第十二章《简单机械》
★知识梳理
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＝
1. 简单机械改变力的大小和方向.（探究） 2. 机械效率.（了解） 3. 机械使用的历史发展过程；机械★备考指导 的使用对社会发展的作用.（认识） 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
W有
___ W总
★考纲要求： W有Gh3.测量滑轮组的机械效率：η＝＝_ W总Fs3.备考重点：杠杆与滑轮的作图，机械效率的理解及简单计算
★突破考点，典例呈现
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 )
1
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
2
m＝40 kg，底面积S＝1 m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
F压400 N
面的压强是p＝＝2＝400 Pa。
S1 m
(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。
2
(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
W总1 500 J
＝6 m。W总＝Fs＝250 N×6 m＝1 500 J，拉力F的功率P＝＝＝300 W。
t5 s
W有1 200 J
(4)滑轮组的机械效率η＝＝＝80%。
W总1 500 J
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＝
W有GhG＝＝。 W总FsnFW有W有＋W额
＝
(2)若不计绳重及摩擦，则η＝
GhG＝。
Gh＋G动hG＋G动
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。
物理量 次数 1 0.1 0.5 0.05 1 2 0.15 0.5 0.05 1.5 3 0.2 1.5 0.1 3 4 0.2 _2_ 0.1 4 l1/m F1/N l2/m F2/N 3
★中考连接，挑战自我
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 ）
4
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
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2020年中考物理总复习系列12简单机械-精品
