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初中物理中考复习 第12章简单机械（原卷版）
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这是一份初中物理中考复习 第12章简单机械（原卷版），共21页。
中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
第12章《简单机械》
【知识点1、杠杆】
一、杠杆
1．杠杆的定义：在力的作用下能绕________转动的硬棒。
杠杆有直的也有弯的。
2．杠杆的五要素
（1）支点：杠杆（撬棒）绕着__________的点，用字母O标出。
（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F1标出。
（3）阻力：__________杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F2标出。
注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，力的方向关系遵循：“同侧异向、异侧同向”的原则。
（4）动力臂：从支点到_______________的距离。用字母L1标出。
（5）阻力臂：从支点到_______________的距离。用字母L2标出。
二、杠杆平衡条件
1．杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。
2．杠杆的平衡条件实验
（1） 如图甲所示，杠杆_________（选填“是”或“否”）处于平衡状态。
（2） 如图甲所示，若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向_____调节。
（3） 实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是：________________________________。
（4） 选择杠杆的中点作为支点，目的是：________________________________。
（5） 如图丙和丁所示，由竖直向下拉改为斜向左下方拉，使杠杆在水平位置始终平衡，在此过程中弹簧测力计的示数会________（选填“变大”“不变”或“变小”）
三、杠杆的分类及应用
杠杆类型
杠杆特点
杠杆优点
杠杆缺点
应用
省力杠杆
L1>L2 F1
省力
__________
撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车
费力杠杆
L1F2
（动力>阻力）
省距离
_________
筷子、食品夹子、镊子、钓鱼竿
等臂杠杆
L1=L2 F1=F2
（动力=阻力）
既不省力也不费力
________、定滑轮等
【经典例题考查】
1．小明用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，L1和L2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、L1和L2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、L1和L2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0～5N，杠杆上每一格长10cm。
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿 方向拉杠杆，并使之在 位置平衡。
（2）小明首先保持F2和L1不变而改变L2，所获得的实验数据如表所示，第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F1＝ N，此时杠杆的类型与 （筷子/老虎钳）相同。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/N
动力臂L1/N
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
（3）为获得更多组数据，小明继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂L2时，L2应不超过 cm；完成上述实验后，小明接下来还应进行的实验有：①保持 不变而改变F2；②保持F2和L2不变而改变L1。
（4）如图丙所示，若当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 。（选填“不变”、“变大”或“变小”）
2．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N．此时地面对手的支持力F的力臂是 m，大小为 N。
3．在图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．筷子
C．羊角锤 D．核桃夹
4．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（ ）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
5．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，F1的大小为 N；
（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是 （选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。
6．按要求作图.
如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点，作出动力F1的力臂。
7．如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂L的示意图。
8．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3m，OB＝0.2m，在A点处悬挂一个60N的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：
（1）重物的质量；
（2）此时拉力F为多少？（g＝10N/kg）
9．如图所示，质量为6kg、边长为10cm的正方体物块A置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BO＝10cm，CO＝30cm，在C端用F＝10N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且细绳被拉直（物体A未离地），（细绳重量不计，g取10N/kg）求：
（1）物体A重力；
（2）B端细绳的拉力F拉；
（3）物体A对地面的压强。
【知识点2、滑轮】
一、定滑轮
1．定义：轴线固定，只有轮绕轴线转动，其轴不随物体一起移动。
2．实质：是一个__________杠杆的变形。
3．特点：不省力也不费距离，但可以改变力的方向。
4．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：____________。
5．使用定滑轮时，不论向哪个方向拉弹簧秤的示数都___________。
二、动滑轮
1．定义：轮绕轴线转动，轴线也同时随物体一起移动。
2．实质：是动力臂为阻力臂两倍的杠杆的变形。
3．特点：能省一半力，但__________力的方向且_________距离。
4．省力情况：________________（不考虑动滑轮重和摩擦）
________________（不考虑摩擦）
5．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：________。
6．使用动滑轮时，如果跨过滑轮的两段绳子不平行，它们间的夹角越大，弹簧秤的示数___________。
三、滑轮组
1．定义：由动滑轮和定滑轮组成的装置。
2．特点：___________________________。
3．省力情况：（竖直提物，n为跨在动滑轮上的绳子股数）
（1）不考虑动滑轮重和摩擦：________
（2）不考虑摩擦，但计动滑轮重________________
（3）拉力绳子自由端伸长的距离s与物体上升的距离h的关系：________
（4）物体移动的速度v物与绳子自由端绳子伸长的速度v绳的关系：________物
【经典例题考查】
10．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，记录的数据如右表。
实验序号
滑轮重力/N
弹簧测力计示数/N
1
1
≈2.5
2
2
≈3.0
3
3
≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变 ；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择 滑轮与 重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。
（3）他们组装了滑轮组，进行的实验如图丙所示．他们通过分析数据发现，利用滑轮组提升重物时，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的 。
11．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到下表中的实验数据：
（1）比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 （选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越大越 （选填“省力”或“费力”）；
（2）实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾
斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
斜面长S/m
沿斜面拉力F/N
较缓
5
0.2
1
2
较陡
5
0.3
1
2.6
最陡
5
0.4
1
3.2
（3）请举出应用斜面的一种实例： （写出一种即可）
12．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于 （选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同）。图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是 ，若晾衣架的总重为100N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝ N。丙图的螺丝刀也是一种简单机械，叫轮轴，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
13．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
14．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。则以下物理量正确的是（ ）
A．拉力F＝G B．拉力F＝G
C．绳自由端移动距离为2H D．绳自由端移动距离为3H
15．如图，拉力F＝11N，滑轮重1N，不计摩擦，物体重G＝ N。
16．如图所示，A、B两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是30N，匀速移动物体，拉力F为 N。
17．如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动，已知滑轮组中动滑轮重为4N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
18．工人用如图所示装置将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的大小为200N，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g取10N/kg）求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮的重力；
（3）若工人用此装置匀速提升其它货物，测得拉力大小为400N，则工人提升货物的重。
【知识点3、机械效率】
1．有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功（Gh）。
公式：W有用＝Gh（提升重物）。
2．额外功：并非我们需要但又不得不做的功。
公式：W额=W总－W有用
3．总功：有用功加额外功或动力所做的功。
公式：W总=Fs =W有用＋W额
4．机械效率
机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
公式：________________
有用功小于总功，所以机械效率总__________。
5．提高机械效率的方法：______________________________。
【经典例题考查】
19．涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 。
A.减轻动滑轮重
B.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
20．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表：
实验
次数
斜面倾
斜程度
木块重
力G/N
斜面高
度h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
度s/m
机械效
率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 运动。
（2）在第（1）步的过程中，木块的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（3）由实验数据可知：相同条件下，斜面的倾斜程度越陡，斜面的机械效率 。
（4）第2次实验中，斜面对木块的摩擦力为 N。
21．如图，重物在40N的拉力下，以0.2m/s的速度匀速上升2m，已知动滑轮重力为20N，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）
A．绳子自由端运动的速度为0.4m/s
B．重物的重力是60N
C．滑轮组的机械效率是83.33%
D．重物克服重力做功为100J
22．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
23．如图所示，弹簧测力计的示数为 N，钩码的总重为1N，钩码上升的高度h为0.1m，测力计竖直向上移动的距离s为0.4m，此时杠杆的机械效率为 。忽略杠杆转动轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从A移到B，若重物提升高度相同，额外功与有用功的比值将 （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），杠杆的机械效率将 。
24．如图所示，斜面高为h＝2m，斜面长为L＝5m。现用平行于斜面的拉力F，将一个G＝150N重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，重物受到斜面的摩擦力为20N，则斜面的机械效率为 。
25．如图所示，利用滑轮组将放在水平地面上重为3000N的物体水平移动5m，当匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为120N，此时水平拉力为50N，则拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 。
26．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力G＝10N，拉力大小F＝15N，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（ ）
A．27N B．36N C．18N D．270N
27．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示．不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为10 N
B．动滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为7.5 J
28．如图所示是一种小型千斤顶的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是 m/s，人做的功为 J，千斤顶的效率是 %。
29．小金利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组，用大小为2N的力F将质量为600克的物体A竖直向上匀速提升10厘米，取g＝10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）克服物体A重力做的功；
（3）该装置的机械效率。
30．如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m，上升的高度为3m。求：
（1）全过程拉力的有用功W有及总功W总各为多少J？
（2）斜面的机械效率为多少？
（3）物体受到的摩擦力为多少N？
【精选真题演练】
31．（2021•广西）如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A．支点不动，脚在杆上的位置前移
B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
32．（2021•枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．先变大，后变小 B．先变小，后变大
C．一直是变大的 D．一直是变小的
33．（2021•衡阳）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）
A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂
B．图中的B点为杠杆的支点
C．“权”小于“重”时，A端一定上扬
D．增大“重”时，应把“权”向A端移
34．（2021•广州）如图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小
C．额外功较大 D．机械效率较低
35．（2021•淄博）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
36．（2021•鄂尔多斯）甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
37．（2021•哈尔滨）如图，小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，测得：物体重力为3N、在1s的时间内将物体匀速提升0.2m、拉力F为1.8N。此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．提升时物体的重力势能变小
B．拉力所做的有用功为1.2J
C．滑轮组的机械效率为55.6%
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
38．（2021•眉山）如图所示，以O为转轴的轻质杠杆AOB，AB＝4OA，物体C重240N，底面积为200cm2，在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用120N的动力F竖直向上拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为 杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），此时物体C对水平地面的压强是 Pa。
39．（2021•玉林）如图所示，在F＝200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体的摩擦力为 N，滑轮组的机械效率为 。（忽略绳子和滑轮的重力）
40．（2021•广东）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
41．（2021•宿迁）小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时，还在扳手手柄上加了一个套筒，如图甲所示。于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。
（1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于 。
（2）改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图丙所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 N（杠杆上每一小格长度为1cm），小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积（如图丙中阴影部分）总相等，原因是 。
42．（2021•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，每个钩码重相同。
（1）实验前，调节螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图甲所示，在杠杆A点挂2个钩码，B点挂 个钩码，才能使杠杆再次在水平位置平衡。多次实验后，得出杠杆的平衡条件为 。
（3）小致看到爸爸利用图乙的“帮手”抬起大花盆，取出托水盘清洗。为了抬起花盆时更省力，他建议爸爸将支架向 移动一些距离。
（4）请在图乙中画出动力F的力臂l的示意图。
43．（2021•淄博）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
44．（2021•镇江）将重为16N的重物用图示动滑轮匀速提升2m，所用拉力F＝10N，不计轮轴处摩擦及绳重，求：
（1）该过程中的有用功。
（2）动滑轮的机械效率。
（3）动滑轮的重力。
45．（2021•兴安盟）建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图象如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求：
（1）动滑轮的自重；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？
中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
第12章《简单机械》
【知识点1、杠杆】
一、杠杆
1．杠杆的定义：在力的作用下能绕________转动的硬棒。
杠杆有直的也有弯的。
2．杠杆的五要素
（1）支点：杠杆（撬棒）绕着__________的点，用字母O标出。
（2）动力：使杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F1标出。
（3）阻力：__________杠杆转动的力。画力的示意图时，用字母F2标出。
注意：动力和阻力使杠杆转动方向相反，力的方向关系遵循：“同侧异向、异侧同向”的原则。
（4）动力臂：从支点到_______________的距离。用字母L1标出。
（5）阻力臂：从支点到_______________的距离。用字母L2标出。
二、杠杆平衡条件
1．杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，公式：F1×L1=F2×L2。
2．杠杆的平衡条件实验
（1） 如图甲所示，杠杆_________（选填“是”或“否”）处于平衡状态。
（2） 如图甲所示，若要使杠杆在水平位置平衡，可将杠杆左端的平衡螺母向_____调节。
（3） 实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是：________________________________。
（4） 选择杠杆的中点作为支点，目的是：________________________________。
（5） 如图丙和丁所示，由竖直向下拉改为斜向左下方拉，使杠杆在水平位置始终平衡，在此过程中弹簧测力计的示数会________（选填“变大”“不变”或“变小”）
三、杠杆的分类及应用
杠杆类型
杠杆特点
杠杆优点
杠杆缺点
应用
省力杠杆
L1>L2 F1
省力
__________
撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、手推车
费力杠杆
L1
（动力>阻力）
省距离
_________
筷子、食品夹子、镊子、钓鱼竿
等臂杠杆
L1=L2 F1=F2
（动力=阻力）
既不省力也不费力
________、定滑轮等
【经典例题考查】
1．小明用图甲装置来探究杠杆的平衡条件，设弹簧测力计和钩码对杠杆的拉力分别为动力F1和阻力F2，L1和L2分别表示动力臂和阻力臂。他的实验思路是改变F2、L1和L2，测得杠杆平衡时所需的拉力F1，来寻找F1、F2、L1和L2四个物理量之间的关系。已知实验前已调节杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的量程为0～5N，杠杆上每一格长10cm。
（1）为便于测量力臂，弹簧测力计应沿 方向拉杠杆，并使之在 位置平衡。
（2）小明首先保持F2和L1不变而改变L2，所获得的实验数据如表所示，第1次实验中弹簧测力计示数的放大图如图乙所示，则F1＝ N，此时杠杆的类型与 （筷子/老虎钳）相同。
实验次数
阻力F2/N
阻力臂L2/N
动力臂L1/N
动力F1/N
1
4
33
30
2
4
18
30
2.4
3
4
7.5
30
1.0
（3）为获得更多组数据，小明继续进行（2）中实验，则为能顺利完成实验，在改变阻力臂L2时，L2应不超过 cm；完成上述实验后，小明接下来还应进行的实验有：①保持 不变而改变F2；②保持F2和L2不变而改变L1。
（4）如图丙所示，若当测力计从a位置转到b位置时，其示数大小将 。（选填“不变”、“变大”或“变小”）
2．如图所示，小明正在做俯卧撑，把他的身体看作一个杠杆，O为支点，A为重心，他的体重为600N．此时地面对手的支持力F的力臂是 m，大小为 N。
3．在图所示的工具中，使用时属于费力杠杆的是（ ）
A．瓶盖起子 B．筷子
C．羊角锤 D．核桃夹
4．如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分析正确的是（ ）
A．C点是支点，液压杆施的力是动力，货物重力是阻力
B．B点是支点，物体A放在车厢前部可省力
C．C点是支点，物体A放在车厢后部可省力
D．B点是支点，物体A放在车厢前部要费力
5．如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，在OA的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。
（1）当F1竖直向上时，F1的大小为 N；
（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是 （选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。
6．按要求作图.
如图所示，用轻质杆将一电灯吊起，O点是支点，作出动力F1的力臂。
7．如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂L的示意图。
8．如图所示，一轻质杆OA一端固定在竖直墙上，可绕O点转动，已知OA＝0.3m，OB＝0.2m，在A点处悬挂一个60N的重物，若在B处施一竖直向上的拉力F，使杠杆在水平线上平衡，求：
（1）重物的质量；
（2）此时拉力F为多少？（g＝10N/kg）
9．如图所示，质量为6kg、边长为10cm的正方体物块A置于水平地面上，通过细绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且BO＝10cm，CO＝30cm，在C端用F＝10N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且细绳被拉直（物体A未离地），（细绳重量不计，g取10N/kg）求：
（1）物体A重力；
（2）B端细绳的拉力F拉；
（3）物体A对地面的压强。
【知识点2、滑轮】
一、定滑轮
1．定义：轴线固定，只有轮绕轴线转动，其轴不随物体一起移动。
2．实质：是一个__________杠杆的变形。
3．特点：不省力也不费距离，但可以改变力的方向。
4．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：____________。
5．使用定滑轮时，不论向哪个方向拉弹簧秤的示数都___________。
二、动滑轮
1．定义：轮绕轴线转动，轴线也同时随物体一起移动。
2．实质：是动力臂为阻力臂两倍的杠杆的变形。
3．特点：能省一半力，但__________力的方向且_________距离。
4．省力情况：________________（不考虑动滑轮重和摩擦）
________________（不考虑摩擦）
5．拉力端绳子伸长长度与物体上升高度关系：________。
6．使用动滑轮时，如果跨过滑轮的两段绳子不平行，它们间的夹角越大，弹簧秤的示数___________。
三、滑轮组
1．定义：由动滑轮和定滑轮组成的装置。
2．特点：___________________________。
3．省力情况：（竖直提物，n为跨在动滑轮上的绳子股数）
（1）不考虑动滑轮重和摩擦：________
（2）不考虑摩擦，但计动滑轮重________________
（3）拉力绳子自由端伸长的距离s与物体上升的距离h的关系：________
（4）物体移动的速度v物与绳子自由端绳子伸长的速度v绳的关系：________物
【经典例题考查】
10．同学们共同研究滑轮的特点。
（1）他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 。他们通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个 杠杆。
（2）他们研究动滑轮特点时，用不同的动滑轮匀速缓慢竖直提升4N的重物，如图乙所示，记录的数据如右表。
实验序号
滑轮重力/N
弹簧测力计示数/N
1
1
≈2.5
2
2
≈3.0
3
3
≈3.5
①通过观察和比较测量结果，可得初步结论：使用动滑轮可以省力，但不能改变 ；用动滑轮匀速竖直提起同一重物时，不考虑绳重、滑轮与绳子之间的摩擦力，弹簧测力计的示数等于提升重力的 。
②若还想继续研究用动滑轮匀速缓慢提起物体时，拉力方向对拉力的影响，则需要选择 滑轮与 重力的物体来进行实验对比（均选填“相同”或“不同”）。
（3）他们组装了滑轮组，进行的实验如图丙所示．他们通过分析数据发现，利用滑轮组提升重物时，若动滑轮重、绳重和摩擦不计，动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的 。
11．学习了简单机械后，小明了解到斜面也是一种机械，于是他想探究这种机械的特点。他将木块放在如图所示的斜面上，并用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉木块，收集到下表中的实验数据：
（1）比较表中木块重力G和拉力F的大小，得出：使用斜面时 （选填“能”或“不能”）省力；斜面长度相同时，斜面高度越大越 （选填“省力”或“费力”）；
（2）实验时，可以通过移动木块A来改变斜面的倾斜程度，要减小斜面的倾斜程度，木块A要向 （选填“左”或“右”）移；
斜面倾
斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
斜面长S/m
沿斜面拉力F/N
较缓
5
0.2
1
2
较陡
5
0.3
1
2.6
最陡
5
0.4
1
3.2
（3）请举出应用斜面的一种实例： （写出一种即可）
12．简单机械的使用，给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正，A的树干相当于 （选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同）。图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是 ，若晾衣架的总重为100N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F＝ N。丙图的螺丝刀也是一种简单机械，叫轮轴，手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
13．高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。如图为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂坠砣，其中左侧滑轮是 （选填“定”或“动”）滑轮；若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了 cm（不考虑钢绳的热胀冷缩）。
14．在探究使用滑轮组时拉力与物重的关系活动中，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作一标记A，如图甲所示。然后用大小为F的拉力匀速竖直向上提升总重为G的钩码，当钩码上升的高度为H时，瑞瑞同学在与动滑轮相切的细绳上作另一标记B，并测得AB两点间的距离为2H，如图乙所示。则以下物理量正确的是（ ）
A．拉力F＝G B．拉力F＝G
C．绳自由端移动距离为2H D．绳自由端移动距离为3H
15．如图，拉力F＝11N，滑轮重1N，不计摩擦，物体重G＝ N。
16．如图所示，A、B两个滑轮中， 是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和摩擦时，物体与桌面的摩擦力是30N，匀速移动物体，拉力F为 N。
17．如图所示，将重为40N的物体G沿水平方向匀速直线向左拉动，已知滑轮组中动滑轮重为4N，绳子自由端拉力F为10N，则物体与地面间的摩擦力为 N。（不计绳重和滑轮组的摩擦）。
18．工人用如图所示装置将质量为45kg的货物匀速提升2m，此过程中拉力的大小为200N，机械中摩擦力及绳重忽略不计。（g取10N/kg）求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）动滑轮的重力；
（3）若工人用此装置匀速提升其它货物，测得拉力大小为400N，则工人提升货物的重。
【知识点3、机械效率】
1．有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功（Gh）。
公式：W有用＝Gh（提升重物）。
2．额外功：并非我们需要但又不得不做的功。
公式：W额=W总－W有用
3．总功：有用功加额外功或动力所做的功。
公式：W总=Fs =W有用＋W额
4．机械效率
机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。
公式：________________
有用功小于总功，所以机械效率总__________。
5．提高机械效率的方法：______________________________。
【经典例题考查】
19．涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备。如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
2
0.1
1.2
0.3
55.6%
2
2
0.2
1.2
0.6
55.6%
3
4
0.1
1.9
0.3
70.2%
4
4
0.1
1.3
0.5
61.5%
（1）实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）分析表中数据可知：第4次实验是用 图所示装置来完成的。
（3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。
（4）通过比较 两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高（填实验次数的序号）。
（5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。
（6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有（多选） 。
A.减轻动滑轮重
B.增加所提物体重
C.机械加润滑油
D.增加重物上升高度
20．为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表：
实验
次数
斜面倾
斜程度
木块重
力G/N
斜面高
度h/m
沿斜面
拉力F/N
斜面长
度s/m
机械效
率
1
较缓
3
0.2
1.6
1
37.5%
2
较陡
3
0.3
1.8
1
3
最陡
3
0.4
2.0
1
60%
请你根据表中的数据解答下列问题：
（1）实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做 运动。
（2）在第（1）步的过程中，木块的机械能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）。
（3）由实验数据可知：相同条件下，斜面的倾斜程度越陡，斜面的机械效率 。
（4）第2次实验中，斜面对木块的摩擦力为 N。
21．如图，重物在40N的拉力下，以0.2m/s的速度匀速上升2m，已知动滑轮重力为20N，不计绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）
A．绳子自由端运动的速度为0.4m/s
B．重物的重力是60N
C．滑轮组的机械效率是83.33%
D．重物克服重力做功为100J
22．分别用如图所示的两个滑轮组，将同一物体提升到相同高度，若物体受到的重力为100N，动滑轮的重力为20N。在把物体匀速提升1m的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两滑轮组所做的有用功都是100J
B．甲滑轮组所做的有用功为200J，乙滑轮组所做的有用功为300J
C．甲、乙滑轮组中绳子的自由端的拉力相等
D．甲滑轮组的机械效率大于乙滑轮组的机械效率
23．如图所示，弹簧测力计的示数为 N，钩码的总重为1N，钩码上升的高度h为0.1m，测力计竖直向上移动的距离s为0.4m，此时杠杆的机械效率为 。忽略杠杆转动轴的摩擦，仅将钩码的悬挂点从A移到B，若重物提升高度相同，额外功与有用功的比值将 （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），杠杆的机械效率将 。
24．如图所示，斜面高为h＝2m，斜面长为L＝5m。现用平行于斜面的拉力F，将一个G＝150N重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，重物受到斜面的摩擦力为20N，则斜面的机械效率为 。
25．如图所示，利用滑轮组将放在水平地面上重为3000N的物体水平移动5m，当匀速拉动物体时，物体与地面的摩擦力为120N，此时水平拉力为50N，则拉力做的功是 J，滑轮组的机械效率是 。
26．用如图所示的滑轮牵引小车沿水平地面匀速前进，已知小车的重力G＝10N，拉力大小F＝15N，该装置的机械效率是60%，则小车与地面之间摩擦力为（ ）
A．27N B．36N C．18N D．270N
27．用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体，每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示．不计摩擦，下列分析正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为10 N
B．动滑轮组的机械效率可以达到100%
C．滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少
D．每次提升重物时，滑轮组做的额外功为7.5 J
28．如图所示是一种小型千斤顶的示意图，往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在2s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m，把1000N的重物匀速抬高8cm。则物体上升的速度是 m/s，人做的功为 J，千斤顶的效率是 %。
29．小金利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组，用大小为2N的力F将质量为600克的物体A竖直向上匀速提升10厘米，取g＝10N/kg。求：
（1）绳子自由端移动的距离；
（2）克服物体A重力做的功；
（3）该装置的机械效率。
30．如图所示，用沿斜面向上大小为4N的拉力，将一个重5N的物体从斜面底端匀速拉至顶端。已知物体沿斜面上滑的距离为5m，上升的高度为3m。求：
（1）全过程拉力的有用功W有及总功W总各为多少J？
（2）斜面的机械效率为多少？
（3）物体受到的摩擦力为多少N？
【精选真题演练】
31．（2021•广西）如图是小华在劳动教育实践活动中体验中国传统农耕“舂稻谷”的示意图。小华若要更省力，下列做法可行的是（ ）
A．支点不动，脚在杆上的位置前移
B．将支点靠近人，脚在杆上的位置不动
C．将支点靠近人，同时脚在杆上的位置前移
D．将支点远离人，同时脚在杆上的位置后移
32．（2021•枣庄）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．先变大，后变小 B．先变小，后变大
C．一直是变大的 D．一直是变小的
33．（2021•衡阳）如图所示，是我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，有关它的说法正确的是（ ）
A．“标”、“本”表示力，“权”、“重”表示力臂
B．图中的B点为杠杆的支点
C．“权”小于“重”时，A端一定上扬
D．增大“重”时，应把“权”向A端移
34．（2021•广州）如图显示的是甲、乙两机械的参数。甲、乙相比，甲的（ ）
A．总功较大 B．有用功较小
C．额外功较大 D．机械效率较低
35．（2021•淄博）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．使用这个滑轮能省力
B．甲拉力大小等于乙拉力大小
C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功
D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度
36．（2021•鄂尔多斯）甲装置中，空吊篮A重25N，B处绳子承受的拉力足够大，C处绳子承受的最大拉力为100N。小壮将A提升到高处，施加拉力F随时间变化关系如图乙，A上升速度随时间变化关系如图丙。忽略绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮所受的重力为15N
B．第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C．此装置最多能匀速运载160N重的货物
D．此装置运载货物最高机械效率为92.5%
37．（2021•哈尔滨）如图，小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验，测得：物体重力为3N、在1s的时间内将物体匀速提升0.2m、拉力F为1.8N。此过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．提升时物体的重力势能变小
B．拉力所做的有用功为1.2J
C．滑轮组的机械效率为55.6%
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
38．（2021•眉山）如图所示，以O为转轴的轻质杠杆AOB，AB＝4OA，物体C重240N，底面积为200cm2，在杠杆A端与物体的上端中点用一根轻质硬棒连接，当在B端用120N的动力F竖直向上拉时，杠杆AOB在水平位置平衡，该杠杆为 杠杆（选填“省力”、“等臂”或“费力”），此时物体C对水平地面的压强是 Pa。
39．（2021•玉林）如图所示，在F＝200N的拉力作用下，物体A以2m/s的速度沿水平面做匀速直线运动，若滑轮组所做有用功的功率为960W，则地面对物体的摩擦力为 N，滑轮组的机械效率为 。（忽略绳子和滑轮的重力）
40．（2021•广东）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），动滑轮重为 N，3s内对物体做的有用功为 J。
41．（2021•宿迁）小明在社会实践中观察到修理汽车的叔叔使用扳手时，还在扳手手柄上加了一个套筒，如图甲所示。于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。
（1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于 。
（2）改变动力臂，多次测量，根据记录的数据画出如图丙所示的动力随动力臂变化的图像，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 N（杠杆上每一小格长度为1cm），小明发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积（如图丙中阴影部分）总相等，原因是 。
42．（2021•长春）在“探究杠杆的平衡条件”的实验中，每个钩码重相同。
（1）实验前，调节螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）如图甲所示，在杠杆A点挂2个钩码，B点挂 个钩码，才能使杠杆再次在水平位置平衡。多次实验后，得出杠杆的平衡条件为 。
（3）小致看到爸爸利用图乙的“帮手”抬起大花盆，取出托水盘清洗。为了抬起花盆时更省力，他建议爸爸将支架向 移动一些距离。
（4）请在图乙中画出动力F的力臂l的示意图。
43．（2021•淄博）在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材。工人在往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图所示。推箱子做的额外功是300J。（g取10N/kg）求：
（1）推箱子做的有用功；
（2）斜面的机械效率；
（3）沿斜面的推力。
44．（2021•镇江）将重为16N的重物用图示动滑轮匀速提升2m，所用拉力F＝10N，不计轮轴处摩擦及绳重，求：
（1）该过程中的有用功。
（2）动滑轮的机械效率。
（3）动滑轮的重力。
45．（2021•兴安盟）建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材，每次运送量不定，滑轮组的机械效率η随物重G的变化图象如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求：
（1）动滑轮的自重；
（2）当滑轮组的机械效率为75%时，提升的物重是多少？
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