专题13 简单机械（复习课件）（全国通用）2026年中考物理一轮复习讲练测

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考点2 滑轮及滑轮组
考点4 机械能及其转化
（1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。“硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。（2）杠杆五要素
（3）对杠杆的理解对支点的理解：①在杠杆转动时，支点位置是固定的；②一定在杠杆上，可以在杠杆的一端，也可以在杠杆的其他位置，同一杠杆，使用方法不同，支点的位置也可能不同；③不一定与动力作用点和阻力作用点在同一直线上，也不一定在动力作用点和阻力作用点之间。对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。
（1）杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。（2）探究杠杆的平衡条件
3．杠杆平衡条件的应用
（1）杠杆的动态变化问题杠杆在动力和阻力作用处于平衡，若改变力和力臂某个条件，杠杆仍处于平衡，判断其他条件如何变化。如轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个拉力F，逆时针缓慢改变拉力F的方向到图示虚线的位置，这个过程中杠杆始终在水平位置平衡。分析：拉力F从图示位置逆时针缓慢转动过程中，拉力F的力臂先增大后减小；由于这个过程中杠杆始终在水平位置平衡，重物的重力不变，阻力大小等于重力大小，同时力臂也不变，由杠杆的平衡条件可知，力F和它力臂的乘积始终等于重物的重力乘其力臂，所以力F的大小先变小后大。分析此类问题，关键抓住哪些力、力臂不变，再找出某个物理量的变化的情况，再根据杠杆的平衡条件作出正确判断。
（1）杠杆的分类：根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆。不同的杠杆可以满足人们不同的需求。
（2）我国古代的杠杆桔槔（如下图）是古代的取水工具。人们在井边竖一根立木，或就地利用树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶。不取水时，石头位置较低；当要取水时，人借助体重向下用力将横木系水桶的一端往下拉；另一端大石块的位置则上升。当水桶装满水后，就让另一端的大石块下降，通过杠杆的作用，将水桶提升。踏碓是古代的春米工具，由杵臼演变而来，也运用了杠杆原理。用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就连续起落，去掉石臼中稻谷的皮。水碓的原动轮是一个大型卧式水轮，轮的轴上装有一排互相错开的拨板，用以拨动碓杆，碓杆的一端装有碓头，水轮转动时，就使几个碓头相继春米。它不仅用于粮食加工，还用于春碎香料、陶土等。
力臂是指点到线(“支点”到“力的作用线”)的距离，而不是点到点(“支点”到“力的作用点”的)的距离。
根据动力臂和阻力臂的大小关系，可以判断杠杆的类型，关键是确定支点，然后再找出动力作用点和阻力作用点的位置，进而大体上确定动力臂和阻力臂的大小。
（2025·青海）如图所示，踏碓是古代的舂米工具，运用了杠杆原理。以下几种杠杆与踏碓相同的是（    ）A．赛艇的船桨B．开瓶器C．用羊角锤拔钉子D．钳子
考法1 教材素材链接
本题以古代舂米工具“踏碓”为背景，考查学生能够根据杠杆的动力臂和阻力臂长短关系，判断杠杆属于省力杠杆、费力杠杆还是等臂杠杆
首先分析踏碓的杠杆结构，判断动力臂和阻力臂的大小关系，确定它是省力还是费力杠杆，然后分析各选项杠杆的类型，找出相同类型的
踏碓的动力臂比阻力臂短，实质是费力杠杆，省距离
动力臂比阻力臂短，是费力杠杆
动力臂比阻力臂长，是省力杠杆
（2025·四川巴中）晾晒相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是（     ）A． B． C． D．
考法2 结合劳动实践考查杠杆平衡原理的应用
本题通过晾晒湿毛巾的生活情境，考查学生对杠杆平衡条件的理解与应用能力，能将衣架抽象为杠杆模型
明确衣架的平衡是杠杆平衡，支点在挂钩处、分析平衡条件、观察选项图示、得出结论
衣架可看成以挂钩为支点的杠杆，设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L。ACD左侧力与力臂的乘积不等于右侧力与力臂的乘积，不满足杠杆平衡的条件。
（2025·江苏镇江）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（     ）A．此装置可视为省力杠杆B．力F的力臂为OAC．闸杆重力的力臂为OBD．当力F垂直于OA向下时，F为最小值
考法3 结合生活常见场景考查杠杆的五要素、分类、最省力问题
闸杆的重力作用点在OB的中点，动力臂小于阻力臂；力F的力臂应为从转轴O到F的作用线之间的垂直距离，只有当F垂直OA时才等于OA；闸杆重力作用点在OB的中点，其力臂为OB中点到O点的距离；由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，当F垂直OA时，力臂最大，F最小
本题考查杠杆的五要素、杠杆平衡条件、最小力的判断。通过实际生活中的电子闸杆，让学生分析杠杆类型、力臂、最小力等问题
明确杠杆要素：转轴O为支点；作用在A点的力F为动力；闸杆的重力为阻力。逐项分析
（2025·山东青岛）（多选）在践行青岛中小学生“十个一”行动中，小明用独轮车帮助爸爸运送货物。车和货物的总重力G为960N，小明的质量为50kg，双脚与地面的接触面积为0.05m2。小明抬起独轮车在水平地面静止时如图所示，下列说法正确的是（  ）A．独轮车是一个费力杠杆B．小明对车竖直向上的力F为400NC．小明对地面的压力为900ND．小明对地面的压强为1×104Pa
考法4 结合实践活动考查压强计算和杠杆的分类、平衡原理
本题以学生用独轮车运送货物的劳动场景为背景，综合考查学生能够将独轮车抽象为杠杆模型，判断其类型，并运用杠杆平衡条件进行计算
分析独轮车的杠杆类型、计算小明对车的力F、分析小明对地面的压力、计算小明对地面的压强
（2025·天津）图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦，请解答下列问题：(1)图中画出了杠杆的动力F1和阻力F2，其中正确的是 图；(2)若动力F1为300N，动力臂与阻力臂之比为5∶1，求阻力F2的大小。
考法5 结合汽车刹车装置考查力臂作图、杠杆的平衡原理
动力F1应是驾驶员踩踏板的力，方向通常向下。阻力F2是活塞对金属杆的反作用力，方向应与活塞运动方向相反，通常为斜向或水平。此时踏板向下，活塞向左运动，则阻力F2向右
考点02 滑轮及滑轮组
（2）几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦）
（2025·广东）升旗时，利用旗杆顶部的定滑轮可以（　　）A．省力B．省功C．省距离D．改变拉力方向
本题以升旗仪式中的旗杆定滑轮为背景，旨在考查学生对定滑轮这一简单机械工作原理的理解
回顾定滑轮的性质：定滑轮实质是一个等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，因此不省力也不费力；但可以改变力的方向、分析各选项
使用定滑轮的优点是可以改变力的方向，但不能省力也不能省距离;使用任何机械都不省功，所以使用定滑轮不能省功
考法2 结合实践活动考查定滑轮和动滑轮
（2025·山东烟台）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　）A．是定滑轮，可以省力B．是动滑轮，可以省力C．是定滑轮，可以改变力的方向D．是动滑轮，可以改变力的方向
本题以简易拉力器为背景，旨在考查学生能够根据图示判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，知道定滑轮不省力但可以改变力的方向；动滑轮省力但不能改变力的方向
观察滑轮是否随物体一起移动，判断是定滑轮还是动滑轮，然后回忆它们的特点
在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向
考法3 考查动滑轮的特点、计算
（2025·四川成都）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。
本题通过“使用动滑轮”的实验，考查学生对动滑轮工作原理的理解和应用能力
动滑轮上同一根绳子上的拉力相等；绳子自由端移动的距离s等于物体上升高度h的两倍
该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，动滑轮可以省一半力，则费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是0.2m
考法4 考查滑轮组的计算
（2025·四川南充）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。
本题以滑轮组水平拉动物体为背景，旨在考查能将受力分析、滑轮组特点、功和功率计算结合起来，解决实际问题
确定摩擦力、分析物体受力、观察图示确定 n、计算拉力做的功（总功）、计算有用功和有用功率
考法5 结合健身器材考查滑轮组的计算
（2025·山东威海·中考真题）（多选）图甲为一款健身器材，两滑轮均重20N；弹性限度内，弹簧伸长的最大长度为80cm，弹簧所受拉力F与其“伸长的长度”Δx成正比，如图乙所示。弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环。下列说法正确的是（　　）A．弹簧拉力为60N时，绳a拉力为140NB．拉环向下移动10cm，弹簧伸长10cmC．弹簧拉力为300N时，拉环向下移动30cmD．健身器材提供的最大拉力为820N
1．轮轴
考法1 结合生活实际考查轮轴模型及其计算
（25-26九年级上·江苏泰州·月考）如图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成，可视为杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，图丙是它的简化图，设大轮与小轮的半径比为3：1，水桶受到的总重力为90N，若要使辘轳静止在图乙所示位置，则作用在A点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重）
本题以古代提水工具辘轳为背景，考查学生能够根据辘轳的结构（大轮与小轮半径比）判断它是省力杠杆还是费力杠杆
判断杠杆类型、计算最小力
考法2 结合日常生活考查斜面模型及其计算
（2025·四川成都）（多选）工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。表1记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB=CF，BC=FH，HK=2m，FG=1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　）A．工人的推力在AB段做功为26JB．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
AB=CF=2FG=2.6m，AB段做功为26J；AB、CF推力不相等，做功不相等；使用斜面时推力小于重力，说明该斜面省力了；AB段功率为2W，HK段的功率为5W/3，在AB段的功率与在HK段的功率之比为6∶5
拓展01 跨学科实践：制作简易杆秤
项目提出要使用天平测量质量较大的物体(比如100kg的物体)不是很方便。“秤砣虽小压千斤”，我们的祖先很早就用杆秤解决了这样的问题。学习了杠杆平衡条件的知识，可以制作一个简易杆秤。项目分析杆秤由带有秤星的秤杆、秤砣(砝码 )、秤盘、提纽等组成。称量时将被称物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆平衡，根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。
要制作杆秤，我们需要考虑几个关键问题。应该选择什么材料？提纽和秤盘的位置如何确定？如何确定杆秤的零刻度位置及各刻度线?…（1）材料选取：通常使用竹筷子或木筷子，选择较直且均匀的筷子作为秤杆；（2）提扭位置确定：主要依据杠杆原理，提扭作为支点，其位置越靠近秤盘的位置，秤的最大称重越大，反之则越小‌。如果需要称量较重的物体，应将提扭设置在靠近秤盘的位置；如果需要更精细的称量或较小的称重范围，则可以将提扭设置在相对远离秤盘的位置；（3）简易杆秤的秤盘位置：应选在支点一侧（杆较短的一侧）的某个点‌。这是因为杆秤是不等臂的，支点应靠近杠杆的某一端，而盘子则悬挂在支点这一侧的某个点上。在制作简易杆秤时，需要利用杠杆原理，通过合理设定支点、秤盘位置和秤砣，使得杆秤能够准确称量物体的重量。‌
（4）确定零刻度（定盘星）的位置‌：用细线系一个20g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星O，用记号笔标记此位置。（5）确定各刻度线：将砝码放在秤盘上，然后移动秤砣直到杆秤达到平衡。此时，秤砣所在的位置就对应着砝码的重量刻度。重复这个过程，使用不同的砝码，就可以得到一系列的刻度。这些刻度是均匀的，因为在杠杆原理下，提纽处为支点，秤砣质量乘以力臂等于物体质量乘以力臂，所以在相应的刻度线上标上对应的质量数值即可。项目实施材料：一根长度约为40cm的木制筷子，一个小盆，一个20g钩码，一个100g砝码，细线若干，一把刻度尺，一支记号笔等。‌‌1.在筷子的一端刻一个槽A，在距离槽A稍近处再刻一个槽B。把小盆挂在槽A处作为秤盘，在槽B处系一根细线作为提纽。‌
2.用细线系一个20g的钩码，作为秤砣。调节秤砣的位置使秤杆平衡，这时细线在秤杆上的位置为秤的定盘星0，用记号笔标记此位置。3.在秤盘中放100g砝码，手提提纽，并调节秤砣的位置使秤杆平衡。此时，标记秤砣细线在秤杆上的位置C，并记为100g。在定盘星0到C之间均匀地画上49条刻度线，每一格就表示2g。
【教考衔接】（2025·海南）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示，当杆秤水平平衡时，秤砣重为G；距提纽90cm，挂弓点距提纽30cm，杆秤质量不计，则该弓的弹力 G。若要提高杆秤的测量精度，可采取的方法是： （写出一种即可）。
拓展02 杠杆最小动力问题
（1）分析（2）方法：①找到杠杆上离支点最远的点。②连接该点和支点，连线即为最长的动力臂l1。③过该点作连线的垂线即为最小动力F1的作用线。④根据动力与阻力作用效果相反来确定最小动力F1的方向。
【教考衔接】（2025·黑龙江哈尔滨）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图：（1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂；（2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。
1．【新情境考查杠杆的分类】（2025·江苏徐州）陈毅元帅曾说：“淮海战役的胜利，是人民群众用小车推出来的。”如图是当时群众运粮用的独轮车，请判断它应用了哪类杠杆，并简要说明你的判断依据： 。
省力杠杆，判断依据是独轮车在使用过程中动力臂大于阻力臂
在独轮车的使用过程中，支点是车轮转轴。货物的重力是阻力，作用点在货架处；人施加的力是动力，作用点在把手处。从图中可以看出，动力臂的长度明显大于阻力臂的长度。根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，所以独轮车是省力杠杆
2．【新情境考查力臂作图、杠杆平衡原理的应用】（2025·广东广州）图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型；(1)以O点为支点，在图d中作出F1、F2的力臂l1、l2；(2)为了减小钢索承受的拉力，可适当 （选填“升高”“降低”）钢索悬挂点在桥塔上的高度，理由是： 。
阻力不变，阻力臂不变，阻力与阻力臂的乘积不变，为了减小钢索承受的拉力，可增大动力臂，可适当升高悬挂点在桥塔上的高度，动力臂变大，从而减小钢索承受的拉力。
3．【新情境考查杠杆平衡原理的应用】（2025·四川攀枝花）如图所示为吸盘式挂杆，将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气，吸盘就能“吸”在瓷砖上，这是由于 的作用。重10N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态，已知AB=4AP，若吸盘与横杆的重力忽略不计，则吸盘A受到的摩擦力为 N，吸盘B受到的摩擦力为 N。
4．（2025·四川泸州）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为 J，绳子末端拉力做功功率为 W，物体受到斜面的摩擦力大小为 N。
5．（2025·上海）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，下列说法正确的是（　　）A．F1=F2=F3B．F2> GC．F1和F2是一对平衡力D．F2和G是一对平衡力
A．图示是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，滑轮的轴为支点，轴到轮边缘的距离为力臂，提升的物体重力不变，阻力及阻力臂不变，动力臂不变，则向各方向的拉力相等，故A正确；B．在忽略绳重和摩擦时，F2=G，不忽略绳重和摩擦时，F2>G，故B错误；C．F1和F2的方向不相反，不是一对平衡力，故C错误；D．F2和G的方向不相反，不是一对平衡力，故D错误。
6．【新情境】（2025·山东济南）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力，此过程中力F的大小（　　）A．一直减小 B．一直增大C．先减小后增大 D．先增大后减小
以O点为支点，重物对小车的拉力为阻力，阻力大小等于重物的重力，在转动过程中阻力大小不变；阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离，随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐变小。力F为动力，动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直挡板，动力臂大小始终等于挡板的长度，保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，动力臂和阻力大小不变，阻力臂变小，所以动力F的大小一直减小。
7．（2025·山东济宁）将图中的滑轮以不同的绕线方式组装成甲、乙滑轮组（甲比乙省力）。小明分别用甲、乙滑轮组，在5s内将重为50N的物体竖直匀速提升0.2m。每个滑轮重为4N，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）A．使用甲滑轮组时的拉力为27NB．使用乙滑轮组时的绳子自由端移动了0.6mC．使用甲滑轮组时拉力的功率比乙的大D．两个滑轮组的机械效率相等
甲组装中连接动滑轮绳子的股数是3股，乙组装中连接动滑轮绳子的股数是2股
8．【新情境】（2025·广东广州）跨学科实践小组设计了“测量气球在空气中所受浮力”的实验；(1)实验过程：①如图a，用细线穿过自制标尺的O点并悬挂，使其处于水平平衡状态，其中标尺分度值为1mm（图中毫米刻度线没有画出）；②将充足气的篮球和套有气针的干瘪气球，固定悬挂在标尺左端距O点为L0的位置；在标尺右端对称位置悬挂小桶，往桶内装入适量细沙，使标尺处于水平平衡状态。若测得小桶和细沙的总重力为G，则篮球和气球（含气针）的总重力为 ；
③把气针插入篮球的气门内，气球随即膨胀，如图b，标尺的 （选填“左端”“右端”）向下发生倾斜，理由是： ；④测量膨胀气球受到的浮力大小；方法一：在不改变小桶悬挂位置的情况下， （选填“向小桶内添加”“从小桶内取出”）重力为G0的细沙，使标尺重新处于水平平衡状态，则膨胀气球受到的浮力大小为 ；方法二：保持小桶和细沙总重力为G的情况下，移动小桶悬挂的位置，使标尺重新处于水平平衡状态，此时小桶悬挂位置与O点的距离为L，则膨胀气球受到的浮力大小为 ；(2)实验评估：如图c，如果用钩码替换图a中的小桶和桶内细沙，为了较精准测量膨胀气球受到的浮力大小，采用④中的哪种方法更合理？简要说明理由 。
左端的气球受到了向上的浮力，导致杠杆左端受到的动力变小，动力与动力臂的乘积变小，小于右端阻力与阻力臂的乘积
9． 【新情境】（2025·北京）图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴-单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴-双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16t，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10N/kg。(1)求货车在B点所受的总支持力。(2)为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超限。