简单机械（练习）-2025年中考物理一轮复习知识梳理与训练（解析版）

2025年中考第一轮复习（练习）

专题十二简单机械

目录

一、题型梳理

题型1杠杆杠杆作图

题型2探究杠杆平衡条件

题型3杠杆平衡条件的应用

题型4杠杆分类

题型5定滑轮与动滑轮

题型6滑轮组及其绕绳方式

题型7有关滑轮组的计算

题型8斜面与轮轴

题型9有用功、额外功和总功

题型10机械效率

题型11滑轮组的机械效率

题型12斜面、杠杆的机械效率

题型13测量滑轮组的机械效率

二、直击中考

三、新题+综合题

一、题型梳理

题型1杠杆杠杆作图

1.作图题

（1）如图所示，。点为支点，画出杠杆处于静止状态时动力人的力臂。

【答案】见右图。

【详解】支点到动力作用线的距离为动力臂，过支点0作动力B作用线的垂线段/1，为动力

臂，如图所示。

（2）请在图中根据静止的杠杆的动力臂/i,画出动力a的示意图。

，尸2忱

【答案】见右图。

【详解】由支点向力的作用线作垂线就是力臂，因此动力Q所在位置与动力臂垂直，作用点在

杠杆上，由阻力可判断动力方向向上，如图所示。

2.在生活中有很多小妙招，如图甲所示，用钢勺很轻松就可以打开饮料瓶盖，模型如图乙，它是

以为支点（选填"A”或"B”）的省力杠杆，手在（选填"C”或"D”）点向下压时会更

省力。

甲乙

【答案】BD

【详解】如图乙，用钢勺撬动瓶盖，以点8为支点，动力作用在勺柄上，瓶盖对勺头的阻力作用

在点A向上，此时动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力小于阻力，是省力杠杆。

手作用在。点时的动力臂大于作用在C点的动力臂，因为阻力和阻力臂不变，故动力更小。

3.如图是用撬棒撬石头的情景，图中关于该撬棒使用时的杠杆示意图正确的是（）

【答案】A

【详解】图中小石头与杠杆接触位置为支点,大石头向下压杠杆的力为阻力，人压杠杆的力为动

力.过支点。与两个作用力垂直的线段长分别为两个力的力臂。

题型2探究杠杆平衡条件

1.杠杆在如题图所示位置静止，此时杠杆（选填“是”或“不是"）处于平衡状态，调节杠

杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止，此操作可方便测量力臂，原因是此时。

【答案】是杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响，且此时支点到力的作

用线的距离等于力臂长度

【详解】口］杠杆在如图所示位置静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。

［2］调节杠杆两端的螺母使杠杆保持水平并静止时，杠杆的重心通过支点，消除了杠杆自重对杠杆

平衡的影响，且此时支点到力的作用线的距离等于力臂长度。

2.某同学利用铁架台、带刻度的杠杆、细线、弹簧测力计、若干祛码（每个钩码重1N）等实验材

料，探究杠杆平衡的条件：

丙

（1）实验前，杠杆处于如图甲所示的位置，应先将平衡螺母向（选填“左”或“右”）调

节，使杠杆在水平位置平衡；

（2）该同学根据图乙便直接得出杠杆平衡的条件：动力X动力臂=阻力义阻力臂。你认为这样得

出结论(选填“合理”或“不合理”)，理由是O

(3)该同学又采用了图丙所示的装置进行探究，为了使杠杆在水平位置平衡，计算出弹簧测力计

的值应为N,但是小明在实际实验操作中发现弹簧测力计的示数稍大于计算值，其原因可能

是O

【答案】右不合理一次实验得出的结论有偶然性4.5杠杆自身的重力对实验有影响

【详解】(1)由图可知，杠杆左端较低，为使其在水平位置平衡，应向右端移动平衡螺母。

(2)实验时如果只用一组数据得到结论，偶然性太大，不具有普遍性，因此应获取多组实验数据

归纳普遍性性的规律。

(3)根据杠杆平衡条件厂/=尸2方有如下关系式成立

3Nx6£=Fx4L

解得弹簧测力计的示数为尸=4.5N

利用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。

3.天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探

讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均

为0.5N。

(1)实验中，杠杆在______位置平衡最便于测量力臂；

(2)如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动

5cm,杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的和力臂有关；

(3)小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部

分数据已填入表中,请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；

实验次数阻力臂him

动力Fi/N动力臂Zi/m阻力F2/N

11.00.202.00.10

22.00.152.00.15

32.00.151.50.20

41.50.10()0.15

分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是E/1F2/2；

(4)小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧

测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。

①画出图丁中B的动力臂/i；

②多次改变拉力门的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，尸1/1都是大于尸其

【详解】(1)实验中，由于作用力是竖直方向上的，如果杠杆在水平位置平衡则力臂刚好在杠杆

上，最便于测量力臂。

(2)杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码会改变杠杆受力的大小，杠杆失去平衡，表

明与力的大小有关，如果将左侧钩码向右移动5cm,力臂会变小，杠杆失去平衡，表明杠杆平衡与力

臂大小有关。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。

(3)如图所示，阻力相当2个钩码重力，每个钩码重0.5N,所以阻力为1N。

分析第1次实验数据可得

=1.ONx0.20m=0.2NmF2l2=2.0Nx0.10m=0.2N-m

可知西/1=尸2/2，同理计算其它3次实验的数据，获得相同的结论，可归纳出杠杆的平衡条件是动

力X动力臂=阻力X阻力臂，即/山=&/2。

(4)[5]①力臂是支点到力的作用线的垂线段，如图所示

②由于支点不在中点处，杠杆自重会产生一个向下的作用力，则B需要比原来更大才能使杠杆平

衡，故其它条件不变，杠杆平衡时，Q/1都是大于B/2。

题型3杠杆平衡条件的应用

1.如图所示，一根质地均匀的木杆可绕。点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的

作用力F,使木杆从0A位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（）

A.逐渐变大B.逐渐变小

C.先变大，后变小D.先变小，后变大

【答案】A

【详解】将杠杆匀速地由最初位置转到水平位置时，动力臂不变，阻力为杠杆的重力，保持不

变，阻力臂变大，根据杠杆平衡条件RF=G/G，得尸=G/G〃F，所以动力逐渐变大，A符合题意，BCD

不符合题意。故选A。

2.如图所示，用一根自重可忽略不计的撬棒撬石块，若撬棒C点受到石块P的压力，且

AD>CD>BC,则要撬动石块P所用的最小的力是（）

A.FiB.F2C.FiD.F4

【答案】A

【详解】①若以2点为支点，要使动力最小，则动力臂应最大，即此时应选为动力臂，为

阻力臂，则作用在A点的最小力应垂直于撬棒斜向上，如解图1：②若以。点为支点，此时为动力

臂，C。为阻力臂，则作用在A点的最小力应垂直于撬棒斜向下，如解图2：已知CD>BC,

所以①更省力，力分垂直于撬棒且力臂最大，由杠杆平衡条件可得故BCD错误A正确。故选

Ao

图1图2

3.如图所示，始终保持杠杆水平平衡,将弹簧测力计由位置a缓慢地移到位置b,测力计的读数

将（）

A.不断减小B.不断增大

C.先减小，然后增大D.先增大，然后减小

【答案】B

【详解】根据题意可知，当弹簧测力计在a位置时，力臂刚好在杠杆上，且最大；当弹簧测力计

在b位置时，力臂是从。点到力的作用线的距离，动力臂减小，根据丹/1=尸2/2可得，拉力大小是

F=Gl2/h，因为重力G及其力臂/2都不变，当拉力的力臂人减小时，拉力尸增大，即将弹簧测力计由位

置。缓慢地移到位置b，测力计的读数将不断增大，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。

4.如图在某轻质杠杆8点，用弹簧测力计沿竖直方向提升一重物，当杠杆水平静止时，弹簧测力

计示数为10N,若（9A=10cm,AB=40cm,则物体的重力大小为N,此杠杆属于杠杆。

【答案】50省力

【详解】口］由图可知，。点为支点，由于力臂等于力的作用线到支点的垂直距离，所以阻力臂为

l2=OA=10cm

动力驿为A=%+AB=10cm+40cm=50cm

杠杆处于平衡状态，根据尸11=6/2可知

F^=10Nx50cm=5()N

l210cm

此时物体的重力大小等于阻力大小，即G=F2=50N

[2]由题意知，因为该杠杆使用时，动力臂大于阻力臂，所以此杠杆属于省力杠杆。

5.如图所示，杆秤坨的质量为0.5kg,秤钩悬挂处A与秤纽。间的距离为6cm,挂上重物后，秤蛇

移至距。点24cm的B处时，秤杆正好水平，求：

(1)秤坨受到的重力(g=10N/kg)；

(2)被称物体的重力；

(3)若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量多少kg的物体?

【答案】(1)5N；(2)20N；⑶4.5kg

【详解】(1)秤坨受到的重力为G=7烟=0$kgxl0N/kg=5N

(2)由杠杆平衡条件可得G物体*A。=G秤破xBO

代入数据得G物体x6cm=5Nx24cm

解得G物体=20N。

(3)若秤杆长60cm,则BO=60cm_6cm=54cm

由杠杆平衡条件G物体xAO=G^xBO'

可得G物体x6cm=5Nx54cm

解得G物体’=45N,则这把秤最大能称量的物体质量为

，=%体_45N

m=4.5kg

一g-10N/kg

答：(1)秤蛇受到的重力为5N；(2)被称物体的重力为20N；

(3)若秤杆长60cm,则这把秤最大能称量4.5kg的物体。

题型4杠杆分类

1.如图所示，以下器具在使用时属于省力杠杆的是()

【答案】c

【详解】A.筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A不符合题意;

B.食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；

C.钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C符合题意；

D.镣子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D不符合题意。故选C。

2.肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称

前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（）

A.前臂杠杆是省力杠杆B.肘关节处可以视为支点

C.肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力D.前臂保持水平时，阻力臂最长

【答案】A

【详解】ABC.用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给挠骨的力Q是动力，重

物给前臂的力三是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点。在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂

小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。

D.前臂保持水平时，阻力/2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题

意。故选A。

3.如图所示，园艺工人在修剪枝条时，常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，这样做是为了（）

A.增大动力臂，能够省力B.增大阻力臂，方便使用

C.减小动力臂，方便使用D.减小阻力臂，能够省力

【答案】D

【详解】常把枝条尽量往剪刀的轴处靠近，阻力臂减小了，阻力与阻力臂的乘积减小，动力臂不

变，则动力减小，能够省力，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。

4.某人采用如图1所示站姿锻炼：双脚并拢，脚尖。触地，脚后跟踮起，手臂水平，手掌支撑在

竖直墙壁上的A点，8点为人体重心所在位置。锻炼时，躯体保持伸直，手臂弯曲、伸直交替进行。

（人体可视为杠杆，。点为支点）

（1）在图1中画出人所受重力的示意图；

（2）在图1中画出墙壁对手掌支持力尸的力臂；

（3）如图2脚尖离墙壁越远，手掌对墙壁的压力就越（选填“大”或“小”），依据公式

尸1匕=尸2乙2分析，墙壁对手掌支持力尸为动力则L、巳、上三个量的变化是匕、巳、L2

（以上三空选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】见下图大减小不变增大

【详解】（1）人受到的重力是竖直向下的，人受重力的作用点在B点，由此画出人所受重力的示

意图，如图所示：

（2）延长支持力/画出力的作用线，过支点。向力/的作用线作垂线段，即为支持力斤的力臂

L,如图所示。

（3）脚尖离开墙壁越远，支撑点会下移，则由图可知动力臂会减小，阻力臂会增大，重力不变,

阻力大小不变，根据杠杆平衡条件可知人受到的支持力会变大；由力作用的相互性可知，手掌对墙壁

的压力会增大。

题型5定滑轮与动滑轮

1.用定滑轮匀速吊起重物，先后用打、F?、B沿图中所示的方向拉绳子，则（）

/〃〃/

A.尸1>/2>/3B.尸1</2V/3C.尸3〈尸1<尸2D.尸1二尸2=/3

【答案】D

【详解】定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，则品=B=B，故ABC不符合题意，D符合题

意。故选D。

2.如图是学校旗杆顶上的一个滑轮，升旗时往下拉动绳子，国旗就会上升。下列对于滑轮的说

法，正确的是（）

A.这是一个定滑轮，可省力B.这是一个动滑轮，可省力

C.这是一个定滑轮，可改变力的方向D.这是一个动滑轮，可改变力的方向

【答案】C

【详解】旗杆顶上滑轮的轴固定在旗杆上，所以该滑轮是一个定滑轮，定滑轮不能省力，其优点

是可以改变力的方向。故选C。

3.如图所示的滑轮为（选填“动”或“定”）滑轮；若不计滑轮重及细绳和滑轮间的摩

擦，用竖直向上的拉力4N,可以匀速提升滑轮下重为100N的物体。

，'F

【答案】动50

【详解】口］如图所示，提升重物时，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮。

⑵动滑轮省一半的力，故竖直向上的拉力为

F=-G«,=-X100N=50N

2物2

4.在图中画出该滑轮的支点。，并画出八、B的力臂312。

【答案】见右图。

【详解】动滑轮的支点在绳子与边框的接触点上，动力为绳子的拉力B，方向竖直向上，阻力为

动滑轮和物体重力之和尸2,方向竖直向下；过支点分别向动力作用线和阻力作用线画垂线，就得到动

力臂上阻力臂勿如图所示。

5.同学们共同研究滑轮的特点。

弹簧测力计

移动距离为

30cm

6N

物体匀速

上升时弹

簧测力计

示数物体上升高

度为10cm

二G物=2N

G物=1N|।]

G物=1N

乙丙

(1)他们研究定滑轮特点时，做的实验如图甲所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改

变o通过进一步分析还发现：使用定滑轮时，相当于一个杠杆；

(2)他们研究动滑轮特点时，用动滑轮匀速竖直提升重物，如乙图所示。据此可知，使用动滑轮

不改变力的方向，但可以。使用动滑轮时，相当于一个杠杆；当重物上升1m时，弹簧测

力计将上升m；

(3)由丙图可知，有股绳承担了物重，该图中所使用的动滑轮重______No

【答案】力的方向等臂省力省力230.4

【详解】(1)从甲图中可看出三种拉力情况，每次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变

拉力的方向，观察测力计的示数都为1N,等于物重，可得出结论：定滑轮在使用时可以改变动力的方

向，不会改变动力的大小。

定滑轮在使用时，支点在转轴上，动力臂等于阻力臂都等于半径，其实质是一个等臂杠杆。

(2)在图乙中拉力B=O.6N<G=1N,故使用动滑轮时可以省力，但不能改变力的方向。

动滑轮在使用时，动力臂是阻力臂的二倍，因此相当于是个省力杠杆。

当重物上升1m时，动滑轮左右两侧的绳子都需要移动1m,因此弹簧测力计将上升2m。

(3)由图可知，滑轮组上由三根绳子承担了重物的重力。从图中可以看出使用滑轮组时所用拉力

等于弹簧测力计的示数，弹簧测力计的示数为0.8N,因此尸=0.8N,货物的重力G=2N,根据

F」(G+G动)

n

可得6动=彼3=3*0砥小=(^

6.如图所示物体A的质量为50kg,当力尸为100N时，物体A恰能匀速前进，若A前进0.5m所

用的时间为10s(不计绳和滑轮的重力以及它们之间的摩擦，g=10N/kg)o求：

(1)物体A的重力；

(2)物体A受到的摩擦力；

(3)绳子末端移动的速度大小。

么4

♦.------A

【答案】(1)500N；(2)200N；(3)0.1m/So

【详解】(1)物体A的重力为G=»ig=50kgxl0N/kg=500N

(2)图中滑轮是动滑轮，不计绳和滑轮的重力以及它们之间的摩擦，由动滑轮的特点可知

1"

FF=2F&

因为物体恰能匀速前进，所以物体A受到的摩擦力等于尸拉

尸F拉=2P=2x100N=200N

(3)由动滑轮的特点可知s绳=2sA=2xO.5m=lm

则绳子末端的移动速度为

=0.1m/s

绳t10s

答：(1)物体A的重力为500N；(2)物体A受到的摩擦力为200N；(3)绳子末端的移动速度大

小为0.1m/So

题型6滑轮组及其绕绳方式

1.用笔画线代替绳子，画出拉动汽车最省力的绕绳方法。

【答案】见下图。

【详解】图中只有一个动滑轮，因要求最省力，则连接动滑轮的绳子股数”=3时最省力。具体接

法为：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过左边的定滑轮，再绕过右边动滑轮，如图。

7F^

2.请按要求作图：如图所示，站在地面上的工人利用滑轮组向下拉绳提起物体，请在图中画出最

合理的绳子绕法。

【详解】对由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，可绕线方法有两股和三股两种，两种方法

都达到了省力的目的，但拉力的方向不同，有三股绕线的方法拉力方向向上；有两股绕线的方法拉力

方向向下，根据题意要用向下的力提升重物可知，是用两股绕线的这种方法。绳子由定滑轮下端开

始，绕过动滑轮，再绕过定滑轮，另一端在人的手中。如图所示。

3.分别使用甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm,拉力大小如图所示,

下列说法正确的是（）

尸2=6N

A.甲更省力B.乙绳子自由端移动距离更大

C.两次所做的有用功都是200JD.此过程Q做的功比反做的功多

【答案】D

【详解】由图得，甲滑轮组w=3,乙滑轮组w'=2

A.拉着同一物体，甲绳子末端的拉力大于乙绳子末端的拉力，因此乙更省力，故A错误;

B.由5=演得，乙绳子自由端移动距离更小，故B错误；

C.两次所做的有用功都是叫^G/^lONxO.2m=2J,故C错误；

D.此过程B做的功

=Fixs=Fixnh=9Nx3x0.2m=5.4J

B做的功

r

W2=F2xs=F2Xiih=6Nx2x0.2m=2.4J

故D正确。故选D。

题型7有关滑轮组的计算

1.若滑轮组、绳子、摩擦均忽略不计，则下列两个滑轮提升同一重物的几种组合中最省距离的是

【答案】B

【详解】如图所示，A.动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为G/2；

B.两个定滑轮，不省力，不省距离，则绳子自由端的拉力为G；

C.动滑轮上绕3段绳，则绳子自由端的拉力为G/3；

D.动滑轮上绕两段绳，则绳子自由端的拉力为G/2；

综上所述，B选项中的滑轮组最不省力，最省距离，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

2.（多选题）如图所示，用20N的拉力/向上拉动绳子，使重为50N的物体M在2s内匀速升高

2m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（

A.该滑轮组既省力又省距离B.动滑轮重为10N

C.绳子自由端移动的距离为4mD.绳子自由端移动的速度为3m/s

【答案】BD

【知识点】滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、滑轮组的构成及优点

【详解】A.任何机械都不能省力又省距离，滑轮组省力但是费距离，故A错误；

B.由图可知，承担物重的绳子段数〃=3,不计绳重及摩擦时，绳子自由端的拉力

TG+G动）

则动滑轮的重力G动=〃户-G=3X20N-50N=10N,故B正确；

C.物体M升高2m,则绳子移动距离s=〃/?=3X2m=6m,故C错误;

D.绳子自由端移动的速度

故D正确。故选BD。

3.工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组，向下拉动绳子来提升货物。已知货物重600N。不计

绳重及摩擦。

(1)在图中画出绳子的绕法；

(2)若忽略动滑轮重，工人所用拉力多大；

(3)若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力为350N,动滑轮有多重？

【答案】(1)见图；(2)300N；(3)100N

【详解】(1)向下拉动绳子来提升货物，从拉力端开始向上绕起，绕过上面的定滑轮、下面的动

滑轮，最后固定在定滑轮的下挂钩上，如图所示。

(2)由图知，动滑轮上的绳子段数”=2,若忽略动滑轮重，不计绳重及摩擦，拉力

F=-G=-x600N=300N

22

(3)若不可忽略动滑轮重，工人实际所用拉力

则动滑轮的重力G动=2尸-G=2x350N-600N=100N

答：(1)见解析；(2)工人所用拉力是300N；(3)动滑轮重力是100N。

4.小明同学用如图所示的滑轮组用时10s匀速提升质量20kg的物体，物体向上移动了2m,不计

绳重和摩擦，g取10N/kg,动滑轮重力为20N。求：

(1)所提物体的重力；

(2)作用在绳子自由端的拉力；

(3)绳子自由端的移动速度。

【答案】(1)200N；(2)110N；(3)0.4m/s

【详解】(1)质量为20kg的物体的重力为

G=mg=20kgx10N/kg=200N

(2)不计绳重和摩擦，如图，滑轮组的动滑轮和重物由2条绳子共同对它们施加了向上的拉力,

因为定滑轮不省力只能改变力的方向，所以绳子自由端的拉力即为重物和动滑轮总重力的一半

(3)因为〃=2,所以绳子自由端移动的距离是物体上升高度的2倍，物体向上移动了2m,所以绳

子自由端移动的距离是4m,则绳子自由端的移动速度为

s4m八”,

v=—==0.4m/s

t10s

答：(1)所提物体的重力为200N；(2)作用在绳子自由端的拉力为110N；(3)绳子自由端的移

动速度为0.4m/So

题型8斜面与轮轴

1.古代的汲水装置一一辘轮，由具有共同转轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小

轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。用辘辕提水的某时刻的示意图如图乙所示，下列说法正确的是

()

A.正常使用时，图甲中辘转可视为费力杠杆

B.使用辘轮提水，不仅可以省力，也可以省距离

C.图丙中水龙头开关，②比①更省力

D.家中房门的门把手与辘转的原理相同

【答案】D

【详解】A.辘粉的实质是轮轴，动力作用在轮上，动力臂大于阻力臂，可以省力，属于省力杠

杆，故A错误;

B.省力的机械必定费距离，费力的机械必定省距离，既省力又省距离的机械是不存在的，故B错

C.水龙头开关的设计应用了轮轴，增大轮的半径可以增大动力臂，在阻力和阻力臂一定时，可以

减小动力，故选择图中的①可以更省力，故C错误；

D.辘粉和家中房门的门把手的设计都应用了轮轴，原理相同，故D正确。

故选D。

2.如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了A3、CD两个斜

面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面A5的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜

面搬运。下列说法正确的是（）

水平地面

A.沿斜面推动更省力

B.沿斜面CZ）推动，工人克服货物重力做的功更多

C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同

D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大

【答案】D

【详解】A.AB.CO两个斜面的高度相同，CD斜面长，沿斜面推动省力，故A错误；

BC.AB,C。两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=G/z可知克服货物重力做的功相同，

两件货物推到顶端的时间未知，由P=?可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；

D.沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械

能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。故选D。

3.在生产和生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如图所示，是用螺

丝刀拧螺丝的情景。手柄（选填"粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉是一种简

单机械，螺丝钉上螺纹的展开长度相当于（填“斜面”或“轮轴”），螺纹密一些的螺丝钉拧起

来更省力。

手柄

螺纹

【答案】粗斜面

【详解】螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴，轮轴是一种省力机械，支点在轴，螺丝刀手柄越粗动力

臂越大越省力。

螺丝钉在旋转进入孔中时，螺纹上会受到孔对它的阻力作用，螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘

旋公路一样，高山上的盘旋公路是斜面，那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。

题型9有用功、额外功和总功

1.如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（dui）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子

架起一根木杠，木杠绕着。点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就

可以舂米。下列分析正确的是（）

A.脚踏碓相当于省力杠杆B.石头重力做的功是额外功

C.使用这种杠杆可以省功D.人对碓做的功是总功

【答案】D

【详解】A.用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；

B.用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功对人们来说是有用的，属于有用功，故B错误；

C.根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误；

D.用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用的，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因

此人对碓做的功是总功，故D正确。故选D。

2.如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做

功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是J,对物体B做的额外功是Jo

【答案】20.5

【详解】由图乙可知，对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功

卬有=以总-WA额=3J-1J=2J

A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功

相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功

殛额=WB,e.-Ww=2.5J-2J=0.5J

3.如图所示，工人师傅用沿斜面向上1000N的推力。将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至

斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m,则此过程中的有用功为J,斜面的机械效率为。使用

斜面可以（选填“省力”或“省功”）。

【答案】3X10375%省力

【详解】斜面作为简单机械使用时，有用功等于克服物体重力做的功，因此

%=G/z=2000NX1.5m=3x1j

总功等于推力做的功，因此

叫=R=1000NX4ni=4xl（）3j

所以，机械效率为

〃=犀x]00%=3*I。：J*]00%=75%

W总4X103J

任何机械都不能省功，反而会需要做额外功。使用斜面时，推力比重力小，因此可以省力。

题型10机械效率概念

1,下列关于机械效率的说法正确的是（）

A.越省力的机械，机械效率越高

B.做功越快的机械，机械效率越高

C.所做有用功越多的机械，机械效率越高

D.有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高

【答案】D

【详解】A.机械效率是指有用功与总功的比值，与省力情况无关，故A错误；

B.功率是描述物体做功快慢的物理量，做功慢的机械，其功率小；机械效率是指有用功与总功的

比值，两者没有必然的联系，故B错误；

C.机械效率是指有用功与总功的比值，所做有用功越多，总功未知，机械效率不一定越高，故C

错误；

D.机械效率是指有用功与总功的比值，有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高，故D

正确。

故选D。

2,下列关于功、功率和机械效率的说法，不正确的是（）

A.做相同的功，时间少，做功快B.相同时间，功率大的做功多

C.机械的功率大，机械效率一定高D.机械效率不能达到100%

【答案】c

【详解】A.功率是做功多少与所用时间的比值。由公式P=：知，做相同的功，用时少的功率

大，做功快，故A正确，不符合题意；

B.功率反映做功的快慢，由公式知，相同时间，功率大的机械做功多，故B正确，不符

合题意；

C.机械效率是有用功与总功的比值，与功率大小做功快慢没有关系，故C不正确，符合题意；

D.无论怎样优化机械设计，使用任何机械都不可避免要做额外功，所以总功一定大于有用功，即

有用功与总功的比值一定小于1,也就是机械效率小于100%,故D正确，不符合题意。

故选C。

3.如图，工人用滑轮组将一桶重为400N的沙子在10s内匀速提升6m,所用的拉力为250N,若不

计绳重、桶重和摩擦，下列说法正确的是（）

A.拉力的功率是150W

B.若提升过程中有部分沙子洒出，滑轮组的机械效率变小

C.使用滑轮组既能省力又能省功

D.滑轮组的机械效率75%

【答案】B

【详解】A.由图示知，滑轮组承重绳子为2根，沙子提升6m时，绳子自由端移动的距离

s=2h=2X6m=12m

拉力所做的总功W,a=F5=250NX12m=3000J

拉力的功率

p=^=3000J=3()0W

t10s

故A错误;

B.提升过程中，部分沙子洒出，据W彳G/?知，所做的有用功变小，不计绳重、桶重及摩擦时,

所做额外功不变，则滑轮组的机械效率变小，故B正确;

C.使用滑轮组能省力，但需要做额外功，不能省功，故C错误;

D.提升400N重的沙子所做的有用功W：w=G/?=400NX6m=2400J

滑轮组的机械效率

故D错误。故选B。

4.在美丽乡村建设的工地上,如图所示，工人借助动滑轮用250N的拉力，将450N的重物匀速提

升2m,用时IQs0则()

A.重物上升的速度为0.4m/sB.动滑轮做的有用功为1000J

C.工人的拉力的功率为90WD.动滑轮的机械效率为90%

【答案】D

【详解】A.重物上升的速度为

「空生=0.2面s

t10s

故A不符合题意;

B.动滑轮做的有用功为W*G/z=450NX2m=900J,故B不符合题意;

C.动滑轮有两根绳承担，所以绳子自由端移动的速度为

v绳二片0.2m/sX2=0.4m/s

工人的拉力的功率为P=Fv绳=250NX0.4m/s=100W,故C不符合题意；

D.动滑轮的机械效率为

450N

77=^x100%=—X1OO%=x100%=90%

%nF2x250N

故D符合题意。故选D。

题型U滑轮组的机械效率

1,用如图所示的滑轮组把重400N的物体提升1m,所用拉力尸的大小为220N,下列说法正确的是

()

A.这个滑轮组能省距离

B.绳子自由端被拉下了4m

C.拉力厂做的功是220J

D.该滑轮组的机械效率约为90.9%

【答案】D

【详解】AB.由图可知〃=2,绳子自由端移动的距离s=〃/z=2><lm=2m>/z,这个滑轮组费距离,

故AB错误；

C.拉力尸做的总功为W,.=A=220NX2m=440J,故C错误；

D.有用功为W*G/7=400NXlm=400J

所以滑轮组的机械效率为

〃=」x100%=x100%=90.9%

故D正确。故选D。

2.小明用图所示的滑轮组水平匀速拉动物体A,使重200N的物体A在10s内向右移动了2m,若

物体A所受水平地面摩擦力大小为60N,小明所用水平拉力尸=25N,则该过程中（）

A.物体A的重力做功400JB.绳端移动距离为4m

C.绳端移动速度为0.2m/sD.滑轮组的机械效率为80%

【答案】D

【详解】A.物体A在水平面上匀速运动时，重力的方向上没有移动距离，所以物体A的重力没有

做功，故A不符合题意；

B.由图可知，滑轮组绳子的有效股数w=3,则绳子移动的距离

s绳=加物=3X2m=6m,故B不符合题意；

C.绳端移动速度

s绳6m,.

v==----=0n.6m/s

t10s,故C不符合题意;

D.拉力做的总功W总=^5■绳=25N义6m=150J

拉力做的有用功W^=fsft=60NX2m=120J

滑轮组的机械效率

故D符合题意。故选D。

3.用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以O.lm/s的速度匀速向上提升10s。

(1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力R

(2)实际中动滑轮重为40N,人的拉力做功400J,求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做

的额外功。

1!\

ft

wwwwwwwwKww

【答案】(1)150N；(2)75%,60J

【详解】(1)滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉

尸」G枷」x300N=150N

力2物2

(2)物体上升的高度〃=vZ=0.1m/sX10s=lm

有用功Ww=G/z=300NXlm=300J

滑轮组的机械效率

〃=上*100%=^21x100%=75%

唯400J

克服动滑轮做的功W动=6动〃=40?4><1111=401

额夕卜功W额=卬总-卬有=400J-300J=100J

克服绳重和摩擦所做的额外功

w=w额-w动=100J-40J=60J

答：(1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力是150N；(2)实际中动滑轮

重为40N,人的拉力做功400J,滑轮组的机械效率是150N,克服绳重和摩擦所做的额外功是60L

4.质量为1.8t的小汽车陷入泥泞中，在大家都一筹莫展的时候，聪明的小红很快想到了办法，利

用所学滑轮组知识，带领大家将小汽车顺利拉出。如图，若小汽车所受阻力为车重的0.2倍，滑轮组的

机械效率为80%(g=10N/kg)»求：

(1)小汽车所受阻力力

(2)绳子自由端拉力尸1；

(3)树承受的拉力B；

(4)小汽车以O.lm/s的速度匀速运动时，拉力吊的功率。

【答案】(1)3.6x103N；(2)1500N；(3)3000N；(4)450W

【详解】(D小汽车所受阻力为车重的0.2倍，所以小汽车所受阻力为

f=0.2G=02mg=0.2x1.8x1()3kgxlON/kg=3.6xl03N

(2)由滑轮组机械效率〃=矍、100%可知

二%用―力物_于

w总一耳S绳一3月

F\=L='6X1°"=15Q0N

则绳子自由端拉力3〃3x80%

(3)树承受的拉力等于定滑轮上2股绳的拉力的合力，所以树承受的拉力为

F2=2£=2X1500N=3000N

(4)小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，绳子自由端的运动速度为0.3m/s,拉力尸的功率为

p=V==£耍=i500Nx0.3m/s=450W

答：⑴小汽车所受阻力为3.6x103N；(2)绳子自由端拉力为1500N；(3)树承受的拉力为3000N；

⑷小汽车以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力厂的功率为450W。

题型12斜面、杠杆的机械效率

1.搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上

顶端，已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,则下列判定不正确的是

()

A.物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0

B.推力所做的功是2500J

C.斜面的机械效率为80%

D.物体受到斜面的摩擦力为100N

【答案】A

【详解】A.物体在斜面上运动的过程中受重力、支持力、推力、摩擦力共4个力的作用，处于平

衡状态，合力为0,故A错误，符合题意；

B.推力所做的功是W,&=Fs=500NX5m=2500J,故B正确，不符合题意;

C.推力做的有用功为W有二G/z=1000NX2m=2000J

斜面的机械效率为

%_2000J

x100%=80%

〃=隔一2500J

故C正确，不符合题意;

D.推力做的额外功为咋=唯一监=25。。，2。。。八5。。」

物体受到斜面的摩擦力为

^.=W^=500J=W0N

s5m

故D正确，不符合题意。故选A。

2.如图所示，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升至图中虚线位

置，弹簧测力计示数如图所示，钩码总重为1N,钩码上升高度为0.2m,弹簧测力计移动的竖直距离为

0.6m。则下列判断正确的是（）

A.该杠杆为费力杠杆B.人利用杠杆做的有用功为0.6J

C.人利用杠杆做的额外功为0.4JD.杠杆的机械效率为66.7%

【答案】D

【详解】A.由图可知，动力臂大于阻力臂，该杠杆为省力杠杆，故A错误;

B.人利用杠杆做的有用功为WU=G/7=1NX0.2m=0.2J,故B错误；

C.由图可知，弹簧测力计示数为0.5N,人利用杠杆做的总功为

W=