的想法　不正确　(选填“正确”或“不正确”)，因为　忽略了摩擦力的影响　.
(6)改变被提升的物重，用同一滑轮组匀速提升物体进行多次实验，获得数据并绘制出图像，不计绳重和摩擦，则下列图像中能粗略反映滑轮组的机械效率η与提升物重G关系的是　C　(填字母).
(7)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列方法可提高机械效率的是　B　(填字母).
A.增大绳重 B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
1.[物理学与工程实践](2025·广州)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　升高　(选填“升高”或“降低”)钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是　阻力不变，阻力臂不变，阻力与阻力臂的乘积不变，为了减小钢索承受的拉力，可增大动力臂，即适当升高悬挂点在桥塔上的高度(答案合理即可)　.
2.(2025·广州)跨学科实践小组设计了测量气球在空气中所受浮力的实验.
(1)实验过程：
①如图a所示，用细线穿过自制标尺的O点并悬挂，使其处于水平平衡状态，其中标尺分度值为1 mm(图中毫米刻度线没有画出)；
②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球，固定悬挂在标尺左端距O点为L0的位置；在标尺右端对称位置悬挂小桶，往桶内装入适量细沙，使标尺处于水平平衡状态.若测得小桶和细沙的总重力为G，则篮球和气球(含气针)的总重力为　G　；
③把气针插入篮球的气门内，气球随即膨胀，如图b所示.标尺的　右端　(选填“左端”或“右端”)向下发生倾斜，理由是：　左端的气球受到了向上的浮力，导致杠杆左端受到的动力变小，动力与动力臂的乘积变小，小于右端阻力与阻力臂的乘积(答案合理即可)　；
④测量膨胀气球受到的浮力大小.
方法一：在不改变小桶悬挂位置的情况下，　从小桶内取出　(选填“向小桶内添加”或“从小桶内取出”)重力为G0的细沙，使标尺重新处于水平平衡状态，则膨胀气球受到的浮力大小为　G0　.
方法二：保持小桶和细沙总重力为G的情况下，移动小桶悬挂的位置，使标尺重新处于水平平衡状态，此时小桶悬挂位置与O点的距离为L，则膨胀气球受到的浮力大小为　G－　.
(2)实验评估：
如图c所示，如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙，为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小，采用④中的哪种方法更合理 简要说明理由.
采用④中的方法二更合理.理由：钩码是整数的增加或者减小，无法恰好使杠杆在水平位置平衡，故此时需要采用方法二.(答案合理即可)
3.[物理学与日常生活](2024·广州)如图甲所示，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上.
(1)B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由：　根据F1＝可知，F2和l1一定时，衣服挂在B点的力臂l2最小，此时F1最小，即A点受到的支持力最小(答案合理即可)　，若衣服重为3.6 N，则此支持力最小值为　4　N.
(2)请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F2；②画出拉力F2的力臂l2.
4.(2024·广州节选)如图所示，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1 s内，将重为9×103 N的建筑材料沿竖直方向匀速提升1 m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为5×103 N.求：
(1)钢丝绳自由端的移动速度；
(2)拉力F的功率和滑轮组的机械效率.
解：(1)由题图可知，有3段绳子承担物重，故钢丝绳自由端移动的距离s＝nh＝3×1 m＝3 m
钢丝绳自由端的移动速度v＝＝3 m/s
(2)拉力F做的功W总＝Fs＝5×103 N×3 m＝1.5×104 J
拉力F的功率P＝＝1.5×104 W
滑轮组做的有用功W有用＝Gh＝9×103 N×1 m＝9×103 J
滑轮组的机械效率η＝＝60%
答：(1)钢丝绳自由端的移动速度为3 m/s；(2)拉力F的功率为1.5×104 W，滑轮组的机械效率为60%.
5.(2023·广州)用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图所示，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力F1＝30 N，绳b对人的拉力F2＝480 N.此过程(D)
A.有用功为300 J
B.F1做的功等于F2做的功
C.F1做的功小于F2做的功
D.滑轮组的机械效率为80%
【解析】克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力F2＝480 N，所以人所受的重力G＝F2＝480 N，F2做的功W有用＝Gh＝480 N×0.5 m＝240 J，故A错误；F1做的功为总功，即W总＝F1s＝30 N×10 m＝300 J＞240 J，故BC错误；滑轮组的机械效率η＝＝80%，故D正确.
6.(2023·广州)图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2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2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　B　(选填“A”或“B”)端移动.
7.[科学思维](2022·广州节选)图1是货车货厢的尾板，可等效成图2中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F1(忽略绳重)：
①在图2中画出F1的力臂l；
②绳长一定，绳按图3方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F2　＝　F1(选填“＞”“＝”或“＜”).
【解析】②题图2和题图3中，尾板都处于水平静止，动力臂为两次三角形斜边上的高线，由于绳长一定，由数学知识可知，两次的动力臂是相等的，由于阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件可知F2＝F1.
8.(2022·广州节选)如图所示，工人将重500 N的货物推入静止的货柜中(忽略空气阻力).在斜面上货物受到沿斜面向上250 N的推力F，从P点匀速运动到Q点用时4 s.求此过程：
(1)F的功率；
(2)斜面的机械效率.
解：(1)F的功率
P＝＝125 W
(2)克服货物的重力做的有用功W有用＝Gh＝500 N×0.5 m＝250 J
推力做的总功W总＝Fs＝250 N×2 m＝500 J，斜面的机械效率η＝＝50%
答：略.
9.(2021·广州)如图显示的是甲、乙两机械的参数.与乙相比，甲的(B)
A.总功较大 B.有用功较小
C.额外功较大 D.机械效率较低
10.[物理学与日常生活](2021·广州)如图所示，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F＝120 N，大人对跷跷板的作用力F'＝100 N(图中未画出)，跷跷板水平静止.
(1)在图中画出F的力臂l .
(2)F'的作用点可能在　C　(选填“A”“B”或“C”)点，方向竖直　向上　(选填“向上”或“向下”).
误认为支点到力的作用点的距离就等于力臂
　如图所示的均匀木条AOB，AO＝OB，在O点系一根绳并挂起，先使AO保持水平，然后放手，则在刚放手的瞬间，木条(B)
A.A端向上运动　　　 B.A端向下运动
C.保持平衡不动　　　 D.不能确定
力臂是从支点到力的作用线的距离.当支点到力的作用点的连线与力的作用线垂直时，力臂等于支点到力的作用点的连线的长度；当两者不垂直时，力臂小于支点到力的作用点的连线的长度.
误认为使用动滑轮一定能省一半的力
　如图所示，分别用力F1、F2和F3匀速提起同样的重物，不计滑轮的重力、绳重和摩擦，则F1、F2和F3的大小关系是(C)
A.F1＝F2＝F3
B.F1＝F2＜F3
C.F2＜F1＜F3
D.F1＜F2＜F3
使用动滑轮向上提升物体时，若拉力作用在动滑轮的边缘且沿竖直方向，忽略动滑轮重和绳与滑轮间的摩擦，则省一半的力；若拉力不沿竖直方向，则拉力会变大；若拉力作用于动滑轮的轴心而不是边缘，此时使用动滑轮会费力.
误认为同一个机械的机械效率是固定不变的
　如图所示，工人用动滑轮提升重为800 N的物体，所用拉力为F，物体以0.2 m/s的速度匀速上升，此时动滑轮的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，则物体在10 s内上升的高度是　2　m；当被提升的物重增大为1 800 N时，工人对绳端的拉力是　1 000　N，此时动滑轮的机械效率为　90%　.
同一机械的机械效率是可以变化的，沿竖直方向提升物体，其机械效率与物重有关，在不计绳重和摩擦的情况下，要先求动滑轮的重力，根据动滑轮重力不变，再求绳子的拉力和物重改变后的机械效率.
1.(2024·广东)如图为某款剪刀的示意图.握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是(A)
A.省力 B.费力
C.省功 D.省距离
2.[物理观念](2025·扬州)如图所示，工人用动滑轮提升重物，下列说法正确的是(D)
A.克服动滑轮重力做的功是有用功
B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等
D.增加重物，动滑轮的机械效率变大
3.[物理学与日常生活](2025·重庆)如图所示，为了防烫、防滑和操作便利，重庆小面师傅使用的捞面筷子长度达42 cm.下列描述正确的是(A)
A.筷子捞起小面时是费力杠杆
B.捞面时手越靠近筷子尾端越省力
C.筷子表面较粗糙是为了减小摩擦
D.面条从筷子上滑落时不受摩擦力
4.(2025·烟台)如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、石块等将巨木一端抬起，垫上圆木，以便将其移到其他地方.下列有关说法正确的是(C)
A.巨木下垫圆木是为了增大摩擦
B.支架下垫上面积较大的石块是为了增大压强
C.人的位置远离支架可以更容易将巨木抬起
D.支架的位置远离巨木可以更容易将巨木抬起
5.(2025·眉山)在“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(D)
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
6.(2025·广州三模)相同质量的甲、乙两人，用不同的装置(如图所示)，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦.下列说法正确的是(D)
A.甲做的有用功比乙多
B.乙做的总功比甲多
C.甲所用装置的机械效率较大
D.甲对平台的压力比乙大
7.(2025·广州增城区二模)如图1所示，分别用动滑轮和定滑轮拉动重力均为G的物体M、N，在相同时间内使M、N沿水平面匀速直线移动了相同距离s，两个滑轮做功情况如图2所示，则(C)
A.定滑轮做的有用功为Gs B.M、N受到的摩擦力大小相等
C.动滑轮的机械效率小于定滑轮 D.F动做功的功率大于F定做功的功率
8.(原创)图甲是古代农民“舂米”的工具，其活动部分是一个杠杆，如图乙所示.请你画出动力F1、动力臂l1、阻力F2的力臂l2.
9.[中华优秀传统文化]杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用.如图所示，已测得该药材质量是120 g，其中OB＝3OA，若不计杆秤和药盘自重，则秤砣的质量约为　40　g，接下来要测30 g的人参片，需要将秤砣向B点的　右　(选填“左”或“右”)侧移动.
10.用图甲的滑轮组提升重200 N的物体，已知拉力F为80 N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是　A　(选填“A”或“B”)，动滑轮重为　40　N，3 s内对物体做的有用功为　300　J.
【解析】由题图甲可知，动滑轮上的绳子股数n＝3，则绳子自由端移动的距离s＝3h，所以题图乙中直线A是绳子自由端运动的s－t图像，直线B是物体运动的s－t图像；不计绳重和摩擦，拉力F＝(G＋G动)，则动滑轮重力G动＝3F－G＝3×80 N－200 N＝40 N；由题图乙可知，t＝3 s时，物体运动的高度h＝1.5 m，对物体做的有用功W有用＝Gh＝200 N×1.5 m＝300 J.
11.学校旁老旧小区正在改造施工.工人用如图所示的装置将质量为120 kg 的建筑材料匀速提升了6 m，用时10 s.在此过程中，电动机对绳子的拉力为F，滑轮组的机械效率为80%，g取10 N/kg，求：
(1)滑轮组做的有用功；
(2)拉力F的大小；
(3)根据已知条件，有以下物理量：①滑轮组做的额外功；②拉力F的功率；③动滑轮的重力.其中能求出的有　①②　(填序号).
解：(1)建筑材料所受的重力G＝mg＝120 kg×10 N/kg＝1 200 N
滑轮组做的有用功W有用＝Gh＝1 200 N×6 m＝7 200 J
(2)滑轮组做的总功W总＝＝9 000 J
由题图知n＝2，拉力F运动的距离s＝nh＝2×6 m＝12 m
由W＝Fs可得，拉力F＝＝750 N
答：略.
12.如图所示，AOB为轻质杠杆，B端用细线挂一个重物G，在A端分别施加作用力F1、F2、F3时，杠杆都能在图示位置平衡.则下列说法正确的是(D)
A.F1最小
B.F2最大
C.使用此杠杆、筷子、轮轴等机械一定能省力，但不能省功
D.若作用力为F3，保持F3与OA垂直，使重物匀速上升，F3将逐渐减小
13.[物理学与工程实践]如图是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为1×103 N的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200 N，重物在8 s内上升了10 m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是(B)
A.拉力F大小为400 N B.拉力F的功率为1 250 W
C.克服动滑轮重力做功2 000 J D.滑轮组的机械效率约为83.3%
14.如图所示，小华用滑轮组水平向左匀速拉动A物体，A物体5 s内移动了100 cm，且A物体与水平地面的摩擦力大小为12 N，已知滑轮组的机械效率为80%，下列说法错误的是(A)
A.拉力F的大小为4 N
B.绳子自由端移动的速度为0.6 m/s
C.拉力F做功的功率为3 W
D.拉力F在5 s内对滑轮组做的额外功为3 J
【解析】由题图可知n＝3，由η＝可知，绳子自由端的拉力F＝＝5 N，故A错误，符合题意；物体移动的距离s物＝100 cm＝1 m，绳子自由端移动的距离s＝ns物＝3×1 m＝3 m，则绳子自由端移动的速度v＝＝0.6 m/s，故B正确，不符合题意；拉力做的总功W总＝Fs＝5 N×3 m＝15 J，拉力做功的功率P＝＝3 W，故C正确，不符合题意；有用功W有用＝fs物＝12 N×1 m＝12 J，额外功W额外＝W总－W有用＝15 J－12 J＝3 J，故D正确，不符合题意.
15.(2025·广州一模)在劳动实践活动中，小明在水平地面与车厢间用木板搭一斜面，并用平行于斜面的推力将重为600 N的货物匀速地从斜面底端推到顶端的车厢，如图所示.已知斜面长L为6 m，斜面高h为1.5 m，斜面的机械效率为60%.不计空气阻力，这一过程中(B)
A.小明所做的总功为3 600 J
B.物体受到的摩擦力大小为100 N
C.小明所用的推力大小为1 000 N
D.在高度h相同时，斜面L越长越费力
16.用如图所示的扳手拧螺丝时，一只手稳住扳手的十字交叉部位，另一只手用同样大小和方向的力作用在　C　(选填“A”“B”或“C”)点更容易拧动螺丝，依据是　根据杠杆平衡条件可得，此时动力F1＝，在阻力和阻力臂一定时，动　　力臂越长越省力，C点的动力臂最长，故最省力(答案合理即可)　.
17.[科学思维]图甲是工人搬运货物的情景，过程简化为图乙：先利用斜面将货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点.这个过程中推力大小保持为800 N，方向与运动方向保持一致，货物所受重力为1 000 N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10 s，水平推动用时5 s，g取 10 N/kg，求：
　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　乙　　　　　　　　　　　　丙
(1)将货物沿斜面推到车上的过程中，货物的运动速度；
(2)请在图丙方框内画出货物从b点到d点的运动过程中，在水平方向上的受力示意图(以点代替货物)；
(3)货物从b点到d点的运动过程中，推力做功的功率大小；
(4)斜面的机械效率.
解：(1)货物沿斜面运动的速度v＝＝0.15 m/s
(3)从b点到d点过程中，推力做的功
WF＝Fs1＝800 N×1.5 m＝1 200 J
推力做功的功率P＝＝240 W
(4)利用斜面将货物推到车上做的有用功
W有用＝Gh＝1 000 N×0.9 m＝900 J
这个过程做的总功W总＝Fs＝800 N×1.5 m＝1 200 J
斜面的机械效率η＝＝75%
答：略.

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