資源簡介

(共30張PPT)
第十一講 簡單機械
中考一輪復習 浙江專版
考點透視
考點 考試要求
1．識別杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂 a
2．繪制杠桿的動力臂和阻力臂圖示 b
3．概述杠桿的平衡條件 b
4．應用杠桿平衡條件解決簡單的問題 c
識別人體中的杠桿 a
6.知道動滑輪和定滑輪的特點 a
7.知道滑輪組的特點（限于兩個滑輪的滑輪組） a
8.使用滑輪組（限于兩個滑輪的滑輪組）解決簡單的問題 b
9.理解有用功、額外功及總功的含義 c
10.理解總功=有用功+額外功的表述方式 c
11.理解機械效率的含義及表達式 b
12.會應用機械效率的表達式進行有關計算 c
思維導圖
考點突破
知識點1：簡單機械的判斷
例1：某品牌膠棉拖把的主要結構如圖所示，使用前將棉頭浸泡于水中吸水，再向后拉動“拉手”，使之繞O點轉動，膠棉夾將棉頭中多余水分擠出。該拖把中的“拉手”屬于簡單機械中的__________。
【解析】該拖把中的“拉手”在使用時可繞固定點O轉動，屬于簡單機械中的杠桿。
【答案】杠桿
考點突破
知識點1：簡單機械的判斷
變式訓練
1.小敏設計并制造了一個能精確計時一百秒的器件。它的原理是：讓第一粒彈子落下跌入鐵罐，發出第一聲響，開始計時。彈子跌入鐵罐，使B點升高，管子里的活塞向上移動，第二粒彈子被推出管子，從H點沿軌道滾動，直至跌入鐵罐，發出第二聲響，這時正好是50秒。再推動第三粒彈子進入軌道，最后，也跌入鐵罐，發出第三聲響，剛好是100秒。這一器件中，彈子落下，推動活塞上升，使用的機械名稱是________，彈子從H點下落，到跌入鐵罐的過程中，機械能的轉化方式是____________。
考點突破
知識點1：簡單機械的判斷
【解析】彈子落下，使桿AOB能繞O點轉動，推動活塞上升，所以使用的機械名稱叫做杠桿；彈子從H點下落，到跌入鐵罐的過程中，高度減小，速度變大，質量不變，所以重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能。
【答案】杠桿　重力勢能轉化為動能
知識點2：杠桿類型判斷
例2：下圖是三類不同用途的杠桿模型。這三類杠桿中，一定是省力杠桿的是第________類，釣魚竿與第________類杠桿原理相同。
考點突破
【解析】第一類杠桿動力臂等于阻力臂為等臂杠桿，即不省力也不費力；第二類杠桿動力臂大于阻力臂為省力杠桿；第三類杠桿動力臂小于阻力臂為費力杠桿，釣魚竿與第三類杠桿原理相同。
【答案】二　三
考點突破
知識點2：杠桿類型判斷
變式訓練
1．如圖所示是小利設計的一種限流器原理圖，當電流超過限制電流時，會自動切斷電路。當電流超過限制電流時，銜鐵N被電磁鐵M吸引過去，勻質的金屬桿OA在彈簧拉力作用下繞O點轉動，電路斷開。剛轉動時，杠桿OA屬于___杠桿。
【解析】金屬桿OA可視為杠桿，支點為O點，彈簧的拉力為動力，OA的重力為阻力，此時杠桿的動力臂大于阻力臂，所以OA屬于省力杠桿。
【答案】省力
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
例3：下列杠桿能平衡的是(桿重和摩擦均不計)(　　)
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】設杠桿一個小格代表一個單位長度L。A選項中，杠桿左端三個格，物體重10 N，所以杠桿左端為10 N×3L，杠桿右面兩個格，拉力為10 N，方向向下，所以杠桿右端為10 N×2L，左端大于右端，此時杠桿在水平位置不平衡，A不符合題意；B選項中，左端等于右端，但是拉力的方向向上，此時杠桿在水平位置不平衡，B不符合題意；C選項中，杠桿左端三個格，所以杠桿左端為10 N×3L，杠桿右端兩個格，拉力為15 N，所以杠桿右端為15 N×2L，左端等于右端，此時杠桿在水平位置平衡，C符合題意；D選項中，左端等于右端，但是拉力的方向向上，此時杠桿在水平位置不平衡，D不符合題意。故選C。
【答案】C
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
1.如圖是研究杠桿平衡條件的實驗裝置，要使杠桿在水平位置平衡，B處應掛與A處同樣大小的鉤碼個數為(　　)
A．6個　　　B．4個　　　C．3個　　　D．2個
【解析】設每個鉤碼的重力是G，杠桿每格的長度是L，由圖示可知，動力F動＝4G，動力臂l動＝3L，阻力臂l阻＝2L，由杠桿平衡條件得：F動×l動＝F阻×l阻，即4G×3L＝F阻×2L，所以F阻＝6G，則在B處應掛6個鉤碼。故選A。
【答案】A
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
2.小金將長為0.6米、質量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A掛一個40牛的物體，肩上支點O離后端A為0.2米，他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡，如圖所示，小金的質量為50千克，則此時手壓木棒的力大小為__________牛，肩對木棒的支持力大小為______牛，人對地面的壓力大小為__________牛(g＝10牛/千克)。
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】根據題意可知杠桿支點在人的肩膀上，杠桿受到的阻力F2＝40 N，阻力臂長l2＝0.2 m，動力臂l1＝l－l2＝0.6 m－0.2 m＝0.4 m。根據杠桿平衡條件F1l1＝F2l2，可得手壓木棒的力F1＝20 N；木棒受到物體和人的總壓力為F壓＝F1＋F2＝40 N＋
20 N＝60 N，肩膀對木棒的支持力與木棒對肩膀的壓力為相互作用力。即支持力F支＝F壓＝60 N；人的總重力G＝mg＝50 kg×10 N/kg＝500 N，人對地面的壓力為F人＝G＋F物＝500 N＋40 N＝540 N。
【答案】20　60　540
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
例4：如圖甲是制作面團的情景，把竹竿的一端固定在繩扣中，人騎在另一端施加一個向下的大小為F的力，面團被不斷擠壓后變得更有韌性，圖乙為壓面團原理圖。關于壓面團過程的敘述正確的是(　　)
A. 面團對桿的作用力方向向下
B. 面團對桿的作用力大小等于F
C. 面團被壓扁說明力能使物體發生形變
D. A點向下移動的距離小于B點向下移動的距離
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】根據圖示，面團對桿的作用力方向向上，即A不正確；根據圖示，此杠桿為省力杠桿，因此面團對桿的作用力大于F，B不正確；省力杠桿，省力多移動距離大，A點較B點更省力，A點移動距離大于B點，即D也不正確。故選C。
【答案】C
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
1.如圖所示，杠桿OAB能繞O點轉動，在A點掛一重物G，為保持杠桿在水平位置平衡，在B點分別作用的四個力中最小的是(　　)　
A. F1 B. F2 C. F3 D. F4
【解析】由題圖可知，動力F3與OB垂直，則動力F3對應的動力臂就是OB，它是最長的動力臂。由杠桿平衡條件F阻×l阻＝F動×l動可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小。因為F3對應的動力臂最長，所以F3最小。故選C。
【答案】C
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
2.安全閥常作為超壓保護裝置，如圖是利用杠桿原理設計的鍋爐安全閥示意圖，閥的橫截面積S為6厘米2，OA∶AB＝1∶2，若鍋爐能承受的最大壓強為5.81×105帕，大氣壓強為1.01×105帕，則在B處應掛______牛的重物；若鍋爐承受的最大壓強減小，為保證鍋爐安全，應將重物向________(選填“左”或“右”)移動。
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】由杠桿的平衡條件可知：F×OA＝G×OB，因OA∶AB＝1∶2，故OA∶OB＝1∶3，則所掛物體的重力：G＝1/3F＝1/3pS＝1/3×(5.81×105 Pa－1.01×105 Pa)×6×10－4 m2＝96 N；若鍋爐承受的最大壓強減小，則F減小，故應減小OB，即應將重物向右移動。
【答案】96　右
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
3.在對汽車的發動機做檢修時需要將引擎蓋抬起，抬起過程應用了杠桿原理。圖2為引擎蓋的受力分析模式圖；引擎蓋可繞O點自由轉動，A為引擎蓋重心位置。由圖2可知，該杠桿屬于________杠桿。在引擎蓋抬起過程中，重力G的力臂逐漸________。
【解析】根據圖示，A點為阻力點，B點為動力點，OA阻力臂小于OB動力臂，即為省力杠桿；重力的方向始終豎直向下，因此在引擎蓋抬起的過程中重力的力臂逐漸縮短。如圖所示，圖甲力臂OA慢慢被拉起，逐漸縮短如圖乙力臂OC。
【答案】省力　變短
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
例5：在探究杠桿平衡條件的實驗中：



(1)安裝好杠桿，調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡；把鉤碼掛在杠桿A點如圖甲，為方便直接從杠桿上讀出力臂，應在B點沿著____________的方向拉動彈簧測力計，使杠桿在水平位置平衡。
(2) 如圖乙，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡，測力計示數將____________________。
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】(1)為方便直接從杠桿上讀出力臂，拉力應該與杠桿垂直，所以應豎直向下拉動測力計；(2)如題圖，彈簧測力計從位置1到位置2變化過程中，動力臂先變大后變小，阻力和阻力臂不變，根據杠桿平衡條件得，動力先變小后變大。
【答案】(1)豎直向下　(2)先變小后變大
考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
1.小科在測量某鐵塊的重力時，發現鐵塊的重力超出了彈簧測力計的量程，一時又找不到其他測量工具，為了測出該鐵塊的重力，他找來木棒、細鐵絲等物品進行如下改進：

考點突破
知識點3：杠桿平衡條件及應用
變式訓練
步驟一：將細線系在木棒的A位置，在木棒的左端繞上適量細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡，如圖甲；
步驟二：用手指勾住彈簧測力計的B處，對彈簧測力計進行調零，如圖乙；
步驟三：在木棒左端掛上鐵塊，右端用彈簧測力計豎直向下拉，如圖丙。
(1)步驟一中“在木棒左端繞上適量的細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡”是為了防止______________對測量結果的影響。
(2)步驟三中，當木棒處于水平位置平衡時，彈簧測力計的示數如圖丁所示，則該鐵塊的重力________N。
知識點3：杠桿平衡條件及應用
考點突破
【解析】(1)在木棒左端繞上適量的細鐵絲，使木棒處于水平位置平衡，是為了防止木棒自身重力對測量結果的影響；(2)由圖丁知，測力計的分度值為0.2 N，示數為2.2 N；根據杠桿的平衡條件：G×L/4＝F×(L－L/4)，解得：G＝3F＝3×2.2 N＝6.6 N。
【答案】(1)木棒自身重力　(2)6.6
考點突破
知識點4：滑輪、滑輪組的特點
例6：某同學設計了一種如圖所示的簡易電梯，由圖可知(　　)　
A. A是動滑輪
B. B是定滑輪
C. 如果電動機向下拉動繩子，電梯廂將上升
D. 電梯廂運動的速度與電動機拉繩的速度相等
【解析】由題圖可知A是定滑輪，B是動滑輪，電動機用力向下拉繩子，電梯廂會上升，因為與動滑輪相連的繩子段數n＝2，所以電梯廂上升的速度是電動機拉繩的速度的一半，故C選項正確。故選C。
【答案】C
考點突破
知識點4：滑輪、滑輪組的特點
變式訓練
1.如圖所示，用同一滑輪勻速提升同一重物(不計摩擦)，圖中F1、F2、F3、F4之間的大小關系正確的是(　　)　　
A. F1＝F2 B. F3＝F4
C. F1＝1/2 F3 D. F2＝1/2 F4
【解析】甲圖是一個動滑輪，能夠省一半的力，故F1＝1/2(G物＋G動)；當拉力與豎直方向有夾角時，夾角越大，拉力越大，所以F2＞F1；乙圖是定滑輪，只能改變力的方向，不省力也不費力，故F3＝F4＝G物；故選B。
【答案】B
考點突破
知識點5：滑輪相關計算
例7：如圖所示，用同一個動滑輪先后提升同一物體，使物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所用的力分別是F甲和F乙，拉力做功的功率分別是P甲和P乙。若不計摩擦、動滑輪重和繩重，則F甲和F乙、P甲與P乙之間的大小關系是(　　)
A. F甲F乙　P甲>P乙
C. F甲>F乙　P甲＝P乙 D. F甲【解析】因為F甲＝2 mg，F乙＝1/2 mg，所以F甲>F乙；由于不計摩擦、動滑輪重和繩重，所以拉力做的功等于重力做的功W甲＝W乙＝mgh，物體以相同的速度勻速上升相同的高度，所以時間相同，根據P＝W/t，P甲＝P乙。故選C。
【答案】C
考點突破
知識點5：滑輪相關計算
變式訓練
1.如圖所示裝置，在水平拉力F的作用下，物體M沿水平地面做勻速直線運動，已知彈簧秤讀數為10牛，物體M的運動速度為1米/秒(若不計滑輪與繩子質量、繩子與滑輪間的摩擦、滑輪與軸間摩擦)。那么在此過程中(　　)
A. 物體M與地面間的摩擦力為5牛
B. 物體M與地面間的摩擦力為10牛
C. 水平拉力F做功的功率為20瓦
D. 1秒內滑輪對物體M做功為10焦
考點突破
知識點5：滑輪相關計算
【解析】圖中滑輪為動滑輪，省一半力。由題知彈簧測力計拉力為10 N，則物體受到的拉力為20 N，物體做勻速直線運動，拉力與摩擦力是一對平衡力，拉力等于物體與地面的摩擦力，所以摩擦力為20 N，A、B錯誤；物體M的運動速度是1 m/s，則彈簧測力計的移動速度是2 m/s，根據公式P＝Fv可得功率為20 W，即每秒做功20 J，C正確，D錯誤。故選C。
【答案】C
感謝欣賞



第11講 簡單機械

一、選擇題
1.(2019·山西)下列工具屬于省力杠桿的是( )

A.筷子 B.笤帚 C.瓶蓋起子 D.船槳
2.(2019·臨沂)如圖所示的簡單機械，正常使用時費距離的是( )

3.(2019·嘉興)如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。下列有關說法正確的是( )
A.刀刃很薄可以增大壓力 B.鍘刀實質上是一種費力杠桿
C.甘蔗放在a點比b點更易被切斷 D.手沿F1方向用力比沿F2方向更省力

　 　
4.( 2019·宜賓)指甲刀是生活中常用的小工具，如圖所示，它包含三個杠桿，關于這三個杠桿的說法正確的是( )
A.一個省力杠桿，兩個費力杠桿
B.一個費力杠桿，兩個省力杠桿
C.三個都是省力杠桿
D.三個都是費力杠桿
5.( 2019·溫州)小明在按壓式訂書機的N點施加壓力，將訂書機釘入M點下方的紙條中，能正確表示他使用該訂書機時的杠桿示意圖是( )
A. B. C. D.
6.( 2019·咸寧)如圖所示的四幅圖中，力F的力臂畫法錯誤的是( )
A. B. C. D.
7.如圖所示，輕質杠桿OA中點懸掛重物，在A端施加一豎直向上的力F，杠桿在水平位置平衡，保持F的方向不變，始終與杠桿垂直，將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中，力F將( )

A.變小 B.變大 C.先變大再變小 D.不變
8.如圖(甲)所示，重為80 N的物體在大小為10 N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3 m/s的速度做勻速直線運動。如圖(乙)所示，保持拉力F1不變，用水平向右的拉力F2，拉物體勻速向右運動1 m。若不計滑輪、繩的質量和輪與軸間的摩擦，則( )

A.物體向左運動時，拉力F1的功率P1＝30 W
B.物體向右運動時，物體與地面之間的摩擦力f＝10 N
C.物體向右運動時，拉力F2＝10 N
D.物體向右運動時，拉力F2所做的功W2＝40 J
二、作圖題
9.( 2019·慶陽)如圖所示為生活中使用的“開瓶起子”，請在圖中畫出作用在“開瓶起子”上動力F1的力臂和阻力F2的示意圖。

三、簡答題
10.( 2019·上海)如圖(a)、(b)所示，分別用力F1、F2勻速提升重為10牛的物體，圖　 中的滑輪可以看作省力杠桿；圖(a)中，若不計摩擦和滑輪重力，力F1的大小為　 　牛。

11.( 2019·杭州)小金將長為0.6米、質量可忽略不計的木棒擱在肩上，棒的后端A掛一個40牛的物體，肩上支點O離后端A為0.2米，他用手壓住前端B使木棒保持水平平衡，如圖所示，小金的質量為50千克，則此時手壓木棒的壓力大小為　 　牛，肩對木棒的支持力大小為　 　牛，人對地面的壓力大小為　 　牛(g＝10牛/千克)。

12.如圖所示，用甲、乙兩滑輪勻速向上提升重物，物重都是600 N，不計動滑輪重及摩擦，繩子的拉力F甲為　 　N；F乙為　 　N。若將重物提高1 m，則甲滑輪繩子的自由端移動的距離為　 　m；乙滑輪繩子的自由端移動的距離為　 　m。
13.( 2019·揚州)“暴走”是一種快速的徒步運動方式。觀察分析人走路情形，可以將人的腳視為一根杠桿，如圖所示，行走時人的腳掌前端是支點，人體受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是動力。已知某人的質量為80 kg，g＝10 N/kg。

(1)請畫出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1。

(2)根據圖片，估算小腿肌肉產生的拉力是　 　N。
(3)人向前走一步的過程中，重心升高約4 cm，人克服自身重力約做了　 　J的功。
14.( 2019·襄陽)小明利用刻度均勻的勻質杠桿做探究“杠桿的平衡條件”實驗。
(1)實驗前，將杠桿的中點置于支架上，當杠桿靜止時，發現杠桿右端下沉，這時應將平衡螺母向　 (填“左”或“右”)端調節，直到杠桿在水平位置平衡。

(2)得出杠桿的平衡條件“動力×動力臂＝阻力×阻力臂”后，小明又進一步探究杠桿平衡時動力和動力臂的關系。實驗過程中，保持阻力和阻力臂不變，在杠桿水平平衡時，測出多組動力F1和動力臂L1的數據，并繪制了F1與L1的關系圖像，如圖所示，請根據圖像推算，當L1為0.1 m時，F1為　 　N。
四、科學探究題
15.在“探究杠桿平衡條件”的實驗中：

(1)讓杠桿在水平位置平衡的目的是　 　。
(2)杠桿平衡后，小英同學在圖甲所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上　 　個鉤碼，使杠桿在水平位置平衡。
(3)取下B位置的鉤碼，改用彈簧測力計拉杠桿的C點，當彈簧測力計由位置1轉至位置2的過程中，杠桿在水平位置始終保持平衡(如圖乙)，測力計示數如何變化　 　。
(4)在探究過程中，我們需要測量和記錄動力、動力臂、阻力、阻力臂四個物理量，在進行多次實驗的過程中，我們　 　(選填“可以”或“不可以”)同時改變多個量，進行探究測量。
(5)完成實驗后，小英利用杠桿的平衡條件來測量杠桿的質量。
①若以杠桿上的B位置為支點，在B的右側掛質量為m的鉤碼，左右移動鉤碼的位置，使杠桿在水平位置平衡(如圖丙)。
②用刻度尺測出此時鉤碼懸掛位置E到B的距離L1和　 　的距離L2。
③根據杠桿的平衡條件，可以計算出杠桿的質量m桿＝　 　(用題目中所給物理量表示)。
五、計算題
16.（2019·杭州）．如圖甲，有一輕質桿，左右各掛由同種金屬制成、質量分別為m1和m2（m1>m2）的實心物塊后恰好水平平衡。
（1）求左右懸掛點到支點O的距離L1與L2之比。
（2）將兩物分別浸沒于水中（如圖乙），桿將會________（選填“左端下降”“右端下降”或“仍然平衡”），試通過推導說明。








17. （2019·河北）如圖所示，一輕質杠桿AB．長1m，支點在它中點O．將重分別為10N和2N的正方體M、N用細繩系于桿桿的B點和C點，已知OC：OB＝1：2，M的邊長l＝0.1m。

（1）在圖中畫出N受力的示意圖。
（2）求此時M對地面的壓強。
（3）若沿豎直方向將M左右兩邊各切去厚度為h的部分，然后將C點處系著N的細繩向右移動h時，M對地面的壓強減小了60Pa，求h為多少。









18.（2019·南充）如圖，杠桿在水平位置平衡，物體M1重為500N，OA：OB＝2：3，每個滑輪重為20N，滑輪組的機械效率為80%，在拉力F的作用下，物體M2以0.5m/s速度勻速上升了5m。（杠桿與繩的自重、摩擦均不計）
求：（1）物體M2的重力；
（2）拉力F的功率；
（3）物體M1對水平面的壓力。







19.（2019·菏澤）如圖所示，一個質量600kg、體積0.2m3的箱子沉入5m深的水底，水面距離地面2m，若利用滑輪組和電動機組成的打撈機械，以0.5m/s的速度將箱子從水底勻速提到地面，每個滑輪重100N（不計繩重、摩擦和水的阻力，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）。求：
（1）箱子在水底時，箱子下表面受到的水的壓強；
（2）箱子全部浸沒在水中時，箱子受到的浮力；
（3）物體完全露出水面后，繼續上升到地面的過程中，滑輪組的
機械效率；
（4）整個打撈過程中請你分析哪個階段電動機的輸出功率最大，并計算出這個最大值。









20.（2019·廣安）如圖所示，圖甲是使用滑輪組從水中打撈一正方體物體的簡化示意圖，在打撈過程中物體始終以0.1m/s的速度勻速豎直上升，物體未露出水面前滑輪組的機械效率為75%，圖乙是打撈過程中拉力F隨時間t變化的圖象。（不計繩重，忽略摩擦和水的阻力，g取10Nkg）求：
（1）物體的邊長；
（2）物體浸沒在水中時受到的浮力；
（3）物體的重力。





































參考答案
1.C；
2.D；
3.C；
4.A；
5.A；
6.D；
7.A；
8.D；
9.

10.b；10。
11.20；60；540。
12.200；300；3；2。
13.(1) (2)40；(3)32。

14.(1)左；(2)6。
15. (1)便于測量力臂大??；
(2)3；
(3)先變小后變大；
(4)可以；
(5)②O到B；③。
16. 答：（1）∵ 杠桿平衡時有：F1×L1=F2×L2
∴ m1g×L1=m2g×L2 變形得到：L1∶L2=m2∶m1
（2）仍然平衡
以浸沒于水的物體為研究對象進行受力分析：F拉+F浮=m物g
F拉=m物g－F浮=m物g－ρ水gV物=（1－)m物g
所以:F拉1×L1=（1－)m1gL1 F拉2×L2=（1－)m2gL2
∵ m1gL1=m2gL2 ∴F拉1L1=F拉2L2 因此杠桿仍然平衡

17. 答：（1）如上圖所示；
（2）此時M對地面的壓強為900Pa；
（3）h為0.05m。
解：（1）對N進行受力分析，由于N在空中處于靜止狀態，則N受到的重力和細繩對它的拉力是一對平衡力，所以二力的大小相等（F＝G＝2N），方向相反；
過N的重心分別沿力的方向各畫一條有向線段，并標上力的符號及大小，注意兩線段要一樣長，圖所示：

（2）設B端受到細繩的拉力為FB，
由杠桿平衡條件得，GN×OC＝FB×OB，已知OC：OB＝1：2，
則有：FB＝GN×＝2N×＝1N；
根據力的作用是相互的可知，細繩對M的拉力：F＝FB＝1N，
此時M對地面的壓力：F壓＝F支＝GM﹣F＝10N﹣1N＝9N，
M與地面的接觸面積：S＝l2＝（0.1m）2＝0.01m2，
則此時M對地面的壓強：p＝＝＝900Pa。
（2）若沿豎直方向將M兩邊各切去厚度為h后，
剩余M的底面積：S′＝l（l﹣h﹣h）＝l×（l﹣h），
剩余M的體積：V′＝S′l＝l2×（l﹣h），
剩余M的密度不變，則剩余部分的重力與原來重力的比值：
＝＝，
所以剩余M的重力：GM′＝×GM＝×10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
剩余的物體M對地面的壓強：p′＝p﹣△p＝900Pa﹣60Pa＝840Pa，
剩余M的底面積：S′＝l×（l﹣h）＝0.1m×（0.1m﹣h），
地面對剩余的物體M的支持力：
F支′＝F壓′＝p′S′＝840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
沿豎直方向將M兩邊各切去厚度為h后，將C點處系著N的細繩向右移動h，
設此時B端受到細繩的拉力為FB′，
由杠桿平衡條件得，GN×（OC﹣h）＝FB′×OB，
則有：FB′＝＝，
即細繩對剩余M的拉力：F′＝FB′＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
對剩余M進行受力分析，由力的平衡條件得，F支′+F′＝GM′﹣﹣﹣﹣﹣④
將①②③式代入④式得：
840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）+＝×10N，
解得：h＝0.05m。
18. 答：（1）物體M2的重力為80N；
（2）拉力F的功率為50W；
（3）物體M1對水平面的壓力為245N；
解：（1）因杠桿與繩的自重、摩擦均不計，故克服動滑輪重力做的功為額外功，
則滑輪組的機械效率：η，即：80%，
解得物體M2的重力：G＝80N；
（2）由圖知，繩子的有效段數為2，繩的自重、摩擦均不計，則作用在繩子自由端的拉力：F=50N；
物體M2以0.5m/s速度勻速上升了h，繩子自由端移動的距離為：s＝2h，
由v可得繩子自由端的速度為：
v繩＝2v＝2×0.5m/s＝1m/s；
拉力F的功率：
P=Fv繩＝50N×1m/s＝50W；
（3）由力的平衡條件可得，B端對定滑輪向上的拉力：
F′B＝3F+G定＝3×50N+20N＝170N，
根據力的作用是相互的，則定滑輪對杠桿B端的拉力為：FB＝F′B＝170N，
根據杠桿的平衡條件可得：FA×OA＝FB×OB，
故繩子對杠桿A端的拉力為：FAFB170N＝255N，
力的作用是相互的，則繩子對M1向上的拉力為FA′＝FA＝255N，
根據力的平衡，地面對M1的支持力：
F支＝G1﹣FA′＝500N﹣255N＝245N；
由力的相互性可知，物體M1對水平面的壓力：
F壓＝F支＝245N。

19. 解：（1）箱子在水底時下表面的深度h=5m， 此處水產生的壓強：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/Kg×5m=5×104Pa。
（2）箱子沉入水底，則V排=V=0.2m3， 則浮力F浮=ρ水gV排=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.2m3=2×103N。
（3）物體完全露出水面后，在提升箱子過程中，不計繩重、摩擦和水的阻力，有用功是動滑輪對箱子的拉力所做的功，額外功是克服動滑輪重所做的功； 箱子的重力：G=mg=600Kg×10N/Kg=6×103N； 出水后，根據可得：
機械效率：

（4）由于箱子從水底勻速提到地面，根據P=Fv即可判斷出拉力最大時，功率最大； 箱子離開水面在空中時，對滑輪組的拉力最大，故此時電動機對滑輪組的拉力最大； 由于不計繩重、摩擦和水的阻力，則；
電動機上繩子的提升速度為v′=2v=2×0.5m/s=1m/s，
則p最大=f最大v′=3.05×103N×1m/s=3.05×103W。
答：（1）箱子在水底時，箱子下表面受到的水的壓強為5×104Pa；
（2）箱子全部浸沒在水中時，箱子受到的浮力為2×103N；
（3）物體完全露出水面后，繼續上升到地面的過程中，滑輪組的機械效率為98.4%；
（4）整個打撈過程中箱子離開水面在空中時電動機的輸出功率最大，為3.05×103w。
20. 答：（1）邊長L＝1m；（2）F?。?04N；（3）G物=9.25×104N
解：（1）由圖象可知正方體的邊長：
L＝vt＝0.1m/s×（110s﹣100s）＝1m；
（2）物體浸沒在水中時受到的浮力為：
F?。溅阉甮V排＝ρ水gV＝1.0×103kg/m3×10N/m×（1m）3＝104N；
（3）物體在水中勻速上升時，有：
η＝
物體離開水面后，有：
G物+G動＝3F
聯立得：
G物=9.25×104N






13





第11講 簡單機械

考點 常見題型 考點分值
1．識別杠桿的支點、動力、阻力、動力臂和阻力臂 選擇、填空 2～4分
2．繪制杠桿的動力臂和阻力臂圖示 選擇(綜合型)、填空 2～4分
3．概述杠桿的平衡條件 選擇(綜合型)、填空 2～4分
4．應用杠桿平衡條件解決簡單的問題 選擇(綜合型)、填空 2～4分
識別人體中的杠桿 選擇、填空 2～4分
知道動滑輪和定滑輪的特點 選擇(綜合型)、填空 2～4分
知道滑輪組的特點（限于兩個滑輪的滑輪組） 選擇(綜合型)、填空 2～4分
使用滑輪組（限于兩個滑輪的滑輪組）解決簡單的問題 選擇(綜合型)、填空 2～4分
理解有用功、額外功及總功的含義 選擇、填空 2～4分
理解總功=有用功+額外功的表述方式 選擇(綜合型)、填空 2～4分
理解機械效率的含義及表達式 選擇(綜合型)、填空 2～4分
會應用機械效率的表達式進行有關計算 選擇(綜合型)、填空 2～4分






一、杠桿
1．杠桿的五要素
(1)定義：在力的作用下能繞著______轉動的一根硬棒。
(2)圖示：
(3)杠桿的五要素
支點：杠桿可以繞其轉動的點Ｏ
動力：使杠桿轉動的力F１
阻力： 杠桿轉動的力F2
動力臂：從支點O到 作用線的距離l1
阻力臂：從支點O到 作用線的距離l2
2．杠桿的平衡條件
（1）杠桿平衡定義：杠桿在______力和______力的作用下，保持_______或_________狀態，我們就說杠桿處于平衡。
（2）杠桿的平衡條件描述：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。
文字公式：_____________________________
符號公式：_____________________________
3．探究杠桿平衡條件的實驗
①實驗器材［帶有刻度的杠桿、鐵架臺、鉤碼（1 N）、彈簧測力計］
②實驗裝置
（1）將杠桿支點設在中間的目的（減少杠桿自重對杠桿平衡的影響）；
（2）實驗前通過調節____________使杠桿平衡（左高左調，右高右調）；
（3）使杠桿在_____位置平衡的目的（方便力臂的測量）；
（4）杠桿的平衡狀態（杠桿在阻力和動力的作用下，保持靜止或勻速轉動狀態）。
③實驗數據分析
④根據數據可以得出杠桿的平衡條件_____________________________。
⑤交流與分析
（1）某次實驗時將一組鉤碼換成彈簧測力計，彈簧測力計豎直拉動時使杠桿保持平衡，然后改變拉力的方向（如圖所示），測力計的示數會______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。原因是斜拉時，拉力的力臂變?。?。
（2）本實驗多次測量的目的_____________________ 。
4.人體中的杠桿：
骨——一根硬棒；
肌肉收縮——_________的來源；
兩根骨之間可以活動的關節——_________；
移動肢體或物體——_________的來源。
5. 杠桿的實際應用
種類 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
示意圖
力臂的關系 l1____l2 l1____l2 l1____l2
力的關系 F1____F2 F1____F2 F1____F2
特點 _____距離 _____距離 不省距離也不費距離
應用 撬棒、鍘刀、瓶蓋起子、手推車、鋼絲鉗等 釣魚竿、鑷子、筷子、理發剪刀、縫紉機腳踏板等 天平、蹺蹺板等

二、滑輪
1.滑輪的定義：一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子。
2.分類：_______滑輪和_______滑輪。
3.定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點
定滑輪 動滑輪 滑輪組
圖示
實質 ____杠桿 動力臂是阻力臂___倍的省力杠桿 /
F與G的關系(忽略滑輪重及摩擦) F1=____ F2=____ F3=____
特點 改變力的方向，但不省力 省力但_____改變力的方向 既可以省力，又可以改變力的方向
s與h 的關系 s=______ s=______ s=______
三、機械效率
1.有用功、額外功、總功
（1）有用功：必須要做的功，用______表示。
（2）額外功（或無用功）：并非人們需要，但又不得不 額外做的功，用______表示。
（3）總功定義：有用功與額外功之和，用______表示。由于存在額外功，因此，總功必定大于有用功。
2.機械效率
（1）定義:科學上把_______跟_______的比值叫做機械效率。
（2）表達式：_________________ 。
（3）因W總＞W有用，所以機械效率總_______ 1，即機械效率不可能達到100％。
（4）提高滑輪組機械效率的方法：增大物重，減小滑輪組的重力，減小摩擦。















































參考答案

一、杠桿
1．杠桿的五要素
(1)定義：在力的作用下能繞著_固定點_轉動的一根硬棒。
(2)圖示：
(3)杠桿的五要素
支點：杠桿可以繞其轉動的點Ｏ
動力：使杠桿轉動的力F１
阻力：_阻礙_杠桿轉動的力F2
動力臂：從支點O到_F１__作用線的距離l1
阻力臂：從支點O到_F2___作用線的距離l2
2．杠桿的平衡條件
（1）杠桿平衡定義：杠桿在_阻_力和__動_力的作用下，保持__靜止_或_勻速轉動_狀態，我們就說杠桿處于平衡。
（2）杠桿的平衡條件描述：動力乘以動力臂等于阻力乘以阻力臂。
文字公式：__動力×動力臂＝阻力×阻力臂___
符號公式：_____F1l1＝F2l2_______
3．探究杠桿平衡條件的實驗
①實驗器材［帶有刻度的杠桿、鐵架臺、鉤碼（1 N）、彈簧測力計］
②實驗裝置
（1）將杠桿支點設在中間的目的（減少杠桿自重對杠桿平衡的影響）；
（2）實驗前通過調節_平衡螺母_使杠桿平衡（左高左調，右高右調）；
（3）使杠桿在_水平_位置平衡的目的（方便力臂的測量）；
（4）杠桿的平衡狀態（杠桿在阻力和動力的作用下，保持靜止或勻速轉動狀態）。
③實驗數據分析
④根據數據可以得出杠桿的平衡條件____動力×動力臂＝阻力×阻力臂___。
⑤交流與分析
（1）某次實驗時將一組鉤碼換成彈簧測力計，彈簧測力計豎直拉動時使杠桿保持平衡，然后改變拉力的方向（如圖所示），測力計的示數會_變大_（選填“變大”、“變小”或“不變”）。原因是斜拉時，拉力的力臂變?。?。
（2）本實驗多次測量的目的__排除偶然性，得出普遍規律_ 。
4.人體中的杠桿：
骨——一根硬棒；
肌肉收縮——__動力_的來源；
兩根骨之間可以活動的關節——__支點__；
移動肢體或物體——__阻力__的來源。
6. 杠桿的實際應用
種類 省力杠桿 費力杠桿 等臂杠桿
示意圖
力臂的關系 l1_>_l2 l1_<_l2 l1_=_l2
力的關系 F1_<_F2 F1_>_F2 F1_=_F2
特點 __費_距離 _省_距離 不省距離也不費距離
應用 撬棒、鍘刀、瓶蓋起子、手推車、鋼絲鉗等 釣魚竿、鑷子、筷子、理發剪刀、縫紉機腳踏板等 天平、蹺蹺板等
二、滑輪
1.滑輪的定義：一種周邊有槽、可以繞著中心軸轉動的輪子。
2.分類：__定__滑輪和__動__滑輪。
3.定滑輪、動滑輪、滑輪組的特點
定滑輪 動滑輪 滑輪組
圖示
實質 _等臂_杠桿 動力臂是阻力臂_2_倍的省力杠桿 /
F與G的關系(忽略滑輪重及摩擦) F1=_G_ F2=_1/2G_ F3=_1/nG__
特點 改變力的方向，但不省力 省力但_不能_改變力的方向 既可以省力，又可以改變力的方向
s與h 的關系 s=__h__ s=__2h_ s=_nh__
三、機械效率
1.有用功、額外功、總功
（1）有用功：必須要做的功，用_W有_表示。
（2）額外功（或無用功）：并非人們需要，但又不得不額外做的功，用_W額_表示。
（3）總功定義：有用功與額外功之和，用__W總_表示。由于存在額外功，因此，總功必定大于有用功。
2.機械效率
（1）定義:科學上把_有用功__跟__總功_的比值叫做機械效率。
（2）表達式：___η= W有/W總×100%__ 。
（3）因W總＞W有用，所以機械效率總_小于_ 1，即機械效率不可能達到100％。
（4）提高滑輪組機械效率的方法：增大物重，減小滑輪組的重力，減小摩擦。








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