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第十二章
簡(jiǎn)單機(jī)械
第一部分
教材梳理
課程
標(biāo)準(zhǔn) 2.2.6知道簡(jiǎn)單機(jī)械.探究并了解杠桿的平衡條件.
3.2.3知道機(jī)械效率.了解提高機(jī)械效率的途徑和意義.
3.2.4能說(shuō)出人類(lèi)使用的一些機(jī)械.了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用.
課標(biāo)
解讀與
命題
規(guī)律 1.《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求了解常見(jiàn)的幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的原理；知道機(jī)械效率，會(huì)計(jì)算幾種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率；通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解杠桿的平衡條件.
2.預(yù)計(jì)2025年考查題型以填空題、選擇題、作圖題和實(shí)驗(yàn)題為主.考查重點(diǎn)是滑輪組的繞法、探究杠桿的平衡條件、機(jī)械效率的理解及簡(jiǎn)單計(jì)算.
1.(2024 海南)用起子開(kāi)瓶蓋，下列杠桿能正確解釋這一現(xiàn)象的
是(
)
A
B
C
D
B
2.(2024 內(nèi)江)如圖所示，一根繩子繞過(guò)定滑輪，一端拴在物體
上，另一端拴在彈簧測(cè)力計(jì)上，沿四個(gè)不同方向勻速拉起物體，
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為 F1、F2、F3、F4，則它們的大小關(guān)系為
(
)
D
A.F1＞F2 B.F3＞F4 C.F1＜F4 D.F1＝F2＝F3＝F4
3.(2024 齊齊哈爾)如圖所示，小宇用動(dòng)滑輪把重 400 N 的物體
勻速提升了 3 m，作用在繩子自由端的拉力 F 為 250 N，方向豎直
)
D
向上.不計(jì)繩重和摩擦，則下列選項(xiàng)正確的是(
A.繩子自由端移動(dòng)的距離為 3 m
B.動(dòng)滑輪受到的重力為 150 N
C.拉力 F 做的功為 1200 J
D.該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為 80%
4.(2023 廣州)圖甲中工人用工具搬運(yùn)石頭，該工具可簡(jiǎn)化成圖
乙中杠桿 AB，移動(dòng)支架，可使支點(diǎn) O 在 AB 間移動(dòng).桿水平靜止，
忽略桿重.
(1)人對(duì)桿的壓力為 F1，繩對(duì)桿的拉力為 F2，F(xiàn)1、F2 豎直向下.
①在圖乙中畫(huà)出 F1 的力臂 l1；②F2 的力臂 l2＝___________(用
F1、F2、l1 表示).
(2)同一石頭仍懸掛在桿 B 端，人對(duì)桿 A 端的壓力方向不變，
只通過(guò)移動(dòng)支點(diǎn) O 使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支點(diǎn) O 應(yīng)
向__________(選填“A”或“B”)端移動(dòng).
甲
乙
答案：(1)①如圖所示． ②
F1l1
F2
(2)B
考點(diǎn) 1 簡(jiǎn)單機(jī)械
固定
硬
轉(zhuǎn)動(dòng)
轉(zhuǎn)動(dòng)
1.杠桿：在力的作用下能繞著________點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的________棒.
杠桿的五要素：支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力、動(dòng)力臂和阻力臂.
(1)支點(diǎn)：杠桿繞著________的點(diǎn)(O).
(2)動(dòng)力：使杠桿________的力(F1).
(3)阻力：________杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力(F2).
(4)動(dòng)力臂：支點(diǎn)到________________的距離.
(5)阻力臂：支點(diǎn)到________________的距離.
阻礙
動(dòng)力作用線(xiàn)
阻力作用線(xiàn)
2.杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即_________.
3.杠桿的分類(lèi).
大于
費(fèi)距離
(1) 省力杠桿：動(dòng)力臂________ 阻力臂的杠桿. 能省力，但
________.如鋼絲鉗、羊角錘、瓶蓋起子等.
小于
費(fèi)力
(2)費(fèi)力杠桿：動(dòng)力臂________阻力臂的杠桿.能省距離，但
________.如筷子、釣魚(yú)竿、鑷子、理發(fā)剪等.
等于
(3)等臂杠桿：動(dòng)力臂________阻力臂的杠桿.既________，也
____________.如天平、定滑輪等.
不省力
不省距離
判斷杠桿屬于哪種類(lèi)型的兩種方法：一是根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)；二
是作出動(dòng)力臂和阻力臂并對(duì)比其大小再根據(jù)定義判斷.
F1l1＝F2l2
4.幾種常見(jiàn)簡(jiǎn)單機(jī)械.
固定不動(dòng)
等臂
力的方向
(1)定滑輪：軸____________的滑輪.定滑輪實(shí)際上是________
杠桿，不能省力，但能改變____________.
隨物體一起運(yùn)動(dòng)
(2)動(dòng)滑輪：軸_________________的滑輪.動(dòng)滑輪實(shí)際上是動(dòng)
力臂為阻力臂________倍的杠桿，能省力，但要__________，并
且不能_______________.
兩
費(fèi)距離
改變力的方向
(3)滑輪組：由________和________組合而成的裝置，滑輪組
的省力情況由承擔(dān)物重的繩子段數(shù)決定，若不考慮動(dòng)滑輪重和摩
擦，則提起重為 G 的物體所需要的拉力 F＝_______(n 為承擔(dān)物重
的繩子段數(shù))；若動(dòng)滑輪重為 G動(dòng)，則提起重為 G 的物體所需要的
拉力 F＝____________.繩子自由端移動(dòng)距離 s 和物體上升高度 h
之間的關(guān)系式為 s＝________.
(4)輪軸：由一個(gè)軸和一個(gè)輪組成的簡(jiǎn)單機(jī)械.如果動(dòng)力作用在
輪上，那么輪軸就是一個(gè)________杠桿；如果動(dòng)力作用在軸上，
那么就是一個(gè)________杠桿.
(5)斜面：斜面是一種省力機(jī)械，相同高度斜面越長(zhǎng)越____力.
動(dòng)滑輪
定滑輪
nh
省力
費(fèi)力
省
考點(diǎn) 2 機(jī)械效率
1.功.
必須做
不得不做
有用功
額外功
(1)有用功：完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)我們________的功.
(2)額外功：對(duì)完成任務(wù)沒(méi)有用但__________的功.
(3)總功：________和________的總和.
2.機(jī)械效率：________功和________功的比值叫做機(jī)械效率，
用符號(hào)η表示.η＝_______________.機(jī)械效率是表示機(jī)械性能優(yōu)劣
的一個(gè)物理量，使用任何機(jī)械都或多或少會(huì)做一些________功，
所以機(jī)械效率總是________1.
有用
總
額外
小于
3.影響滑輪組機(jī)械效率的因素：(1)____________________.
(2)____________________.(3)______________________________.
滑輪組的機(jī)械效率與繩子繞法以及所提升的高度________.
提升物體的重力
動(dòng)滑輪重和繩重
滑輪與繩之間的摩擦
無(wú)關(guān)
精講 1 杠桿
【例 1】(2024 牡丹江)下列工具屬于費(fèi)力杠桿的是(
)
A.鑷子
B.天平
C.瓶起子
D.核桃?jiàn)A
解析：本考點(diǎn)是廣東中考的高頻考點(diǎn)，杠桿包括以下幾種：
①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂，省力但費(fèi)距離；②費(fèi)力杠桿，
動(dòng)力臂小于阻力臂，費(fèi)力但省距離；③等臂杠桿，動(dòng)力臂等于阻
力臂，既不省距離也不省力.結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)
程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判斷它是屬于哪種類(lèi)型的
杠桿.鑷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故 A
符合題意；天平是等臂杠桿，既不省距離也不省力，故 B 不符合
題意；瓶起子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，
故 C 不符合題意；核桃?jiàn)A在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂大于阻力臂，是
省力杠桿，故 D 不符合題意.
答案：A
【例 2】(2024 煙臺(tái))骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)等構(gòu)成了人體的運(yùn)動(dòng)系
統(tǒng)，人體中最基本的運(yùn)動(dòng)大多是由肌肉牽引骨骼繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生
的.下列關(guān)于人體中的杠桿說(shuō)法正確的是(
)
A.圖甲：手托重物時(shí)，可視為省力杠桿
B.圖甲：手托重物時(shí)，肱二頭肌對(duì)前臂的牽引力是阻力
C.圖乙：踮腳時(shí)，可視為費(fèi)力杠桿
D.圖乙：向上踮腳的過(guò)程中，腓腸肌對(duì)足部骨骼的牽引力是
動(dòng)力
解析：本題考查生活中常見(jiàn)的杠桿，解題的關(guān)鍵是首先確定
杠桿的支點(diǎn)、動(dòng)力、阻力及對(duì)應(yīng)的動(dòng)力臂和阻力臂，比較力臂大
小得出杠桿類(lèi)型.用手托重物時(shí)，肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn)，肱二頭
肌對(duì)前臂杠桿的牽引力使得杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，是動(dòng)力，由圖甲知，動(dòng)力
臂小于阻力臂，因此手托重物時(shí)，可視為費(fèi)力杠桿，故 AB 錯(cuò)誤；
由圖可知人踮腳時(shí)繞著 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，腓腸肌對(duì)足部骨骼的牽引力 F1
使得杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)，是動(dòng)力，由圖乙知，動(dòng)力臂大于阻力臂，可視為
省力杠桿，故 C 錯(cuò)誤，D 正確.
答案：D
變式拓展
1.(2024 重慶)小蘭自制了一把桿秤，由秤盤(pán)、提紐、秤桿以及
200 g 的秤砣構(gòu)成，如圖所示.當(dāng)不掛秤砣、秤盤(pán)中不放重物時(shí)，提
起提紐，桿秤在空中恰好能水平平衡.已知 AO 間距離為 10 cm.當(dāng)
放入重物，將秤砣移至距 O 點(diǎn) 30 cm 的 B 處
時(shí)，秤桿水平平衡，則重物質(zhì)量為_(kāi)_______g；
往秤盤(pán)中再增加 20 g 的物體，秤砣需要從 B
處移動(dòng)______cm 才能維持秤桿水平平衡.
答案：600　1
精講 2 其他簡(jiǎn)單機(jī)械
【例 3】(2024 天津)高高的旗桿矗立在操場(chǎng)上.旗手緩緩向下
拉繩子，旗子就會(huì)徐徐上升.這是因?yàn)槠鞐U頂部有一個(gè)滑輪，關(guān)于
該滑輪的說(shuō)法正確的是(
)
A.它是動(dòng)滑輪
B.利用它可以省力
C.利用它可以省距離
D.利用它可以改變力的方向
解析：本考點(diǎn)是廣東中考的高頻考點(diǎn).本題考查了定滑輪和動(dòng)
滑輪的區(qū)別，關(guān)鍵是看滑輪是否隨物體一起升降，同時(shí)考查了定
滑輪和動(dòng)滑輪的工作特點(diǎn).動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)力臂為阻力臂兩
倍的杠桿，它的特點(diǎn)是：能省一半的力，但是不能改變力的方向，
而且要費(fèi)一倍的距離；定滑輪實(shí)質(zhì)上是一個(gè)等臂杠桿，它的特點(diǎn)
是：只能改變力的方向，而不省力.旗桿頂部滑輪的軸固定不動(dòng)，
是一個(gè)定滑輪；升旗儀式上，旗手緩緩向下拉動(dòng)繩子，旗子就會(huì)
徐徐上升，這是因?yàn)橛枚ɑ喛梢愿淖兞Φ姆较?故 D 正確.
答案：D
【例 4】如圖甲所示，用滑輪組提升重物，用筆畫(huà)線(xiàn)代替繩子
在圖中畫(huà)出最省力的繩繞法.
甲
解析：滑輪組繩子的繞法有兩種.一是繩子先系在定滑輪的固
定掛鉤上，繞過(guò)下面的動(dòng)滑輪，再繞過(guò)上面的定滑輪；二是繩子
先系在動(dòng)滑輪的固定掛鉤上，繞過(guò)定滑輪，然后再繞過(guò)動(dòng)滑輪.本
題中，要求最省力，應(yīng)為第二種.
答案：如圖乙所示.
乙
變式拓展
D
2.(2024 牡丹江)如圖所示，利用動(dòng)滑輪提升物體，使其在 10 s
內(nèi)勻速上升 4 m，物體的重力為 10 N，動(dòng)滑輪的重力為 2 N，不計(jì)
繩重與摩擦.下列說(shuō)法正確的是(
)
A.使用動(dòng)滑輪可以省距離
B.物體運(yùn)動(dòng)的速度為 4 m/s
C.拉力的大小為 5 N
D.繩子自由端移動(dòng)的距離為 8 m
3.騎自行車(chē)上一個(gè)陡坡時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)會(huì)沿 S 形路線(xiàn)騎行，
他這樣做是為了(
)
C
A.縮短上坡過(guò)程中所用時(shí)間
B.減少上坡過(guò)程中所做的功
C.減小上坡過(guò)程中所施加的力
D.提高上坡時(shí)的機(jī)械效率
4.如圖，畫(huà)出滑輪組用最小力拖出陷入泥坑里的汽車(chē)的繞線(xiàn)方
法.
答案：如圖所示：
精講 3 機(jī)械效率
【例 5】(2024 大慶)如圖所示，在 75 N 的拉力 F 作用下，用
滑輪組將重為 100 N 的貨物勻速提升，在 10 s 內(nèi)貨物豎直上升了
2 m.下列說(shuō)法正確的是(
)
A.滑輪組做的有用功為 150 J
B.拉力 F 的功率為 30 W
C.滑輪組的機(jī)械效率為 75%
D.此滑輪組提升的貨物越輕，機(jī)械效率越大
解析：本題綜合考查了滑輪組的有用功、機(jī)械效率以及機(jī)械
效率的影響因素等.其中增大機(jī)械效率的方法有二：一是增大有用
功，即拉更重的重物；二是減小額外功，如減小摩擦、減輕動(dòng)滑
輪重.而且機(jī)械效率與繞繩方式和提升高度無(wú)關(guān).滑輪組做的有用
功為：W 有用＝Gh＝100 N×2 m＝200 J，故 A 錯(cuò)誤；由圖可知，
n＝2，拉力 F 做的總功為：W總＝Fs＝Fnh＝75 N×2×2 m＝300 J，
物越輕，做的有用功越小，而額外功幾乎不變，因此機(jī)械效率變
小，故 D 錯(cuò)誤.故選：B.
答案：B
變式拓展
5.(2024 泰安)如圖所示，汽車(chē)通過(guò)滑輪組將物體吊起.已知汽
車(chē)的質(zhì)量為 3×103 kg，牽引力 F1 為 4000 N，對(duì)繩子的拉力 F2 為
2500 N ；物體的重力為 6000 N ，物體勻速上升的速度始終為
0.5 m/s，汽車(chē)受到的摩擦力為汽車(chē)重力的 0.05 倍，g 取 10 N/kg.
下列說(shuō)法中(
)
①滑輪組的機(jī)械效率為 80%
②汽車(chē)受到的摩擦力為 150 N
③汽車(chē)牽引力在 4 s 內(nèi)做的功為 8×103 J
④汽車(chē)牽引力的功率為 6000 W
B.只有①④正確
D.只有③④正確
A.只有①正確
C.只有①②正確
答案：B
6.(2024 內(nèi)蒙古)如圖所示，固定的斜面長(zhǎng) s＝2m，高 h＝0.5 m，
沿斜面向上用 50 N 的拉力在 4 s 內(nèi)把一個(gè)重 60 N 的物體從斜面底
)
C
端勻速拉到頂端，這一過(guò)程中(
A.對(duì)物體做的有用功為 120 J
B.物體受的摩擦力為 50 N
C.拉力做功的功率為 25 W
D.斜面的機(jī)械效率為 70%

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