简单机械（8大题型）解析版-2025年中考物理专项复习

第14讲简单机械

热点题型归纳

题型一杠杆五要素与杠杆作图

题型二杠杆平衡条件探究

题型三杠杆分类

题型四定滑轮与动滑轮的特点

题型五滑轮组的计算

题型六机械效率的概念与比较

题型七机械效率的计算

题型八实验测量滑轮组的机械效率

考情分析

重难点

课标要求命题预测

《简单机械》是中考常考内容。考题1、知道如何在杠杆示意图上确定支

1.了解机械的使用对社会发展

往往以选择题（一般2分）、填空题点、画出动力作线和阻力作线，并从

的作用，知道简单机械，

（一般2分）、作图题（一般2〜3支点向力的作线引垂线以作出力臂。

分）、实验题（一般2〜6分）、计算2、能根据题目条件计算出承担物重所

2.通过实验探究并了解杠杆的

需绳子段数，并确定绳子固定端的位

平衡条件题（一般8〜12分）的形式出现。考

查情景估计既注重基础知识的考察，置和绳子的绕法。

3.了解提高机械效率的意义和

又强调实践能力和综合分析能力的3、会区分有用功、额外功和总功，理

途径

培养。因此，学生在备考过程中应加解机械效率的物理意义及计算公式，

强对简单机械相关知识点的学习和能够分析影响机械效率的因素并提出

4.测量某种简单机械的机械效

理解，多做练习题以提高解题能力和提高机械效率的方法。

率

应试技巧。

题型分类•举一反三

题型一杠杆五要素与杠杆作图

【典型例题剖析】

【例1】（2024•山东德州•中考真题）如图是古代劳动人民用桔棒汲水的简化图，请画出杠杆上N点受到的拉力

B及其力臂4。

【详解】杠杆上/点受到的拉力片方向沿绳的方向向下，因此从/点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标

上"片"。从支点向拉力片的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂4,如图所示

【中考考点对接】

1、杠杆及其五要素

（1）杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

①杠杆可直可曲，形状任意。

②有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。

（2）杠杆五要素：

①支点：杠杆绕着转动的点，用字母。表示。

②动力：使杠杆转动的力，用字母匕表示。

③阻力：阻碍杠杆转动的力，用字母上表示。

动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不一定相反,但它们使杠杆的转动的方向相反。

④动力臂：从支点到动力作用线的距离.用字母L表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离.用字母k表示。

2、力臂的画法

（1）首先在杠杆的示意图上，确定支点0。

（2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。

（3）在从支点。向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，用三角板的一条直

角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边

标上字母，L和1?分别表示动力臂和阻力臂。

【解题能力提升】

画杠杆示意图时应注意

（1）阻力作用点应画在杠杆上：有部分同学认为阻力由石头的重力产生，所以阻力作用点应画在石头重心上，

这是错误的。

（2）确定阻力方向：当动力使杠杆绕支点顺时针转动时，阻力一定使杠杆逆时针转动。

（3）力臂不一定在杠杆上：力臂可用虚线画出并用大括号标明，也可用实线画出。

【跟踪变式训练】

【变式1-1］（2024•山东日照•中考真题）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大

拇指的作用点，8为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力片、动力臂4和阻力

F2。

【答案】见详解

【详解】由题意知，3为核桃的作用点，8点受到的核桃的弹力为阻力尸2,其方向大致过B点向上；/为大

拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力々使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点。

向动力々的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂/1,如图所示:

【变式1-2］（2024•山东泰安•中考真题）如图所示，。为杠杆支点，请画出片的力臂并用字母/表示。

【详解】由支点。向B的作用线作垂线，垂线段的长度为B的力臂，图如下所示:

【变式1-3］（2024•山东枣庄•中考真题）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：槎骨在肱二头肌牵引力乙的作

用下，绕肘关节（支点0）转动，如图所示。请在图中画出动力乙的力臂//和阻力巳的示意图。

【详解】B的力臂//为支点到B作用线的距离，阻力B竖直向下，如下图所示:

Fi

A

题型二杠杆平衡条件探究

【典型例题剖析】

【例2】（2024•新疆•中考真题）“探究杠杆的平衡条件"的实验中:

甲乙丙

⑴实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，则杠杆的重心位于支点。的（填"左"或"右"）侧，若将右端

的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，则应再将左端的螺母向（填"左"或"右"）调，直

至杠杆在水平位置平衡；

⑵实验时，如图乙所示，在3点悬挂4个钩码，每个钩码重为0.5N,用弹簧测力计在/点斜向下拉杠杆，

使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为6时，弹簧测力计的示数如图丙

所示，则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为N,夹角e为度;

⑶上述实验过程，若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计对

杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为0,则弹簧测力计的示数可能为（填"2.9"或"3.1"）No

【答案】（1）左右

（2）330

（3）3.1

【详解】（1）⑺实验前，杠杆总静止在图甲所示位置，左端下沉，说明左端重，则杠杆的重心位于支点O

的左侧。

⑵若将右端的螺母调至最右端后，发现杠杆仍然左端低、右端高，即仍然左端重，则应再将左端的螺母向

右调节，给左端减重，直至杠杆在水平位置平衡。

（2）[1]如图丙所示，弹簧测力计分度值为0.2N,示数为3N,则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为3N。

［2］设杠杆上一格的长度为/,根据杠杆平衡条件44=6乙，则有

4xO.5Nx3/=3Nx4

解得拉力的力臂4=2/。根据数学三角函数知识可知夹角。为30度。

（3）若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验，左端下沉，说明杠杆左端偏重，相当于左侧的阻力变

大，当杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆平衡条件可知，需要的拉力变大，则弹簧测力计的示数可能为

3.1N。

【中考考点对接】

1、实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重

力对平衡的影响。在实验过程中，不允许再旋动两端的螺母。

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，使杠杆平衡，支点两边的钩码重力分别是

动力F］和阻力F2,用刻度尺量出杠杆平衡时的动力臂Li和阻力臂L2。改变力和力臂的数值，多次实验，并将实验

数据填入表格。

3、注意事项：实验中使杠杆在水平位置平衡是为了方便测力臂。

4、实验结论：杠杆的平衡条件是动力X动力臂=阻力X阻力臂，可写作F【I=F2L2。

【解题能力提升】

1.利用科学探究的要素（提出问题；猜想与假设；制定计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论

证；评估；交流与合作.）去探究。

2.杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。

【跟踪变式训练】

【变式2-1】小东利用已调水平平衡的杠杆，进行如图甲、乙所示的实验，且每次实验杠杆都保持水平平衡。已

知杠杆上相邻刻度线之间的距离相等，所用钩码的质量均相等。下列说法正确的是（）

A.实验前，在调节杠杆水平平衡时，若发现杠杆静止时左端向下倾斜，则应该把杠杆右端的平衡螺母向左移

B.图甲中，若将挂在N、3两处的钩码各去掉一个，则杠杆左端下沉

C.图甲中，若将挂在/、8两处的钩码均向支点。移近1格，则杠杆左端下沉

D.图乙中，若将弹簧测力计由竖直向上拉改为沿图中虚线方向斜向上拉，且保持杠杆水平平衡，则弹簧测

力计的示数变小

【答案】C

【详解】A.实验前，在调节杠杆水平平衡时，若发现杠杆静止时左端向下倾斜，说明左端重，则应该把杠杆

右端的平衡螺母向右调节，给右端增重，故A错误；

B.设每个钩码重力为G,杠杆上每格长度为图甲中，若将挂在/、8两处的钩码各去掉一个，则杠杆左

端为

Gx4L=4GL

则杠杆右端为

3Gx2L=6GL>4GL

所以杠杆右端下沉，故B错误；

C.图甲中，若将挂在N、3两处的钩码均向支点。移近1格，则杠杆左端为

2Gx3L=6GL

则杠杆右端为

4GxL=4GL<6GL

所以杠杆左端下沉，故C正确；

D.图乙中，若将弹簧测力计由竖直向上拉改为沿图中虚线方向斜向上拉，且保持杠杆水平平衡，阻力和阻

力臂不变，拉力的力臂变小，根据杠杆平衡条件可知弹簧测力计的示数变大，故D错误。

故选Co

【变式2-2】在“探究杠杆的平衡条件"实验中，如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向

移动。如图乙所示，在左侧刻度线"2”处挂4个钩码，则在右侧刻度线"4"处需挂_______个钩码，杠杆才能

平衡。根据这一次实验数据，得出杠杆的平衡条件，这种做法的不足是：o

甲乙

【答案】右2实验次数少，得出的结论具有偶然性

【详解】⑴图甲中，杠杆左端下沉，说明杠杆的重心在左侧，为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端

的螺母向右调。

[2]图乙中，设一格为L,一个钩码重G,根据杠杆的平衡条件，则有

4Gx2L=nGx4L

解得n=2,则在右侧刻度线"4"处需挂2个钩码，杠杆才能平衡。

［3］根据这一次实验数据，得出杠杆的平衡条件，具有偶然性，所以这种做法的不足是实验次数少，得出的

结论具有偶然性。

【变式2-3］（2024•江苏宿迁•中考真题）在"探究杠杆平衡条件”的活动中，实验选用的钩码重均为0.5N。

⑴实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将向调节，把铅垂线放置于。点，从正前方观察，当

零刻度线与铅垂线（选填"重合"或"垂直"）时，即杠杆在水平位置平衡；

⑵如图乙所示，需要在B点挂上_____个钩码，杠杆将在水平位置平衡；再次在其两边各加上一个钩码，杠

杆侧会下降；

⑶多次实验，记录的数据如下表，可得片、用、4、4之间的关系是：

实验序号动力）/N动力臂4/cm阻力g/N阻力臂4/cm

11.06.02.03.0

21.54.03.02.0

32.02.04.01.0

⑷下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是

A.测量铅笔长度

B.探究重力与质量关系

C.探究反射角与入射角关系

【答案】（1）平衡螺母右重合

（2）2右

(3)FtL^F2L2

(4)A

【详解】(1)⑴⑵⑶实验前，杠杆静止在如图甲所示位置时，杠杆左低右高，应将杠杆两端的平衡螺母向

右调节，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线重合时，说明杠杆已经在水平位置平衡。

(2)［1］如图乙所示，设需要在8点挂〃个钩码，杠杆将在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可得

3x0.5Nx10.0cm=nx0.5Nx15.0cm

解得：n=2；

［2］再次在其两边各加上一个钩码，则

(l+3)x0.5Nxl0.0cm<(l+2)x0.5Nx15.0cm

杠杆右侧会下降。

(3)分析三次实验数据可知，每次实验，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以杠杆的平

衡条件为

KA=

(4)本实验多次实验的目的是避免偶然因素，寻找杠杆平衡条件的普遍规律。

A.测量铅笔长度，多次实验的目的是减小误差，目的与本次探究不同，故A符合题意；

B.探究重力与质量关系，多次实验的目的是为了得到重力与质量关系的普遍规律，故B不符合题意；

C.探究反射角与入射角关系，多次实验的目的是避免偶然因素，找到反射角和入射角关系的普遍规律，故

C不符合题意。

故选A。

题型三杠杆分类

【典型例题剖析】

【例3】(2024•黑龙江齐齐哈尔•中考真题)端午节时，同学们外出游玩。购买饮料时，售货员用启瓶器开启饮

料瓶的情景如图所示。启瓶器在正常使用时，属于(选填"省力"、"等臂"或"费力")杠杆。开启后的瓶

盖中间出现了凹陷，说明力可以使物体发生____=

【答案】省力形变

【详解】［1］启瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。

［2］开启后的瓶盖中间出现了凹陷，瓶盖发生了形变，说明力可以改变物体的形状。

【中考考点对接】

类型力臂的大小关系力的大小关系特点应用

撬棒、侧刀、动滑轮、

省力杠杆F,<F省力、费距离

lt>l22

轮轴、羊角锤、钢丝钳

缝纫机踏板、起重臂

费力杠杆F,>F费力、省距离

1.<122

人的前臂、理发剪刀

不省力、不省距离；

等臂杠杆

F,-F2天平，定滑轮

不费力、不费距离

【解题能力提升】

解题的关键是要看动力臂与阻力臂之间的大小关系.要与生活实际相联系，例如上面的例题由于人的前臂相当

于杠杆，动力臂和阻力臂已经固定，且阻力臂大于动力臂，是一个费力杠杆.根据杠杆平衡条件可知：在动力

臂和阻力臂确定的情况下，手托起的物体越重，肌肉提供的动力越大，感觉越累。

【跟踪变式训练】

【变式3-1］（2024•山东青岛•中考真题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为

横骨在肱二头肌的牵引下绕着时关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作.下列说法正确的

是（）

A.此杠杆的支点为/点B.此杠杆的阻力是哑铃受到的重力

C.此杠杆是一个费力杠杆D.肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离

【答案】C

【详解】A.支点是杠杆绕其转动的点，由图可知，手臂是绕C点进行转动的，因此支点为C点，故A错误;

BCD.杠杆的动力是肱二头肌收缩，动力作用点在A点，动力臂近似为AC的长度，阻力是手臂和哑铃的总重

力，力臂近似为梯骨的长度，故动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的

移动距离，故C正确，BD错误。

故选C。

【变式3-2］（2024•陕西•中考真题）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（）

钓鱼竿开瓶器

C.戢桃夹钢丝钳

【答案】A

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

B.开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;

C.核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;

D.钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。

故选Ao

【变式3-3］（2024•天津•中考真题）利用如图所示的“搬重物利器"搬运大件家具时，先用金属棒撬起家具，再将

带有滚轮的底座放入家具底部，便可以轻松移动家具。其中，金属棒是（选填"省力""费力"或"等

臂"）杠杆，底座装有滚轮是为了减小.

金属棒装有滚轮的底座

【答案】省力摩擦

【详解】⑺由图可知，中间垫的物块处为杠杆的支点，手在把手处向下撼动杠杆过程中，动力臂大于阻力

臂，为省力杠杆。

⑵底座装有滚轮，在压力不变的和粗糙程度不变的情况下，变滑动为滚动，减小摩擦力。

题型四定滑轮与动滑轮的特点

【典型例题剖析】

【例4】（2024,天津•中考真题）高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因

为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（）

A.它是动滑轮B.利用它可以省力

C.利用它可以省距离D.利用它可以改变力的方向

【答案】D

【详解】旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮；升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐

上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。定滑轮不省力也不省距离。

故选D。

【中考考点对接】

1、滑轮

（1）滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫遣轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转

的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。

（2）滑轮分类：定滑轮和动滑轮。

2、定滑轮工作特点

（1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力，但可以改变作用力方向。

（2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见,

使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。

（3）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L-阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以

得出定滑轮不省力的结论。

3、动滑轮工作特点

（1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省•拉，多费1倍距离。

（2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳

子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。

（3）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（U）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。

【解题能力提升】

1.定滑轮的特点主要有以下几点：轴的位置固定不动、不省力、可以改变力的方向、实质上是等臂杠杆。

2.动滑轮：特点：省力，不能改变动力方向，费距离。

【跟踪变式训练】

【变式4-1］（2024・四川内江•中考真题）如图所示，一根绳子绕过定滑轮，一端拴在物体上，另一端拴在弹簧

测力计上，沿四个不同方向匀速拉起物体，弹簧测力计的示数分别为尸八尸2、巳、K，则它们的大小关系为

()

A.F1>F2

C.F]<F4D.F1=F2=F3=F4

【答案】D

【详解】定滑轮实质上是一个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，无论沿哪个方向匀速拉起物体，力的大小都

相等。故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D»

【变式4-2]（2024•甘肃临夏・中考真题）如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端

的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮，其作用是可以改变力的，但不能省力。图中的扁担做得较

宽，主要是为了增大受力面积，（选填"增大"或"减小"）压强。

【答案】方向减小

【解析】【小题1】⑴定滑轮实质是一个等臂杠杆，所以不省力，也不距离，但可以改变用力方向。

⑵把扁担做得较大是增大受力面积，在压力一定时可以减小扁担对人肩膀的压强，压力的作用效果就不明

显，这样人肩膀就不会感到疼。

【变式4-3]（2024・湖北•中考真题）如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中"泗水取鼎"画面，两边各有数人用绳

子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮（选填"能"或"不能"）起到省力的作用；此时两边

绳子对鼎竖直向上的拉力分别为公、月，鼎受到的拉力之和为。鼎在水中上升的过程中，其底部所

受水的压强（选填"增大"、"减小"或"不变"）。

【答案】不能力+月减小

【详解】［1］图中的滑轮是固定的，不能随重物一起移动，所以是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的

方向。

⑵两边绳子都对鼎施加竖直向上的拉力，鼎受到的合力方向竖直向上，所以鼎受到的拉力之和

F-E+F2⑶鼎在水中上升的过程中，其底部在水中的深度逐渐减小，由于液体压强随深度减小而减小，所以

其底部所受水的压强减小。

题型五滑轮组的计算

【典型例题剖析】

【例5】在物理项目化学习活动中，某科技小组的同学设计了如图甲所示的船只升降实验模型。模型中的船厢A

和A内所盛水的总重为5N,圆柱形浮筒B底面积为lOOcn?,重为18N。电路中电源电压恒定，凡为定值电

阻，压敏电阻凡(表面绝缘，厚度不计)固定于容器C底部，上表面积为50cm"号阻值随所受水的压力

变化关系如图乙所示。关闭排水阀，向C中注入适量水后关闭进水阀，装置静止时，测得C中水深为20cm,

B浸入水中的深度为7cm(未浸没)，闭合开关S,此时电流表示数，=30mA。若不计绳重和摩擦，水的密

度「水=L°xl()3kg/m3,g取10N/kg,求：

(1)B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力；

(2)动滑轮的重力；

(3)C中水深为20cm时&阻值。

Rx/Q

ZN

【详解】解：(1)B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力

6

4字=夕水g降&="水gS/z=l.OxlO,kg/n?xlON/kgxlOO*7xl(rn?=7N

(2)由图可知，〃=3,船厢A和A内所盛水的总重为5N,所以绳子对动滑轮的拉力厂孩为15N。B的重力为

18N,动滑轮对B的拉力等于B对动滑轮的拉力，故B对动滑轮的拉力为

线=GB-4字=18N-7N=1IN

动滑轮的重力为

Ga=^-^=15N-11N=4N

(3)C中水深为20cm时，水对容器底部的压强

333

p=p^gh'=\.0x10kg/mxlON/kgx0.2m=2xlOPaRx上表面积为50cmz,贝U水对号的压力

3-42

F&=pSR=2xl0Pax50xl0m=10N

由图乙可知，当压力为ION时，a阻值为100Q。

答：(1)B浸入水中的深度为7cm时所受的浮力为7N；

(2)动滑轮的重力为4N；

(3)C中水深为20cm时&阻值为100Q。

【中考考点对接】

1、滑轮组及其工作特点

(1)定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。

(2)使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,即动力F=型出

若忽略滑轮重,则有F=£^；其中n为承担物重的绳子的段数；=-G

n拉n

（3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离

就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h,则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的

段数）。

2、滑轮组和动滑轮绳子拉力的计算

（1）使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一,

即动力F=咄包；若忽略滑轮重，则有F=漉；其中n为承担物重的绳子的段数。其中：F拉一拉力，G动一动

nn

滑轮的重力，G物一被提升物体的重力，n一吊住动滑轮绳子的段数。

（2）使用动滑轮时，条件不同，拉力的计算方法也不同

①物体在竖直方向上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体重力的n分

之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体和动滑轮重力之和的n分之一；实际情况下,

动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体重力除以n和机械效率的乘积。

②物体在水平面上运动时：当动滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的

n分之一；当绳重和滑轮与绳之间的摩擦不计的情况下，拉力等于物体所受摩擦力的n分之一；实际情况下，动

滑轮重、绳重和滑轮与绳之间的摩擦都无法忽略不计，那么拉力等于物体所受摩擦力除以n和机械效率的乘积

（注：n为滑轮的股数）。

【解题能力提升】

1.判断滑轮组绳子股数：根据动滑轮来判断，如果有一个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，则绳子的股

数是2+1=3股，如果不是系在动滑轮上就是2股。如果有N个动滑轮，绳子的一端系在动滑轮上，绳子的股数

就是2N+1股，如果不是系在动滑轮上就是2N股。

2.使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力就是物重的n分之一（忽略绳重

及各处的摩擦力）

绳子自由端移动的距离s与物体上升的高度h的关系是s=nho

【跟踪变式训练】

【变式5-1】利用滑轮组可以事半功倍。如图所示是工人师傅搬移木箱的简化示意图，木箱重400N,受到的摩擦

力为200N,拉动绳的自由端使木箱在2s内匀速直线运动了3m。不计绳重、滑轮重及绳与滑轮之间的摩擦,

下列说法中正确的是（）

^777777777777777777777777777777,

A.绳自由端的拉力大小为400NB.绳自由端的移动速度为1.5m/s

C.绳自由端移动了3mD.木箱移动速度为1.5m/s

【答案】D

【详解】A.由图可知，绳子有2段，绳自由端的拉力大小为

F=J——=100N

22

故A错误；

BC.绳自由端的移动的距离为

s=2s箱=2x3m=6m

速度为

s6mr.

v=—=----=3m/s

t2s

故BC错误；

D.木箱移动速度为

3mi,

V=----=1.5m/s

2s

故D正确。

故选Do

【变式5-2］（2024・甘肃白银・中考真题）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重

60N,B重10N,则A所受地面的摩擦力为N；若对A施加一个水平向左的拉力尸，刚好使A在原

来的水平面上匀速向左运动，则拉力尸大小为N„（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）

4B

【答案】2040

【详解】［1］如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N,物体B恰好匀

速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力

是一对平衡力，即

f=Fs=2Gs=2xlON=2ON

［2］若对A施加一个水平向左的拉力F,则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F,水平向右的拉力

2GB，水平向右的摩擦力20N,所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力

F=f+F我=/+2GB=20N+2X10N=40N

【变式5-3］（2024•山东潍坊・中考真题）如图甲所示的装置由杠杆尸0、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组

成。杠杆尸。只能绕。点在竖直平面内转动，「。：。。=1：3,尸端通过竖直绳连接a,a通过竖直轻杆固定

在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆0端相连。开始时尸。水平，打开出水口阀门，轻杆对a

的作用力尸的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为见,=L5kg、

mb=1.08kg,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g取10N/kg,水的密度

⑴打开阀门前尸端绳对a的拉力；

（2）打开阀门前b受到的浮力；

（3）b的密度；

⑷当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。

【详解】（1）由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力尸不变，则尸端绳对a的

拉力不变，0端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下

降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力尸方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后尸

方向变为向下，大小逐渐增大，此时尸端绳对a的拉力逐渐增大，。端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力

也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面

下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力尸不变，则尸端绳对a的拉力不变，0端绳的拉力不变，绳对

b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力尸=4.8N,物体a处

于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前P端绳对a的拉力为

的拉=Ga-F=mag-F=1.5kgxlON/kg-4.8N=15N-4.8N=10.2N

（2）由PO:O0=1:3可知，打开阀门前0端绳的拉力为

%拉=；/=gxlO.2N=3.4N

图中承重绳子股数〃=2,滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，此时绳子对b的拉力为

勺=2%拉=2x3.4N=6.8N

此时，物体b处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前b受到的浮力为

/b=Gb-&=/g-&=1.08kgx1ON/kg-6.8N=10.8N-6.8N=4N

（3）b的体积为

4N

K=%==4xl04m3

p水g1.0xl03kg/m3xlON/kg

b的密度为

1.08kg

A==2.7xl03kg/m3

（4）当b浸没时，受到的拉力为6.8N,b的重力不变，当b受到的拉力大小为8.4N时，浮力需减小，则此

时b上表面露出水面，b下表面处的液体压力等于浮力，当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体

压力为

=F^b=Gb-Fb=mbg-Fb^1.,08kgx10N/kg-8.4N=10.8N-8.4N=2.4N

由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力尸不变，则尸端绳对a的拉力不变，0端

绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm

至50cm之间时，轻杆对a的作用力尸方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后厂方向变为向下,

大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，0端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b

受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度无大于

50cm时，轻杆对a的作用力尸不变，则尸端绳对a的拉力不变，0端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变,

b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。由此可知，b的高度为

h=50cm-10cm=40cm

b的底面积为

h40x10-m

b下表面处的液体压强为

生=4=2.4x104

P=

题型六机械效率的相

【典型例题剖析】

【例6】（2024•吉林・中考真题）《天工开物》中记载的''六桨课船〃（课船：运税银的船）如图所示，关于“六桨

课船”下列说法正确的是（）

A.船桨是一种杠杆

B."六桨课船"只受浮力作用

C.船桨的机械效率大于100%

D."六桨课船〃浸入水中的体积与运载税银的质量无关

【答案】A

【详解】A.船桨相当于费力杠杆，故A正确；

B."六桨课船"受浮力与重力作用，故B错误；

C.船桨由于要克服阻力做功，机械效率小于100%,故c错误；

D.运载税银的质量越大，船的总质量越大，船的总重力越大，船漂浮在水面，受到的浮力等于船的总重力,

由与=G=0液/运得，运载税银的质量越大，"六桨课船"浸入水中的体积越大，故D错误。

故选A。

【中考考点对接】

1、有用功和额外功

(1)有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。

(2)额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。

(3)总功：有用功与额外功的和叫总功。

(4)总功的计算：Wq=Fs；W,B=W有用+W额外

(5)有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W『W额外

(6)额外功的计算方法：W额产G'h,W额外=f摩s；W额外=W总-W有用

2、机械效率的概念

(1)概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。

(2)提高机械效率的主要办法

①在有用功一定时，尽量减少额外功,采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施。

②在额外功一定时，增大有用功,在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作

用。

【解题能力提升】

易错点：功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念。理解机械效率的定义，明确

有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。

【跟踪变式训练】

【变式6-1]（2024•山东东营•中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G,已知滑轮

重20N,杠杆（OB=2OA）重10N,手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（）

A.甲图：该装置不省力也不省距离

B.乙图：该装置的机械效率是三者中最低的

C.丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力/3逐渐变小

D.若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高

【答案】C

【详解】A.甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的

方向，故A正确，不符合题意；

B.根据

_用布_/_Gh_G__1_

♦—亚—咋+隅一.〃+G动〃—G+G动―]+且

G

可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮

的重力做的功为额外功，机械效率为

11

==ON

^7]+^37i+^—

GG

丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升〃时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移

动2/7,杠杆的重心上升”，则该装置的机械效率为

_练有一叫情_Gh_G__1__1

%叫有+股额GHG杠杆〃G+G杠杆］+三1+10N

GG

可知在＜相，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意；

C.丙图中，根据杠杆平衡条件可得

月x/动=（G+G杠杆）x/阻

则

（G+G杠杆）义/阻

在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知

识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力B不变，故C错误，符合题意；

D.若提升的物体越重，根据

I

以及

1

〃丙二,10N

1+---

G

可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。

故选Co

【变式6-2】滑轮是一种简单机械，它在日常生活中的应用很广泛。如图所示是生活中使用的吊车，吊车前端悬

挂重物的是（选填"动滑轮"或"定滑轮”），使用该机械省功（选填"能"或"不能"）。

【答案】动滑轮不能

【详解】［1］动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，则吊车前端悬挂重物的是动滑轮。

⑵使用任何简单机械都不能省功。

【变式6-3】小华通过走楼梯的方式将一批教材搬到五楼，他有两种方案：一是把所有教材一次性搬到五楼；二

是先将部分教材搬到五楼，再搬剩下的教材。假设他上楼的速度相同，则方案一的上楼功率方案二

的上楼功率，方案一的机械效率方案二的机械效率。（填"大于""小于""等于"）

【答案】大于