简单机械（知识清单）-2026年中考物理一轮复习备考

十、简单机械

（一）杠杆

1.概念：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就是一个杠杆（lever）。杠杆

是最简单的机械之一。

“硬棒”是指杠杆在转动中，形变很小，可忽略。

杠杆的外形可以是任意形状，可以是直的，也可以是弯的。

“支点”可在棒的一端，也可在棒上其他位置。

2.杠杆的五要素

（1）支点：杠杆绕着转动的固定点O

（2）动力：使杠杆转动的力n

（3）阻力：阻碍杠杆转动的力同

（4）动力臂：从支点到动力作用线的距离公

（5）阻力臂：从支点到阻力作用线的距离/2

①动力和阻力并不一定分布在支点的两边，也可以在支点的同一边;

②动力和阻力使杠杆转动的方向一定是相反的，但二者的作用方向不一定相反;

③动力和阻力作用点都在杠杆上；

④力管是支点到力的作用线的距离，而不是到力的作用点的距离。

3.杠杆的平衡条件

（1）杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，称之为杠杆平衡。

（2）杠杆的平衡条件：动力x动力臂限力x阻力臂，.…或写为F山标后此

4.生活中的杠杆

省力杠杆费力杠杆等臂杠杆

力臂关系h>l2li<h

力的关系Fi<FiF1>F2F1=F2

优缺点省力，费距离费力，省距离不省力，不省距离

1°A

图示%~~m

应用K例撬棒、起子、扳手镶子、钓鱼竿、筷子托盘天平

5.力臂的画法

（1）找支点。

（2）画力的作用线（或延长线）。

（3）从支点到力的作用线画垂线。

（4）标明相关字母。

杠杆中最小力的问题

1.根据杠杆平衡条件，阻力、阻力臂一定时，要使动力最小，则须使动力臂最长，连接杠杆支

点和动力作用点所得线段，即为最长动力臂。

2.具体步骤

①确定杠杆中支点和动力作用点的位置。

②连接支点与动力作用点，得到最长线段。

③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线。

④根据杠杆平衡原理，确定使杠杆平衡的动力方向。

（二）滑轮

1.定滑轮和动滑轮

\定滑轮动滑轮

概念轴固定不动的滑轮轴可以随物体一起运动的滑轮

特点不省力也不省距离，可以改变力的方向可以省力，但费距离，且不能改变力的方向

（1）从理论上看，使用定滑轮不省力也不费力，但由于摩擦力的存在，实际动力要大于阻力。

使用动滑轮可以省力，当尸脸直向上拉动时，在不计摩擦和绳重的情况下，产=g（G动+G物），

由于摩擦和绳重的存在，尸＞g（G动+G物），但绳端移动的距离却刚好是重物移动距离的二倍。

（2）在这里，我们所讲的动滑轮的轴要和重物一起运动，如果动滑轮的轴不是和重物一起运

动而是和动力一起运动就不能简单地说能省一半的力了，我们可以根据受力分析及动滑轮的特

点对这种情况进行研究。

2.滑轮组

（1）概念：把动滑轮和定滑轮组合在一起，构成滑轮组。

（2）特点：滑轮组既可以省力，也可以改变力的方向，但是费距离。

（3）省力情况及判断

①使用滑轮组时，若不计机械摩擦及绳重，滑轮组由几段绳子承担物重，提起物体所用的力就

是物体和动滑轮总重的几分之一，即动力和二G秒+G动，若忽略动滑轮重，则有尸二之，其

nn

中〃为承担物重的绳子的段数。

②确定承担物重的绳子的段数〃的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，只计算“提升”

动滑轮的绳子段数。如图所示，有4段绳子吊着动滑轮，.=4；如图所示，有5段绳子吊着

动滑轮，此一5。

3.使用滑轮及滑轮组的几种情况（匀速拉动，不计绳重，不计滑轮与绳、轴之间的摩擦）

类型图示关系式

定滑4/

F=f,s绳=s物，v绳小物（/为物体受到的摩擦力）

轮-----igLy

.F

1/=，，s绳=2s物，%=2%（不计滑轮重）

?/-//7777777777377777777777777777777777^*

动滑

F=2G+G动,5动=手丫动=£

轮

|/=2/，5动=£，％=£（不计滑轮重）

[UI<7/

滑轮aF=（,s绳="物，%=〃%（不计滑轮重）

组.口

（三）机械效率

1.有用功、额外功、总功

有用功额外功总功

概为了达到目的而我们不需要但又不得不做的功（主要指克服

有用功与额外功之和

念必须做的功机械自重和摩擦所做的功）

计

算%=GQW粒=G物〃（忽略摩擦和绳重）%、=%+服

方

法%=人物%=明.以W,=Fs,W&=Pt

示从井中打水时提从井中打水时手对绳的

从井中打水时提水桶和绳子所做的功

例水所做的功拉力所做的功

三种常见机械做功的比较

有

用克服物重做的功W产G/Z；

功

克服动滑轮重、绳重及摩擦力

额

克服杠杆本身重力及摩擦所做的功1"甑=卬◎-卬行；克服摩擦力/所做的功W.二

外

力所做的功W歆二叫若不计绳重、摩擦力，动滑轮W总-W］或儿

功

重为G动，卬前二G动〃

总拉力做的功卬总二臼拉力做的功W&=FL

功

2.机械效率

1.概念：有用功与总功的比值叫机械效率。

W有

2・公式:"匹

3.物理意义：机械效率的高低反映了使用机械时有用功在总功中所占的比例大小，机械效率越

高，可以反映出机械性能越优秀。

探究：杠杆的平衡条件

提出问

杠杆平衡应满足什么条件呢？

题

猜想与

杠杆平衡时，动力、动力臂、阻力、阻力臂之间存在一定的关系。

假设

（1）实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡;

（2）在已调节平衡的杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新

在水平位置平衡，这时，杠杆两侧受到的作用刀等于各自钩码的重力，两边的力臂等

于支点到力的作用点的距离;

实验步（3）改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验数据填入表格

骤

-4H।।

甲乙丙

序号F//N///cmF2/NL/cm

实验数

1150.510

据

21100.520

31.510115

实验结

杠杆的平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂，或写为尸产2/2

论

①调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆水平平衡的目的是：消除杠杆自身重力对实验的影响。

②移动两侧钩码使杠杆再次水平平衡的目的是：方便从杠杆上直接读出力臂。

③进行多次实验的目的是：避免实验数据的偶然性，分析多组数据得出普遍结论。

实验探究：测量滑轮组的机械效率

I.实验目的：测量滑轮组的机械效率。

2.实验原理：公=2

W总F$

3.实验器材：滑轮组、相同的钩码若干、铁架台、细绳、弹簧测力计一、刻度尺等。

4.实验步骤

（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。

（2）按照上图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。

（3）缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力尸的值，用刻度尺测出钩码上升的高度力

和绳端移动的距离s,将这三个量填入表格。

（4）算出有用功W行、总功卬电、机械效率"并填入表格。

（5）改变钩码的数量，重复上面的实验。

5.实验数据

钩码重钩码上升的高度有用功绳端的拉力绳端移动的距离总功机械效率

次数

G/Nhim叫/JFNs/mW总/J

1100.114.20.31.2679.4%

2150.11.56.00.31.883.3%

3200.127.50.32.2588.9%

6.实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越高。

易错点

1.大能正确分析动滑轮的受力情况

使用动滑轮时，并不总能省一半的力。通常使用动滑轮省一半的力需要满足三个条件：一

是不计动滑轮重、绳重及摩擦；二是与动滑轮的两边相连的绳子和动滑轮的轴相连的绳子必须

平行；三是物体和动滑轮一起保持静止状态或者做匀速直线运动。

【例】1.如图所示，在“探究动滑轮工作特点''的实验中，滑轮第一次受到写的作用，第二次受

到竖直向上吊的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为G物，若不计摩擦和绳重，

则下列说法正确的是（）

A.该实验中，需要测量的物理量只有物重G物和弹簧测力计示数b

B£=G翔

C.F；的力臂大小为2r

D.QK

2.天能正确分析滑轮组机械效率的变化

使用滑轮组提升物体时，忽略绳重和摩擦，若滑轮组中动滑轮的重力不变，则提升物体的

重力越大，滑轮组的机械效率越高；若提升物体的重力不变，则滑轮组中动滑轮的重力越小，

滑轮组的机械效率越高。

【例】2.（多选）学校正在修建新的科技馆，如图所示为施工中的一个动滑轮，一工人用此动

滑轮将货物从平台匀速升高到15m的高度，用时Imin,绳子自由端的拉力为200N,该过程中

动滑轮的机械效率为87.5%,若不计绳重与摩擦，g=10N/kg。下列说法正确的是（）

A.该动滑轮的质量为5kg

B.绳子自由端拉力的功率为50W

C.提升物体所做的有用功为525OJ

D.若用该动滑轮匀速拉起质量更大的货物，动滑轮的机械效率降低

答案以及解析

1.答案：D

解析：A.在“探究动滑轮工作特点”的实验中，需要测量的物理量有动滑轮重G动、物重G物以及

测力计示数凡故A错误；

B.由图知，。为支点，不计摩擦和绳重，阻力为动滑轮和物体的总重力，阻力臂为动滑轮的半

径；用竖直向上的力入（动力）提升物体时，动力臂为动滑轮的直径，所以动力臂是阻力臂

的2倍，由杠杆平衡条件可知，动力是阻力的一半，即故B错误；

C.力臂是支点到力的作用线的垂线段，由图知与耳的作用线垂直，所以耳的力臂为0A,

故C错误；

D.在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，入的力臂要小于心的力臂，根据杠杆平衡条

件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即耳〉名，故D正确。

故选Do

2.答案：AC

解析：A.由图可知s=2〃,尸=200N不计绳重与摩擦时，滑轮的机械效率用公式表示为

%=刍也=2=87.5%解得G物=350N再由/="土^=&»乌解得G=50N,

“3Fs2F