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专题 11 简单机械
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。
要点一、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L1（或L2)。
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。
[归纳梳理]
杠杆的平衡条件：
动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1L1= F2L2
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：L1＞L2，F1＜F2
这类杠杆的特点是动力臂L1大于阻力臂L2，平衡时动力F1小于阻力F2，即用较小的动力就可以克服
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：L1＜L2，F1＞F2
这类杠杆的特点是动力臂L1小于阻力臂L2，平衡时动力F1大于阻力F2，即要用较大的动力才能克服
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：L1=L2，F1=F2
这类杠杆的动力臂L1等于阻力臂L2，平衡时动力F1等于阻力F2，工作时既不省力也不费力，如天
平、定滑轮就是等臂杠杆。
例1：如图1所示，轻质杠杆可绕O转动，A点悬挂一重物M，B点受到电子测力计竖直向上的拉力F，杠
杆水平静止。保持F方向不变，F的力臂记为l，改变B点位置，F与（ ）的关系图像为图2中的①；将
M从A移至P，再重复上述步骤，F与（ ）的关系图像为图2中的（ ）A．① B．② C．③ D．④
例2：一根粗细不均匀的木棒AB在O点被悬挂起来，AO=OC。在A、C两点分别挂有不同数量的同种钩码
后，木棒刚好在水平位置平衡，如图所示。若在木棒的A、C两点各减少两个钩码，则木棒AB（ ）
A．仍保持平衡 B．绕O点顺时针方向转动
C．绕O点逆时针方向转动 D．平衡被破坏，转动方向不定
要点二、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。
例1：若用滑轮组提升物体，且提升的物体重力大于动滑轮重力。则关于滑轮组的叙述，较全面的是（
）
A．一定省力，又能改变力的方向
B．一定省力，但不能改变力的方向
C．不一定省力，但一定能改变力的方向
D．一定省力，是否改变力的方向要具体分析
例2：如图，在不计摩擦的情况下，要将物体匀速提升，则F，F，F 的大小关系是（ ）
1 2 3
A．F 方向的拉力最小
1
B．F 方向的拉力最小
2
C．F 方向的拉力最小
3
D．三个方向的拉力都一样大
类型一、杠杆
1．（2022·江苏淮安·中考真题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是
（ ）A． B．
C． D．
2．（2022·山东滨州·中考真题）司马迁在《史记》中有壮丽辉煌的咸阳宫的描述。如图是我们的祖先在建
造宫殿时利用木棒搬动巨大木料的情景。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，垫上圆木，
以便将其移到其它地方。以下分析不正确的是（ ）
A．通过横杆、支架等，将巨木的一端抬起是使用了杠杆
B．人越靠近横杆的右端，会更省力的抬起巨木的一端
C．将巨木的一端抬起，垫上圆木是为了减小摩擦
D．支架下端垫有底面积较大的石块，是为了增大支架对地面的压强
类型二、滑轮
3．（2022·山东威海·中考真题）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭
建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面 的底端匀速推到顶端，另一件货物
用同样的方法沿斜面 搬运。下列说法正确的是（ ）
A．沿斜面 推动更省力
B．沿斜面 推动，工人克服货物重力做的功更多
C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同
D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大4．（2022·广西柳州·中考真题）如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的
游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后
女孩捆住绳的另一辆向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了
最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩
获胜的是（ ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈
C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
类型三、知识运用
5．（2022·广西玉林·中考真题）如图所示，杠杆处于水平平衡状态，若在杠杆两侧挂钩码处各增加一个质
量相同的钩码，则杠杆（ ）
A．仍然平衡 B．右端下降 C．左端下降 D．匀速转动
6．（2022·河南·中考真题）为了将一物块送到高处，小杰用木板和滑轮搭建了如图所示的装置。用力F拉
动绳端，物块沿斜面匀速向上运动，下列说法正确的是（ ）
A．该装置使用滑轮是为了更加省力
B．此过程中物块的动能转化为重力势能
C．物块所受摩擦力的方向沿斜面向下D．若绳子突然断开，物块将立即下滑
一、单选题
1．如图所示，下列工具在使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 天平 B． 裁纸刀
C． 羊角锤 D． 钓鱼竿
2．如图所示的四种工具中，属于省力杠杆的是（ ）
A． 筷子 B． 托盘天平
C． 羊角锤 D． 火钳
3．用如图所示的滑轮组吊装25袋大米，每袋大米的质量是20kg，拉力F最大为300N，不计滑轮重、绳
重及摩擦，则至少需要吊运的次数是（ ）A．6次 B．7次 C．8次 D．9次
4．如图所示，物体A、B的重分别为40N、20N，动滑轮重为10N，此时物体A在水平面上向右以2m/s做
匀速直线运动，则下列说法正确的是（绳子和滑轮间的摩擦不计）（ ）
A．物体所受摩擦力方向水平向左大小为10N
B．物体下落速度为4m/s
C．若用F=30N向左拉物体A，可以使物体A向左做加速直线运动
D．若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，所需力的大小为30N
5．如图所示，旗杆顶端装有滑轮，升旗时旗手向下拉绳子，国旗冉冉升起。下列说法正确的是（ ）
A．该滑轮是动滑轮，可以省力
B．旗手对绳的拉力一定等于国旗重力
C．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离
D．国旗上升的距离等于被旗手拉下的绳端移动距离的一半6．下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是（ ）
A．效率越高的机械，功率越大 B．做功越快的机械，功率越大
C．做有用功越多的机械，效率越高 D．做功越多的机械，功率越大
7．用如图所示的实验装置探究滑轮组的机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．实验时弹簧测力计可以在静止时读数
B．实验时不用刻度尺也可以测量出滑轮组的机械效率
C．滑轮组的机械效率与动滑轮重力的大小无关
D．同一滑轮组的机械效率随所挂钩码的重力增大而增大，最终可以达到100%
8．如图所示，工人师傅利用斜面将货物装上汽车。已知货物重为2000N，师傅用沿斜面向上1000N的推
力将货物从斜面底端匀速推至斜面顶端。斜面长4m、高1.5m，则（ ）
A．使用斜面向汽车上装货物可以省功
B．此过程中的有用功为4000J
C．斜面的机械效率为60%
D．货物受到斜面对它的摩擦阻力为250N
二、填空题
9．在①天平、②镊子、③撬棒中，属于等臂杠杆的有______，省力杠杆的有______，费力杠杆的有
______。（以上三空均填序号）
10．如图所示，AB是一根形状规则，质量分布均匀的金属杆，长为80cm，重为G，静止放置在水平桌面
MN上。已知MN＝50cm，AM＝10cm，在A端施加竖直向下的力FA，当B端刚刚翘起时，FA为60N，则
G为 _________N。若在B端施加竖直向下的力FB，当A端刚刚翘起时，FB至少为 _________N。11．同一个物体分别用图中甲、乙两个滑轮组吊着，则 _____（选填“甲”或“乙”）滑轮组更省力，
_____（选填“甲”或“乙”）滑轮组能改变用力的方向；若物体重300N，动滑轮重30N，把物体提升
1m，则甲绳自由端移动距离s =_____m，拉力F =_____N（不计绳重和摩擦）。
甲 乙
12．用如图所示的滑轮组匀速提起1200N的重物G，若要将重物提升0.3m，则拉力F移动的距离为
_________，若拉力大小为500N，则机械效率为_________，可采用_________措施提高该滑轮组机械效
率。
三、综合题
13．小科同学家装修新房，看到工人师傅使用如图所示的一种自制的简易起重装置向楼上吊装笨重的装修
材料，该装置简单易制、方便快捷，大大减少了工人搬运材料的劳动强度，小科观察到电动机的输出功率
为800W，将质量为100kg的水泥匀速提升到10m高的位置用时15s，假设电动机的输出功率恒定不变。
（g取10N/kg）
（1）电动机对绳子的拉力多大？
（2）该滑轮组的机械效率多大？（结果精确至0.1%）（3）请写出一条提高该滑轮组机械效率的方法：_____。
14．如图所示，将长为1.2m的轻质木棒平放在水平方形台面上，左右两端点分别为A、B，它们距台面边
缘处的距离均为0.3m。在A端挂一个重为30N的物体，在B端挂一个重为G的物体。
（1）若G为30N，台面受到木棒的压力为______N；
（2）为了防止A端下沉，B端挂的物体至少为______N；为了防止B端下沉，B端挂的物体不能超过
______N。
15．港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面
斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型。
（1）从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 ___________（选填“杠杆”“斜面”“滑轮”）。其中F 代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F 承受的拉力，在允许的前提下，可
1 2
以适当 ___________（选填“增加”或“减小”）桥塔的高度；
（2）在大桥的两侧都有引桥，其简化模型如图戊所示，从模型可以看出它主要用到了哪种机械
___________（选填“杠杆”“斜面”“滑轮”），一般引桥设计都很长，是为了 ___________（选填
“省力”或“省功”）。
16．（1）用滑轮组将重物G匀速提起1.8m，绳子的自由端要被拉长 ___________m。
（2）请画出此滑轮组的动滑轮所受力的示意图。( )
