2025年中考物理二輪復(fù)習(xí)專題突破課簡單機(jī)械件

簡單機(jī)械1.杠桿(1)定義：在______的作用下能繞著________轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿。

判斷一個(gè)物體是不是杠桿，需要滿足三個(gè)條件，即硬物體(不一定是棒)、受力(動(dòng)力和阻力)和轉(zhuǎn)動(dòng)(繞固定點(diǎn))。杠桿可以是直的，也可以是彎的，甚至是任意形狀的，只要在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且是硬物體，都可稱為杠桿。固定點(diǎn)力知識(shí)梳理(2)杠桿(五要素)的示意圖如圖所示。

①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)，用字母O表示。②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F1表示。③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力，用字母F2表示。④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的距離，用字母l1表示。⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離，用字母l2表示。(3)杠桿的平衡條件①杠桿平衡是指杠桿在動(dòng)力和阻力作用下________。

②實(shí)驗(yàn)前，調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。這樣做的目的：可以方便從杠桿上量出________。

③結(jié)論：杠桿的平衡條件(或杠桿原理)是_____________________________________，或?qū)憺開_______________________。

靜止力臂動(dòng)力×動(dòng)力臂＝F1l1＝F2l2阻力×阻力臂(4)杠桿的分類和應(yīng)用

名稱特點(diǎn)應(yīng)用舉例省力杠桿l1＞l2，F(xiàn)1＜F2，省力費(fèi)距離撬棒、鍘刀、動(dòng)滑輪、羊角錘、鋼絲鉗、獨(dú)輪車、花枝剪刀費(fèi)力杠桿l1＜l2，F(xiàn)1＞F2，費(fèi)力省距離筷子、鑷子、人的前臂、理發(fā)剪刀、釣魚竿、賽艇的船槳等臂杠桿l1＝l2，F(xiàn)1＝F2，不省力、不省距離天平、定滑輪2.其他簡單機(jī)械(1)定滑輪①定義：軸固定不動(dòng)的滑輪。②特點(diǎn)：使用定滑輪不省力但能改變力的________。

③實(shí)質(zhì)：相當(dāng)于________杠桿。方向等臂(2)動(dòng)滑輪①定義：軸和重物一起移動(dòng)的滑輪。②特點(diǎn)：使用動(dòng)滑輪能_______，但是不能改變力的________，而且費(fèi)________。

③實(shí)質(zhì)：相當(dāng)于________________________的杠桿。

省力方向距離動(dòng)力臂是阻力臂2倍

省力方向

(4)輪軸：由具有公共轉(zhuǎn)軸的輪和軸組成的機(jī)械。動(dòng)力作用在輪上時(shí)，省力、費(fèi)距離；動(dòng)力作用在軸上時(shí)，費(fèi)力、省距離。(5)斜面：使用時(shí)費(fèi)距離但可以省力的簡單機(jī)械?？键c(diǎn)1.杠桿及其作圖

【例1】肱二頭肌收縮產(chǎn)生的力使前臂骨骼繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)前臂骨骼可以看成一個(gè)杠桿模型，簡稱前臂杠桿。手提重物時(shí)(如圖所示)，對(duì)前臂杠桿的分析錯(cuò)誤的是(

)。A.前臂杠桿是省力杠桿B.肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn)C.肱二頭肌對(duì)前臂杠桿的牽引力是動(dòng)力D.前臂保持水平時(shí)，阻力臂最長考點(diǎn)突破解析

用手提起物體時(shí)，人的前臂相當(dāng)于一個(gè)杠桿，肱二頭肌給橈骨的力F1是動(dòng)力，重物給前臂的力F2是阻力，杠桿圍繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，因此支點(diǎn)O在肘關(guān)節(jié)處。用手向上舉物體時(shí)，動(dòng)力臂小于阻力臂，因此前臂是一個(gè)費(fèi)力杠桿；前臂保持水平時(shí)，阻力F2到支點(diǎn)的作用線的距離最遠(yuǎn)，即阻力臂最長。答案

A1.中國空間站利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)抓住、拉回、鎖死等功能，機(jī)械臂的功能類似于人的手臂。下列工具在使用時(shí)與機(jī)械臂工作時(shí)屬于同一類杠桿的是(

)。A.食品夾

B.羊角錘

C.核桃夾

D.獨(dú)輪車

A變式練習(xí)

【例2】畫出杠桿AB在圖示位置靜止時(shí)作用在A端的最小力F的方向及其力臂l1。解析

使用杠桿時(shí)，若阻力和阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長，越省力。因此解答此題，只需找出使動(dòng)力臂最長的動(dòng)力作用點(diǎn)，然后作動(dòng)力臂的垂線即可。答案使杠桿AB靜止時(shí)所用最小力的作用點(diǎn)和方向如圖所示。在A點(diǎn)用力，用力方向與OA垂直，這樣動(dòng)力臂最長(等于OA)，最省力，如圖所示：2.如圖所示，水平地面上一塊質(zhì)地均勻的方形木板在力F1的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把它看作一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)的杠桿，請(qǐng)畫出阻力F2的示意圖及動(dòng)力F1的力臂l1。第2題圖

如圖所示：變式練習(xí)考點(diǎn)2.杠桿的平衡條件【例3】在“探究杠桿的平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示：(1)把鉤碼掛在杠桿兩邊，改變鉤碼的位置，使杠桿在________位置平衡。

(2)用圖上的符號(hào)，寫出杠桿的平衡條件是________________。(3)根據(jù)杠桿的平衡條件，當(dāng)杠桿平衡時(shí)，填寫下表中的空格。

動(dòng)力F1/N動(dòng)力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm26

45

2.56

2.01.964.0解析

(1)為了方便測量力臂，應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。(2)杠桿的平衡條件是動(dòng)力×動(dòng)力臂＝阻力×阻力臂，即F1l1＝F2l2。(3)利用杠桿平衡條件計(jì)算即可。答案

(1)水平(2)F1l1＝F2l2

(3)3

3

3.923.《天工開物》中記載的我國傳統(tǒng)提水工具“桔槔”如圖所示，用繩子系住一根直的硬棒的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，A端掛有重為40N的石塊，B端掛有重為20N的空桶，OA長為1.2m，OB長為0.6m。使用時(shí)，人向下拉繩放下空桶，裝滿重為100N的水后向上拉繩緩慢將桶提起。硬棒質(zhì)量忽略不計(jì)，下列說法正確的是(

)。第3題圖

A.向下拉繩放下空桶時(shí)桔槔為省力杠桿B.向下拉繩放下空桶時(shí)人對(duì)桶拉力為20NC.向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)桔槔為費(fèi)力杠桿D.向上拉繩提起裝滿水的桶時(shí)人對(duì)桶拉力為40ND變式練習(xí)考點(diǎn)3.滑輪與滑輪組

【例4】如圖所示，用動(dòng)滑輪在水平地面上沿直線勻速拉動(dòng)重為G的物體。已知水平拉力為F，物體受到地面的摩擦力為f，物體移動(dòng)的距離為s。下列說法正確的是(

)。A.重力做功數(shù)值為GsB.拉力做功數(shù)值為FsC.克服摩擦力做功數(shù)值為fsD.使用此滑輪既省力又省功解析

物體在重力方向沒有移動(dòng)距離，重力做功數(shù)值為0，故A錯(cuò)誤；由2段繩子與動(dòng)滑輪相連，物體移動(dòng)的距離為s，拉力移動(dòng)距離s拉＝2s，拉力做功數(shù)值為W＝2Fs，故B錯(cuò)誤；克服摩擦力做功數(shù)值為fs，故C正確；任何機(jī)械都不省功，使用此滑輪可省力，但不省功，故D錯(cuò)誤。答案

C4.用圖甲的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦。物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是____(填“A”或“B”)，動(dòng)滑輪重為______N，3s內(nèi)對(duì)物體做的有用功為______J。

第4題圖

A40300變式練習(xí)一、選擇題。1.下列簡單機(jī)械不能省力但能省距離的是(

)。A.自行車的腳踏裝置B.盤山公路C.劃船用的船槳D.動(dòng)滑輪C課堂練習(xí)2.園藝師傅使用如圖所示的剪刀修剪樹枝時(shí)，常把樹枝盡量往剪刀軸O靠近，這樣做的目的是(

)。第2題圖

A.增大阻力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離B.減小動(dòng)力臂，減小動(dòng)力移動(dòng)的距離C.增大動(dòng)力臂，省力D.減小阻力臂，省力D3.筷子是人們常用的飲食工具，也是中華飲食文化的標(biāo)志之一。如圖所示，用甲、乙兩根筷子夾一個(gè)小球，甲始終豎直，乙傾斜，小球始終保持靜止。則下列說法正確的是(

)。第3題圖

A.筷子是省力杠桿B.甲筷子對(duì)小球沒有力的作用C.小球受力平衡D.手對(duì)筷子的力大于筷子對(duì)手的力C4.如圖所示，一塊厚度、密度均勻的長方體木板放在水平地面上，用一個(gè)豎直向上的力將其一邊抬離地面，則(

)。第4題圖

A.F甲＞F乙，因?yàn)榧追椒ǖ膭?dòng)力臂長B.F甲＜F乙，因?yàn)橐曳椒ǖ淖枇Ρ坶LC.F甲＞F乙，因?yàn)橐曳椒ǖ淖枇Ρ鄱藾.F甲＝F乙，因?yàn)閯?dòng)力臂都是阻力臂的2倍D5.用同樣大小的力F將重物勻速提升，若不計(jì)摩擦、繩重和滑輪重，下列裝置所提物重最大的是(

)。ABCDC二、填空題。6.某同學(xué)發(fā)現(xiàn)生活中有很多簡單機(jī)械，如筷子、剪刀、鑷子、扳手、鑰匙等。當(dāng)把鑰匙插入鎖孔開鎖時(shí)，鑰匙就相當(dāng)于________(填“杠桿”“輪軸”“滑輪”或“斜面”)，它是一個(gè)_________(填“省力”或“費(fèi)力”)的機(jī)械。

7.鋼絲鉗是______(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿。用鋼絲鉗剪鐵絲時(shí)動(dòng)力臂長為10cm，阻力臂長為2cm，若鐵絲被剪斷需要1000N的力，則至少給鋼絲鉗施加______N的力才能將鐵絲剪斷。

輪軸省力省力2008.如圖所示，物重G＝30N，繩的一端拴在地面，拉力F使滑輪勻速上升。若滑輪重為2N，使物體上升20cm，則拉力F＝________N，滑輪向上移動(dòng)________cm。

(不計(jì)繩重與摩擦)

第8題圖

62109.如圖所示，一名同學(xué)在做俯臥撐。若把人的軀干看作一個(gè)杠桿，則這是一個(gè)________(填“省力”或“費(fèi)力”)杠桿，該杠桿的支點(diǎn)是_______(填字母代號(hào))點(diǎn)。第9題圖

省力B10.輕質(zhì)杠桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA∶OB＝3∶1，A端細(xì)線下掛300N的重物靜止在水平地面上。若使杠桿保持水平位置，且重物對(duì)水平地面的壓力為0，則在B點(diǎn)要用______N的力豎直向下拉。此杠桿為________(填“省力”“費(fèi)力”或“等臂”)杠桿。

第10題圖

900

費(fèi)力三、作圖題。11.(1)如圖甲所示，拉桿式行李箱在拉力F的作用下靜止在斜坡上。請(qǐng)畫出行李箱受到的重力G的示意圖，以及拉力F的力臂l。

(2)如圖乙所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出杠桿OA的動(dòng)力臂l。甲

如圖所示：

乙

如圖所示：12.用輕質(zhì)滑輪組(忽略動(dòng)滑輪自重)將重為G的物體提起來，請(qǐng)按要求畫出不同繞線方法。第12題圖

如圖所示：13.用力F1把門推開，彈性繩會(huì)被拉長。如圖所示，門此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。第13題圖

F1l1＝F2l2<(1)(2)如圖所示：14.(1)如圖甲所示，利用羊角錘撬起釘子。請(qǐng)你在羊角錘A點(diǎn)處畫出所能施加的最小動(dòng)力F1的示意圖，并畫出阻力F2的阻力臂l2。(2)用如圖乙所示的滑輪組提升重物，用筆畫線代替繩子畫出最省力的繩子繞法。甲

如圖所示：乙如圖所示：15.如圖所示，O為蹺蹺板的支點(diǎn)，小朋友對(duì)蹺蹺板的作用力F＝120N，大人對(duì)蹺蹺板的作用力F'＝100N(圖中未畫出)，蹺蹺板水平靜止。第15題圖

(1)在圖中畫出F的力臂l。(2)F'的作用點(diǎn)可能在______(填“A”“B”或“C”)，方向豎直________(填“向上”或“向下”)。

A向下(1)如圖所示：四、實(shí)驗(yàn)題。16.在

“探究杠桿的平衡條件”

實(shí)驗(yàn)中：第16題圖

(1)實(shí)驗(yàn)前，當(dāng)杠桿靜止時(shí)，發(fā)現(xiàn)杠桿如圖甲所示，應(yīng)向________(填

“左”

或

“右”)調(diào)節(jié)平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。

左(2)在實(shí)驗(yàn)過程中杠桿始終保持水平，如圖乙所示，將彈簧測力計(jì)由豎直向下變?yōu)閮A斜后，彈簧測力計(jì)的示數(shù)將________(填

“變大”

“變小”

或

“不變”)。

(3)在探究杠桿的平衡條件時(shí)，改變力和力臂的大小得到多組數(shù)據(jù)的目的是________。(填字母代號(hào))

A.減小誤差B.計(jì)算求平均值C.尋找普遍規(guī)律，避免偶然性變大C17.小麗和小華利用刻度均勻的輕質(zhì)杠桿探究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。第17題圖

(1)實(shí)驗(yàn)前沒掛鉤碼時(shí)，杠桿靜止的位置如圖甲所示，此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向________調(diào)節(jié)，使杠桿在水平位置平衡。

右(2)杠桿平衡后，小麗在左右兩側(cè)分別掛上鉤碼，如圖乙所示，杠桿的______端會(huì)下沉，要使杠桿重新在水平位置平衡，在不改變鉤碼懸掛點(diǎn)的位置和沒有多余鉤碼的前提下，只需________________________。

(3)小麗和小華又分別設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，小麗的方案如圖丙所示，小華的方案如圖丁所示。______的實(shí)驗(yàn)方案更好，理由是_________________________________________________________________________。

左將左側(cè)的鉤碼去掉一個(gè)小麗圖丙彈簧測力計(jì)的力與力臂垂直，力臂在杠桿上便于測量第17題圖

(4)實(shí)驗(yàn)中小華提出疑問：如果在杠桿的O點(diǎn)用彈簧測力計(jì)施加一個(gè)向上的力，這個(gè)力在探究實(shí)驗(yàn)時(shí)是否影響到杠桿的平衡？__________。理由是_______________________________________________________。不影響這個(gè)作用在杠桿O點(diǎn)的力的力臂等于零，不影響杠桿的平衡五、計(jì)算題。18.建筑工地上的起重機(jī)示意圖如圖所示，起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率為3×103W，它把質(zhì)量為1t的重物勻速提起24m時(shí)，用時(shí)100s。(g取10N/kg)(1)在這段時(shí)間內(nèi)，起重機(jī)提起重物做功的功率和機(jī)械效率分別是多少？第18題圖

第18題圖

(2)設(shè)OB長為l1，則OA長為l2＝20m－l1，B端所受的力為F1＝G'＝m'g＝4×103kg×10N/kg＝4×104N，A端所受的力為F2＝G＝1×104N，由杠桿平衡條件F1×l1＝F2×l2得4×104N×l1＝1×104N×(20m－l1)，解得l1＝4m，即OB長為4m。(2)若AB長為20m，吊起重物時(shí)B端的配重質(zhì)量為4t，為使起重機(jī)不翻倒，則OB長為多少？(不計(jì)摩擦和起重機(jī)自重)第18題圖

(1)正方體A的體積VA＝(0.1m)3＝0.001m3，A未露出水面時(shí)排開水的體積V排＝VA＝0.001m3，所受的浮力F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3

×10N/kg×0.001m3＝10N。19.邊長為0.1m、重為20N的實(shí)心正方體A放置在裝有水的容器底部，水深0.45m，容器底面積為200cm2。現(xiàn)用圖甲所示的滑輪組將其勻速提升(忽略繩重、摩擦)。滑輪組繩子自由端的拉力為F，物體A的下表面到容器底部的距離為h，F(xiàn)與h的關(guān)系如圖乙所示。(g＝10N/kg)(1)求A未露出水面時(shí)所受的浮力。第19題圖

(2)求滑輪組中動(dòng)滑輪的重力。第19題圖

(3)A完全脫離水面后，求水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)。第19題圖

六、綜合能力題。20.2022年北京冬奧會(huì)的滑雪大跳臺(tái)如圖甲所示。甲

乙

(1)運(yùn)動(dòng)員從起點(diǎn)下滑，過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)，他在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢(shì)能如圖乙所示，M點(diǎn)的動(dòng)能為_______。在M、S兩點(diǎn)相比，速度________，機(jī)械能__________(后兩空填“M點(diǎn)大”“S點(diǎn)大”或“一樣大”)。

5×103JS點(diǎn)大M點(diǎn)大(2)某同學(xué)制作滑雪大跳臺(tái)的模型，把跳臺(tái)滑道上段簡化成如圖丙所示的杠桿。O是支點(diǎn)，A是這段滑道的重心，若模型支架對(duì)滑道的力F作用在B點(diǎn)，沿bc線。根據(jù)杠桿平衡條件可以判斷，力F______(填“大于”“小于”或“等于”)滑道上段所受的重力；該杠桿是________杠桿。

(3)用圖丁裝置模擬建造滑道，被勻速提升的模型部件重10N，每個(gè)滑輪重2N，則拉力F大小為________N。

丙丁小于省力61.(2022·廣東)分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計(jì)滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是(

)。A

B

C

DA強(qiáng)化練習(xí)2.(2023·廣東)杠桿在如圖所示的位置靜止，此時(shí)杠桿________(填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài)。調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿保持水平并靜止，此操作可方便測量力臂，原因是此時(shí)_______________________________。

第2題圖

是力臂與杠桿平行(或重合)3.(2023·廣州)圖甲中工人用工具搬運(yùn)石頭，該工具可簡化成圖乙中的杠桿AB，移動(dòng)支架，可使支點(diǎn)O在AB間移動(dòng)。桿水平靜止，忽略桿重。第3題圖

(1)人對(duì)桿的壓力為F1，繩對(duì)桿的拉力為F2，F(xiàn)1、F2豎直向下：①在圖乙中畫出F1的力臂l1；②F2的力臂l2＝________(用F1、F2、l1表示)。

(1)①如圖所示：

(2)同一塊石頭仍懸掛在桿B端，人對(duì)桿A端的壓力方向不變，只通過移動(dòng)支點(diǎn)O使該壓力變小，桿仍保持水平靜止，支