第14讲 简单机械
中考物理总复习
考点一 杠杆
1.在力的作用下可以绕固定点转动的硬棒，叫做_____.
支点是固定点，动力臂是从支点到___________间的
垂直距离，阻力臂是支点到___________的垂直距离.
2.杠杆是生产和生活中经常使用的工具，人们把杠杆
处于_____或_________状态称为杠杆平衡._________
首先发现了使杠杆处于这种状态的条件，杠杆平衡
条件是________，即
杠杆
动力作用线
阻力作用线
静止
匀速转动
阿基米德
F1l1=F2l2
3.杠杆的分类：
（1）省力杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是_____但
_______.如：撬棒，起子.
（2）费力杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是_____但
_______.如：船桨，镊子.
（3）等臂杠杆：动力臂_____阻力臂，特点是既不
省力也不费力.如：天平.
大于
省力
费距离
小于
费力
省距离
等于
4.力臂的画法：
要正确画出杠杆上各力的力臂，明确力臂的概念是关键.画法可按以下几步完成：
（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O.
（2）画出动力作用线和阻力作用线，必要时要用虚线将力的作用线延长.
（3）过支点向力的作用线作垂线即从支点到力的作用线的距离就是力臂.
考点二 滑轮
1.常用的滑轮有两种类型：___滑轮和___滑轮.使用时
轴固定不动的滑轮叫做定滑轮；使用时轴随被吊
物体一起运动的滑轮叫做动滑轮.
2.定滑轮的实质是_____杠杆，特点是不能_____，
但能改变_________.
3.动滑轮的实质是动力臂为阻力臂_____的杠杆，
特点是能_________，但不能_____________.
定
动
等臂
省力
力的方向
二倍
省一半力
改变力的方向
4.使用滑轮组时，物体和动滑轮的总重由几段绳子
承担，提起物体所用的力就是总重的_________，
即F = ______________；绳子移动的距离就是物体上
升高度的几倍，即s =___.
几分之一
nh
【温馨提示】
确定承担物重绳子的段数n的方法：在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线，将它们分开，有几段绳子绕在动滑轮上，段数就是几.
考点三 机械效率
1.有用功:使用机械做功时,对人们有用必须要做的功叫
做有用功,用____表示.
额外功:使用机械做功时,对人们无用但又不得不做的功
叫做额外功,用____表示.
总功:_______与_______之和,用W总表示，即
____________.
2._______与_____的比值叫做机械效率，公式：η=____
有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1，通常用_______表示，且无单位.
W有
W额
有用功
额外功
W总=W有+W额
有用功
总功
百分数
3.机械效率的计算：
（1）斜面：
（2）用滑轮组提升物体时： ____

影响滑轮组机械效率的因素（不考虑绳重和摩擦）：
同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越
___;提升同一物体，动滑轮越重，机械效率越 .
高
低
（3）用滑轮组水平拉动物体时：

____(f 为物体受到水平面的摩擦力).
考点一 杠杆
命题点：(1)力臂的作图；(2)杠杆的平衡条件；(3)杠杆的分类.
例1（2013·南充)如图所示的水平杠杆中，O为支点，请画出图中力F1和F2的力臂l1和l2.
解析：本题考查力臂的画法.沿力F1和 F2的方向画出两力的作用线，从支点O向力F1和F2的作用线作垂线段，在垂线段与力F1和F2的作用线相交处标上垂足符号，用大括号把力臂标出来，把力臂的名称写在大括号附近.
答案：如图所示
【方法总结】
如果只要求画出已知力的力臂，则可按以下步骤：
(1)找到支点；(2)确定并画出力的作用线；(3)从支点向力的作用线作出一段垂线段；(4)在垂线段与力的作用线相交处标上垂足符号；(5)用大括号和字母符号标出力臂.
例2（2013·盐城)如图所示，
保持杠杆在水平位置平衡，
在其他条件不变的情况下，
下列操作能使弹簧测力计
示数变大的是（ ）
A.减少钩码的个数
B.将钩码悬挂点的位置向右移
C.保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移
D.保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜
解析：本题考查杠杆平衡条件的实验探究.要使弹簧测力计的示数变大，可增加左边钩码的个数，A选项错误；将钩码悬挂点的位置向右移，相当于减小了钩码重力的力臂，弹簧测力计的示数应变小，B选项错误；保持拉力方向不变，将弹簧测力计向右移，增大了拉力的力臂，可减小拉力，C选项错误；保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其向右倾斜，减小了拉力的力臂，可使测力计的示数变大，D选项正确.故选D.
答案：D
考点二 滑轮
命题点：(1)定滑轮的特点；(2)动滑轮的特点；(3)滑轮组在生活中的应用.
例3（2013·福州)小明用如图所示的
滑轮组，将重为1.5 N的物体匀速
提升到一定高度，在此过程中，
手拉力的大小实际应该是（ ）
A.小于0.75 N B.等于0.75 N
C.大于0.75 N D.等于0.5 N
解析：本题考查滑轮组.由图可知，承担重物的绳子段数为2，当不计绳重和摩擦时，作用在绳子自由端的拉力F跟物重G之间的关系是: 实际拉力一定大于物重的一半.故选C.
答案：C
考点三 机械效率
命题点：(1)有用功、总功、额外功的区别；(2)机械效率的相关计算.
例4（2013·南充)如图所示，在测量滑轮
组的机械效率的实验装置中，动滑轮重
0.6 N， 物重2.4 N，不计绳重和各处摩
擦，当物体匀速提升时，绳的自由端在
竖直方向上的拉力F为______，此过程滑
轮组的机械效率为_______________.
解析：本题考查机械效率.由题图可知，此滑轮组承担物重的绳子的段数为n=3.则绳的自由端在竖直方向上的拉力为：

此滑轮组的机械效率为：

答案：1 N 80%
1.某同学设计了一种如图所示的简易
电梯，由图可知( )
A.A是动滑轮
B.B是定滑轮
C.如果电动机向下拉动绳子，电梯
厢将上升
D.电梯厢运动的速度与电动机拉绳的
速度相等
答案：C
2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的( )
A.有用功减小，总功不变
B.有用功增加，总功增加
C.有用功减小，总功减小
D.有用功不变，总功减小
答案：D
3.工人利用如图所示的滑轮组，将重800 N的物体竖直向上匀速提升1 m，工人对绳的拉力为500 N，则滑轮组对重物所做的有用功W有和该滑轮组此时的机械效率η分别是( )
A.W有=500 J，η=62.5%
B.W有=500 J，η=80%
C.W有=800 J，η=62.5%
D.W有=800 J，η=80%
答案：D
4.如图所示，轻质杠杆OA中点悬挂重为60 N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小是保持F的方向
不变，将杠杆从A位置匀速提升
到B位置的过程中，力F将_____
（填“变大”“变小”或
“不变”）
答案：30 N 不变
5.如图所示为钓鱼竿钓鱼的示意图，
O为支点，A为手握鱼竿的作用点，
请在图中画出鱼线对钓鱼竿拉力
F2的力臂，最小的动力F1及其力臂.
答案：如图所示：
6.在探究“杠杆平衡条件”的实验中：
（1）某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向_______调节，
使杠杆在__________位置平衡.
（2）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或阻力臂的大小，使杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：
根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是：________
_____________________________________________.
（3）根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂.他得出此错误结论的原因是：_________________________________.
答案：(1)左 水平 （2）F1l1=F2l2 (3)将不同的物理量进行了加法运算
7.如图所示是迫击炮供弹车.钢缆绳以大小为100 N的拉力F使炮弹匀速升高2 m，若炮弹重为150 N，求：
(1)滑轮组提升炮弹所做的有用功；
(2)拉力F做的总功；
(3)滑轮组的机械效率.
解：(1)W有=Gh=150 N×2 m=300 J
(2)s=nh=2×2 m=4 m
W总=Fs=100 N×4 m=400 J
(3)
考点训练 14
一、选择题（每小题3分，共39分）
1.“给我一个支点和一根足够长的棍，我就能撬动整个地球.”下列生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的
是（ ）

答案：D
2.如图所示，小枫骑变速自行车上坡时，要想省力，后轴的齿轮应该换用较大还是较小的？原因是什么？下列对这两个问题回答正确的是（ ）
A.较大的，增大动力臂
B.较大的，减小阻力臂
C.较小的，增大动力臂
D.较小的，减小阻力臂
答案：D
3.如图所示的情景中，所使用的工具属于费力杠杆的是（ ）
答案：D
4.如图所示，作用在杠杆一端始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，力F在这个过程中
（ ）

A.变大 B.变小
C.不变 D.先变大后变小
答案：A
5.如图为家庭手摇升降晾衣架结构图，当顺时针摇动手柄时，横梁上升.下列滑轮属于动滑轮的是( )

A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
答案：D
6.如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡.如在木棒的A、C两点各增加一个同样的钩码，则木棒（ ）
A.绕O点顺时针方向转动
B.绕O点逆时针方向转动
C.仍保持平衡
D.平衡被破坏，转动方向不定
答案：C
7.（2013·山西）小明小组利用如图所示装置探究“杠杆平衡条件”时，在杠杆两侧挂上不同个数的钩码，移动钩码使杠杆在水平位置平衡，这样三次实验后得出结论：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离.下列能帮助他得出正确结论的操作是（ ）
A.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向下拉
B.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计斜向下拉
C.去掉一侧钩码，换用弹簧测力计竖直向上拉
D.增加钩码个数，再多次实验使结论更具普遍性
答案：B
8.（2013·淄博）如图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械重和摩擦），其中所需动力最小的是（ ）
答案：D
9.（2013·株洲）室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启，根据室内垃圾桶的结构示意图，可确定桶中有两个杠杆在起作用，两杠杆支点为O1、O2．则对应的杠杆分别为
（ ）
A．省力杠杆 省力杠杆
B．省力杠杆 费力杠杆
C．费力杠杆 费力杠杆
D．费力杠杆 省力杠杆
解析：如图所示，用脚踩踏板时，
O1点是支点，动力作用在A点，
阻力作用在B点．脚踩下踏板时，
动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆；
桶盖开启时，支点是O2，动力作
用在C点，阻力作用在D点．在打开盖子的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆．
故选B．
答案：B
10.（2013·漳州)下列关于机械效率的说法正确的是
( )
A.机械效率不可能达到100％
B.随着科学技术的发展，机械效率可能会大于100％
C.滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
D.杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
解析：任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率不可能达到100％，A选项正确，B选项错误；当提升相同重物到相同高度时，各种机械所做的有用功相同，滑轮组、动滑轮和杠杆的机械效率取决于其所做额外功的多少，滑轮组的动滑轮较多较重时，机械效率可能要小于动滑轮的机械效率，杠杆的摩擦和自身较重时机械效率可能小于动滑轮的机械效率，所以C、D选项均错误.故选A.
答案：A
11.（2013·自贡)将一定滑轮改为动滑轮使用，则它的机械效率在不计绳重和摩擦时( )
A.一定提高 B.一定降低
C.一定不变 D.无法判断
解析：提升的重物质量不变时，由W=Gh可知：两种机械做的有用功相同，将一定滑轮改为动滑轮使用时，提升重物的同时，也要把动滑轮提起，故增大了额外功，所以机械效率降低.故选B.
答案：B
12.（2013·德州）某实验小组分
别用如图所示的甲、乙两个滑
轮组（每个滑轮重相同）匀速
提起相同的重物.不计绳重及摩
擦，下列说法正确的是（ ）
A.甲图省力机械效率甲图大
B.甲图省力机械效率一样大
C.乙图省力机械效率一样大
D.乙图省力机械效率乙图大
解析：甲图中重物和动滑轮总重由两段绳子承担，则
F甲= （G+G动），乙图中重物和动滑轮的总重由三
段绳子承担，则F乙= （G+G动），所以乙图省力;
每个滑轮重相同，不计绳重及摩擦，根据
知，两个滑轮组机械效率相同.故选C.
答案：C
13.（2013·河南)一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )
A.有用功减少，总功减少
B.有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功不变
D.有用功不变，总功减少
解析：任何机械都不能省功，因此将同一物体匀速提升同样的高度时有用功不变，A、B选项排除；机械效率为有用功和总功的比值，有用功不变，机械效率增大，则总功减小.所以D选项正确，故选D.
答案：D
二、填空题(每空3分，第18题作图4分，共34分)
14.杠杆在我国古代早就有了许多巧妙的应用，有时人们使用动力臂比阻力臂长的杠杆是为了___________；
有时却要使用费力杠杆，那又是为了_____________.
答案：省力 省距离
15.用如图所示滑轮组提起重物，不计
动滑轮自重和摩擦，若拉力F为50 N，
则物重G为______N，若绳子的自由端
向上拉0.6 m，则重物升高_______m.
答案：150 0.2
16.某同学骑车在水平路面行进，当自行车两个脚踏板转到 位置时，用力最小，这是因为这个位置的
最大.
答案：水平 动力臂
17.(2013·沈阳)如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲_________
（填“>”“<”或“=”）F乙，拉力做功的功率P甲________（填“>”“<”或“=”）P乙.
解析：由于不计机械自重和摩擦，定滑轮不省力，动滑轮能省一半的力，所以所用拉力F甲>F乙；又由于把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度，所以两滑轮做的功是相同的，功率也是相等的，即P甲=P乙.
答案：> =
18.（2013·广东)如图所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B，请在图中画出最省力的绕线方法；物块移动的距离为_______cm；若此时绳自由端所用拉力为10 N，物块受到的摩擦力为18 N，滑轮组的机械效率为_________.
解析：此题最省力的绕法是动滑轮上连3股绳，如图所示.以物块右端为研究对象，它从坐标45.00 cm处移动到坐标41.90 cm处，移动了3.10 cm，设有用功为W有，总功为W总，
答案：绕线方法 如图所示 3.10 60%
三、作图题（每小题5分，共10分）
19.（2013·孝感)下图是一种门锁把手的示意图，O点是把手的转轴，请画出作用力F的力臂l.

答案：如图所示
20.请在图中用笔画线，画出用滑轮组提升重物最省力的绕法.

答案：如图所示
四、实验探究题（21题9分，22题8分，共17分）
21.小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前他应先调节杠杆在水平位置平衡，其目的是___________________________________________.
（2）杠杆平衡后，小明在图甲所示的A位置挂上两个
钩码，可在B位置挂上______个钩码，使杠杆在水平位
置平衡.
（3）他改用弹簧测力计在图乙所示的C位置斜向下
拉，若每个钩码重1 N，当杠杆在水平位置平衡时，弹
簧测力计的示数将____________（填“大于”“等于”或“小于”）1 N.
解析：实验前先调节杠杆在水平位置平衡，这样悬挂的物体对杠杆的拉力和杠杆刚好垂直，此时支点到悬挂点的距离刚好等于拉力的力臂，从而可以直接从杠杆尺上读出力臂的大小；（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，在B处挂上4个钩码才能使杠杆保持平衡；（3）观察题图乙可知，若弹簧测力计的拉力方向竖直向下，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，弹簧测力计示数应该等于1 N，但是弹簧测力计是斜向下拉杠杆，所以动力臂比竖直向下拉杠杆时要小，则杠杆平衡时弹簧测力计的拉力会大于1 N.
答案： （1）便于在杠杆上直接读出力臂大小
（2）4
（3）大于
22.（2013·鄂州)如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，若物体重6 N.
(1)实验时沿__________方向拉绳子自由端最省力，且应_________拉动弹簧测力计．若物体上升高度为
10 cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，则滑轮组的机械效率是___________.
(2)若仅增加物体的重量，该滑轮组的机械效率将_____
（填“增大”“减小”或“不变”，不计摩擦）.
解析：(1)实验时，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，
此时最省力且弹簧测力计的示数才等于绳端拉力；由
图知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，所以其示数为
2.4 N；滑轮组由3段绳子承担物重，所以s=3h.
(2)若仅增加物体的重量，则额外功不变，有用功增
大，有用功在总功中所占的比例增大，故机械效率增
大.
答案：(1)竖直向上 匀速 83.3% (2)增大