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让更多的孩子得到更好的教育
中考总复习：简单机械（基础）
撰稿：肖锋 审稿：蒙阿妮
【考纲要求】
1、知道杠杆定义及杠杆的五要素（支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂）；
2、会画力臂理解杠杆平衡条件，并能区别实际生活中的省力、费力及等臂杠杆；
3、理解定滑轮、动滑轮实质，理解滑轮组。
【知识网络】
【考点梳理】
考点一、杠杆（高清课堂《力学4：杠杆和滑轮》杠杆）
1、杠杆的概念：一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。杠杆的五要素是：支点、动力、
阻力、动力臂和阻力臂，杠杆可以是直的硬棒，如撬棒等；也可以是弯的，如羊角锤。
2、杠杆的力臂
力臂的画法：
（1）明确支点，用O表示 ；
（2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线；
（3）过支点O作该力的作用线的垂线；
（4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L（或L)。
1 2
3、杠杆的平衡条件：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。
要点诠释：
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为FL = FL
1 1 2 2
注意：杠杆的平衡不是单独由力或力臂决定的，而是由它们的乘积来决定的。
杠杆分类：
（1）省力杠杆：L＞L，F＜F
1 2 1 2
这类杠杆的特点是动力臂L 大于阻力臂L，平衡时动力F 小于阻力F，即用较小的动力就可以克服
1 2 1 2
较大的阻力。但是实际工作是动力移动的距离却比阻力移动的距离大，即要费距离。如撬起重物的撬棒，
开启瓶盖的起子、铡草用的铡刀等，都属于这一类杠杆。
（2）费力杠杆：L＜L，F＞F
1 2 1 2
这类杠杆的特点是动力臂L 小于阻力臂L，平衡时动力F 大于阻力F，即要用较大的动力才能克服
1 2 1 2
阻力完成工作，但它的优点是杠杆工作时，动力移动较小的距离就能使阻力移动较大的距离。使工作方便，
也就是省了距离。如缝纫机踏板、挖土的铁锨、大扫帚、夹煤块的火钳，这些杠杆都是费力杠杆。
（3）等臂杠杆：L=L，F=F
1 2 1 2
这类杠杆的动力臂L 等于阻力臂L，平衡时动力F 等于阻力F，工作时既不省力也不费力，如天平、
1 2 1 2
定滑轮就是等臂杠杆。
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考点二、滑轮（高清课堂《力学4：杠杆和滑轮》滑轮）
1、定滑轮：如下图甲所示，我们可把一条直径看成杠杆，圆心就是杠杆的支点，因此，定滑轮实质是
等臂杠杆。定滑轮的特点是它的转轴（支点）不随货物上下移动。
2、动滑轮：如下图乙所示，特点是它的转动轴会随物体上下移动，它实质是动力臂为阻力臂2倍的省
力杠杆，它的转动轴是阻力作用点。
3、定滑轮和动滑轮的作用
使用定滑轮虽然不能省力，但可以改变用力方向，给工作带来方便。
使用动滑轮可以省力，但要多移动距离。
4、滑轮组：由定滑轮和动滑轮组装起来的，既可省力又可以改变用力方向，但费距离。在使用滑轮
组时，滑轮组用几段绳子吊着动滑轮，提起物体所用的力就是总重的几分之一。我们可以在知道或算
出滑轮组承担重物的绳子段数的情况下组装滑轮组，可以根据“奇动偶定”的原则先确定绳子的一
端是挂在动滑轮或定滑轮的钩上，再由里向外顺次绕线。
【典型例题】
类型一、杠杆
1、如图所示，做出图中各杠杆的动力和阻力的力臂。
【思路点拨】杠杆的五个要素：
支点：杠杆绕着转动的点。
动力：使杠杆转动的力。
动力臂：从支点到动力作用线的距离。
阻力：阻碍杠杆转动的力。
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。
【答案与解析】
分析：作杠杆的力臂的方法是：
（1）反向延长各力（或正向延长）。
（2）过支点作延长线的垂线。
（3）标上直角符号和大括号，并标上力臂的字母。
作图如图所示。
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【总结升华】此题考察了力臂的作法，这是中考物理的一个必考点。
举一反三：
【变式】下列关于动力F 力臂的作图中，正确的是（ ）
1
A． B． C． D．
【答案】C
2、（高清课堂《力学4：杠杆和滑轮》例3）用一条长2m的扁担挑物品，前后两端分别挂有300N和
200N的箱子。要使扁担保持水平平衡，肩应离扁担前端多远？
【思路点拨】人在挑水时以肩为支点，两边水桶形成杠杆的平衡，由平衡的条件可求得答案。
【答案与解析】
要使两边平衡则有：GL=GL--------①
1 1 2 2
由题意知：L+L=2m--------------②
1 2
联立解得：L=0.8m
1
【总结升华】扁担是杠杆平衡一典型应用，应明确其原理。
举一反三：
【变式】如图所示一根质地不均匀的木棒横放在地上，重心为O点 ，抬起它的左端需要200N，抬起它的
右端需要300N，则（1）木棒的OA段重还是OB段重？（2）木棒本身重多少N？
【答案与解析】
由已知F＝200N，如图抬起它的左端应作用在A点；F＝300N，如图应作用在B点，设木棒重为G，作用
1 2
在O点
则抬左端时
F·AB＝G·OB ①
1
抬右端时
F·AB＝G·OA ②
2
由此
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故OA＞OB，应是OB段重。
由①、②式，G(OB＋OA)＝(F ＋F)·AB
1 2
又OB＋OA＝AB
故G＝F＋F＝500N。
1 2
类型二、滑轮
3、如图是胖子和瘦子两人用滑轮组锻炼身体的简易装置（不考虑轮重和摩擦）。使用时：
（1）瘦子固定不动，胖子用力F 拉绳使货物G匀速上升。
A
（2）胖子固定不动，瘦子用力F 拉绳使货物G匀速上升。
B
下列说法中正确的是（ ）
A．F＜G B．F＜G C．F=2G D．F=2G
A B A B
【思路点拨】图中一共有三只滑轮，分析可知，最上面一只和最下面一只都是定滑轮，只起到了改变力的方
向的作用，而中间一只是动滑轮，因为胖子和瘦子拉绳的位置不同，因此，一个省力一个费力，明确了这一
点我们就可以判断它们各自力的关系了。
【答案】C
【解析】读图分析可知，上下两只都是定滑轮，只是改变了力的方向，中间一只为动滑轮，因此可知当装置
匀速运动时，各力的关系为F=G，F=F+G，所以F=2G符合题意。
B A B A
【总结升华】解决此题的关键是要明确图中三只滑轮的性质，根据两人拉力施加的位置分析出各力的大小
关系。
举一反三：
【变式】如图所示，不计轮与轴的摩擦及滑轮的重力，物体处于平衡状态时（ ）
A．m=m B．m=2m C．m=2m D．m=4m
1 2 1 2 2 1 1 2
【答案】B
4、如图所示的装置中，不计滑轮摩擦，当水平向右的拉力F=5N时，物体恰能匀速的向右运动，求物
体所受地面摩擦力的大小。
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【思路点拨】由动滑轮的省力情况可知：F = F ，在此题中，动力作用在轮上，阻力作用在绳子的自由端。
自 轮
【答案与解析】
物体匀速向右运动，说明整个装置处于平衡状态，如图甲所示为动滑轮在水平方向上的受力情况，
有向右的拉力F，两段绳子对滑轮向左的拉力 （同一根绳子各处的拉力相等），滑轮匀速运动：
，则 。
如图乙所示为物体在水平方向的受力情况，受到拉力 和摩擦力f的作用，两者是平衡力，有
。因此物体所受地面的摩擦力为2.5N
【总结升华】此题很容易错误地得出拉力是摩擦阻力的一半的结论，对于动滑轮，我们不能总是套搬“使
用动滑轮能省一半力”的结论，要根据实际情况具体分析。
类型三、知识运用
5、如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸杆，使其静止在水平方向上，O为麦秸杆的
中点，这时有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点分别向着麦秸杆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦秸
杆在水平方向始终保持平衡，则（ ）
A．两蚂蚁的质量一定相等
B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C．两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
D．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等
【思路点拨】蚂蚁爬行过程中，杠杆始终平衡，说明两侧始终满足：动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【答案】C
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【解析】蚂蚁爬行的过程中杠杆始终平衡，根据杠杆的平衡条件可得 ，其中F为蚂蚁对杠杆
的压力，等于蚂蚁的重量，F=G=mg，由于杠杆在水平方向保持平衡，力臂 就等于蚂蚁到支点O的距离，
将力和力臂代入平衡条件公式中整理得 ，故正确选项为C。
【总结升华】本题通过一个新颖情景的设计，考查了对杠杆条件的理解，在蚂蚁爬行的动态过程中，由杠杆
平衡条件，判断与其有关的各因素的变化，在分析中要注意杠杆平衡条件是由力与力臂的乘积决定的，而
不是由力的大小或力臂的大小决定的。
举一反三：
【变式】如图所示，硬质均匀木条AO长80cm，左端与竖直墙壁连接，可以绕O点自由转动，木条的A端
以细绳悬于B点，木条水平BA与木条垂直，现有一个质量为400g的小物块在木条上从O点以0.1m/s的
速度无摩擦地向右匀速滑动，经与5s到达C点时，细绳恰好断裂，求：细绳AB所能承受的最大拉力为多
少？（木条的质量及物块的体积均忽略不计）
【答案与解析】小物块移动的距离
由杠杆的平衡条件得
6、杆秤结构简单，使用和携带都很方便，深受人们的青睐，在我国流传已上千年，如图所示，用
杆秤测量一条鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳钮挂在O点（支点），秤锤挂在B点时，杆秤处于平衡状态，
AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg(g=10N/kg)
①求鱼的质量是多少？
②有一杆秤看起来破旧不堪，尾部折断一截，针对这一现象小明和小亮有不同的看法，小明认为：该
商贩是为了节俭，舍不得买新秤，小亮认为：该商贩是故意为之，他的真正目的是坑骗消费者，你认为谁的
说法正确呢？请说明理由。
【思路点拨】由图知O点为支点，由已知可得两力的力臂，则由杠杆平衡条件可求得鱼的质量。
【答案与解析】
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①根据杠杆平衡条件： 即
②小亮的观点正确，秤的尾部缺少一截支点右侧杆的重心向移动，使零刻点右移，所以称量值的实际
值偏大。
【总结升华】杆秤上能自由移动秤砣的位置，秤砣右移，使其力臂加长，增加秤杆顺时针转动的作用，示重
加大；反之秤砣左移，示重变小。
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