3.4 简单机械（1）（原卷版）

3.4简单机械（1）

学习目录

目录

模块一知识网络....................................................................................................................................1

模块二知识掌握....................................................................................................................................2

知识点一、杠杆..............................................................................................................................2

知识点二、滑轮.............................................................................................................................5

【巩固提高】..........................................................................................................................................8

知识重点

模块一知识网络

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模块二知识掌握

知识点一、杠杆

定义在的作用下能绕转动的硬棒叫做杠杆

五个要素:使杠杆绕着转动的固定点

使杠杆转动的力:从支点到动力作用线的垂直距离

:阻碍杠杆转动的力从支点到阻力作用线的垂直距离

杠杆平衡指杠杆保持状态或状态，我们在做研究杠杆的平衡条

件的实验时，是指杠杆的处于平衡。

文字公式：，符号公式：

分类a.L1＞L2时，叫杠杆，其特点是省了力,但费了。

如开、、、等

b.L1＜L2时，叫杠杆，其特点是费了力,但省了。

如、、、缝纫机脚踏板等。

c.L1=L2时，叫杠杆，其特点是不省力也不费力，不省距离也不费距离。

如、等

实际应用的杠杆形状是各异的，可以是的，也可以是的

[例题1]如图所示，杠杆OA在力F1、F2的作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂，请

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在图中作出F1的力臂L1和力F2。

[例题2]（2023•舟山一模）如图所示筷子盒在A处施加向下的力时，筷子会从出口滚出。忽略筷

子的压力，以下能正确表示按下A处时杠杆示意图的是（）

A．B．

C．D．

[例题3]（2023•乐清市模拟）为拔除外来入侵物种“一枝黄花”，小明自制轻质拔草器，如图甲所

示。用该装置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（）

A．B．

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C．D．

[例题4]（2023•湖州模拟）即将放寒假，某同学利用拉杆箱将学校里的物品运回家里。他所用的拉

杆箱示意图如图所示。装有物品的拉杆箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，A为拉杆的

端点。在A点沿图示方向施加拉力F使拉杆箱保持静止。下列说法中正确的是（）

A．其他条件不变，仅伸长拉杆的长度，拉力F增大

B．其他条件不变，拉力F的方向沿顺时针改变20°，拉力F减小

C．箱内物体下滑，重心位置由B变至B′，拉力F增大

D．使拉力F的方向沿顺时针改变40°，通过调节拉力大小，不能使拉杆箱保持静止

[例题5]（2022秋•西湖区校级期中）有一质量分布不均匀的木条，质量为2.4kg，长度为AB，C

1

为木条上的点，AC=AB。现将两台完全相同的台秤甲、乙放在水平地面上，再将此木条支放

4

在两秤上，B端支放在乙秤上。C点支放在甲秤上，此时甲科的示数是0.8kg，如图所示。则欲

使乙秤的示数变为0，应将甲秤向右移动的距离是（支放木条的支架重不计）（）

1113

A．ABB．ABC．ABD．AB

8424

[例题6]（2023•萧山区模拟）在体育锻炼时，小金双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支

撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力是F，如图所

示。不计墙壁对手掌的摩擦力。

（1）小金质量为48kg，则墙壁对人的支撑力约为多少？（g取10N/kg）

（2）若增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，支撑力F变大还是变小？分析并

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说明理由。

（3）若要做撑墙俯卧撑，增加该锻炼的功率的方法有哪些？举1例：。

知识点二、滑轮

1.定滑轮是杠杆，不省，但可以改变力的。

2.动滑轮是动力臂等于阻力臂倍的杠杆，使用动滑轮可以省的力：F=G

3.滑轮组既能省力又能改变力的方向。重物和动滑轮的总重力由n段绳子承担，提起重物所用的力

就是总重力的n分之一,即F=G，拉力所通过的距离为物体上升距离的倍。

[例题7]（2023•海曙区校级一模）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的

力称为“挈”，将自由往下降落称为“收”，将整个滑轮称为“绳制”（图1）。现分别用甲、乙

两个力替代“收”（图2），使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列

说法正确的是（）

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A．使用这个滑轮能省力

B．甲拉力大小等于乙拉力大小

C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功

D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度

[例题8]（2021秋•柯桥区期末）如图所示，分别用力F1、F2、F3匀速提起重物A，若不计摩擦，

关于三个力的大小关系，下列选项中正确的是（）

A．F1＝F2＝F3B．F1＞F2＞F3C．F2＞F1＝F3D．F1＜F2＜F3

[例题9]（2022秋•温州期末）小明用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法

拉开紧贴在地面上的吸盘，于是他加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有

可能完成实验的是（）

A．B．

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C．D．

[例题10]工人站在地上利用滑轮组把货物提起来，请你把图中绳子的绕线方法补充完整。

[例题11]（2023•萧山区校级二模）如图所示，滑轮组悬挂在水平钢架上，某工人站在水平地面上，

竖直向下拉动绳子自由端，5s内使物体A匀速上升1.5m，提升过程中绳子自由端拉力F的功

率为180W。已知物体A重540N，该工人重700N。不计绳重和摩擦，下列关于该过程的说法

正确的是（）

A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s

B．动滑轮重160N

C．该工人对地面的压力为400N

D．绳子自由端受到竖直向下的拉力为200N

[例题12]（2023•温州模拟）如图所示，用10N的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以0.2m/s的

速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为2N（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮

的转轴光滑）。下列说法错误的是（）

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A．物体A受到地面水平向右3N的摩擦力

B．物体A受到B的摩擦力是2N

C．滑轮移动的速度是0.1m/s

D．拉力F做功功率为4W

[例题13]（2022秋•嵊州市期末）如图所示是小明家使用的升降衣架，它是通过一些简单机械组合

来方便地晾起衣服。每个滑轮重1牛，横梁和衣架总重量为10牛。当晾衣架上所挂衣服重量为

60牛时，小明同学用力F拉动绳子自由端，在5s时间内使衣服匀速上移了1m，不计绳重和摩

擦。

（1）该升降衣架的6个滑轮中，动滑轮有个。

（2）小明所用拉力的大小为多少牛？

（3）拉力的功率大小为多少瓦？

【巩固提高】

1.（2023•衢江区一模）人抬头时头部可以看作一个杠杆，下列能正确表示抬头时该杠杆的支点、

动力和阻力示意图的是（）

A．B．

C．D．

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2.（2022秋•下城区校级期中）如图所示，是自卸车的示意图，车厢部分可视为杠杆，则下列分

析错误的是（）

A．C点是支点

B．液压杆B施加力是动力

C．阻力只有货物的重力

D．物体A放在车厢后部可省力

3.（2023•宁波模拟）小科家有一块菜板，平时不用的时候，就靠在灶台的墙上。有一次，小科在

家帮妈妈洗完筷子后，把装有筷子的筷笼子放到菜板前时，碰到了菜板下端，结果菜板倒了下

来，还撞倒了刚放好的筷笼子，导致筷子掉了一地，如图所示。下列说法正确的是（）

A．菜板放置时，与水平面夹角越大，菜板越容易滑倒

B．若墙面是光滑的，菜板依然可以保持平衡

C．若将菜板上端点看作支点，则菜板重力和灶台对菜板的支持力可以使杠杆保持平衡

D．筷笼子被撞倒后，若不计空气阻力，筷子将做直线运动

4.（2023•文成县二模）如图所示，杠杆OA的B点挂着重物G，A端用细绳挂在圆弧EF上，此

时OA恰成水平，且A点与圆弧形架EF的圆心重合。当绳AM的M端从E点缓慢滑到F点的

过程中，绳对A点拉力的大小将（）

A．逐渐变大B．逐渐变小

C．先变大再变小D．先变小再变大

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5.（2023•平阳县二模）如图所示，木棒OA可绕过O点的水平轴自由转动，现有一方向不变的

水平力F作用于棒的A端，使棒从竖直位置缓慢地转到偏角为θ的地方（θ＜90°）．设M为

动力与动力臂的乘积，则在此过程中（）

A．F不断变大，M不断变大B．F不变，M逐渐变大

C．F逐渐变小，M逐渐变小D．F逐渐变大，M逐渐变小

6.（2023•柯桥区模拟）如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加

一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（）

A．一直是变大的B．一直是变小的

C．先变大，后变小D．先变小，后变大

7.（2023•路桥区一模）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。为了切断甘蔗，下列最省力的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F4

8.（2023•鹿城区校级一模）为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如

图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔

同一植株，手施力最小的是（）

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A．B．

C．D．

9.（2021秋•温岭市期中）如图所示，健身员向下摆动脚踝使细绳拉着物体缓慢提升时，图中的

滑轮是（）

A．定滑轮，可省力

B．动滑轮，可省力

C．定滑轮，可改变力的方向

D．动滑轮，可改变力的方向

10.（2020秋•杭州期中）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结论。小敏想通过

一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小，于是在左侧加上一个相同的弹簧测力

计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是（）

A．B．C．D．

11.（2022秋•衢江区校级期末）如图所示，物体A重为200N，C、D滑轮重均为30N。物体B重

为120N，它恰好能拉着A向右匀速运动。现用水平向左的拉力F作用于物体A上，使物体B

在5s内匀速上升了0.8m，则：（不计绳重和摩擦）

（1）图中D为（填“定”或“动”）滑轮，C在此次提升重物过程中的作用是。

（2）拉力F的大小为N，拉力F的功率为W。

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12.（2022秋•台州期末）我国企业承建的2022年世界杯主场馆——卢塞尔体育场，创下全球最大

跨度索网屋面单体建筑等六大世界之最。

（1）索网的主体部分是索钢，钢是一种（选填“合金”或“有机合成”）材料，其中加入

了一定量的铬和镍，是通过改变金属的来达到防锈的目的。

（2）在吊索网过程中使用了大量的滑轮装置。用如图甲的滑轮组提升重20000牛的物体，拉力F

为7000牛，不计绳重和摩擦，动滑轮的重力是。物体和绳子自由端的运动情况如图乙

所示，则反应绳子自由端运动的图线是（选填“A”或“B”）。

13.（2022春•柯城区校级月考）在探究动滑轮使用特点的实验中，各小组按照如图中所示的实验

器材进行实验，每个小组的实验器材都相同，每次都匀速提起钩码，实验中不计绳重和摩擦。

（1）由所学知识我们知道：使用动滑轮可以省一半的力，根据A、B两图求出他们所用动滑轮的

重力为N。

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（2）比较B、C、D三图可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时的拉力大小可能会不同，其拉力

大小不同的原因是。

（3）根据如果家里安装日光灯，你认为更合理的是。

14.（2022秋•诸暨市期中）小金是运动会仪仗队的旗手（如图）。他竖直举旗前进时，风给红旗的

水平阻力是20N，其作用点可以看成在A点。已知A、B间的距离为1.6m，B、C间的距离为

0.4m，B点手对旗杆施加的最小的力是N。如果风力变大，小金可采取哪些方法仍保持

旗子竖直（写出一种方法即可）。

15.（2021秋•北仑区校级期末）在粗糙的地面有一个的盛满油的圆柱桶，高120厘米，底部直径

为50厘米，重力为1300牛顿，要使底部A点稍离地面，在D点至少需加一个牛的推力。

若将油桶绕B点推倒时，推力至少要做焦耳的功。

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16.（2022秋•西湖区校级期中）小科家里进行装修，装修的工人从建材市场运来1张质量均匀的

矩形实木板和一桶墙面漆，木板的规格是1.2m×2m×0.015m，