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第 11 讲—简单机械
2023 年中考物理一轮复习讲练测
一、思维导图
二、考点精讲
考点1 杠杆
1. 杠杆
(1)杠杆：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆。
(2)杠杆的五要素：
①支点：杠杆绕着转动的固定点(O)；
②动力：使杠杆转动的力(F )；③阻力：阻碍杠杆转动的力(F )；
1 2
④动力臂：从支点到动力作用线的距离(l )；⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离(l )。
1 2
2. 杠杆的平衡条件
(1)杠杆的平衡：当有两个力或几个力作用在杠杆上时，杠杆能保持静止或匀速转动，则我
们说杠杆平衡。
(2)杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即：F l =F l
1 1 2 2
(3)在探究杠杆的平衡条件实验中，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，目的是为了使杠杆的自重对杠杆平衡不产生影响，此时杠杆自重的力臂为 0；
给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，目的是方
便直接从杠杆上读出力臂的大小；实验中要多次试验的目的是获取多组实验数据归纳出物理
规律。
3. 杠杆的应用
(1)省力杠杆：动力臂大于阻力臂的杠杆，省力但费距离。
(2)费力杠杆：动力臂小于阻力臂的杠杆，费力但省距离。
(3)等臂杠杆：动力臂等于阻力臂的杠杆，既不省力也不费力。
4. 三种类型杠杆的相关比较
名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
图示
力臂的大小关系 l < l l > l l＝l
1 2 1 2 1 2
力的大小关系 F > F F < F F = F
1 2 1 2 1 2
既不省力也不省距离，
特点 省力但费距离 费力但省距离
既不费力也不费距离
铡刀、启瓶器、手推车、钢 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、
应用 定滑轮、托盘天平等
丝钳等 缝纫机脚踏板等
考点2 滑轮
1. 定滑轮
(1)实质：是一个等臂杠杆。支点是转动轴，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径。
(2)特点：不能省力，但可以改变动力的方向。
2. 动滑轮
(1)实质：是一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。支点是上端固定的那段绳子与动滑轮相
切的点，动力臂是滑轮的直径，阻力臂是滑轮的半径。
(2)特点：能省一半的力，但不能改变动力的方向，且多费一倍的距离。
3. 滑轮组
(1)连接：两种方式，绳子可以先从定滑轮绕起，也可以先从动滑轮绕起。
(2)作用：既可以省力又可以改变动力的方向，但是费距离。
(3)省力情况：由实际连接在动滑轮上的绳子段数决定。绳子段数：“动奇定偶”。
拉力 F= G+G ' ，绳子自由端移动的距离s=nh，其中n是绳子的段数，h是物体移动的高度。
n4. 轮轴和斜面
(1)轮轴：实质是可以连续旋转的杠杆，是一种省力机械。轮和轴的中心是支点，作用在轴
上的力是阻力 F ，作用在轮上的力是动力 F ，轴半径 r，轮半径 R，则有 F R=F r，因为
2 1 1 2
R>r，所以F
F G
由此可知使用斜面的好处是可以省力，但是不能省功。
<
7．小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，
杠杆可绕 O 点在竖直平面内转动，且 AC=BC=OA；
（1）该实验中杠杆所做的额外功主要是___________ ；
（2）他将重为G的钩码悬挂在A点，在 B点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F ，测
1
得 A、B 两点上升的高度分别为 h 、h ，则此次杠杆的机械效率为η =___________（用物理
1 2 1
量的符号表示）；
（3）若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C 点，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同
的高度（不计摩擦），则弹簧测力计的示数 F ___________F ，杠杆的机械效率
1 2
η ___________η （均选填“>”或“<”或“=”）；
2 1
（4）若保持钩码挂在A点位置不变，仅将弹簧测力计由B点移动到C，缓慢拉动弹簧测力
计将钩码提升相同的高度（不计摩擦），杠杆的机械效率为η ，则η ___________η 。（选填
3 3 1
“>”或“<”或“=”）
【答案】 克服杠杆重力做额外功 > < =
【详解】（1）[1]因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即实验中杠杆所做
的额外功主要是克服杠杆自重做额外功。
（2）[2]拉力做的功为总功，大小为W =F h ，杠杆对重物做的功为有用功，大小为W
总 1 2 有
=Gh ，则杠杆的机械效率为
1（3）[3]悬挂点移至C点，从图中可以看出，拉力的力臂不变，钩码的重力不变，钩码的重
力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，即F >F 。
2 1
[4]悬挂点移至C点时，缓慢拉动弹簧测力计将钩码提升相同的高度，有用功不变，但杠杆
提升的高度减小，额外功减小，又因为总功等于额外功与有用功之和，因此此次弹簧测力计
做的功将小于第一次做的功，根据 可知，机械效率变大，即η <η 。
1 2
（4）[5]不计摩擦，杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重力做额外功，并且W
总
=W +W ；设杠杆重心升高的距离为h，则有
有 额
Gh +G h=Fh
1 杆 2
而G不变，h 不变，G 不变，弹簧测力计从点到C点，钩码升高相同的高度，杠杆升高的
1 杆
距离h不变，所以Gh +G h不变，所以Fh 也不变，由 得，杠杆的机械效率
1 杆 2
不变，即η =η 。
1 3
8．如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置，实验中测得数据如下表所
示：
钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m
甲 0.98 0.2 0.98 0.2
乙 0.98 0.2 1.02 0.2丙 0.98 0.2 0.55 0.4
（1）比较弹簧测力计示数的大小，可知：使用动滑轮的好处是______；
（2）把钩码升高相同的高度，比较（b）和（c）实验弹簧测力计移动的距离，可知：使用
动滑轮______，所以在提升重物的过程中，如果要同时兼顾定滑轮和动滑轮的特点，则应选
择滑轮组______；
（3）请在图（d）中画出最省力的绕线方式。______
【答案】 可省力 要多移动距离 （d）
【详解】（1）[1]根据表中数据可知，图（a）中，测力计示数为0.98N，即钩码的重力为
0.98N，图（b）中测力计示数为1.02N，在图（c）中，测力计示数为0.55N，因拉力
F=0.55N
