中考物理一轮复习知识点梳理+课时练习12简单机械 (含详解)

第十二章《简单机械》

知识点1：杠杆五要素和平衡条件

1．杠杆的五要素和平衡条件

（1）定义：一根在力的作用下能绕着__固定点O__转动的硬棒叫做杠杆

（2）杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂和阻力臂

（3）平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2) 　　

【提示】画力臂：(1)先在杠杆示意图上确定出支点。(2)画出动力作用线和阻力作用线。(3)最后从支点向力的作用线引垂线。

2．杠杆的分类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆

【提示】省力杠杆必然费距离，省距离杠杆必然费力，既省力又省距离的杠杆是不存在的。

知识点2：滑轮

1.滑轮与滑轮组

2.斜面与轮轴

　　【提示】轮轴不一定是省力机械，主要取决于动力作用于轮还是轴。

知识点3：机械效率

1.定义：物理学中，将__有用功__跟__总功__的比值叫做机械效率，用η表示

2.表达式_η＝___

3.测量滑轮组的机械效率：η＝＝_

1.考查热点：杠杆力劈的作图及其平衡条件的探究，滑轮组的绕制，机械效率的理解及简单计算

2.考查题型：以填空题、作图题、计算题、实验题为主

3.备考重点：杠杆与滑轮的作图，机械效率的理解及简单计算

考点1：杠杆的分类

例1　如图所示，所使用杠杆属于费力杠杆的是(　A　)

方法点拨：生活生产中，常用工具的杠杆分类：

(1)省力杠杆：羊角锤、指甲剪、撬棒、剪刀、扳手、钢丝钳等。

(2)费力杠杆：船桨、钓鱼竿、镊子、筷子、坩埚钳、火钳等。

(3)等臂杠杆：天平、跷跷板、定滑轮等。

例2　图甲是钳子使用时的情景。图乙是图甲中A部分受力的简化图，F1是钳子受到的动力，B点是阻力的作用点，O是支点，请在图乙中画出动力臂l1和阻力F2。

【答案】

方法点拨：(1)力臂表示的是支点O到力的作用线的距离，是从支点O向力的作用线引垂线，不是支点O到力的作用点的距离。

(2)画力臂时可以按照以下步骤：

①先在杠杆上确定支点O；②找到动力和阻力的作用点，沿力的方向画出动力作用线和阻力作用线；③最后从支点O向力的作用线引垂线。

考点2：滑轮与滑轮组

例3　如图所示，每个滑轮的重力相等，不计绳重和摩擦力，G1＝60 N，G2＝38 N，甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下静止。则每个动滑轮的重力为(　B　)

A．3 N 　　B．6 N　　C．11 N　　D．22 N

方法点拨：(1)使用动滑轮能省一半力需满足两个条件：一是不考虑动滑轮重及绳子与轮间的摩擦力；二是拉绳子的力的方向必须是竖直向上的(若动滑轮水平放置，拉力方向是水平的)，且拉力作用在绳子上，阻力作用在动滑轮的轴上。

(2)判断滑轮组绳子段数n的方法：可以在定滑轮与动滑轮之间画一条虚线，数一下与动滑轮相连的绳子的段数是几段，则n就是几。如图甲、乙所示。

考点3：机械效率的计算

例4　用如图所示的滑轮组在5 s内将静止在水平地面上质量m＝40 kg，底面积S＝1 m2的物体匀速竖直提升3 m，所用拉力F＝250 N，问：

(1)提升前，物体静止在水平地面上时对地面的压强是多大？(g取10 N/kg)

(2)滑轮组提升物体过程中做的有用功是多少？

(3)拉力F的功率是多少？

(4)滑轮组的机械效率是多少？

解：(1)物体静止在水平地面上，则F压＝G＝mg＝40 kg×10 N/kg＝400 N。物体对地面的压强是p＝＝＝400 Pa。

(2)滑轮组提升物体过程中做的有用功W有＝Gh＝400 N×3 m＝1 200 J。

(3)由图可知：动滑轮上绳子的段数n＝2，则拉力作用点移动的距离s＝nh＝2×3 m＝6 m。W总＝Fs＝250 N×6 m＝1 500 J，拉力F的功率P＝＝＝300 W。

(4)滑轮组的机械效率η＝＝＝80%。

方法点拨：计算滑轮组的机械效率：

设物体上升的高度为h，机械效率：

(1)η＝＝＝。

(2)若不计绳重及摩擦，则η＝＝＝。

实验：探究杠杆的平衡条件

命题点

1．杠杆平衡螺母的调节(左高向左调，右高向右调)。

2．让支点处于杠杆中央的目的(减小杠杆自重对实验造成的影响)。

3．实验开始需调节杠杆在水平位置平衡的目的(方便读出杠杆的力臂)。

4．弹簧测力计的使用和读数。

5．测量多组数据的目的(避免偶然性，使得出的结论更具有普遍性)。

6．测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计示数的变化。

7．分析数据总结杠杆平衡条件(F1l1＝F2l2)。

8．杠杆平衡条件的应用。

实验结论：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，写成公式F1l1＝F2l2。

例5　在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：

(1)把支点放在质地均匀的杠杆中间，在没有挂钩码时杠杆的平衡位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆左端螺母向__右__(选填“左”或“右”)边旋一些。

(2)调好后，第一组按图乙进行实验，第二组按图丙进行实验，你认为第__二__组实验更好，理由是__便于测量力臂__。

(3)某小组通过多次实验，得出以下数据，分析数据得出杠杆的平衡条件是__F1l1＝F2l2__(用字母表示)。请你应用杠杆的平衡条件，将表格中的数据填完整。

1.（2018山东东营）对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ C ）

A．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%      B．做功多的机械，功率一定大

C．功率大的机械，做功一定快       D．做功快的机械，机械效率一定高

2.（2018浙江省绍兴市）归纳推理是一种重要的科学思维方法。下列归纳推理正确的是（A）

A.甲图：向右移动滑片，若通过R1的电流增加a安，则通过R2的电流也增加a安

B.乙图：仍呈清晰的像，若物距增加b厘米，则像距也要增加b厘米

C.丙图：加水液面升高，若小铁球受到的浮力增加c牛，则大铁球受到的浮力也增加c牛

D.丁图：保持天平平衡，若左侧增加d个钩码，则右侧也要增加d个钩码

3.（2018河南省）下列工具中，使用时属于费力杠杆的是（ B ）

4.（2018山东聊城）人体中的许多部位都具有杠杆的功能。如图是人用手托住物体时手臂的示意图，当人手托5kg的物体保持平衡时，肱二头肌收缩对桡骨所施加力的大小一定（ B ）

A．大于5kg      B．大于49N 

C．小于49N      D．等于49N

5.（2018山东临沂）图（a）所示的杠杆是水平平衡的。如果在支点两侧的物体下方分别加挂一个等重的物体，如图（b）所示，则杠杆（ A ）

A．右端下沉

B．左端下沉

C．要保持平衡应将左端的物体向右移动

D．要保持平衡应在右端再加挂一个物体

6.（2018四川巴中）如图所示，在轻质杠杆OA的中点悬挂一个重物，在A端施加一个始终与OA垂直的力F，由水平位置匀速提到如图虚线的位置，在这个过程中，拉力F的大小（ C ）

A．一直变大 B．始终不变 C．一直变小 D．先变小后变大

7.（2018四川绵阳）如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC．A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N．现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是（ C ）

A．8N

B．12N

C．16N

D．18N

8.（2018浙江宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ D ）

A．F2的功率为0.6W

B．弹簧测力计读数为9N

C．物体A和地面之间有摩擦力

D．如果增大F2，物体A可能向左运动

9.（2018福建B卷）《墨经》最早记述了秤的杠杆原理。图中“标”“本”表示力臂，“权”“重”表示力。以下说法符合杠杆平衡原理的是（ C ）

A．“权”小于“重”时，A端一定上扬

B．“权”小于“重”时，“标”一定小于“本”

C．增大“重”时，应把“权”向A端移

D．增大“重”时，应换用更小的“权”

10.（2018广西北部湾）在探究“杠杆平衡条件”实验中，杠杆在力F作用下水平平衡，如图所示，现将弹簧测力计绕B点从a位置转动到b位置过程中，杠杆始终保持水平平衡，则拉力F与其力臂的乘积变化情况是（ C ）

A．一直变小 B．一直变大 C．一直不变 D．先变小后变大

11.（2018四川达州）如图所示，光滑带槽的长木条AB（质量不计）可以绕支点O转动，木条的A端用竖直细线连接在地板上，OA＝0.6m，OB＝0.4m．在木条的B端通过细线悬挂一个长方体木块C，C的密度为0.8×103kg/m3，B端正下方放一盛满水的溢水杯．现将木块C缓慢浸入溢水杯中，当木块浸入水中一半时，从溢水口处溢出0.5N的水，杠杆处于水平平衡状态．然后让质量为300g的小球从B点沿槽向A端匀速运动，经4s的时间系在A端细绳的拉力恰好等于0，下列结果不正确的是（忽略细绳的重力，g取10N/kg）（  D ）

A．木块受到的浮力为0.5N

B．木块C受到细线的拉力为0.3N

C．小球刚放在B端时A端受到细线的拉力为2.2N

D．小球的运动速度为0.2m/s

12.（2018贵州贵阳）人们应用不同的简单机械来辅助工作，正常使用下列简单机械时说法正确的是（ A ）

A．筷子可以省距离B．所有剪刀都一定省力C．定滑轮可以省力D．撬棒越短一定越省力

13.（2018湖北咸宁）如图所示，用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m，若动滑轮重20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中，下列说法正确的是（ B ）

A．绳子自由端向上移动了4m       B．拉力F的功率为90W

C．拉力F为90N              D．滑轮组的机械效率为80%

14.（2018陕西省）如图所示的不锈钢空调架，安装时横杆OB伸出墙外由斜杆AC支撑，其中O、A两点固定在墙上，C端固定在横杆OB上，通常将空调室外机置于该支架上时不紧靠墙体.下列相关说法正确的是（  C  ）

A.空调架对墙没有力的作用B.若以O为支点，OB一定是一个省力杠杆

C.若室外机向外移动，AC对OB的支撑力变大D.室外机不能紧靠墙体主要是为了防止漏电

15.（2018湖北省宜昌市）下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是（ B ）

A.有用功越多。机械效率越高    B.同一起重机提起的货物越重，机械效率越高

C.额外功越少，机械效率越高    D.同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高

16.（2018福建B卷）如图，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度。与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大。若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程（ D ）

A．额外功较小 B．额外功较大 C．总功较小 D．总功较大

17.（2018四川省广安市）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150N（忽略绳子的重力），则下列说法正确的是（ A ）

A.斜面上的摩擦力是50N  B.拉力的功率是50W

C.拉力所做的功是300J   D斜面的机械效率是80%

18.（2018湖南省常德市）如图所示，小红用10N的拉力将重为20N的物体在5s内匀速提升了0.2m，则以下说法正确的是（B  ）

A.绳子自由端移动的距离为0.4mB.有用功为4J

C.滑轮组的机械效率为83.3%D.拉力的功率为12W

19.（2018四川省自贡市）如右图所示，用滑轮组提升重物时，重400N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N，则提升重物的过程中（ D ）

A.做的总功是400J   B.拉力F的功率是25W

C.绳子自由端被拉下1m   D.滑轮组的机械效率是80%

20.（2018湖南省邵阳市）如右图所示，某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m，所用的拉力是400N。下列说法正确的是（B  ）

A．机械效率是80%       B．有用功是1800J

C．额外功是300J        D．总功是2100J

21.（2018河南省）高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷的直直的，以保障列车电极与输电线的良好接触。图2为输电线的牵引装置。钢绳通过滑轮组悬挂20个相同的坠砣，每个坠砣质量为25kg，不计滑轮和钢绳自重和摩擦，输电线A端受到的拉力大小为     N。若某段时间内坠砣串下降了30cm，则输电线A端向左移动了     cm。（g取10N/kg，不考虑钢绳的热胀冷缩）

【答案】10000；15。

22.（2018湖南娄底）如图是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为GA=100N。在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为v=0.4m/s，滑轮质量、绳重及一切摩擦均可忽略不计，

（1）绳子自由端的拉力大小F=     N；

（2）拉力F做功的功率P=     W。

（3）物体A的机械能     （填“增加”、“减少”或“不变”）。

【答案】（1）50；（2）40；（3）增加

23.（2018四川遂宁）小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm,物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N.若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为      m/s,物体A受到B施加的摩擦力      (选填“水平向左”、“水平向右”或“为零”)，水平拉力F为      N, 水平拉力F的功率为      W.

【答案】0.1；水平向右；36；3.6

24.（2018天津）利用图甲中的撬棒撬石块时，撬林相当于  （选填“省力”或“费力”）杠杆：利用图乙中的滑轮组匀速提升900N的重物时，若忽略滑轮自重、绳重及摩擦，人对绳的最小拉力为  N。

【答案】省力；300

25.（2018云南省昆明市）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，A点处挂一个重为20N 的物体，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，且OB：AB=2：1。则 F=    N，它是    杠杆。

【答案】30   费力

26.（2018浙江杭州）如图所示，将长为1.2米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0.3米。在A端挂一个重为30牛的物体，在B端挂一个重为G的物体。

（1）若G=30牛，台面受到木棒的压力为  牛。

（2）若要使木棒右端下沉，B端挂的物体至少要大于  牛。

（3）若B端挂物体后，木棒仍在水平台面上静止，则G的取值范围为  牛。

【答案】（1）60；（2）90；（3）l0～90

27.（2018山东东营）如图所示，杠杆AOB能绕O点转动。在A点挂一重物G，为使杠杆保持平衡且用力最小，在B点施加一个力，这个力应该是图中的      。

【答案】F2

28.（2018山东临沂）小明用如图所示的动滑轮提起140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为    N；如果向水桶内再加入40N的水，提起时动滑轮的机械效率    （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】80；变大

29.（2018山东枣庄）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体，不计绳重和摩擦。若GA＞GB，则η甲     η乙；若FA=FB，则GA     GB．（选填“＞”、“＜”或“=”）

【答案】＞；＜

30.（2018海南）如图所示，用动滑轮把重为40N的物体A以0.5m/s的速度匀速提升，用时4s，拉力F的大小是25N，则拉力F的功率是       W，动滑轮的机械效率是       。

【答案】25；80%

31.（2018湖北荆门）工人利用斜面和滑轮将物体从斜面底端匀速拉到顶端，斜面高1m，长2m，物体重500N，平行于斜画的拉力200N，所用时间10s。在此过程中，物体动能      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。重力势能      （选填“增大”、“减小”或“不变”）。拉力的功率为      W，把物体直接提高到斜面顶端做的功为有用功，则这个装置的机械效率为      。

【答案】不变；增大；80；62.5%

32.（2018江苏淮安）如图所示，工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m，所用时间为lmin，则工人做的有用功是       J，工人做功的功率是       W，动滑轮的机械效率是       。

【答案】2400；50；80%

33.（2018河北）一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m,起重机做的有用功是           J。若起重机做的额外功是 9600J，则机械效率是        ，起重机的总功率是       W。

【答案】14400    60%    2400

34.（2018浙江湖州）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体，沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：

（1）人的拉力所做的功。

（2）人的拉力做功的功率。

（3）动滑轮受到的重力。

 【答案】（1）72J（2）18W（3）1N。

35.（2018广东省）如题19图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s.（g=10N/kg）求：

（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？

（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）

【答案】（1）2400W；80%；（2）4m。

36.（2018浙江省台州市）图甲是一种壶口处配有自动开合小壶盖的电水壶。

（1）如图乙，电水壶底部的导线连接装置有铜环①、铜环②和铜柱③．经测试发现：①、②之间是绝缘的，②、③之间常温下有十几欧姆的电阻。则与水壶金属外壳相连的装置是     。

（2）图丙是自动开合小壶盖简化侧视图。OA是小壶盖，C是其重力作用点。B是小壶盖的配重。OB是配重柄。AOB能绕固定点O自由转动。请在答题纸图丙中作出小壶盖的重力G及其力臂L。

（3）已知：小壶盖质量为4克，OA=3厘米，OC=1.4厘米，OB=1厘米，∠AOB=135°．要求倒水时，壶身最多倾斜45°，小壶盖便自动打开；壶身竖直时，小壶盖在水平位置自动闭合。求配重B的质量取值范围。（配重柄质量和O点的摩擦均忽略不计，取1.4）

 【答案】（1）①；（2）如图所示： （3）4g~4.78g。

37.（2018山东枣庄）如图所示是小李和小王利用刻度均匀的轻质杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。

（1）实验前没挂钩码时，杠杆静止的位置如图甲所示，此时应将螺母向     调节，使杠杆在水平位置平衡。

（2）杠杆平衡后，小李在左右两侧分别挂上钩码，如图乙所示，杠杆的     端会下沉，要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变钩码悬挂点的位置和改变较少钩码的前提下，只需将       即可。

（3）小李和小王又分别设计了两种实验方案，小李的方案如图丙所示，小王的方案如图丁所示。你认为      的实验方案更好，请说明你的理由                      。

（4）实验中小王发现：如果在杠杆的O点用弹簧测力计施加一个向上的力，这个力在探究实验时是否影响到杠杆的平衡？请说明理由                         。

【答案】（1）右；（2）左；将左侧的钩码去掉一个；（3）小李；弹簧测力计在图丙的力与力臂垂直，力臂在杠杆上便于测量；（4）这个作用在杠杆O点的力的力臂等于零，不影响杠杆的平衡。

38.（2018山东泰安）图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题：

（1）物体提升的高度是     cm，拉力是    N，该滑轮组的机械效率η=     ；

（2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率      （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【答案】（1）5.0； 2；75%；（2）变小。

39．（2018湖南娄底）在图中画出力F对支点O的力臂。

【答案】

40．（2018四川眉山）如图所示，轻质杠杆OA能绕O点转动，请在杠杆中的A端画出使轻质杠杆保持平衡的最小的力F的示意图（要求保留作图痕迹）。

【答案】

41.（2018湖北咸宁） 过去农村用的舂米工具是一个杠杆，如图所示是它的结构示意图。O为固定转轴，在A端连接着石球，脚踏B端可以使石球升高，抬起脚，石球会落下打击稻谷。请在图中画出动力F1的力臂和石球所受重力G的示意图。

【答案】