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(共52张PPT)
第十二章　简单机械
第1节 杠杆
1．知道杠杆的特征，能在杠杆上确认支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。
2．能准确画出动力臂与阻力臂。
3．(重点)探究并了解杠杆的平衡条件。
4．了解杠杆的分类及其特点、应用。
01
课前梳理
1．杠杆
(1)在力的作用下，能绕着______________转动的硬棒，叫作杠杆。
(2)杠杆的五要素(如图所示)。


支点：杠杆可以绕其转动的点(O点)；动力：使杠杆转动的力(F1)；阻力：阻碍杠杆转动的力(F2)；动力臂：从支点O到动力F1______________的距离(l1)；阻力臂：从支点O到阻力F2作用线的距离(l2)。
固定点
作用线
2．杠杆的平衡条件
杠杆的平衡条件是____________________________，数学表达式是_____________。
3．生活中的杠杆
(1)省力杠杆：省力费距离。
(2)费力杠杆：费力省距离。
(3)等臂杠杆：不省力也不费力，不省距离也不费距离。
动力×动力臂＝阻力×阻力臂
F1l1＝F2l2
02
课堂解析
1．杠杆
(1)“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。
作为杠杆的物体可以是直的，也可以是弯的。在分析时，把杠杆简化为一根硬棒，这是一种“理想模型”的研究方法。
重难突破
(2)杠杆的五要素。
①支点：一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置；同一杠杆，使用方法不同，支点位置可能改变。
②动力与阻力：作用点一定在杠杆上，动力和阻力是相对的，动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但动力和阻力的方向不一定相反。一般把人对杠杆施加的作用力称为动力。
③动力臂与阻力臂：是支点到力的作用线的距离，不是支点到作用点的距离；力臂不一定在杠杆上；若力的作用线过支点，则力臂为0。
(3)力臂的画法。
①找支点。
②画力的作用线(或延长线)。
③从支点到力的作用线画垂线。
④标明相关字母。
口诀： 一找支点二画线，点到直线作垂线，垂足括号图上见，标上字母才完善。
(4) 生活中的三类杠杆。
省力杠杆(l1＞l2，F1＜F2)，如钢丝钳、独轮车等；
等臂杠杆(l1＝l2，F1＝F2)，如托盘天平，跷跷板等；
费力杠杆(l1＜l2，F1＞F2)，如镊子、钓鱼竿等。
【典例1】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　图甲：手托重物时，动力臂小于阻力臂，可视为费力杠杆，故A错误；根据杠杆的五要素可知，图甲中手托重物时，肱二头肌对前臂的牵引力是动力，故B错误；图乙中踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误；图乙中向上踮脚的过程中，腓肠肌对足部骨骼的牵引力是动力，故D正确。故选D。
【典例2】图甲所示为开瓶器开启瓶盖时的情景。它可简化抽象为如图乙所示的不计自重的杠杆，O为支点，动力和阻力的方向均垂直于杠杆，这是一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆，请在图乙中画出动力的力臂。
解析　由图乙可知，动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆。
过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂，如图所示。


答案　省力　如图所示
2．探究杠杆的平衡条件
【实验器材】
杠杆、钩码、铁架台、弹簧测力计等。
【实验步骤】
(1)把杠杆安装在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图甲所示，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，把支点右侧的钩码对杠杆的作用力记为动力F1，支点左侧的钩码对杠杆的作用力记为阻力F2。调节钩码的位置，使杠杆在水平位置重新平衡，将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2的实验数据填入表。
(3)改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的大小，使杠杆在水平位置重新平衡，再做几次实验。
(4)如图乙所示，在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录在下表中。
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1
2
3
…
【实验结论】
杠杆的平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。
温馨提示：杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。
【交流与评估】
(1)调节杠杆。
①调节杠杆平衡螺母的原则(左高向左调，右高向右调)。
②调节杠杆在水平位置平衡的目的：一是使杠杆的重心在支点，以消除杠杆自身重力对实验的影响；二是便于直接读出力臂。
(2)多次实验的目的：得出普遍规律，避免偶然性。具体操作是改变杠杆两端钩码的位置、数量。
(3)在实验前要调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡。挂上钩码后， 不能再调节平衡螺母。
【典例3】(2025·珠海模拟)如图所示是小明探究和应用杠杆平衡条件的过程。
(1)杠杆在图甲所示的位置静止，为使其在水平位置平衡，应向________(选填“左”或“右”)调节杠杆两端的螺母。
解析　如图甲的位置，杠杆左端低，右端高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右端调节。
右
(2)完成上述操作后，在两侧悬挂钩码，使横梁水平平衡，如图乙所示，进行多次实验，将数据记录在表格中，分析数据，归纳出杠杆的平衡条件是____________(用表格中的字母表示)。
序号 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 12．0 1 24．0
2 3 10．0 2 15．0
3 1．5 12．0 1 18．0
F1l1＝F2l2
解析　由表中第1组数据可得2 N×12 cm＝1 N×24 cm＝24 N·cm
由表中第2组数据可得3 N×10 cm＝2 N×15 cm＝30 N·cm
由表中第3组数据可得1．5 N×12 cm＝1 N×18 cm＝18 N·cm
由计算结果可得杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2。
(3)调节杠杆在水平位置平衡后，在杠杆两边挂上钩码后出现了图丙所示的现象，要使杠杆恢复水平平衡，下一步进行的最简单的操作是__________________________________。
解析　如图丙，杠杆右端下沉，说明右侧力和力臂的乘积大，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2可得3G×2L＝2G×3L
右侧钩码应挂在第三个格，因此应将右侧钩码向左移动一个格，才能使杠杆平衡。
将右侧钩码向左移动一个格
(4)探究完杠杆的平衡条件后，小明利用简单的材料制作杆秤。
①如图丁所示，用木棒作为秤杆，用细线系一个20 g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则________点相当于支点，移动细线的位置，直到杆秤水平平衡，标记此时细线的位置C，C对应刻度值应为________g。
B
0
解析　图丁中，秤杆相当于一个杠杆，秤砣和秤盘对秤杆的力会使秤杆绕B点转动，即B点相当于支点。
秤盘中未放物体时，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为0 g。
②根据杠杆的平衡条件，小明制作的杆秤的刻度是________(选填“均匀”或“不均匀”)的。
均匀
3．杠杆平衡条件的简单计算
解决此类问题关键是准确找到杠杆的“三点”“两臂”。
找到三点：动力F1，阻力F2，支点O。
明确两臂：动力臂l1，阻力臂l2。
然后根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，问题便可迎刃而解。
【典例4】图甲所示是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木穿插碓头，碓嘴冶铁为之，用醋滓合上，足踏其末而舂之”。若碓头质量为20 kg，不计横木的重力和转动摩擦。(g取10 N/kg)。
捣谷人左脚站立，右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙所示，已知OA∶OB＝3∶2，则此时F1的大小为多少牛？
知识点一　杠杆
1．如图所示是我国古代劳动人民利用横杆搬动巨大木料的场景，在使用时人用手向下拉动横杆的右端，通过绳子与横杆相连的木料就被抬起，使横杆有逆时针转动趋势的力是(　 　)


A．木料的重力　　 B．绳子对横杆的拉力
C．右侧人的重力 D．人对横杆的拉力
√
随堂练习
2． (2025·深圳模拟)“节约用水，人人有责”。如图是家用水龙头的示意图，作用在A点的力F抬起把手可打开水龙头，若将把手视为绕O点转动的杠杆，请在图中画出作用在A点的最小动力F及其力臂L的示意图。
【答案】如图所示
知识点二　杠杆的平衡条件
3．如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10 N的重物G，在A点施加竖直向上的动力F1，使杠杆OBA水平平衡(杠杆所受的重力及摩擦均忽略不计)，下列说法正确的是(　 　)
√
A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆
B．作用在A点的力F1的大小为5 N
C．如果重物的悬挂点B向O点移动，要使杠杆水平平衡，F1应变小
D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，要使杠杆水平平衡，F2应小于F1
4．(2025·东莞期中)如图所示的是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为51 kg，其身体可视为杠杆，A点为重心。(g取10 N/kg)



(1)该同学所受重力是多少？
【解】该同学所受重力G＝mg＝51 kg×10 N/kg＝510 N。
(2)求地面对他双手支持力的大小。
5．在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)不挂钩码时，应先调节螺母，使杠杆在________位置平衡。
(2)如图甲所示，在A点挂3个钩码，要在B点挂________个钩码，才能使杠杆再次在原位置平衡。
水平
4
(3)在图甲中画出A点所受拉力的力臂l。
【答案】如图所示
(4)图乙所示是《天工开物》记载的踏碓(古代的一种给稻谷去壳的工具，用脚连续踩踏木杆的一端，另一端就会连续起落)。踏碓属于________杠杆。
费力
知识点三　生活中的杠杆
6．(2025·深圳期末)罗罗同学对划龙舟的船桨特别感兴趣，以下生活中的简单机械，从省力、费力的角度来看与船桨相同的是(　 　)
A．开瓶器　　　　　　 B．核桃夹
C．撬棒 D．筷子
√
7．(2024·广东中考)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
√
8．从物理学角度来看，________(选填“省力”或“费力”)杠杆因动力臂比阻力臂长，可以实现“四两拨千斤”。我国传统衡器“杆秤”是一种杠杆，要使如图所示的秤杆在水平方向平衡，应将秤砣往____端移动。
省力
右
课后练习
03
√
1．简单机械在生活中随处可见。使用下列简单机械可以省力的是(　 　)
A．钓鱼竿 B．赛艇的船桨
C．拔钉子用的羊角锤 D．夹菜的筷子
基础巩固
2．如图所示是我国古代劳动人民运送巨木的场景，通过横杆、支架、悬绳、石块等，将巨木一端抬起，垫上圆木，将其移到其他地方。下列说法正确的是(　 　)
√
A．支架下垫的底面积较大的石块是为增大对地面的压强
B．横杆相当于一个动力臂大于阻力臂的杠杆，费力省距离
C．当巨木太重无法抬起时，可以让横杆右端的人远离支架，增大动力臂
D．当巨木太重无法抬起时，可以增大横杆上悬绳与支架间的距离
3．如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择________(选填“甲”“乙”或“丙”)剪刀，这样选择的目的是________(选填“省力”“省距离”或“省功”)。
甲
省力
4．如图所示，在某轻质杠杆的B点处，用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物，当杠杆水平静止时，弹簧测力计的示数为10 N，若OA＝10 cm，AB＝40 cm，则物体所受的重力大小为________N，此杠杆属于________杠杆。
50
省力
5．若以撬棒的末端O点为支点，右手施加一垂直撬棒向上的力也可以撬起石头。请在图中作出此种方式撬石头时的动力F1、动力臂l1和阻力臂l2。
【答案】如图所示
√
6．如图所示，小猴与小兔一起发现一个胡萝卜，想要平分，小猴找来一个小石块支起胡萝卜，使其水平平衡，小猴要左侧部分，则获取胡萝卜的情形是(　 　)


A．小猴多 B．小兔多
C．二者一样多 D．无法判定
能力达标
(1)杠杆静止在如图甲所示位置时，杠杆处于____(选填“平衡”或“非平衡”)状态，此时应向_____(选填“左”或“右”)调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，目的是_________________________________________。
7．(2025·东莞期中)在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验器材有刻度均匀的杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和若干质量相同的钩码。
平衡
右
避免杠杆自重对实验的影响和便于测量力臂
(2)调节平衡后，在杠杆上A点处挂2个钩码，如图乙所示，则在B点处应挂________个钩码才能使杠杆再次在水平位置平衡，若平衡后在A、B两点各减少1个钩码，则杠杆________(选填“左”或“右”)端下沉。
(3)如图丙所示，用弹簧测力计在B点斜向下拉杠杆，当测力计从b位置转到a位置时杠杆始终在水平位置平衡，弹簧测力计数大小将______(选填“变大”“变小”或“不变”)；在探究过程中，小明多次实验的目的是__________________。
3
右
变小
寻找普遍规律
(2)桶盖重10 N，质量分布均匀，要将桶盖打开，则脚对踏板A处的压力F压应大于多少？
8．“环境关系你我他，垃圾分类靠大家”。如图所示为小区里设置的分类垃圾桶的杠杆原理图。已知AB＝16 cm，BC＝48 cm，DE＝20 cm，EF＝60 cm，D、B分别为支点。
(1)由图可知，以B点为支点的杠杆ABC是________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
费力
【答案】60 N(共42张PPT)
第4节　机械效率　
1．结合实例认识什么是有用功、额外功和总功。
2．(重点)知道什么是机械效率。
3．会计算简单机械的机械效率。
4．(重点)会测量滑轮组的机械效率。
5．了解提高机械效率的途径和意义。
01
课前梳理
1．有用功和额外功
对人们有用的功叫作有用功，用W有用表示；对人们无用但又不得不做的功叫作额外功，用W额外表示；总功等于有用功与额外功之和，即W总＝________________。
W有用＋W额外
2．机械效率
物理学中，将有用功跟总功的______________叫作机械效率。公式：η＝______________；有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于______________；机械效率通常用百分数表示，没有单位。
提高机械效率的主要办法是改进结构，使机械设备更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
比值
1
02
课堂解析
1．有用功、额外功和总功
(1)有用功是人们为了达到目的，无论采用哪种方法都必须做的功。一般情况下，做功有两个目的：一是竖直提升重物，二是水平移动物体。
①竖直匀速提升重物：W有用＝Gh，G、h分别为被提升物体所受的重力和上升的高度；
②水平匀速移动重物，W有用＝fs，f、s分别为被移动物体与接触面的摩擦力和移动的距离。
重难突破
(2)为了完成有用功，在使用机械时，还要克服机械自重(如动滑轮的重力)、摩擦力等因素做功，这些功是额外功，额外功是人们不想做但又不得不做的功。
(3)总功等于作用在机械上的力和移动的距离的乘积，即W＝Fs，与有用功和额外功的关系为W总＝W有用＋W额外。
不存在既省力又省距离的机械，也就是没有省功的机械，即使用任何机械都不能省功。
温馨提示：区分有用功与额外功的关键是看做功需要达到什么目的。在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样。
【典例1】如图所示，物体重200 N，动滑轮重10 N，小明用110 N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，则此过程中小明所做的有用功是________J，额外功是________J，总功是________J，对动滑轮做的功是________J，对动滑轮做的功是________(选填“有用功”或“额外功”)的一部分。
400
40
440
20
额外功
解析　小明利用滑轮组提升重物时所做的有用功
W有用＝Gh＝200 N×2 m＝400 J
由图知有2段绳子拉着物体，拉力端移动距离s＝2h＝2×2 m＝4 m
拉力所做的总功
W总＝Fs＝110 N×4 m＝440 J
则额外功
W额外＝W总－W有用＝440 J－400 J＝40 J
对动滑轮做的功
W动＝G动h＝10 N×2 m＝20 J
小明的目的是提升物体，则对动滑轮做的功是额外功的一部分。
(2)如图乙所示，竖直匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表。
(4)改变钩码的数量，再做两次上面的实验，将所测数据记入表。
(5)换用如图丙所示的装置重复实验步骤(1)～(3)，将实验数据记入表。
【实验表格】
序号 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有用/J 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 机械效率η
1
2
3
4
【实验结论】
(1)同一装置的机械效率并不是固定不变的，与被提升的物重有关，物体所受的重力越大，机械效率越高。
(2)机械效率还与机械装置本身有关，与其结构、自身的重力以及润滑程度都有关系。
【交流、反思与评估】
(1)实验时拉力的方向应竖直向上，应在钩码匀速移动时读取拉力的大小。
(2)确定绕线方式与承担重物绳子的段数n，与动滑轮连接的段数即为承担重物绳子的段数，如图甲所示，n＝3，用“奇动偶定法”确定绕线方式。
(3)影响滑轮组机械效率的因素：物体所受的重力、动滑轮所受的重力、绳子与滑轮之间的摩擦力；与绳子的绕法、绳子段数无关。
(4)动滑轮所受的重力、物重相同时，所测机械效率不同的可能原因：绳子与滑轮或滑轮与轴之间的摩擦不同。
【典例2】 用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如表所示。
序号 钩码所受的重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动的距离s/cm 机械效率η
1 2．0 5 1．0 15 66．7%
2 4．0 5 1．8 15 74．1%
3 4．0 10 1．8 30 74．1%
4 6．0 5 2．5 15
(1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做____________运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为3 s，此过程中，绳子自由端上升的速度为________m/s。
匀速直线
0．05
(2)第4次实验时所做的有用功为_____________J， 滑轮组的机械效率是________%。
0．3
80
(3)分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受的重力越________(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高。分析 2、3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　根据1、2、4次实验的数据可知，重物所受的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
2、3两次实验中，钩码所受的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
大
无关
(4)用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是________(填选项)。
A． 换用更轻的动滑轮
B． 加快提升物体的速度
√
知识点一　有用功和额外功
1．买茶杯的人从货架上拿起茶杯，喝茶水的人从桌面上端起茶杯，下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是(　 　)
A．都是有用功
B．都是总功
C．对喝茶的人来说是有用功
D．对买茶杯的人来说是有用功
√
随堂练习
2．(2025·东莞模拟)如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体，琴琴分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问：琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是______J，对物体B做的额外功是________J，将物体A从地面往上拉动的过程中，机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2
0．5
增大
知识点二　机械效率
3．下列关于机械效率的说法正确的是(　 　)
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
√
4．下列说法错误的是(　 　)
A．用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高
B．水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是有用功
C．用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功
D．使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高
√
5．(2025·广东模拟)某机械在工作的某一段时间内，其有用功与额外功的关系如图，则选项正确的是(　 　)
A．机械效率为66．7%
B．机械效率为40%
C．若机械效率保持不变，当完成6 000 J有用功时，需要机械做104 J总功
D．若机械效率保持不变，由于能量守恒，机械做的有用功增加时，额外功会减小
√
课后练习
03
√
1．吃饭时使用竹筷夹着食物，放进嘴中，人所做的额外功是(　 　)
A．移动食物所做的功
B．对食物和竹筷所做的功
C．移动竹筷所做的功
D．用力夹食物所做的功
基础巩固
2．(2025·广州模拟)如图所示，用甲、乙、丙三种机械装置使同一重为G的物体匀速升高2 m，动滑轮重为G动(且G>G动)，不计绳重及摩擦的情况下，下列说法正确的是(　 　)
√
3．(2025·深圳期末)盐田港是粤港澳大湾区国际航运枢纽港，港口装卸货柜箱时，起重机上的滑轮起到了关键作用。如图所示，起重机将质量为30 t的货柜箱匀速提升5 m，滑轮上钢绳自由端拉力为2×105 N，该机械所做的有用功为________J，机械效率为________%。请提出一种可以提高该起重机机械效率的方法：____________________。(g取10 N/kg)
1.5×106
75
见解析
4．用如图所示的滑轮组将重540 N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10 m，绳端拉力为200 N(不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦)，则动滑轮重________N，此过程该滑轮组的机械效率为________。
60
90%
5．如图所示，把重为40 N的物体从斜面底端匀速推到斜面顶端，斜面长2 m，高0．6 m，沿斜面的推力F为20 N。那么，此过程中有用功是________J，斜面的机械效率是________。
24
60%
√
6．如图所示，用滑轮组匀速提升重为200 N的物体，拉力F为125 N，物体升高的高度为4 m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是(　 　)
A．总功为800 J
B．动滑轮重为5 N
C．绳端移动的距离为4 m
D．滑轮组的机械效率为80%
能力达标
7．如图所示是《天工开物》中记载的汲水工具——桔槔的示意图，图中O点为支点，前端系一水桶，后端系一重为100 N的配重，当水桶整体所受重力为180 N时恰好不需要人拉绳就能使水桶脱离水面后提升2 m至井口处，此时后端下降的距离为前端上升距离的2倍，汲水过程中做的有用功为________J，此次汲水时桔槔的机械效率为________。(忽略桔槔自身重力)
360
90%
8．(2025·广州模拟)《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，前轮小后轮大，绳子一端紧系在后轮轮轴，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。运动过程忽略空气阻力和滑轮摩擦。
小敏用图乙斜面M来研究引重车。用力F沿斜面匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据。根据数据计算以下问题：
实验 次序 倾斜 程度 物重 G/N 斜面 高度 h/m 拉力 F/N 斜面 长度 s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械
效率η
1 较缓 5 0．2 2．4 1．0 1．0 2．4 41．7%
2 较陡 5 0．5 3．2 1．0 2．5 3．2 78．1%
3 最陡 5 0．8 4．3 1．0
(1)第1次实验中的额外功和物体所受的摩擦力f。
1.4 J
1.4 N
【答案】
(2)倾斜程度“最陡”时，斜面的机械效率。(百分号前保留一位小数)
【答案】93.0%
(3)通过数据分析可推出，其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计________(选填“a”或“b”)更省力。
a
【解析】由表中数据可知，当物重一定时，斜面倾斜程度越小越省力，因此当其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计a更省力。(共45张PPT)
期末综合测试
√
(时间：80分钟 满分：100分)
一、选择题(本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．航天员在太空舱“失重”环境下，进行下列哪项活动可以达到几乎和地面上一样的锻炼效果(　 　)
A．举杠铃 B．做引体向上
C．拉弹簧拉力器 D．跳绳运动
√
2．如图所示，三个滑轮拉同一物体在同一水平面做匀速直线运动，所用拉力分别为F1、F2、F3，那么这三个力的关系是(　 　)
A．F1＞F2＞F3 B．F1＜F2＜F3
C．F2＞F1＞F3 D．F2＜F1＜F3
√
3．下列有关说法错误的是(　 　)
A．气球飘浮，气球内充入密度比空气小的气体
B．从力的性质来看，重力、压力、支持力、拉力都属于弹力
C．船通过船闸，利用了连通器原理
D．潜艇浮沉，靠改变自身重力实现
√
4．“中国基建”被网友亲切称为“基建狂魔”，无数超级工程不仅彰显其硬核实力，更持续为国家发展与民生改善赋能。例如港珠澳大桥，以世界最宽海底沉管隧道的建设壮举，实现了跨海通道建设的伟大跨越。港珠澳大桥修建过程中涉及的物理原理，下列说法正确的是(　 　)


A．空心沉管能漂浮在水面上是因为它的浮力大于重力
B．灌满水的沉管将下沉至海底，因为它的浮力比漂浮时小
C．下沉到海底后，沉管下半部分埋入海底泥沙中，此时它不受浮力的作用
D．灌满水的沉管下沉过程中所受浮力不变，下表面所受液体压强不变
5．小明练习投篮，篮球投出去后的轨迹如图所示，下列对于篮球描述正确的是(　 　)

A．离开手后的篮球能继续上升，是因为受到惯性作用
B．若在最高点时篮球所受的全部外力为零，篮球将保持静止
C．上升过程，篮球的重力势能增大，动能减小
D．下落过程中，篮球受力平衡
√
√
6．利用如图所示的甲、乙两滑轮组，在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度，则(　 　)
A．力F1做功的功率小
B．甲、乙两个滑轮组的额外功相同
C．乙滑轮组的机械效率高
D．甲、乙两个滑轮组的总功相同
√
7．如图是用手提起重物的情景，从生物学视角，桡骨在肱二头肌的牵引力F作用下绕肘关节转动；从物理学视角，可简化为杠杆模型，则手提起重物时(　 　)
A．肩关节是支点
B．牵引力F是阻力
C．桡骨是省力杠杆
D．桡骨是省距离杠杆
二、填空题(本大题共7小题，每空1分，共21分)
8．“鸡蛋碰石头”，鸡蛋碰上石头结果鸡蛋碎了，说明物体间力的作用是________；鸡蛋受到的力与石头受到的力大小________(选填“相等”或“不等”) ，它们是一对__________(选填“平衡力”或“非平衡力”)。
相互的
相等
非平衡力
9．如图所示，在探究“同一直线上二力合成”的实验中，每次实验操作都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B。这样做的目的是保证每次实验操作中力的___________都是相同的，这种实验方法是______________(选填“转换法”“等效替代法”或“控制变量法”)。其中F1＋F2________F3－F4(填大小关系)。
作用效果
等效替代法
＝
10．在太空抛物实验中，“冰墩墩”被抛出后做匀速直线运动，说明物体的运动________(选填“需要”或“不需要”)力来维持，最早提出此观点的物理学家是________。已知运动的物体碰到障碍物后从运动到静止的过程中，相互作用力的大小与物体的速度成正比，与相互作用时间成反比。若“冰墩墩”两次被抛出时的速度之比为1∶3，相互作用时间之比为2∶1，则“冰墩墩”两次被接住时的相互作用力之比为________。
不需要
伽利略
1∶6
11．甲、乙两人各自推动一辆小车，从同一地点同时向西做直线运动，乙的推力是50 N，两人运动情况如图所示。甲的速度为________m/s，以乙为参照物，则甲向________运动，乙推车的功率是________W。
2
东
200
12．如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5 N的物体到斜面顶端，斜面长1 m，高0．3 m，拉力为2 N，则使用该斜面所做的有用功为________J，额外功为________J，使用这个斜面的机械效率是________。
1．5
0．5
75%
13．某建筑工地用如图甲所示的装置提升重物，在20 s内将480 N的物体A匀速提升2 m。该过程中，电动机拉绳子的功率恒定，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图
200
80%
不变
乙所示，不计绳重及摩擦，此时电动机对绳子的拉力为________N，滑轮组的机械效率为________。若电动机匀速拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14．如图所示，小明的质量为60 kg，他在30 s内完成了10个引体向上，每次重心上升50 cm，则小明所受的重力大小是________N；他完成一个引体向上克服重力做的功是________J；30 s内克服重力做功的功率是________W。(g取10 N/kg)
600
300
100
三、作图题[第(1)、(2)小问各2分，第(3)小问3分，共7分]
15．(1)如图所示，斜面上有个装水的杯子，请画出小球在水中受力的示意图。
【答案】如图所示
(2)如图所示，钓鱼竿可视为费力杠杆，请画出阻力F2及其阻力臂l2。
【答案】如图所示
(3)汽车陷入泥中，为了把车向左边拉动，请在图中用笔画线代替绳子画出滑轮组的最省力绕线方法。
【答案】如图所示
四、实验题(本大题共3小题，第16小题6分，第17小题6分，第18小题8分，共20分)
16．同学们用杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的若干钩码探究“杠杆的平衡条件”，已知g取10 N/kg。
(1)调节杠杆水平平衡后，第一组同学按图甲进行实验，第二组同学按图乙进行实验，你认为第________(选填“一”或“二”)组实验更方便。
(2)如图丙所示，小刚调节杠杆在水平位置平衡，然后在B点下方加挂一些钩码，若仍要保持杠杆在水平位置平衡，需要用弹簧测力计在A点施加一个竖直________(选填“向上”或“向下”)的动力。
一
向下
(3)保持所挂钩码位置不变，不断改变弹簧测力计的作用点，每次都使得杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计施加的动力F与其力臂l1的图像如图丁所示。由图像可知，各个数据点与两坐标轴所围成的矩形的面积(图丁中阴影部分)是________(选填“相等”或“不等”)的。
相等
(4)如图戊所示，在杠杆左侧挂一轻质小桶，桶里装满水，测力计示数为________N时，杠杆平衡，则水的质量为80 g；若保持小桶和弹簧测力计的位置不变，改装满另一种液体时，测力计示数变为1 N，则这种液体的密度为______g/cm3(ρ水＝1．0×103 kg/m3)。根据此原理，可以制作杠杆密度计，要使其测量精度更高一些，应选择容积更________的空桶。
0．8
1．25
大
17．同学们在“探究影响浮力大小的因素”实验中，根据日常生活经验提出了以下猜想：
①浮力大小与物体浸入液体中的深度有关；
②浮力大小与物体排开液体的体积有关；
③浮力大小与液体的密度有关。
实验步骤和数据如图所示(ρ水＝1．0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
(1)根据实验数据，计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是_________N。
(2)为了验证猜想①，分析A与C、D三次实验，得出的结论是：浸没在液体中的物体所受浮力大小与浸入液体中的深度________(选填“有”或“无”)关。
(3)为了验证猜想②，分析A与________三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
4
无
B、C
(4)小聪为了验证猜想③，分析A与B、E三次实验，得出的结论是：浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。你认为这样操作是_____(选填“正确”或“错误”)的，理由是__________________________。
(5)细心的小红利用上述实验数据还可以计算出步骤E中所用盐水的密度是____________kg/m3。
错误
没有控制排开液体的体积相等
1．1×103
18．小华在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，选择了质量不同的两个小球、斜面和木块等器材。
(1)图甲实验中，探究的“动能”是指________(填选项)。
A．小球在斜面上时的动能 B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能 D．小球在刚释放时的动能
√
(2)为控制小球到达水平面时的速度相等，小华应让不同质量的小球从斜面的____(选填“不同”或“相同”)高度处释放；用图甲中的装置___(选填“能”或“不能”)探究动能大小与速度的关系，将得到的结论是________________________________，实验过程中是通过_______________来反映小球的动能大小。
相同
能
质量相同时，速度越大，动能越大　
木块移动的距离
(3)若水平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验探究目的，其原因是____________________________________________________________________________________。
若水平面绝对光滑，木块被撞击后将会做匀速直线运动，将永远运动下去，无法比较动能大小
(4)被碰撞的木块在水平面上滑行一段距离后停下，设木块克服摩擦力做功为Wf，碰撞后木块获得的动能为Ek，忽略空气阻力，则Wf________(选填“>”“<”或“＝”)Ek。
＝
(5)小华还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究小球的动能大小与质量的关系，如图乙所示，这个设计方案________(选填“可行”或“不可行”)。
不可行
五、计算题(本大题共2小题，第19小题6分，第20小题7分，共13分)
19．如图所示为公园游玩常用的观光船，为了保护环境一般采用电力驱动。这种游船满载时，船和人的总质量为280 kg(g取10 N/kg，ρ水＝1．0×103 kg/m3)。
(1)该游船满载时，船底最深处距离水面0．5 m，求该处所受水的压强。
【解】该游船满载时，船底最深处距离水面0．5 m，该处所受水的压强p＝ρgh＝1．0×103 kg/m3×10 N/kg×0．5 m＝5×103 Pa。
(2)该游船满载时，求游船排开水的体积。
(3)该游船满载时，在平静的湖面上以1．5 m/s的速度匀速行驶，驱动电机的功率为750 W，求此时游船所受水的阻力。
20．某工人利用如图所示的滑轮组，在F＝80 N的拉力作用下，把重280 N的物体10 s内匀速提高1 m，不计绳重和摩擦。
(1)求拉力的功率。
(2)求此滑轮组的机械效率。
(3)若用此滑轮组匀速吊起另一个物体时，滑轮组的机械效率是80%，求该物体的重力。
六、综合能力题(本大题共3小题，每小题6分，共18分)
21．如图甲是我国某攻击核潜艇浮出海面时的情景。
向水舱中充水
变大
(1)核潜艇从海面下沉，直至全部浸没在水中的过程中，它应该_________________(选填“向水舱中充水”或“从水舱中向外排水”)，它受到的浮力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)不考虑核潜艇体积的变化，当水面下的核潜艇继续向下潜时，受到的浮力______，受到水的压强________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(3)核潜艇所受的海水阻力f与航速平方v2的关系如图乙所示，核潜艇所受的海水阻力和航速平方成________比。当核潜艇发动机以1．28×104 kW的推进功率水平匀速潜行时，核潜艇的航速为________m/s。(推进功率是指核潜艇发动机输出的机械功率)
不变
变大
正
8
22．如图甲所示为明代宋应星在《天工开物》中记载的古代取水灌田的工具——筒车。图乙为筒车的简化示意图，筒车以水流作动力，把低处的水提升到高处。



(1)筒车工作时把流水的________能转化为水的重力势能。
动
(2)筒车在匀速转动的过程中，竹筒受________(选填“平衡力”或“非平衡力”)，以竹筒为参照物，车轴是________(选填“运动”或“静止”)的；当竹筒运行至高处泄水，水在________力的作用下落入水槽。
(3)已知某筒车上均匀分布了20个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2 L，通过调整水槽的位置，可以让竹筒中50%的水能落入水槽，若当筒车以每分钟转动5圈的速度连续工作1 h，则最多可以为农田浇灌____________kg的水(取ρ水＝1．0×103 kg/m3)。
非平衡力
运动
重
6×103
(4)图丙所示骑自行车上坡的过程也应用了同样的原理，为了更容易上坡，运动员上坡前，应使车速________(选填“加大”“减小”或“不变”)。
加大
23．阅读短文，回答问题。
C919大飞机
2025年5月18日9时28分，编号B 657T的东航C919客机从上海虹桥国际机场腾空而起，经过2小时3分钟的飞行，于11时31分平稳降落在深圳宝安国际机场。这条上海虹桥至深圳的定期商业航线，不仅是C919在华南地区的首条定期航线，更以首日往返航班平均客座率97%的市场热度，彰显出国产大飞机在商业运营中的强劲发展态势。
C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，采用了多项先进技术，如采用超临界机翼，通过优化翼型，改进了气动效率，高速飞行时减少阻力，同时保持较高的升力，有效提升了升阻比(飞行时飞机受到的升力和阻力之比)。发动机也逐步实现国产化，预计在2025年底C919将配备自主研发的长江1000A(CJ 1000A)高涵道比涡扇发动机实现商业服役。下表中为C919大飞机和CJ 1000A发动机的部分参数。
C919 CJ 1000A
发动机
空机 质量/t 最大载 质量/t 发动机 数量/个 巡航升 阻比 最大推力/N
45．9 18．9 2 18 2×105
(1)超临界机翼通过优化翼型，当飞机前进时，机翼上部分气流速度较______________，对上表面的压强较________，上下表面存在压强差，产生向________的升力。
(2)若C919配备长江1000A发动机并搭载最大载重量在空中巡航(水平匀速飞行)时，C919整机所受重力为________N，所受阻力为________N，每个发动机需提供最大推力的________%(假设所有发动机工作状态完全相同，g取10 N/kg)。
大
小
上
6.48×105
3.6×104
9(共15张PPT)
第2节　跨学科实践：制作
简易杆秤　
杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码)、秤盘、提纽等组成，要制作杆秤，我们需要考虑几个关键问题：
1．应该选择什么材料？
2．提纽和秤盘的位置如何确定？
3．如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线？
实践项目
项目分析
制作一个简易杆秤。
材料： 一根长度约为40 cm的木制筷子，一个小盆，一个20 g钩码，一个100 g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。
制作过程：
1．在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽。
项目实施
2．用细线系一个20 g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置。
3．在秤盘中放100 g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆再次平衡。此时，标记秤砣细线在秤杆上的位置C，并记为100 g。在定盘星O到C之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2 g。
用制作好的杆秤称量一些物体的质量，再与用天平称量的结果进行比较。比一比谁制作的杆秤称量最准确。
思考讨论：
1．误差在哪里？怎样提高称量的精度？
2．如何改变提纽的位置和秤砣的质量，制作一个可以称量更大质量的杆秤？
3．自制杆秤和真实杆秤差别在哪里？为什么这样设计？
展示交流
1．(2025·韶关期末)在学习杠杆相关知识后，兴趣小组尝试了制作简易杆秤的实践活动。
实践拓展
(1)该兴趣小组制作的杆秤由秤杆、秤盘(放置待称量的物体)、提纽、秤砣组成，如图所示，提纽相当于杠杆五要素中的________，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。
支点
省力
【解析】在放入待称物体后，移动秤砣让秤杆达到水平平衡过程中，秤杆在围绕提纽转动，根据杠杆的特点可知，提纽相当于杠杆中的支点。
根据“秤砣虽小压千斤”，说明秤砣通过较长的力臂可以平衡较重的物体，根据杠杆分类条件，秤砣一侧力臂长，则为省力杠杆。
(2)A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽位置，秤砣的质量为0．4 kg，调节秤砣的位置到C点，此时秤杆恰好平衡，则C点为定盘星位置，对应的刻度线数值应为________(选填“0”或“1”)。若秤砣最远可移至D点，则此杆秤最大可称量________kg的物体。
0
10
(3)图中杆秤要设置更大的量程，可在提纽B的________(选填“左侧”或“右侧”)增加一个提纽，为确保对买卖双方公平，使用杆秤时，秤杆应在________方向保持静止。
左侧
水平
【解析】在秤砣质量不变的情况下，提纽位置越靠左，右侧力臂越大，根据杠杆的平衡条件F1l1＝F2l2，到平衡时，左边秤盘里放入的物体越重，杆秤的量程就更大。
杆秤的刻度是在水平平衡状态下标定的。只有在水平位置平衡时，刻度才能正确反映物体的重量。若倾斜，刻度值与实际重量的对应关系会被破坏，因此要在水平方向保持静止。
2．阅读短文，回答问题。
跨学科实践——自制杆秤
(1)实践背景：如图所示是《墨经》记载的杆秤，文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”。称量时，先将“重”挂在挂钩上，然后将“权”拨到合适位置，直至秤杆水平平衡，此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。其中“标”“本”表示杠杆五要素中的________，当“重”更重时，要使秤杆再次水平平衡，应将“权”向________(选填“左”或“右”)移动。为此，跨学科实践小组准备结合《墨经》的记载和已学知识，自制一把杆秤。
力臂
左
(2)器材准备：轻质木条(总长22 cm)、轻质纸盘、细绳、钩码(50 g、100 g、200 g各一个)，如图乙所示，BC＝4 cm。
(3)制作要求：①测量范围为0～400 g。②分度值为20 g。③在木条上做刻度，相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些。
(4)作品分析：如图乙所示，若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计，则该杆秤的零刻度线在提纽________(选填“B点处”“B点左”“B点右”或“C点处”)。经小组分析，为了达到上述制作要求，选择100 g的钩码作为秤砣更合适。
B点处
(5)作品调试：在实际制作过程中，小明发现“轻质木条”质量并不小，不能忽略不计，为此，他用一合适的烧杯替代轻质纸盘，使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中，要提高测量的量程，下列方法可行的是________(多选，填选项)。
A．增大秤砣的质量
B．增加烧杯质量并缩小BC长度
C．将B向C点移
D．减小烧杯质量并增大AB长度
√
√
(6)项目拓展：利用杆秤的原理，某物理兴趣小组设计了一个模拟超载报警的装置，图丙所示为该装置的一部分，模拟车辆放置在托盘内(托盘、压杆和杠杆的质量均忽略不计)。水平杠杆OAB，OA长为l1，AB长为l2，杠杆OAB通过压杆与压力传感器相连，当传感器受到压力为F1时，装置开始发出报警信号。当报警器刚开始报警时，托盘限载重力G＝______________(用题中物理量表示结果)。为了调小报警装置超载报警的限载重力G，可以将A点适当地向________(选填“左”或“右”)移动。
丙
右(共38张PPT)
第3节　滑轮　
1．认识定滑轮和动滑轮。
2．(重点)知道定滑轮、动滑轮的作用。
3．知道滑轮组的使用及特点。
4．(重点)会根据要求使用和组装滑轮组。
5．知道轮轴和斜面的作用。
6．了解人类使用机械的历程以及机械的使用对社会发展的作用。
01
课前梳理
1．定滑轮和动滑轮
使用时，滑轮的轴固定不动的叫作______________滑轮；滑轮的轴与物体一起运动的叫作______________滑轮。
定
动
改变力的方向
(G＋G动)
n
3．科学世界
轮轴和斜面也是常见的简单机械，在使用时，省力、费距离，属于省力机械。
02
课堂解析
类型 定滑轮 动滑轮
图示

定义 使用时，轴固定不动的滑轮 使用时，轴随着物体运动的滑轮
1．定滑轮和动滑轮(如表所示)
重难突破
类型 定滑轮 动滑轮
图示 等臂杠杆 动力臂是阻力臂2倍的杠杆



特点 不省力，但可以改变力的方向 省力，但不能改变力的方向，且费距离
【典例1】一辆小汽车陷进了泥潭，司机按如图所示的甲、乙两种方式安装滑轮，均能将小汽车从泥潭中拉出，____方式中滑轮起改变力的方向的作用，____方式中滑轮是动滑轮；设两种方式将汽车拉出的最小力分别是F1、F2，忽略滑轮与绳之间的摩擦，则F1____(选填“＞”“＜”或“＝”)F2。
甲
乙
＞
2．滑轮组
(1)确定承担物重的绳子段数n的方法(“分离法”)。
在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，只考虑与动滑轮相连的绳子段数。如图甲所示的滑轮组中，承担物重的绳子段数n＝4；如图乙所示的滑轮组中，承担物重的绳子段数n＝5。
【典例2】工人用如图所示的滑轮组运送建材上楼，每次运送量不定，滑轮与钢绳间的摩擦力及绳重忽略不计。若某一次工人将所受重力为1 100 N的建材匀速竖直向上提升了6 m，所用的拉力为400 N，求：
(1)动滑轮所受的重力；
(2)钢绳自由端移动的距离；
解　已知建材上升的高度为6 m，则钢绳自由端移动的距离
s＝3h＝3×6 m＝18 m。
(3)当运送的建材所受的重力为1 400 N时，工人作用在钢绳上的拉力
知识点一　定滑轮和动滑轮
1．(2025·广东中考)升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以(　 　)
A．省力　　　　　　 B．省功
C．省距离 D．改变拉力方向
√
随堂练习
2．(2025·深圳期末)如图健身爱好者正在进行“高位下拉”训练，使用图示器材匀速提升配重时，以下说法正确的是(　 　)
A．使用滑轮A可以省力
B．使用滑轮B可以改变力的方向
C．人下拉的力比被提起的配重所受重力大
D．配重被提升的距离比拉杆移动的距离短
√
知识点二　滑轮组
3．在水平桌面上放一个重300 N的物体，物体与桌面的滑动摩擦力为60 N，如图所示，若不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，使物体匀速移动1 m，水平拉力F和其移动距离的大小分别为(　 　)


A．300 N　1 m B．20 N　3 m
C．30 N　2 m D．60 N　2 m
√
4．粽子是端午节的传统美食。小明同学正在用滑轮组提升一箱重60 N的粽子，如图所示，以下说法正确的是(　 　)

A．滑轮组绳子股数n＝4
B．小明所用拉力为22 N，不计绳重和摩擦，则动滑轮重4 N
C．若粽子上升5 m，则小明需要拉动绳子20 m
D．小明拉动绳子的速度为3 m/s，则粽子上升的速度为1 m/s
√
知识点三　轮轴和斜面
5．(情境应用)钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个________(选填“滑轮”或“轮轴”)，钥匙柄相当于________，钥匙头相当于________，属于________(选填“省力”或“费力”)机械。
轮轴
轮
轴
省力
6．如图所示，将物体G分别沿斜面AC和BC拉到顶端C，所用的力分别是F1和F2，所做的功分别是W1和W2，不计摩擦，比较它们的大小(　 　)
A．F1>F2　W1＝W2
B．F1C．F1D．F1＝F2　W1>W2
√
课后练习
03
1．(2025·东莞期中)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，拉力F最大的是(　 　)
√
基础巩固
2．如图所示的是小明家汽车的方向盘，下列关于该方向盘的说法不正确的是(　 　)
A．方向盘相当于一个轮轴
B．使用方向盘可以省距离
C．方向盘在使用时动力小于阻力
D．方向盘的“轮”直径越大，使用时越省力
√
3．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200 N(不计绳重、轮重和摩擦)，要使物体竖直匀速提升2 m。下列说法正确的是(　 　)
A．F甲＝200 N，并向上移动4 m
B．F甲＝100 N，并向上移动2 m
C．F乙＝200 N，并向上移动1 m
D．F乙＝400 N，并向上移动1 m
√
4．如图所示，两个物体的物重分别为G1、G2，忽略滑轮自重和摩擦，当滑轮平衡时，G1、G2之比为________。
1∶2
【答案】如图所示
6．如图甲、乙所示，两个滑轮组分别提升一个重为17 N的物体A(每个滑轮重相同)，使物体A在2 s内拉升了20 cm，拉力如图中所示，下列说法错误的是(　 　)
A．甲中，绳端移动的距离为60 cm
B．乙中，拉力的功率为1．8 W
C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着
D．乙中，动滑轮的重力为1 N
√
能力达标
7．用下列四种方式匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦)，其中最费力的是(　 　)
√
8．如图所示，物体A和B所受的重力分别为30 N和10 N，此时A恰能沿着粗糙程度相同的水平桌面以0．3 m/s的速度向右做匀速直线运动，下列说法正确的是(不计滑轮上的摩擦、绳重及滑轮重)(　 　)
A．物体B匀速下降的速度是0．9 m/s
B．与物体A相连的滑轮为定滑轮
C．A受到的摩擦力为30 N
D．对A施加水平向左大小为40 N的力，可使B匀速上升
√
9．(2025·东莞期中)质量为70 kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组绳端的拉力随货物重力变化的图像如图乙，不计摩擦及绳重(g取10 N/kg)。
(1)求动滑轮受到的重力
(2)该工人竖直向下拉绳子运送货物时，最多能拉起质量是多少千克的物体？(共40张PPT)
章末总结
01
网络构建
>
<
<
>
=
=
等臂
省力
力的方向
省力
一半
力的方向
力的方向
省力
ns物
nv物
省
长
省力
有用功
额外功
W有用+W额外
有用功
总功
η
小于
物体的重力
动滑轮的重力
高
低
低
低
单元作业
02
√
一、选择题
1．(2025·深圳期末)如图为父子两人一起抬货物的示意图，F1、F2为父子两人肩膀所受压力。走在后边的儿子偷偷将货物从a位置移到b位置，则(　 　)
A．F1变大，F2变小
B．F1、F2保持不变
C．F1变大，F2变大
D．F1变小，F2变大
√
2． “劳则思，思则善心生”，劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上，以下劳动场景中，利用了费力杠杆的是(　 　)
√
3．(2025·汕头期末)生活中利用各种工具测量不同物理量的大小。如图，杆秤是我国古代杠杆应用的杰作，常用来测量物体的质量。下列说法正确的是(　 　)
A．用杆秤称量物体质量时，C点是杆秤的支点
B．只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止
C．秤杆上50 g的刻度比100 g的刻度离提纽更近
D．当AB的长度大于BC的长度时，秤砣的质量大于秤盘和物体的总质量
√
4．某同学在实验操作考试中进行“探究杠杆的平衡条件”的操作，完成杠杆调平后，给杠杆两侧挂上不同数量的钩码。已知每个钩码所受的重力都相同，其中能让杠杆在水平方向平衡的是(　 　)
√
5．(2025·中山模拟)如图，用F＝10 N的拉力竖直向上匀速提升木块，2 s内木块升高的高度为0．1 m，木块重力G＝24 N，在此过程中下列判断正确的是(　 　)
A．绳子自由端移动的速度为0．2 m/s
B．滑轮组做的有用功为3 J
C．拉力F做功的功率为0．5 W
D．滑轮组机械效率为80%
√
6．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，方向竖直向上。不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是(　 　)
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1 200 J
D．该动滑轮的机械效率为80%
7．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
√
8．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力(绳的形变忽略不计)。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是(　 　)
A．仅撤去支架2
B．仅撤去支架3
C．同时剪断绳1和撤去支架2
D．同时剪断绳1和撤去支架3
√
二、填空题
9．(2025·江门期末)如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置。分别匀速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内移动的距离相等。在提升过程中，若绳端拉力F1∶F2＝3∶2，两物体的速度之比v1∶v2＝________，总功之比W总1∶W总2＝________，机械效率之比η1∶η2＝________。
2∶1
3∶2
4∶3
两个滑轮所提升的物体质量相同，则两个物体的重力相等，根据公式W有用＝Gh可知，有用功之比W有用1∶W有用2＝Gh1∶Gh2＝2Gh2∶Gh2＝2∶1
绳端在相同时间内移动的距离相等，即s1＝s2，根据公式W＝Fs可知，总功之比W总1∶W总2＝F1s1∶F2s2＝F1∶F2＝3∶2
10．如图所示，古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起，使用定滑轮可以________________(选填“省力”“省距离”或“改变动力方向”)；吊桥可以看作杠杆，绳子对它的拉力是动力，吊桥所受的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中，阻力臂大小________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
改变动力方向
变小
11．小粤沿盘山公路骑行，如图甲所示，盘山公路相当于________(选填“斜面”或“轮轴”)，这是一种________(选填“省力”或“费力”)的简单机械；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，手柄________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
斜面
省力
粗
12．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，已测得刺五加(药材)质量是120 g，其中OB＝3OA，若不计杆秤自重，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。
40
右
三、作图题
13．(2025·东莞期中)按下列要求作图：
(1)如图所示，活塞式抽水机AOB部分可视为杠杆，O为支点，请在图中画出B点向上运动时所受的阻力F2和作用在手柄A点的最小动力F1及F1的力臂l1。
【答案】如图所示
(2)如图所示，请画出人站在地面上利用滑轮组拉起重物时最佳的绕绳方法。
【答案】如图所示
四、实验题
14．(2025·广东中考)桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。
(1)初始时金属棒A、B的长度和横截面积均________。
【解析】由控制变量法可知，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系，初始时应控制金属棒A、B的长度和横截面积均相同。
相同
(2)如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。
①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。
②加热金属棒，光点会在标尺上向______(选填“上”或“下”)移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，dA、dB分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。
上
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越________；温度升高相同时，金属棒________(选填“A”或“B”)的伸长量更大。
实验序号 1 2 3 4 5
t/℃ 25．0 40．0 55．0 70．0 85．0
dA/cm 0 1．10 2．15 3．26 4．31
dB/cm 0 1．73 3．44 5．18 6．89
大
B
【解析】由题图可知，加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，光点会在标尺上向上移动。分析数据可知，对于同一根金属棒，例如金属棒A，从实验序号1到5，温度逐渐升高，dA的值越来越大，可得同一根金属棒温度升高越多，伸长量越大。
当温度升高相同时，比如从25．0 ℃升高到70．0 ℃，金属棒A的伸长量ΔdA＝3．26 cm－0 cm＝3．26 cm
B棒的伸长量ΔdB＝5．18 cm－0 cm＝5．18 cm
因此金属棒B的伸长量更大。
(3)金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂________(选填“变大”“变小”或“不变”)；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是________________(写1种即可)。
【解析】由力臂的定义可知，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力的方向始终不变，阻力臂变小。
同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，由数学知识，可采取的做法是支点向左移动。
变小
支点向左移动
五、计算题
15．(2025·佛山期末)某智能物流中心使用斜面与滑轮组搬运货物，如图甲所示，斜面长L＝8 m，高h＝4 m，通过滑轮组将质量为120 kg的货物匀速拉上斜面顶端。货物沿斜面移动的距离s随时间t变化的图像如图乙所示，拉力F＝600 N，忽略绳重和滑轮摩擦，(g取10 N/kg)。求：
(1)提升货物做的有用功；
【解】货物质量为120 kg，货物重力G＝mg＝120 kg×10 N/kg＝1 200 N
提升货物做的有用功W有用＝Gh＝1 200 N×4 m＝4 800 J。
(2)拉力F在20 s内做的总功和总功率；
(3)整个装置的机械效率。
【解】整个装置的机械效率η＝＝≈33．3%。
六、综合题
16．拉杆箱为人们的旅途提供了极大的便捷。
(1)拉杆箱底部安装轮子，是通过变滑动为滚动的方式________(选填“增大”或“减小”)摩擦力，体现了科学技术对生活的改善。
【解析】在相同情况下，滚动摩擦比滑动摩擦小。拉杆箱底部安装轮子，是通过变滑动为滚动的方式减小摩擦力，体现了科学技术对生活的改善。
减小
(2)人们拉行李箱时抽出拉杆，实质是通过增大________(选填“动力臂”或“阻力臂”)来减小动力F，符合杠杆的平衡条件。
【解析】人们拉行李箱时抽出拉杆，实质是在阻力和阻力臂不变时，通过增大动力臂来减小动力，符合杠杆的平衡条件。
动力臂
(3)如图甲所示，将拉杆箱视为杠杆，O为支点，总重力G＝200 N，作用于B点(BC竖直)，在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，已知OA＝1．2 m，OC＝0．24 m，则该杠杆属于________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。根据杠杆的平衡条件计算得F＝________N。
省力
80
【解析】如图，延长F画出力的作用线AM，然后过支点作力的作用线的垂线段ON，则F的力臂就是ON
(4)在整理行李时，小明发现把较重物品放置在行李箱中的不同位置，所需动力的大小不同，为探究其规律，小明进行了如图乙所示的实验，保持重物重力大小及动力臂长度不变(需考虑杠杆自重)，不断改变重物悬挂点到O点的水平距离l，记录弹簧测力计示数(即动力F)如表格所示；
重物所受的重力G/N 杠杆自重 G杆/N 重物悬挂点到O点的水平距离l/m 动力臂l1/m 动力F/N
30 10 0．3 0．6 20
30 10 0．2 0．6 15
30 10 0．1 0．6 10
分析表中的数据可知：当阻力和动力臂不变时，悬挂点到O点的水平距离l越______(选填“长”或“短”)，所需动力越小，因此整理行李时，较重物品应________(选填“远离”或“靠近”)O点放置更省力。
【解析】分析表中的数据可知：当阻力和动力臂不变时，悬挂点到O点的水平距离l越短，所需动力越小，即越省力，因此整理行李时，较重物品应靠近O点放置更省力。
短
靠近

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