2026中考物理二轮复习专题09 简单机械单元应知应会练习（原卷版）

这是一份2026中考物理二轮复习专题09 简单机械单元应知应会练习（原卷版），共13页。试卷主要包含了知道简单机械，知道机械效率，能说出人类使用的一些机械，机械效率，提高机械效率的途径，特点， 注意事项，6m等内容，欢迎下载使用。
1.知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。
2.知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
3.能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。
对单元知识点的深化理解
知识点1. 杠杆
1.定义：一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。一根硬棒能成为杠杆要具备两个条件：有力的作用；能绕某固定点转动。两个条件缺一不可，杠杆的形状可以是直的，也可以是弯的，但必须是硬的，支点可以在杠杆的一端，也可以在杠杆上的其它位置处。
2.杠杆的五要素
（1）支点：杠杆绕着固定转动的点，用字母“O”表示。
（2）动力：促使杠杆转动的力，常用字母“F1”表示。
（3）阻力：阻碍杠杆转动的力，常用字母“F2”表示。
（4）动力臂：支点到动力作用线的距离，常用字母“L1”表示。
（5）阻力臂：支点到阻力作用线的距离，常用字母“L2”表示。
知识点2. 杠杆的平衡条件
1.杠杆的平衡：是指杠杆静止不动或匀速转动。
2.杠杆的平衡条件又称杠杆原理，其语言表达式为：动力×动力臂=阻力×阻力臂
3. 杠杆的平衡条件数学表达式为：F1L1=F2L2
4.从杠杆的平衡可知，力和力臂的大小成反比，即力臂越长，力就越小，计算时，单位要统一，即动力和阻力的单位要统一，动力臂和阻力臂的单位也要统一。
知识点3. 杠杆分类
杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。具体情况见下面表格。
知识点4. 定滑轮和动滑轮及其滑轮组
1.滑轮：边缘有凹槽，能绕轴转动的小轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分定滑轮和动滑轮。
2.定滑轮工作特点
（1）特点∶使用定滑轮不省力（F=G），也不省距离（s=h），但能改变施力的方向。
（2）实质∶定滑轮是一个等臂杠杆。如图所示，定滑轮的轴相当于支点 O，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，即l1=l2=r，根据杠杆平衡条件可知， F1=F2，即F = G，所以使用定滑轮不省力。
3.动滑轮工作特点
（1）特点∶使用单个动滑轮最多可以省一半力（F=G/2），但费距离（s =2h），且不能改变施力的方向。
（2）实质：动滑轮是一个动力臂等于阻力臂二倍的省力杠杆。如图所示，作用于绳端的拉力为动力F1，重物对绳子的拉力为阻力F2，动滑轮上升时绕着滑轮的边缘 O点转动，O点相当于动滑轮的支点，动力臂等于滑轮的直径d，阻力臂等于滑轮的半径r，即l1=2l2，根据杠杆平衡条件可知，F1=F2/2，即F=G/2，所以使用动滑轮可以省一半的力。
4.滑轮组及其工作特点
（1）定义：由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成的叫滑轮组。
（2）特点：既能省力又能改变力的方向，但是要费距离。
（3）省力特点:使用滑轮组时，有几段（股）绳子吊着物体，提起重物所用的力就是物重的几分之一，即F=G，其中F为提起重物所用的力，G为物重，n为承受物重的绳子段（股）数，即绕在动滑轮上的绳子段（股）数。
知识点5.机械效率
1.有用功 (W有）：人们为了达到工作目的的必须要做的功。
2.额外功(W额）：利用机械时不想需要但不得不做的功。
3.总功(W总）：外力所做的功，即有用功和额外功的总和。即W总=W有+W额。
4.定义：机械效率是有用功与总功的比值，分析判定一个机械的机械效率高低要分析两个因素：有用功与总功。任何机械的机械效率都小于1.
5.计算公式: η=×100％。
6.提高机械效率的途径：尽可能增加提升物体的重力；减轻机械的自身重量；合理地减少部件间的有害摩擦。
7.特点：机械效率总是小于1.
单元重难点问题解题方法
一、杠杆作图基础知识必备
1.画出杠杆的力与力臂必备的知识
学习杠杆的关键点是知道杠杆的五要素。五要素包括支点、动力、动力臂、阻力和阻力臂。组成杠杆的示意图如下。
（1）支点用字母O 表示，是杠杆绕着转动的点，同一根杠杆使用方法不同，支点的位置可能不同，要能根据具体情况区分支点。
（2）画动力（用字母 F1 表示）或阻力（用字母 F2 表示）时应注意力的作用点和方向。动力和阻力都是杠杆受到的力，其作用点都在杠杆上。有同学认为同一根杠杆上动力和阻力的方向一定相同，有同学认为一定不同，这都是错误的。正确的认识是：动力和阻力能使杠杆转动的方向一定是相反的。即一个力能使杠杆向顺时针方向转动，则另一个力一定是能使杠杆向逆时针方向转动。
（3）动力臂用字母l1表示，阻力臂用字母l2表示。力臂不是支点到力的作用点的距离，而是支点到力的作用线的距离。借用几何用语，力臂不是点到点的距离，而是点到直线的距离。
（4）画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签.即找支点O；画力的作用线（虚
线）；画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）；标力臂（大括号）。
2.杠杆的示意图画法：按照“一点二线三距离四标号”的步骤作图。
（1）一找点：动力和阻力的受力物体都是杠杆，作用点一定画在杠杆上；根据题意，画出支点；
（2）二画线(确定力的作用线)画力臂时，明确动力、阻力的方向，两个力使杠杆绕支点的转动方向相反，用虚线正确的画出力的作用线；
（3）力臂是支点到力的作用线的距离，所以是垂直的；
（4）标出力或力臂。
3.杠杆中最小力的问题及力臂的画法
求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况：
（1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂；
（2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。
二、探究杠杆平衡条件的实验基本思路
1.探究课题：探究杠杆平衡条件的实验
2. 实验装置
3. 实验方法：控制变量法，实验法
4. 实验原理。杠杆平衡
5. 探究过程
（1）把杠杆的中点支在铁架台上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；
（2）将钩码分别挂在杠杆的两侧，改变钩码的位置或个数使杠杆在水平位置保持平衡，分别记录下此时动力F1、动力臂l1、阻力F2和阻力臂l2的数值，并将实验数据记录在表格中；
（3）把钩码挂在杠杆上，在支点的同侧用测力计竖直向上拉杠杆，重复实验记录数据，需多次改变杠杆所受作用力大小，方向和作用点；
（4）整理实验器材。
6. 记录表格
7. 实验结论：当杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1L1=F2L2
8. 注意事项
（1）实验前杠杆的调节：左高右调，右高左调。平衡后实验过程中不能在调节平衡螺母。
（2）将杠杆调成水平位置平衡的目的是：便于直接读取力臂的长度。
（3）选择杠杆中点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。
（4）将砝码换成测力计的缺点是：测力计本身有重量，对实验有一定的影响，同时测力计示数不稳定，不变操作。
（5）如上面丙图中，弹簧测力计由竖直向上拉变成斜着拉，的示数作怎样变化：示数变大，理由是：动力臂变小。
（6）多次实验的目的是：避免实验的偶然性，是结论具有普遍规律。
三、探究定滑轮和动滑轮特点的实验基本思路
【实验目的】使用定滑轮和动滑轮的特点。
【实验原理】用弹簧测力计测出物体受到的重力，再测出通过滑轮使物体保持平衡的力，比较它们的大小和方向的关系。
【实验器材】滑轮、弹簧测力计、钩码、线、铁架台。
【实验步骤】
实验一、探究使用定滑轮的特点
1.按如图所示方式组装定滑轮。

2．在定滑轮的左侧挂钩码，右侧竖直向下拉弹簧测力计，使钩码保持平衡。观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变弹簧测力计拉力的方向，再进行观察和比较。
4．改变钩码的个数，重做上述实验。
5．分析表中的数据，得出的结论是：使用定滑轮不能省力，但可以改变动力的方向。
实验二、探究使用动滑轮的特点
1.按如图所示方式组装动滑轮。
2．竖直向上拉弹簧测力计，使钩码保持平衡状态，读出弹簧测力计示数，观察比较弹簧测力计示数与钩码所受重力的关系。（将实验数据记录在表中）
3．改变钩码的个数，重做上述实验。
4．分析表中的数据，得出的结论是：使用动滑轮能省力，但不能改变动力的方向。
【实验注意事项】
（1）在研究定滑轮特点时，要给学生提供重一些的钩码，这样能减小因弹簧测力计的重力和轮与轴间的摩擦而产生的误差。
（2）在研究动滑轮特点时，要指导学生使跨过动滑轮的两段绳竖直且平行，而且仍要给学生提供重一些的钩码进行实验。因为只有当钩码重力大于动滑轮重力时，才能得出使用动滑轮可以省力的结论。
四、探究滑轮组的机械效率实验需要的基础知识
1.原理：η=W有/W总
2.应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S
3.器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。
4.注意：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变。
5.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：
（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。
（2）提升重物越重，做的有用功相对就多。
（3）摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。
同一滑轮组绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
6.测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？
当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。
五、求解机械效率的思维方法
1. 用滑轮组竖直提升物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法
（1）有用功W有用=Gh
（2）总功W总=Fs
（3）额外功W额外=W总—W有用
（4） s=nh
其中h是重物G被提升的高度，s是动力F 移动的距离， n是动滑轮上的绳子段数。
（5）滑轮组机械效率的求解
用滑轮组提升物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。
滑轮组机械效率公式：
η＝（W有用/W总）×100％
η＝（W有用/W总）×100％= (G / nF ) ×100％
2. 用滑轮组水平拉动物体有用功、额外功和总功以及机械效率的求法
（1）有用功W有用= fs2
（2）总功W总= F s1
（3）额外功W额外=W总—W有用
（4）s1= ns2
其中 s1是动力F 移动的距离，s2是重物水平移动的距离，f是物体匀速运动受到的阻力， n是动滑轮上的绳子段数。
（5）滑轮组机械效率的求解
用滑轮组水平拉动物体时，有用功和总功的比值.称为滑轮组机械效率。
滑轮组机械效率公式：
η＝（W有用/W总）×100％
η＝（W有用/W总）×100％= (fs2/ F s1) ×100％
对单元重要考点例题的解析
考点1. 杠杆的类型
【例题1】（2023山东临沂）2023年2月10日，航天员费俊龙、张陆在机械臂的辅助下完成了中国空间站全面建成后航天员的首次出舱活动。机械臂类似人的手臂，具有抓住、拉回、锁死等功能。下图所示工具，正常使用时与机械臂属于同一类杠杆的是（ ）

A. 瓶起子 B. 钢丝钳 C. 核桃夹 D. 食品夹
考点2. 探究杠杆的平衡条件实验
【例题2】（2023武汉）在探究杠杆平衡条件的实验中：
（1）调节平衡螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止。选取若干个质量均为50g的钩码，在杠杆两侧分别挂上不同数量的钩码，移动钩码，使杠杆重新在水平位置平衡，分别记下F1、F2、l1、l2的数值。重做几次实验，部分实验数据如下表所示。
由表中数据可得，F1、F2、l1、l2之间的关系式是 ___________；
（2）①在第（1）问的某次实验中，杠杆右侧挂了4个钩码，左侧用弹簧测力计竖直向下拉，当杠杆在如图甲所示位置静止时，弹簧测力计的示数是_______N；
②保持杠杆右侧所挂4个钩码的位置不变，取下弹簧测力计，在杠杆右侧用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，当杠杆再次水平并静止时，弹簧测力计对杠杆的拉力为F=1.5 N，请在图乙中画出弹簧测力计对杠杆的拉力F的示意图及其力臂l。

考点3. 杠杆的平衡条件的应用
【例题3】（2023湖北随州）劳动教育越来越重要，许多同学在劳动中获得了愉悦的体验也掌握了许多劳动技能。小芳周末回到乡下姥姥家接过姥姥肩膀上的担子学习挑担技巧。假如一个筐子重一个筐子轻（一头重一头轻），在不考虑手臂帮扶的情况下挑起担子让扁担处于水平平衡。请你据劳动体验结合杠杆平衡知识，判断下列说法中正确的是（ ）

A. 肩膀应该靠近“轻的一头”
B. 肩膀应该靠近“重的一头”
C. 肩膀应该居于扁担正中间
D. 挑着担子走路，扁担一般会上下“闪动”，“闪动”时一定是一个框子向上运动同时另一个框子向下运动
【例题4】（2023北京） 如图是小强利用器械进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=3∶2，在杆A端用细绳悬挂重为300N的配重，他在B端施加竖直方向的力F1，杆AB在水平位置平衡，此时他对水平地面的压力为F2。为了锻炼不同位置的肌肉力量，他将固定点移动到A端，杆AB可绕端点A在竖直平面内转动，配重悬挂在O点，在B端施加竖直方向的力使杆AB在水平位置再次平衡，此时，他对水平地面的压力为F3，压强为p。已知小强重为650N，两只脚与地面接触的总面积为400cm²，不计杆重与绳重，下列判断正确的是（ ）

A. F1为200NB. F2为1100N
C. F3为830ND. p为11750Pa
【例题5】 （2023新疆）请在图中根据静止的杠杆的动力臂l1，画出动力F1的示意图。

考点4. 定滑轮和动滑轮特点
【例题6】 （2022甘肃兰州）小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究，实验数据见下表。通过分析数据，他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
（1）该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑 ___________；
（2）在实验过程中，提升重物时应该注意沿竖直方向 ___________拉动。动滑轮可视为杠杆的变形，则此时其支点为 ___________（选填“A”、“ B”或“C”）点。
考点5. 简单机械的机械效率计算
【例题7】（2023黑龙江龙东）工人用如图所示的滑轮组将重为800N的物体在5秒内匀速提升2m，其中动滑轮重100N（不计绳重和摩擦），下列判断正确的是（ ）

A. 绳端移动的距离为8m
B. 此滑轮组的机械效率为80%
C. 拉力做功的功率为360W
D. 若工人对绳子最大拉力为500N，则他最多可提起重为1400N的物体
【例题8】如图所示，已知物体受到水平地面的摩擦力为240N，在绳子自由端用F = 150N的力通过滑轮组水平拉重为1200N的物体，使其2s时间内向左匀速运动0.6m。下列说法中正确的是（ ）
A．滑轮组的机械效率为60%B．绳子自由端移动速度为0.9m/s
C．绳子自由端拉力的功率为72WD．2s 时间内拉力做的功为180J
【例题9】（2023甘肃金昌）如图所示，小亮用滑轮组将装修材料运到楼上，请用笔画线帮他组装最省力的滑轮组。

物理量
杠 杆
力 臂
力
特点
应用举例
省力杠杆
L1＞L2
F1＜F2
省力费距离
撬棒
费力杠杆
L1＜L2
F1＞F2
费力省距离
船桨
等臂杠杆
L1=L2
F1=F2
不省力也不费距离
天平
动力F1（N）
动力臂l1(cm)
动力×动力臂(N•M）
阻力F2(N)
阻力臂l2(cm)
阻力×阻力臂(N•m)
步骤1
步骤2
步骤3
次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
3.0
5.0
1.5
10.0
2
2.0
15.0
2.0
15.0
3
1.0
25.0
2.5
10.0
……
……
……
……
……
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
3
2.0
1.3