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(共55张PPT)
第一部分　教材复习篇
第九单元　简单机械
第16课时　简单机械
　　教材链接：人教版物理八年级第十二章　简单机械，2课时。
　　1. 通过复习杠杆画力臂及动力、阻力的判断，能解释生活中与杠杆相关
的现象，发展理论联系实际的能力。
2. 通过复习杠杆的平衡条件，知道杠杆、滑轮的应用，发展科学思
维能力。
　　1. 完成任务一（指向目标1、2）
2. 完成任务二、三（指向目标2）
初尝试——杠杆画力臂及动力、阻力的判断
【例1】杠杆是生活中最常用的一类“简单”机械，从钳子、瓶起子、羊角
锤，再到钓鱼竿、筷子、镊子，在跨学科实践活动中，小明和实践小组的同
学们开展了“探索人体中的杠杆”项目化学习活动。下面是该小组同学们交
流的实践过程。
【项目分解】
（1）通过同学们在活动或劳动中的体验等构建人体中某些杠杆的模型。
（2）了解人体中的杠杆，尝试运用物理知识解释人体杠杆的应用。
【项目实施】
（1）构建人体中的某些杠杆模型
用手提起重物，从生物学的视角，可认为桡骨在肱二头肌的
牵引下绕着肘关节转动。如图甲所示，从物理学的视角来看，
桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点在哪里？ （用图甲上标出的名称回答）。在提起重物的过程中，重物通过绳索对手掌的拉力是动力还是阻力？ 。桡骨杠杆是什么类型的杠杆？ （选填“省力”
“费力”或“等臂”）杠杆，判断的依据是
。
肘关节　
阻力　
费力　
桡骨杠杆的动力臂小于阻力臂，
根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，此杠杆为费力杠杆　
解析：桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点在肘关节。在提起重物的过程
中，重物通过绳索对手掌的拉力是阻力，肱二头肌收缩产生的力是动力。桡
骨杠杆的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
（2）运用物理知识解释人体其他杠杆的应用
骨、关节和肌肉构成了人体的运动系统，尽管人体的运动相当复杂，但最基
本的运动都是由骨绕关节转动产生的，如图乙所示，它简单易学，深受广大
群众的喜爱。踮脚运动的基本模型是杠杆，下列分析正确的是 （填正
确选项前的字母）。
C　
A. 脚后跟是支点，是省力杠杆
B. 脚后跟是支点，是费力杠杆
C. 脚掌与地面接触的地方是支点，是省力杠杆
D. 脚掌与地面接触的地方是支点，是费力杠杆
解析：踮脚运动的基本模型是杠杆，支点是脚掌与地面接触的地方，动力是
腓肠肌收缩产生的力，阻力是人的重力，动力臂大于阻力臂，属于省力杠
杆，如图1所示。
【项目拓展】
（3）同学们在体育课上做仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，人
体的重力G为阻力，如图丙所示。请画出此时人体杠杆模型的阻力臂l。
答案图
解析：同学们在体育课上做仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，
肌肉的拉力为动力，人体的重力G为阻力，从支点O到重力G的垂线段是阻力
臂l，如图2所示。
【例2】（2025·广州中考）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。如图所示
（1）题答案图
如图所示
（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：

。
升高　
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，可适当
升高悬挂点在桥塔上的高度，动力臂变大，从而减小钢索承受的拉力　
解析：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，可适当升高悬挂点在桥塔上的高度，动力臂变
大，从而减小钢索承受的拉力。
【例3】如图，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。如图所示
如图所示
（1）题答案图
（2）F'的作用点可能在 （选填“A”“B”或“C”），方向竖直
（选填“向上”或“向下”）。
解析：力臂指的是从支点到力的作用线的距离。
C　
向上
解析：根据题意知F＝120 N＞F'＝100 N，由杠杆的平衡条件知，大人对跷
跷板的作用力的力臂一定大于小朋友对跷跷板的作用力的力臂，由图可知，
F'的作用点可能在C点，且方向竖直向上。
【例4】如图所示，以硬尺上某一位置为支点O，在尺上挂一重3 N的物体
M，尺在竖直向上的拉力F作用下保持水平静止，尺的质量不计。
（1）O在 dm刻度线处。
解析：杠杆受到向上和向下的两个力平衡，所以这两个力在支点同一侧。由
题可知动力F＝6 N，阻力F'＝3 N，此杠杆为费力杠杆，支点应更靠近动力
作用点，所以支点在0到4.0 dm的范围内，再根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，
求得动力臂l＝3 dm，支点位置应在1.0 dm刻度线处。
1.0　
（2）画出F的力臂l。如图所示
如图所示
答案图
解析：力臂是指支点到力的作用线的距离。
【例5】如图是吊车的吊挂系统简化图，O点为支点，吊臂液压缸对吊臂
的力F1作用在M点，沿ab线，绳索对吊臂的拉力F2作用在N点，吊臂的
重力不考虑。
答案图
（1）请画出F1及其力臂l1。如图所示
如图所示
解析：吊臂液压缸对吊臂的力F1，作用在M点，沿ab线向上，过支持力的作
用点，沿支持力的方向画一条有向线段，用F1表示；从支点O向拉力F1的作
用线作垂线段，垂线段即为其力臂。
（2）判断F1 （选填“＞”“＝”或“＜”）F2，理由：
。
解析：作出F2的力臂l2，可知，l1＜l2，由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，F1＞
F2。
＞　
根据杠杆平
衡条件F1l1＝F2l2，由于l1＜l2，可知F1＞F2　
【例6】（2023·广州中考）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；
如图所示
答案图
②F2的力臂l2＝ （用F1、F2、l1表示）。
　
答案图
解析：①力臂是指支点到力的作用线的距离，F1和F2的力臂如图所示。
②由杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可知，F2的力臂l2＝。
（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。
B　
解析：通过移动支点O使该压力变小，因为物体的重力不变，根据F1l1＝
F2l2，可知只要减小l2，增大l1即可，故O点应该向B端移动。
【例7】如图所示，杠杆甲、乙在F1、F2的作用下都处于静止状态。
活应用——杠杆的平衡条件
（1）此时的杠杆乙是否处于平衡状态？ （选填“是”或“否”），
你判断的依据是 。在探究杠杆平
衡条件的过程中，我们把支点放在质地均匀的杠杆中间，这样做的目的
是 ；实验时，首先调节杠杆两端的平衡螺
母，并使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是 。
是　
杠杆乙在F1、F2的作用下处于静止状态　
消除杠杆自重对实验的影响　
便于测量力臂　
解析：由题意可知，杠杆乙在F1、F2的作用下处于静止状态，故可判断此时
的杠杆乙处于平衡状态。在探究杠杆平衡条件的过程中，我们把支点放在质
地均匀的杠杆中间，这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响，实验时，
首先调节杠杆两端的平衡螺母，并使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是
便于测量力臂。
（2）杠杆甲的力臂可以直接从杠杆的刻度读出（杠杆的刻度每格5 cm）：
l1＝ cm，阻力臂l2＝ cm。
解析：杠杆甲的动力臂l1＝20 cm，阻力臂l2＝10 cm。
20　
10　
（3）在图甲中：若F1＝2 N，则F2＝ N；你的计算依据是 。
解析：根据杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2，2 N×20 cm＝F2×10 cm，则
F2＝4 N。
（4）在图乙中分别画出动力臂l1和阻力臂l2。如图所示
（4）题答案图
4　
F1l1＝F2l2
如图所示
解析：已知支点为O，过点O作力F1的垂线段l1，作力F2的垂线段l2，那么l1、
l2即为所求作的力臂。
知同类——滑轮的使用
【例8】用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请在图中用笔画线代替绳子
画出连接滑轮组最省力的绕法。
如图所示
答案图
解析：承担物重的绳子越多越省力，一个动滑轮的滑轮组最多有三段绳子承
担物重。人站在高处利用滑轮组提升水桶，对绳子自由端的拉力应向上，据
此由外向内画出滑轮组的绕线方式，恰好有三段绳子承担物重，为最省力的
绕法。
1. 某同学进行“探究杠杆平衡条件”的操作，调平后，在杠杆两侧挂上不同
数量、质量相同的钩码，其中能让杠杆在水平位置平衡的是（　D　）
D
A. 基础练
2. 如图所示，用绳子拉住倾斜的小树，图中O1可以看成是支点，O2是树的重
心，请画出绳子拉力F的力臂l和树所受到的重力。
如图所示
3. （2025·广州天河区一模）如图1所示，农用喷雾器的手动杆可看成以O为
支点的杠杆，杠杆质量不计且静止。M点受到竖杆的力为F2不变时，手作用
在N点的最小的力为F1。（F2的力臂为l2）
（1）①在图2中画出：力F1及对应的力臂l1；如图所示
如图所示
②用上述字母写表达式F1＝ ；
　
③该杠杆为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
解析：阻力和阻力臂不变，以ON为动力臂时，动力臂最长，根据杠杆平衡条
件可知，此时动力最小。过点N作垂直于ON向下的力即为手作用在N点的最
小力F1，ON即为力F1对应的力臂l1。根据杠杆平衡条件则有F1l1＝F2l2，所以
F1＝。由图2可知动力臂大于阻力臂，所以该杠杆为省力杠杆。
省力　
（2）图3输液管里A点的液体流速小于喷头孔里B点的流速，则A点液体的压
强 （选填“大于”或“小于”）B点液体的压强。
解析：流体中流速越大的位置压强越小。A点的液体流速小于喷头孔里B点的
流速，则A点液体的压强大于B点液体的压强。
大于　
4. （教材改编）搬运砖头的独轮车，车体和砖头所受的总重力G＝1 500 N，
独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，人手向上的力F应为多大？
解：独轮车相当于杠杆，轮子的轴心是支点，手施加的向上的力F为动力，车体和砖头的总重力G为阻力，因此，动力臂l1＝1 m，阻力臂l2＝0.3 m。根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，得：F＝＝＝450 N。
B. 提升练
5. 以O为支点的轻质杠杆原处于水平静止状态。现同时施加大小相等的力
F1、F2（如图所示）。
（1）此时杠杆能否保持平衡？ ，理由是：
。
解析：由图知，F1和F2都会使杠杆顺时针转动，杠杆不受阻力，所以杠杆不
能平衡。
不能　
F1和F2都会使杠杆顺时
针转动，所以杠杆不能平衡　
（2）画出图中F1的力臂l1。
如图所示
解析：过支点O作出力F1作用线的垂线段，即为F1的力臂l1。
6. （2025·广州越秀区一模）小雯有两个质地均匀的实心物体M、N，它们的
体积VM＜VN，为了比较哪个物体更重，哪个物体的密度更大，小雯进行了以
下实验：
①取一根长筷子，已知A、E为筷子的两个端点，O为筷子的中心点；
②将细绳系在筷子上，移动悬挂点，直到筷子水平平衡，如图甲所示；
③将金属块M、N分别系在B、D点，筷子静止时如图乙所示。
请根据上述信息，回答以下问题：
（1）筷子的重心在 （选填“B”“C”“O”或“D”）点；
解析：甲图筷子静止时，受到拉力和重力，这两个力平衡，故拉力和重力作
用在同一直线上，因而重心在C点。
C　
（2）请在图乙中画出筷子的D点受到的拉力及其力臂；如图所示
如图所示
解析：筷子的D点受到的拉力竖直向下，根据从支点到力的作用线的距离是
力臂，画出该拉力的力臂。
（3）重力GM GN，密度ρM ρN。（均选填“＞”“＝”或
“＜”）
解析：由图可知D点所受力的力臂大于B点所受力的力臂，所以B点所受的力大于D点所受的力，又B点所受的力等于GM，D点所受的力等于GN，所以GM＞GN。由G＝mg可知，mM＞mN，又VM＜VN，由密度公式ρ＝可知，ρM＞ρN。
＞　
＞　
7. （2025·广州增城区一模）正方体物块A的质量为5.4 kg，底面积为0.09
m2。（g取10 N/kg）
（1）图1，将A静置于水平地面，A的重力为 N，A对地面的压强
为 Pa。
解析：正方体物块A的重力G＝mg＝5.4 kg×10 N/kg＝54 N，A静置于水平地
面，A受到的重力G和地面对A的支持力F支是一对平衡力，即F支＝G，A对地
面的压力F压与地面对A的支持力F支是一对相互作用力，即F压＝F支＝G＝54
N。A对地面的压强p＝＝＝600 Pa。
54　
600　
（2）图2，A通过细绳系于杆的B点，忽略杆重和绳重，BC可看作是绕O点转
动的杠杆，BO∶CO＝1∶3，在C点施加竖直向下的10 N的力F1，杆在水平位
置保持静止。
①画出F1的力臂l1；如图所示
如图所示
②画出B点受到的细绳的拉力F2，F2为 N。如图所示
如图所示
30　
解析：力臂是从支点到力的作用线的垂线段，在C点施加竖直向下的10 N的
力F1，由杠杆平衡条件知道F2×OB＝F1×OC，即F拉×OB＝10 N×3OB，解
得F2＝30 N。
8. 如图所示，小明想利用滑轮组向上拉动绳子将重物提到高处，请画出绳子
的绕法。
如图所示
9. 在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）将装置放在水平桌面上，静止时如图1所示。为了使杠杆在水平位置平
衡，应将螺母向 （选填“左”或“右”）调节。
解析：实验前，发现杠杆左端下沉，说明左侧偏重，要使其在水平位置平
衡，应将平衡螺母向右调，直到杠杆在水平位置平衡。
右　
（2）实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数
据已填入表格。图2是第3次杠杆平衡时的情景，①为 ，②为 。
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 2.5 0.2 2 0.25
2 2 0.15 1.5 0.2
3 1.5 0.1 ① ②
解析：由图2可知，右端挂了两个钩码，挂在第3格，结合表中数据可知，每
一格长度为0.05 m，每个钩码重力为0.5 N，因此第3格处的力臂为0.15 m，
即①为1，②为0.15。
1　
0.15　
（3）分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件： 。
解析：根据表中数据可知，每一组的动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂
的乘积，即杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。
F1l1＝F2l2　
（4）某小组对实验过程交流、讨论后，按图3所示又进行了实验。老师肯定
了他们的做法，并指出用弹簧测力计斜拉可使实验结论更具有普遍性，在测
量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为
（选填“OA”“OB”或“AB”）。此实验中，从竖直到斜拉，弹簧测力计
的示数 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
解析：力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，因此拉力的力臂应为OB。从竖直到斜拉，动力臂变小，动力变大，即弹簧测力计的示数变大。
OB　
变大　
1. 复习完本课时，能否整理知识、考点，总结解决问题的思路？
2. 复习完本课时，没有掌握透彻的知识点有哪些？还需要加强的方面有
哪些？
1. D 2.如图所示
参考答案
3. （1）①如图所示　②　③省力　（2）大于
解析：阻力和阻力臂不变，以ON为动力臂时，动力臂最长，根据杠杆平衡条
件可知，此时动力最小。过点N作垂直于ON向下的力即为手作用在N点的最
小力F1，ON即为力F1对应的力臂l1。根据杠杆平衡条件则有F1l1＝F2l2，所以
F1＝。由图2可知动力臂大于阻力臂，所以该杠杆为省力杠杆。
解析：流体中流速越大的位置压强越小。A点的液体流速小于喷头孔里B点的
流速，则A点液体的压强大于B点液体的压强。
4. 解：独轮车相当于杠杆，轮子的轴心是支点，手施加的向上的力F为动
力，车体和砖头的总重力G为阻力，因此，动力臂l1＝1 m，阻力臂l2＝0.3
m。根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，得：F＝＝＝450 N。
5. （1）不能　F1和F2都会使杠杆顺时针转动，所以杠杆不能平衡
（2）如图所示
解析：由图知，F1和F2都会使杠杆顺时针转动，杠杆不受阻力，所以杠杆不
能平衡。
解析：过支点O作出力F1作用线的垂线段，即为F1的力臂l1。
6. （1）C
（2）如图所示
（3）＞　＞
解析：（1）甲图筷子静止时，受到拉力和重力，这两个力平衡，故拉力和
重力作用在同一直线上，因而重心在C点。
解析：（2）筷子的D点受到的拉力竖直向下，根据从支点到力的作用线的距
离是力臂，画出该拉力的力臂。
解析：（3）由图可知D点所受力的力臂大于B点所受力的力臂，所以B点所
受的力大于D点所受的力，又B点所受的力等于GM，D点所受的力等于GN，
所以GM＞GN。由G＝mg可知，mM＞mN，又VM＜VN，由密度公式ρ＝可
知，ρM＞ρN。
7. （1）54　600
（2）①如图所示　②如图所示　30
解析：（1）正方体物块A的重力G＝mg＝5.4 kg×10 N/kg＝54 N，A静置于
水平地面，A受到的重力G和地面对A的支持力F支是一对平衡力，即F支＝
G，A对地面的压力F压与地面对A的支持力F支是一对相互作用力，即F压＝F支
＝G＝54 N。A对地面的压强p＝＝＝600 Pa。
解析：（2）力臂是从支点到力的作用线的垂线段，在C点施加竖直向下的10
N的力F1，由杠杆平衡条件知道F2×OB＝F1×OC，即F拉×OB＝10
N×3OB，解得F2＝30 N。
8. 如图所示
9. （1）右　（2）1　0.15　（3）F1l1＝F2l2　（4）OB　变大
解析：（1）实验前，发现杠杆左端下沉，说明左侧偏重，要使其在水平位
置平衡，应将平衡螺母向右调，直到杠杆在水平位置平衡。
解析：（2）由图2可知，右端挂了两个钩码，挂在第3格，结合表中数据可
知，每一格长度为0.05 m，每个钩码重力为0.5 N，因此第3格处的力臂为
0.15 m，即①为1，②为0.15。
解析：（3）根据表中数据可知，每一组的动力与动力臂的乘积等于阻力与
阻力臂的乘积，即杠杆的平衡条件为F1l1＝F2l2。
解析：（4）力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，因此拉力的力臂应为
OB。从竖直到斜拉，动力臂变小，动力变大，即弹簧测力计的示数变大。(共51张PPT)
第一部分　教材复习篇
第九单元　简单机械
第17课时　机械效率
　　教材链接：人教版物理八年级第十二章　简单机械，2课时。
　　1. 通过对有用功、额外功、总功和机械效率的理解和应用，发展科学思
维能力。
2. 通过复习影响机械效率的因素以及如何提高机械效率，发展结合实际
分析问题的能力。
　　1. 完成任务一、二（指向目标1）
2. 完成任务三（指向目标2）
能区分——三种功的理解
【例1】图甲中用力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用
滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2（如图乙）。
（1）在图乙中画出符合要求的最省力的绕线方式。如图所示
如图所示
答案图
（2）用上述物理量完成以下各量的表达式：此过程滑轮组的有用功
为 ，总功为 ，额外功为 。机械效率
为 。（各空都用字母表示）
F1s　
3F2s　
3F2s－F1s　
　
【例2】（1）如图（a）所示，把重为G的物体甲从A点竖直向上匀速拉至B
点；用平行于斜面的拉力F把重也为G的物体乙沿斜面从C点匀速拉至与B等
高的D点。则本次利用斜面匀速拉动物体乙时的有用功是 ，总功
为 ，额外功为 ，机械效率为 。（均用题目中物理
量符号表示）
GH　
Fs　
Fs－GH　
　
解析：在分析机械效率时，先理解各功的含义。有用功指的是无论是否使用
机械，为了达到目的必须要做的功；总功指的是有用功和额外功的总和，一
般是使用机械时拉力所做的功。此外，求解力做的功时，要将力和对应力的
方向上移动的距离理解清楚，先要判断该力做的是什么功，在力的方向上移
动的距离是多少，然后再进行计算求解。
①使用甲机械时的有用功是 ，总功为 ，额外功为
，机械效率为 ；
②使用乙机械时的有用功是 ，总功为 ，额外功为
，机械效率为 。
4 500 J　
6 000 J　
1 500 J
75％　
2 800 J　
4 000 J　
1 200 J
70％　
（2）图（b）显示的是甲、乙两机械的参数。
解析：由图可知，W甲有用＝4 500 J，W乙额外＝1 200 J，η甲＝75％，η乙
＝70％，
由η＝可得，W甲总＝＝＝6 000 J，W乙总＝＝
＝4 000 J；
由W有用＋W额外＝W总可得，W甲额外＝W甲总－W甲有用＝6 000 J－4 500 J＝
1 500 J，
W乙有用＝W乙总－W乙额外＝4 000 J－1 200 J＝2 800 J。
巧计算——机械效率的计算
【例3】如图是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图，它可以很方便晾起
洗好的衣服，其实就是通过一些简单机械的组合来实现此功能的。已知晾衣
架上所挂衣服质量为4 kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1 kg。小燕同学用
力F拉动绳子自由端，在5 s时间内使衣服匀速上移0.5 m（g取10 N/kg，不计
绳重和摩擦），求：
（1）绳子自由端拉力F的大小；
解：由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝4，
所承受的总重力G总＝m总g＝（4 kg＋1 kg）×10 N/kg＝50 N，
不计绳重和摩擦，拉力F＝G总＝×50 N＝12.5 N。
（2）拉力所做的功W；
解：拉力端移动的距离s＝4h＝4×0.5 m＝2 m，
拉力做的功W＝Fs＝12.5 N×2 m＝25 J。
（3）整个过程的机械效率η。
解：有用功W有用＝G衣h＝m衣gh＝4 kg×10 N/kg×0.5 m＝20 J，
整个过程中机械效率η＝＝＝80％。
【例4】如图所示，用力F1拉动重为30 N的物体B匀速竖直向上移动了10 m，
所用时间为10 s。改用滑轮组拉动B匀速竖直向上移动了10 m，拉力为F2，滑
轮组机械效率是30％，求F2做的功。
解：滑轮组做的有用功W有用＝F1h＝30 N×10 m＝300 J，
滑轮组做的总功，即F2做的功W总＝＝＝1 000 J。
【例5】如图所示，小明使用甲、乙两种机械匀速提升物体（绳长不变），
测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则以上条件能否计算并比较
甲、乙滑轮的机械效率η？如果能，计算并比较η甲和η乙；如果条件不足，写
出还需补充的物理量的测量步骤和符号，并写出η甲和η乙的表达式（η用题目
已知及补充的物理量符号表示）。
F甲 F乙 GM GN
12.5 N 5 N 5 N 10 N
解：能　滑轮的机械效率η＝＝，
甲图中，使用的是定滑轮，η甲＝＝＝＝80％，
乙图中，使用的是动滑轮， η乙＝＝＝＝50％。η甲＞η乙。
会分析——提高机械效率
【例6】如图所示，小陈用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不
同的两个物体匀速提高到相同高度，其中G1＞G2，则所用的拉力
F1 F2，所做的额外功W1 W2，其机械效率η1 η2。（均选填
“＞”“＜”或“＝”）
＞　
＝　
＞　
解析：由图可知，这两个滑轮组的承重绳子段数n＝2，因为摩擦不计，故所
用拉力为F＝（G＋G动），又因为这两个是相同的滑轮组，所以动滑轮重相
同，但G1＞G2，因此所用拉力F1＞F2。因为摩擦不计，所以额外功是克服动
滑轮重力所做的功，由于动滑轮重力相同，被提升的高度相同，根据W额外＝
G动h可知，所做的额外功相等。由题意可知，提升重物的高度相同，但G1＞
G2，根据W有用＝Gh可知，利用滑轮组做的有用功W有用1＞W有用2，在这两种
情况下，因为所做的额外功相同，所以做的有用功越多，有用功在总功中所
占的比例越大，即机械效率越高，因此第一种情况的机械效率更高，即η1＞
η2。
【例7】测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η
1 1.0 5 15 55.6％
2 1.5 5 0.8 15
3 2.0 5 1.0 15 66.7％
4 2.0 10 1.0 30 66.7％
（1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做
运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为 N。
匀速直线
0.6　
解析：实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运
动。弹簧测力计分度值为0.1 N，第1次实验时，弹簧测力计示数为0.6 N。
（2）第2次实验时所做的有用功为 J，滑轮组的机械效率是 。
解析：第2次实验时所做的有用功W有用2＝G2h2＝1.5 N×0.05 m＝0.075 J，
第2次做的总功W总2＝F2s2＝0.8 N×0.15 m＝0.12 J，
滑轮组的机械效率是η＝＝＝62.5％。
0.075　
62.5 ％
（3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重
力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析3、4次
实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有
关”或“无关”）。
解析：分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
大　
无关　
（4）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械
效率的是 。
A. 增大绳重
B. 减轻动滑轮重
C. 加快物体提升的速度
B　
解析：各选项的分析如下：将同一物体提升至同一高度，A. 增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故A不符合题意；B. 减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故B符合题意；C. 由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据v＝，机械效率与物体提升的速度无关，故C不符合题意。故选B。
A. 基础练
1. （2025·广州增城区一模）如图所示，电动机在10 s内将重1 680 N的建筑材
料匀速提升10 m，电动机对绳子拉力做功21 000 J，求：
（1）电动机做功的功率；
解：电动机做功的功率为P＝＝＝2 100 W。
（2）电动机对绳子拉力的大小；
解：由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n＝3，根据W总＝Fs＝Fnh可知，电动机对绳子拉力的大小为F＝＝＝700 N。
（3）滑轮组的机械效率。
解：滑轮组克服重力做的有用功为W有用＝Gh＝1 680 N×10 m＝16 800 J，
滑轮组的机械效率为η＝＝＝80％。
2. （2025·广州越秀区一模）如图甲所示，利用滑轮组匀速竖直向上提升物
体M，已知M受到的重力为400 N，拉力F1做的功为W1，拉力F2做的功为
W2，W1和W2的大小如图乙所示，绳子自由端移动的距离s为15 m，用时50
s。求此过程中：
（1）滑轮组的机械效率η；
解：由图甲可知，拉力F1做的功为总功，
拉力F2做的功为有用功；
由图乙可知，总功W1＝2 500 J，
有用功W2＝2 000 J，
故滑轮组的机械效率为η＝＝＝80％。
（2）F1做功的功率；
解：F1做功的功率为P＝＝＝50 W。
（3）该滑轮组结构可能是图丙中的 （选填对应的字母）。
C或D　
3. （教材改编）在斜面上将一个重5 N的物体匀速拉到高处，如图所示，沿
斜面向上的拉力为2 N，斜面长1.2 m、高0.3 m。把重物直接提升h所做的功
作为有用功，求这个斜面的机械效率。
解：有用功W有用＝Gh＝5 N×0.3 m＝1.5 J，
总功W总＝Fs＝2 N×1.2 m＝2.4 J，
机械效率η＝＝＝62.5％。
4. 如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300
N。将重2 100 N的建筑材料以0.8 m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5 s，绳子
自由端的拉力F为1 000 N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高
度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率
为 。
4　
8 400　
70％　
解析：此过程中建筑材料提升的高度为h＝vt＝0.8 m/s×5 s＝4 m，
塔吊提升建筑材料做的有用功是W有用＝Gh＝2 100 N×4 m＝8 400 J，
由图知，有3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×4 m＝
12 m，塔吊提升建筑材料做的总功为W总＝Fs＝1 000 N×12 m＝12 000 J，
塔吊的机械效率为η＝＝＝70％。
B. 提升练
5. 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的拉力为F1＝30 N，绳b对人的拉力
为F2＝480 N。求此过程：
（1）有用功；
解：有用功W有用＝F2h2＝480 N×0.5 m＝240 J。
（2）滑轮组的机械效率。
解：总功W总＝F1h1＝30 N×10 m＝300 J，
机械效率η＝＝＝80％。
6. 盾构机可以实现一边挖掘隧道，一边在隧道内壁安装盾构管片，如图所
示。某盾构机满负荷工作时，最大推进力F是4.2×107 N，在25 s内向前推进
0.05 m，盾构机推进的总功率是2.8×105 W。安装的某个管片有效承压面积
是5 m2，管片承受的压强是2×108 Pa。求：
（1）盾构机满负荷工作时的推进速度；
解：盾构机满负荷工作时的推进速度为v＝＝＝0.002 m/s；
（2）该管片承受的压力F压；
解：根据p＝可知，该管片承受的压力为F压＝pS＝2×108 Pa×5 m2＝1×109 N；
（3）推进力做的功；
解：推进力做的功为W＝Fs＝4.2×107 N×0.05 m＝2.1×106 J；
（4）盾构机推进的机械效率。
解：根据P＝可知，盾构机推进的总功为W总＝Pt＝2.8×105 W×25 s＝
7×106 J，盾构机推进的机械效率为η＝＝＝30％。
7. （2025·广州天河区一模）某种威亚的装置结构如图1，两台电动机各控制
一套滑轮系统，分别使演员左右、上下移动。演员在钢丝的控制下，如图2
从A点匀速竖直提升到B点，再依次水平移动到C、D、E点，BC、DE段是匀
速直线运动，各段距离和时间已标出。
（1）通过分析，比较演员在BC、DE段的速度大小。
解：演员在BC段速度为vBC＝＝＝0.1 m/s，
在DE段的速度为vDE＝＝＝0.2 m/s，
所以演员在BC段的速度小于在DE段的速度。
（2）演员重800 N，电动机2的拉力F＝500 N，求AB段：
①拉力F的功率；
②电动机2控制的滑轮组的机械效率。
解：①由图可知，电动机2中，滑轮组承重绳子段数n＝2，
则绳子自由端移动距离为s＝ns1＝2×5 m＝10 m，
则电动机2的拉力做功为W总＝Fs＝500 N×10 m＝5 000 J，
拉力F的功率P＝＝＝1 000 W；
②有用功为W有用＝Gs1＝800 N×5 m＝4 000 J，
所以电动机2控制的滑轮组的机械效率
η＝＝＝80％。
8. 如图所示的是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置
图，已知井深12 m，物体重6 000 N，汽车匀速拉绳子时速度为3 m/s，
拉力为2.2×103 N，受到的阻力为3×103 N。求：将物体从井底拉至井
口的过程中：
（1）绳子自由端移动的距离是多少？
解：由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，所以，绳子自由端移动的距离是s＝nh＝3×12 m＝36 m。
（2）滑轮组的机械效率是多少？
解：拉力做的总功为W总＝Fs＝2.2×103 N×36 m＝
7.92×104 J，有用功为W有用＝Gh＝6 000 N×12 m
＝7.2×104 J，滑轮组的机械效率是η＝＝≈90.9％。
（3）汽车牵引力的功率是多少？
解：汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力、汽车受到的阻力、绳子对汽
车的拉力三力平衡，汽车的牵引力为F牵＝F＋f＝2.2×103 N＋3×103 N
＝5.2×103 N，汽车牵引力的功率是P＝F牵v＝5.2×103 N×3 m/s＝
1.56×104 W。
9. （2024·苏州中考）某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5
t。起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率
为80％。不计钢丝绳的重力和摩擦， g取10 N/kg。求：
（1）克服钢板重力做的功W有用；
解：钢板重力为G钢板＝m钢板g＝3 600 kg×10 N/kg＝3.6×104 N；
克服钢板重力做的有用功为W有用＝G钢板h＝3.6×104 N×10 m＝3.6×105 J。
（2）钢丝绳的拉力F；
解：滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的4倍，即s＝4h＝4×10 m＝40 m；拉力做的功为W总＝＝＝4.5×105 J；拉力大小为F＝＝＝1.125×104 N。
（3）滑轮组满载时的机械效率（保留三位有效数字）。
解：滑轮组提升3 600 kg钢板过程的额外功W额外＝W总－W有用＝4.5×105 J－3.6×105 J＝9×104 J；动滑轮重为G动＝＝＝9 000 N；当满载时，提升物体质量为5 t＝5 000 kg，重力G最大＝mg＝5 000 kg×10 N/kg＝50 000 N；则此时机械效率η＝＝＝＝＝84.7％。
1. 复习完本课时，能否整理知识、考点，总结解决问题的思路？
2. 复习完本课时，没有掌握透彻的知识点有哪些？还需要加强的方面有
哪些？
1. 解：（1）电动机做功的功率为
P＝＝＝2 100 W。
（2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n＝3，
根据W总＝Fs＝Fnh可知，电动机对绳子拉力的大小为
F＝＝＝700 N。
参考答案
（3）滑轮组克服重力做的有用功为
W有用＝Gh＝1 680 N×10 m＝16 800 J，
滑轮组的机械效率为η＝＝＝80％。
2. 解：（1）由图甲可知，拉力F1做的功为总功，
拉力F2做的功为有用功；
由图乙可知，总功W1＝2 500 J，
有用功W2＝2 000 J，
故滑轮组的机械效率为η＝＝＝80％。
（2）F1做功的功率为P＝＝＝50 W。
（3）C或D
解析：（3）自由端的拉力为F1＝＝＝ N，
根据η＝＝＝＝可知，
绳子股数为n＝＝＝＝3，
所以该滑轮组结构可能是图丙中的C或D。
3. 解：有用功W有用＝Gh＝5 N×0.3 m＝1.5 J，
总功W总＝Fs＝2 N×1.2 m＝2.4 J，
机械效率η＝＝＝62.5％。
4.4　8 400　70％
解析：此过程中建筑材料提升的高度为
h＝vt＝0.8 m/s×5 s＝4 m，
塔吊提升建筑材料做的有用功是
W有用＝Gh＝2 100 N×4 m＝8 400 J，
由图知，有3段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为s＝nh＝3×4 m＝
12 m，
塔吊提升建筑材料做的总功为
W总＝Fs＝1 000 N×12 m＝12 000 J，
塔吊的机械效率为
η＝＝＝70％。
5. 解：（1）有用功W有用＝F2h2＝480 N×0.5 m＝240 J。
（2）总功W总＝F1h1＝30 N×10 m＝300 J，
机械效率η＝＝＝80％。
6. 解：（1）盾构机满负荷工作时的推进速度为
v＝＝＝0.002 m/s；
（2）根据p＝可知，该管片承受的压力为
F压＝pS＝2×108 Pa×5 m2＝1×109 N；
（3）推进力做的功为
W＝Fs＝4.2×107 N×0.05 m＝2.1×106 J；
（4）根据P＝可知，盾构机推进的总功为
W总＝Pt＝2.8×105 W×25 s＝7×106 J，
盾构机推进的机械效率为
η＝＝＝30％。
7. 解：（1）演员在BC段速度为vBC＝＝＝0.1 m/s，
在DE段的速度为vDE＝＝＝0.2 m/s，
所以演员在BC段的速度小于在DE段的速度。
（2）①由图可知，电动机2中，滑轮组承重绳子段数n＝2，则绳子自由端移
动距离为s＝ns1＝2×5 m＝10 m，
则电动机2的拉力做功为W总＝Fs＝500 N×10 m＝5 000 J，
拉力F的功率P＝＝＝1 000 W；
②有用功为W有用＝Gs1＝800 N×5 m＝4 000 J，
所以电动机2控制的滑轮组的机械效率
η＝＝＝80％。
8. 解：（1）由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，所以，绳子自由端移动的距
离是
s＝nh＝3×12 m＝36 m。
（2）拉力做的总功为
W总＝Fs＝2.2×103 N×36 m＝7.92×104 J，
有用功为
W有用＝Gh＝6 000 N×12 m＝7.2×104 J，
滑轮组的机械效率是
η＝＝≈90.9％。
（3）汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力、汽车受到的阻力、绳子对汽车
的拉力三力平衡，汽车的牵引力为
F牵＝F＋f＝2.2×103 N＋3×103 N＝5.2×103 N，
汽车牵引力的功率是
P＝F牵v＝5.2×103 N×3 m/s＝1.56×104 W。
9. 解：（1）钢板重力为
G钢板＝m钢板g＝3 600 kg×10 N/kg＝3.6×104 N；
克服钢板重力做的有用功为
W有用＝G钢板h＝3.6×104 N×10 m＝3.6×105 J。
（2）滑轮组共有4段绳子拉着动滑轮，故拉力移动距离为物体提升高度的4
倍，即s＝4h＝4×10 m＝40 m；
拉力做的功为W总＝＝＝4.5×105 J；
拉力大小为F＝＝＝1.125×104 N。
（3）滑轮组提升3 600 kg钢板过程的额外功
W额外＝W总－W有用＝4.5×105 J－3.6×105 J＝9×104 J；
动滑轮重为G动＝＝＝9 000 N；
当满载时，提升物体质量为5 t＝5 000 kg，
重力G最大＝mg＝5 000 kg×10 N/kg＝50 000 N；
则此时机械效率η＝＝＝＝＝
84.7％。(共6张PPT)
第一部分　教材复习篇
第九单元　简单机械
年份 题号 内容 题型 分值
2025 14 杠杆画力臂和平衡条件应用 非选择题 6
18 杠杆平衡条件应用 非选择题 7
2024 13 杠杆画力臂和平衡条件应用 非选择题 5
16 固体压强、速度、功率、机械效率 非选择题 11
2023 6 简单机械的机械效率理解 选择题 3
13 杠杆画力臂和平衡条件应用 非选择题 4
　　1. 你可以跟着老师、同学们一起以“简单机械的使用、机械效率的计算
和提高”为主线整理本单元知识。
2. 本单元重点内容是杠杆的力臂画图及杠杆平衡条件的应用，难点内容
是理解有用功、额外功、总功等概念以及应用相关的公式进行计算。从定义
上理解它们的区别很重要，另外对作图规范及运算能力有一定的要求，希望
你能利用所学知识解决和解释生产生活中的相关问题。
3. 你还可以利用以下或其他的网络资源来达成学习目标。
（1）国家智慧中小学精品课堂
（2）粤教翔云数字课堂
（3）广州共享课堂
定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒
支点：杠杆可以绕其转动的点
动力：使杠杆转动的力
五个要素
阻力：阻碍杠杆转动的力
杠杆
动力臂：从支点到动力作用线的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离
平衡条件一
动力×动力臂=阻力×阻力臂(F,l1=F2l2)
分类
省力杠杆(1>2)：省力但费距离
费力杠杆(11<2)：费力但省距离
等臂杠杆(1=2)：不省力也不费力
简单机械
定滑轮：使用时，轴固定不动。特点：不能省力，但是可以改变力的方向
滑轮
动滑轮：使用时轴可以随被吊物体一起运动。特点：可以省力，但不能改
变力的方向，而且费距离
滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起。特点：既可以省力，又可以改变力
的方向。省力判断：用滑轮组吊起重物时，不计动滑轮自重及摩擦，动滑
轮上有几段绳承担物重，拉力就是物重的几分之一
其他机械
一斜面、轮轴（都是可以省力的简单机械）

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