2025中考九年級物理簡單機械專題復習學案及典型習題

-知識清單+方法清單

模塊一杠桿

知識清單小

一、杠桿

1.杠桿：一根硬棒，在力的作用下能繞著固定點o轉動，這根硬棒就是杠桿。注意硬棒成為杠桿

要滿足以下條件：

（1）要有的作用。例如，撬棒在沒有使用時只是一根硬棒，而不是一個杠桿；

（2）能繞固定點轉動。杠桿在力的作用下，是繞固定點轉動的，不是整體向某個方向運動的；

（3）是硬棒。受力不發生形變或不易發生形變。

2.描述杠桿特征的五個要素

以用撬棒撬物體為例進行分析。

（1）描述杠桿的“五要素”

①支點：杠桿繞著轉動的點。；

②動力：使杠桿轉動的力為；

③阻力：阻礙杠桿轉動的力凡；

④動力臂：從支點到動力的距離/i;注意“力的作用線”是指過力的作用點沿力的

方向所畫的直線，常用虛線表示。

⑤阻力臂：從支點到阻力作用線的距離/2。

（2）透析杠桿五要素

①支點：__________在杠桿上，可以在杠桿的一端，也可以在杠桿的其他位置；同一杠桿，使

用方法不同，支點位置___________改變。（以上均選填“一定”或“可能”）

②動力與阻力：作用點___________在杠桿上（選填“一定”或“可能”），分別使杠桿向

方向轉動（選填“相反”或“相同”），動力和阻力是相對的，一般把人對杠桿施加的作用力稱為動

力。

③力臂：是支點到力的作用線的距離，不是支點到作用點的距離；力臂在杠桿上(選

填“一定”或“不一定”)，如圖中/1、方若力的作用線過支點，則力臂為

3.杠桿作圖

(1)力臂的畫法

步驟畫法圖示

第一步：假設杠桿轉動，杠桿上相對靜止

確定支點。的點即為支點

從動力、阻力作用點沿力的方向

第二步：確定動力

(或反方向)分別畫直線，即為

和阻力的作用線

動力、阻力的作用線

第三步：畫出從支點向力的作用線作垂線，支

動力臂和阻力臂點到垂足間的距離為力臂

(2)畫杠桿的力臂時需要注意的事項

①力臂是支點到力的作用線的距離，是支點到力的作用線的垂線段，不能把力的作用點到支點的

距離作為力臂，不要出現如圖所示的錯誤。

'F

不是作用點到支點的距離不是支點到作用線端點的距離不是垂足到作用點的距離

②如圖所示，當表示力的線段比較短時，過支點無法直接作出垂線段，可將力的作用線延長，然

后過支點作延長線的垂線段，即為力臂。相當于數學作圖中的輔助線。

（3）已知力臂畫力：如圖所示，已知動力臂/1、阻力B，請根據力臂畫出動力西。

□

步驟畫法圖示

根據動力作用線過動力臂的末端點且與動

第一步：確?

力臂垂直，畫一條經過動力臂末端點且垂

定力的作用

直于動力臂的直線，這就是動力作用線7匚

線□

第二步：確定動力必然作用在杠桿上，所以動力作用線.JR1

/'5

力的作用點與杠桿的交點A就是動力作用點

/匚□

動力與阻力使杠桿轉動的方向相反，而該

第三步：畫出

杠桿的阻力&使杠桿逆時針轉動，則動力

力的方向，并

月應使杠桿順時針轉動，即已的方向向

尸2,

標注

上□1

二、杠桿的平衡條件

1.杠桿平衡：當杠桿在動力和阻力的作用下或勻速轉動時，我們就說杠桿平衡了。

2.探究杠桿的平衡條件

【提出問題】杠桿平衡時，動力、動力臂、阻力、阻力臂之間存在著怎樣的關系？

【實驗設計】

（1）杠桿是否平衡是由動力、阻力、動力臂和阻力臂共同決定的。為了研究其平衡條件，可以在杠桿

處于平衡狀態時，分別測出動力6、阻力入、動力臂/i和阻力臂方然后經過大量的數據對比，歸納出其

平衡條件。

（2）實驗器材：杠桿、鉤碼、鐵架臺、彈簧測力計。

【進行實驗與收集證據】

（1）把杠桿安裝在支架上，調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿在水平位置平衡。

1!1IIIII1I1111I111?1「.............111!

li!)"15105105i1(1520

(2)在支點兩側掛上不同數量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡，如圖所

示。這時杠桿兩側受到的作用力分別等于兩側鉤碼所受的重力，力臂為懸掛點到支點的距離。

(3)設右邊的鉤碼對杠桿施的力當作動力乃，左側鉤碼對杠桿施的力當作阻力尸2；測出杠桿在

水平位置平衡時的動力臂匕和阻力臂上；將B、尸2、Li、上的數據填入表中。

(3)改變動力品和阻力臂L的大小，相應調節阻力B和阻力臂心，再做幾次實驗。

實驗次數動力Fi/N動力臂Zi/cm阻力/2/N阻力臂ZVcm

1210120

2310215

345120

(4)實驗數據

【分析論證】實驗結果表明，動力臂越長，需要的力越小；動力臂越短，需要的力越大。二者之

間是關系。

［實驗結論］杠桿的平衡條件是：O

【交流與評估】

①杠桿在水平位置靜止的目的：一是使杠桿的在支點，以消除杠桿自身重力對實驗

的影響。二是便于直接讀出__________o

②多次測量獲得多組實驗數據的目的：避免偶然性，獲得普遍性的結論。

③在實驗前要調節杠桿兩端的平衡螺母，使杠桿水平平衡。掛鉤碼后，不能再調節平衡螺母。

④彈簧測力計要沿豎直方向施加力的目的：便于直接從杠桿上讀出力臂。

3.杠桿的平衡條件

(1)杠桿平衡時，動力x動力臂=阻力x阻力臂

公式表示：,這就是阿基米德發現的杠桿原理。

(2)注意：

①杠桿是否平衡，取決于力和力臂的；若乘積相等就平衡，否則沿著乘積大的那端

轉動。

②注意單位統一：在應用杠桿平衡條件時動力和阻力的單位要統一（單位用N）,動力臂和阻力

臂的單位也要統一（單位用m或cm）。

4.杠桿最小力作圖

甲乙

丙

要用最小的力使得杠桿在如圖甲所示的位置平衡，根據杠桿平衡條件％/i=F2l2,因為此

時的阻力和阻力臂是不變的，所以只要此時的動力臂/i最大，則動力的就最小。如圖乙所示，當力

的作用點在8點，且力垂直于08,方向向上時，動力臂最大，則動力最小。如圖丙所示，力產也能

使杠桿平衡，但因為0A不是最大力臂，所以廠不是最小的力，是錯誤的。

三、生活中的杠桿

根據動力臂和阻力臂/2之間的大小關系及用途的不同，杠桿可以分為三類一一省力杠桿、費力

杠桿和等臂杠桿。

省力杠桿費力杠桿等臂杠桿

之八

不意圖0

.￡

、，/F'4F,

力臂關系h>hh<hh=h

力的關系F1<F2Fy>F?F1=F2

杠桿轉動時移動動力尸1移動的距離大動力尸1移動的距離小動力尸1移動的距離等

距離的關系于阻力后移動的距離于阻力尸2移動的距離于阻力&移動的距離

不省力也不省距離，不

特點省力費距離費力省距離

費力也不費距離

撬棒、開酒瓶的起子、釣魚竿、鐐子、筷子、托盤天平、蹺蹺板、定

應用

扳手、鋼絲鉗等理發剪子等。滑輪

方法清單

考向01杠桿杠桿作圖

【例題1】有關杠桿的說法正確的是（）

A.作為杠桿一定要有支點，而且支點一定在杠桿上，杠桿的形狀可以是直的，也可以是彎的

B,杠桿的長度一定等于動力臂與阻力臂之和

C.使用杠桿可以省力，有的杠桿既可省力，又可省距離

D.從杠桿的支點到動力作用點的距離叫做動力臂

方法技巧

1.支點是杠桿繞固定點轉動的點，所以判斷支點位置關鍵是看杠桿繞著哪個點轉動。

2.力臂作圖（畫力臂的方法）

（1）找到支點，確定力的作用點和方向；（2）作出力的作用線；（3）從支點向力的

作用線作垂線段；（4）標出力臂。

3.畫力臂的注意事項

（1）力的作用點一定在杠桿上，但力臂不一定在杠桿上。對于直杠桿而言，當力的作

用線垂直于杠桿時，力臂與杠桿重合。

（2）當表示力的線段比較短時，可將力的作用線延長，延長部分要用虛線表示。

（3）力臂通常有三種表示方法。

4.最小力作圖

找最長動力臂的方法：根據杠桿平衡條件畫出最小力的實質是尋找最大力臂。

（1）如果動力作用點已經給出，則支點到動力作用點的距離就是可作出的最長的動力

臂；（2）如果動力作用點沒有確定，則選擇杠桿上離支點最遠的點作為動力作用點，支點

到動力作用點的距離即為可作出的最長的動力臂。

【訓練1-1】“生物”和“物理”兩位大師在一起進行體育鍛煉?！吧铩贝髱熒斐鼋〈T的手臂

對“物理”大師說：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！”“物理”大師豎起大拇指說：“其實，

你的前臂就是物理學中的一根杠桿?！币韵聦τ谶@根杠桿在提重物的過程中，分析合理的是（）

肱二為

梯骨

A.前臂杠桿的支點。在肘關節處B.肱二頭肌給橫骨的力Q是阻力

C.重物給前臂的力/2是動力D.前臂是一根省力杠桿

【訓練1-2】如圖所示是用瓶起子打開瓶蓋的情境，開啟過程中某時刻，可將瓶起子看作一個杠

桿（忽略杠桿所受重力），用“?！北硎局c位置，手施加的力為動力回（方向垂直杠桿），杠桿

所受阻力為巳（方向垂直杠桿），能表示此時支點、動力和阻力的示意圖是（）

CD

【訓練1-2】圖中，用直棒提升重物，畫出圖示位置所用最小力Q和阻力&的力臂乙2。

考向02探究杠桿平衡條件

【例題2】（2024.新疆?中考真題）“探究杠桿的平衡條件”的實驗中:

（1）實驗前，杠桿總靜止在圖甲所示位置，則杠桿的重心位于支點。的（填“左”

或“右”）側，若將右端的螺母調至最右端后，發現杠桿仍然左端低、右端高，則應再將左端的螺母

向（填“左”或“右”）調，直至杠桿在水平位置平衡；

（2）實驗時，如圖乙所示，在8點懸掛4個鉤碼，每個鉤碼重為0.5N,用彈簧測力計在A點斜

向下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，當彈簧測力計對杠桿的拉力的方向與杠桿的夾角為。時，彈簧

測力計的示數如圖丙所示，則彈簧測力計對杠桿的拉力的大小為N,夾角。為度;

(3)上述實驗過程，若實驗前沒有調節杠桿兩端的螺母就開始實驗，杠桿在水平位置平衡時，

彈簧測力計對杠桿的拉力的方向與杠桿的夾角仍然為3,則彈簧測力計的示數可能為(填

“2.9”或"3.1")No

方法技巧實驗注意事項

1.在掛鉤碼時，左、右兩側鉤碼數量一般不要相同。

2.實驗過程中，不能再調節杠桿兩端的平衡螺母，否則會破壞杠桿原來的平衡。

3.實驗時讓杠桿在水平位置平衡的目的：讓杠桿的重心剛好在支點，以消除杠桿的

重力對實驗的影響，且便于測量力臂。

【訓練2-1】小敏在做“研究杠桿平衡條件”的實驗時，先后出現杠桿右端下降的現象。為使杠

桿水平平衡，下列操作正確的是()

A.圖甲中平衡螺母向左調節；圖乙中右側鉤碼向左移動

B.圖甲中平衡螺母向左調節；圖乙中右側鉤碼向右移動

C.圖甲中平衡螺母向右調節；圖乙中左側鉤碼向左移動

D.圖甲中平衡螺母向右調節；圖乙中左側鉤碼向右移動

【訓練2-2】在“探究杠桿的平衡條件”實驗中:

(1)小李安裝好杠桿，其靜止時的情景如圖判所示，此時杠桿(選填“平衡”或“不

平衡”)，為了使杠桿在水平位置平衡，接下來應該將平衡螺母向調節；

(2)如圖乙，小李在A位置掛上2個鉤碼，則在B位置掛上__________個鉤碼，杠桿可在水平

位置平衡，若將A、8兩位置都增加1個鉤碼，則杠桿(選填“左端”或“右端”)將

下降；

(3)小李用彈簧測力計豎直向下拉，測力計示數為F時，杠桿在水平位置平衡，如圖丙所示;

若將彈簧測力計向右傾斜一定角度拉，測力計的示數為產時，杠桿仍然在水平位置平衡，則產

F（選填“>”、或“=”）；

（4）小明多次實驗收集多組數據，目的是（選填"a”或"b”）：

a.多次實驗取平均值減小實驗誤差

b.使實驗結論更具有科學性和普遍性

考向03杠桿平衡條件的應用

【例題3】（2024?廣州?中考真題）如圖甲，質量不計的晾曬架鉤在支撐物上，掛上衣服后，晾

曬架可看成以。為支點的杠桿，圖乙是其簡化圖，晾曬架上A、8、C、。四點在同一水平線上。

晾曬架

/BCD

BCD

豎直固定?0.20mf

的支撐物—0.26m-

-0.34m

甲

（1）2、C、D是掛衣處，同一件衣服掛在B時,4點受到的支持力最小，請說明理由：

若衣服重為3.6N,則此支持力最小值為N；

（2）請在圖乙中：

①畫出8點受到衣服的拉力E②畫出拉力/的力臂

方法技巧利用杠桿平衡條件解決實際問題的步驟

1.轉化：分析受力情況，找出支點，然后找出動力和阻力、動力臂和阻力臂，

將實際物體轉化成杠桿模型；

2.標量：畫出杠桿模型示意圖，在圖中標明動力、阻力、動力臂、阻力臂；

3.計算：根據已知條件，利用杠桿平衡條件分析求解。

【訓練3-1】如圖所示，在均勻杠桿的A處掛3個鉤碼，8處掛2個鉤碼，杠桿恰好在水平位置

平衡。若將兩邊的鉤碼同時向外移動1格，那么杠桿（）

A.右邊向下傾斜B.左邊向下傾斜

C.仍保持水平位置平衡D.無法確定杠桿是否平衡

【訓練3-2】（2023?四川自貢?中考真題）桿秤是一種中國傳統的稱量工具，凝聚著中國人民的智

慧。如圖所示，。為桿秤提紐，OA=8cm,秤坨質量〃z=0.2kg,不掛重物和秤坨時，手提提紐，桿秤

可水平平衡。用它稱魚，當秤坨置于8點時，桿秤再次水平平衡，此時測得O8=32cm,則魚的質量

為（）

/0B

4i

A.1.0kgB.0.8kgC.0.6kgD.0.4kg

考向04杠桿分類

【例題4】（2023?江蘇無錫?中考真題）如圖所示，是《天工開物》中記載的我國傳統提水工具

“桔椽”，用繩子系住一根直的硬棒的O點作為支點，A端掛有重為40N的石塊，8端掛有重為20N

的空桶，長為1.2m,02長為0.6m。使用時，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。硬棒質量忽略不計，下列說法中正確的是（）

A.向下拉繩放下空桶時桔椽為省力杠桿

B.向下拉繩放下空桶時拉力為20N

C.向上拉繩提起裝滿水的桶時桔椽為費力杠桿

D.向上拉繩提起裝滿水的桶時拉力為40N

方法技巧判斷杠桿種類的方法

1.通過動力臂和阻力臂的大小關系判斷：對于較復雜的杠桿，可先在圖上找

到動力臂和阻力臂，然后比較力臂的大小關系；

2.從應用目的上進行判斷：省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用，以達到

省力的目的，而費力杠桿在阻力不大的情況下使用，目的是省距離。

【訓練4-1】（2024?廣東?中考真題）如圖為某款剪刀的示意圖。握住手柄修剪樹枝時，剪刀可視

為杠桿，該杠桿的特點是（）

手柄

A.省力B.費力C.省功D.省距離

【訓練4-2】（2023?湖南株洲?中考真題）圖甲為多人賽艇。劃槳時，槳可繞側舷上的固定軸轉動,

從而使賽艇運動。圖乙為劃槳時槳的簡化平面圖，其中。為固定軸，為賽艇的運動方向，槳上

0c長為0.8m,。。長為2m,為為人劃槳的力，&為水對漿的作用力。

CA

甲

（1）劃槳時，槳對水的作用力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）水對槳的作用

力大小;

（2）槳為（填“省力”或“費力”）杠桿。請寫出一種與槳類型相同的杠桿:

（3）已知圖乙中尸2為200N,用與CD的夾角6=30°,為、巳均與A8平行。要劃動槳，民至

少多大？（sin30°=0.5,不考慮槳的重力）

模塊二滑輪

知識清單NR

一、定滑輪和動滑輪

i.定滑輪和動滑輪的概念

種類定義實質示意圖特點分析

能夠連如圖所示，定滑輪兩邊的力的方向與輪

定使用時，軸固X

滑續轉動相切，定滑輪的中心為杠桿的支點，動

輪定不動的滑

的等臂力臂和阻力臂都等于輪半徑,所以使用

輪由…尸尸居

杠桿2定滑輪不省力，但可以改變力的方向

廠〃4//〃〃/如圖所示，重物的重力作用線通過滑輪

動力臂中心軸，滑輪的“支點”位于繩與輪相

動

滑軸隨著物體是阻力切的點0,因此動力臂等于直徑，阻力

輪

臂等于半徑，動力臂是阻力臂的二倍，

移動的滑輪臂二倍0

的杠桿tO所以理論上動滑輪能省一半力，但不能

1G%

改變力的方向

2.幾種常見情況中的物理量關系(圖中物體均做勻速直線運動，忽略繩重及摩擦)

使用情況物理量(力、距離、速度)關系

F=G,s繩=s物，u繩=^物

F

定滑輪LZ

/

/?F

1L/寸S繩二S物，V繩及物(加物體所受的摩擦力)

〃〃〃//

1F=G+G輪,s繩=2s物,v繩=2口物

12

3Jf

F=—,s繩=2s物,u繩=2v物

2

動滑輪F

*

廠=26+6輪,§輪=(1/2)s物,v^=(1/2)u物

F—QF=2f,5輪=(1/2)s物，丫輪=(1/2)v物

(/為物體所受的摩擦力)

二、滑輪組

1.滑輪組：把定滑輪和動滑輪組合在一起，就構成了滑輪組。

2.滑輪組的特點

(1)使用滑輪組時，既可以省力，也可以改變施力的o

(2)使用滑輪組提起重物時，動滑輪上有"段繩子承擔物重，提起物體的力就是物重的巨

(忽略動滑輪重、繩重及各處的摩擦力)。

(3)拉力移動的距離s與物體升高的距離/I的關系為S=鼠

(4)確定承擔物重繩子段數”的方法(“分離法”)：在定滑輪與動滑輪之間畫一條虛線，只

考慮與動滑輪相連的繩子段數。如圖甲所示的滑輪組中，繩子段數為n=,則F=^G,s=5h；

圖乙所示的滑輪組中，與動滑輪相連的繩子段數為〃=，貝！!F=4G,s=4ho

乙

3.滑輪組的組裝

（1）確定繞繩的有效段數：根據可得繩子的有效段數為,也可以根據5=演得〃=9計

nFh

算后本著“只入不舍”的原則取整數值％即繩子的有效段數。

（2）繞繩方式的判斷一一“奇動偶定”：如圖甲所示，承重繩的股數”是偶數時，繩的起始端

拴在定滑輪的掛鉤上。如圖乙所示，承重繩的股數w是奇數時，繩的起始端拴在動滑輪的掛鉤上。

_

-

oc

乙

（3）動滑輪個數的確定:當需要〃段繩子承擔物重時,需要動滑輪的個數N為

①NJ/（〃為奇數時）；②話（”為偶數時）

（4）定滑輪個數的確定

①施力方向向上（與物體運動方向相同）：”為偶數時,定滑輪比動滑輪少一個；”為奇數時,

定滑輪的個數和動滑輪的相同。

②施力方向向下（與物體運動方向相反）：〃為偶數時,定滑輪的個數和動滑輪的相同；〃為奇

數時，定滑輪比動滑輪多一個。

如圖所示的滑輪組，n=—

動滑輪的個數為：N=（個）

宏潸左☆的小勒出乂=（不）

如圖所示的滑輪組，n=

動滑輪的個數為：N=（個）

定滑輪的個熱為2=（?。?/p>

三、輪軸和斜面

1.輪軸

（1）輪軸的組成：由兩個半徑不等的圓柱固定在同一軸線上組成，大的稱為輪，小的稱為軸。

動力阻力

（2）輪軸的特點

輪軸可以看成一個可連續轉動的不等臂杠桿。如圖所示，輪軸作為杠桿的支點在軸心0,輪半徑

R是動力臂，軸半徑，是阻力臂。

根據杠桿的平衡條件F#=F2r可得FiR=Gr,

因為Rr,所以八Go（選填或"<"）

當動力作用在輪上時，輪軸是一個省力杠桿，但費距離。當動力作用在軸上時，輪軸是一個費力

杠桿，但省距離。

（3）生活中的一些輪軸：例如，水龍頭的開關、門把手、自行車的腳踏板、自行車的手把等。

2.斜面

(1)斜面：是一個與水平面成一定夾角的的傾斜平面。

(2)分析斜面的特點

如圖所示，把重為G的物體，沿著長為/,高為的斜面，用大小為尸的力拉上去的過程中:

根據功的原理，如果不計斜面和物體的摩擦，則fZ=G/?,所以F=o

結論：斜面長是斜面高的幾倍，拉力就是物體重力的幾分之一，所以斜面是一種省的

機械。因為斜面長/大于高人，所以使用斜面時要費o

方法清單

考向01定滑輪與動滑輪

【例題1】(2024?四川內江.中考真題)如圖所示，一根繩子繞過定滑輪，一端拴在物體上，另

一端拴在彈簧測力計上，沿四個不同方向勻速拉起物體，彈簧測力計的示數分別為B、B、6、五4,

則它們的大小關系為()

A.F1>F2B.尸3>尸4C.F1<F4D.F1=F2=F3=F4

方法技巧

1.判斷滑輪類型的方法

判斷滑輪類型的方法判斷滑輪是定滑輪還是動滑輪，關鍵看它的軸是否和被拉

物體一起移動，若一起移動，則滑輪為動滑輪；若不一起移動，則為定滑輪。另外,

定滑輪常常會固定在其他不動的物體上，我們也可依據這一特點來判斷滑輪是否為

定滑輪。

2.用平衡法分析動滑輪受力情況

不考慮繩重、摩擦，考慮滑輪重力時拉力、物重與滑輪自重三者的關系如圖所

示。由圖可知，動滑輪靜止或勻速直線運動時，滑輪在豎直方向上處于平衡狀態，

【訓練1-1】如圖，甲、乙兩人提高同一物體，不計滑輪重和摩擦，下列說法正確的是()

A.甲、乙兩人用力一樣大B.甲使繩索移動的距離大于乙使繩索移動的距離

C.乙用力比甲小D.甲乙使繩索移動的距離相等

【訓練1-2】如圖所示，用一個動滑輪使重10N的物體在5s內勻速升高0.2m,繩子自由端所用

的拉力廠為6N。求：

(1)繩子自由端移動的速度；

(2)拉力廠做的功。

【訓練1-3］如圖所示，拉力Fi和尸2分別經過滑輪A和B使重為10牛的同一物體沿水平方向

做勻速直線運動，若物體與水平面間的滑動摩擦力大小為5牛，則E的大小為牛。巳

的大小為牛，如果F2的作用點的運動速度為2米/秒,則物體的運動速度為米

/秒。（不計繩重、滑輪與繩之間的摩擦）

考向02滑輪組及其繞繩方式

【例題2】（2023?甘肅武威?中考真題）如圖所示，小亮用滑輪組將裝修材料運到樓上，請用筆

畫線幫他組裝最省力的滑輪組。

方法技巧

1.滑輪組中末段繩子的作用

滑輪組中繩子段數n為動滑輪上承擔物重的繩子段數，最后那段從下面動滑輪拉

上去的繩子承擔物重，如圖乙所示；而從上面定滑輪拉下來的那段繩子只起到改變力

的方向的作用，不承擔物重，如圖甲所示。

2.滑輪組的組裝（右圖）

（1）確定繞繩的有效段數：根據可得繩子的有效段數為〃=5，也可以根

nF

據S=崩得計算后本著“只入不舍”的原則取整數值”，即繩子的有效段數。

（2）繞繩方式的判斷一一“奇動偶定”：如圖甲所示，承重繩的股數〃是偶數時,

繩的起始端拴在定滑輪的掛鉤上。如圖乙所示，承重繩的股數”是奇數時，繩的起始

端拴在動滑輪的掛鉤上。

【訓練2-1】（2022?廣西河池?中考真題）如圖1所示，請畫出最省力的滑輪組繩子的繞法。

圖1圖2

【訓練2-2】如圖2所示，用滑輪組提升物體，已知滑輪質量均為2kg,物體重100N,繩子能承

受的最大拉力為50N。請畫出繩子的正確繞法，并在繩的末端標出力的方向。（不考慮繩重及摩擦）

考向03有關滑輪組的計算

【例題3】（2023?四川達州?中考真題）將物體A、B置于如圖所示的裝置中，物體B恰好勻速

下降，已知A重30N,B重5N,則A所受地面的摩擦力為N；若對A施加一個水平向左

的拉力R剛好使A勻速向左運動，則拉力尸=No（不計繩重、滑輪重及繩子與滑輪間

的摩擦）

/?

方法技巧

1.分析計算理想狀態下滑輪組的問題

理想狀態下，是指不考慮繩重、動滑輪重及摩擦，所以可以直接使用公式尸=G42,

s=nh,丫繩=〃丫物進行相關分析計算。

2.分析計算非理想狀態下滑輪組的問題

在非理想狀態下，需要考慮動滑輪自重，計算拉力的大小時要使用尸=6物+G動，

n

但5=泌，V繩=〃丫物仍可以繼續使用。

（3）水平方向滑輪組的分析計算

使用滑輪組水平拉動物體時，理想狀態下滑輪組用幾段繩子拉著動滑輪，拉力就

是物體所受摩擦力的幾分之一，即尸拉=加。物體移動的距離與繩子自由端移動距離

的關系為S繩=〃S物，速度關系為V繩=wv物。

（4）反向滑輪組的受力分析

較復雜的滑輪組，常常不能直接用滑輪組公式進行分析、求解，故需要用受力分

析法求解滑輪組中力的大小。此時，一般以滑輪或物體為研究對象，沿豎直方向或水

平方向進行受力分析，根據物體受力平衡的條件進行求解，如圖所示。

3F=G+G動

物體受到的摩擦加=3尸

拉力移動的距離5=3s物體

【訓練3-1】如圖所示,通過滑輪組用200N的拉力廠把重為480N的物體以O.lm/s勻速提升10s,

不計繩重和摩擦。求：

，，，，，，，，，，，

I

(1)動滑輪重；

(2)繩子自由端移動的距離；

(3)若用此滑輪組將重為780N的物體豎直向上勻速提升，作用在繩子末端的拉力產應多大？

【訓練3-2】同學們共同研究滑輪和滑輪組的特點：

(1)他們研究定滑輪特點時，做的實驗如甲圖所示,據此可證明：使用定滑輪可以改變

但不可以；

(2)他們研究動滑輪特點時，用動滑輪勻速豎直提升重物，如乙圖所示。據此可知，使用動滑

輪可以，但不可以改變;

(3)他們組裝滑輪組時，他們想：利用滑輪組提升重物能否省力呢？為此，他們進行的實驗如

丙圖所示，物體的重力為2N,測力計的示數為,由圖可知，利用滑輪組提升重物可

以,也可以改變

考向04斜面與輪軸

【例題4】如圖甲是同學們常用的燕尾夾，AB=BC,當用力握住C點打開該夾子時，可把—

點看作支點，此時夾子可近似看作（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿。如圖乙所

示，手柄（選填"粗”或“細”）一些的螺絲刀用起來更省力；螺紋（選填“密”

或“稀”）一些的螺絲釘擰起來更省力。

方法技巧

1.斜面具有省力的特點，但同時也會增加運動的路程或距離。例如，盤山公路、

螺絲釘等。

2.輪軸相當于一個杠桿，輪半徑大于軸半徑，因此動力臂大于阻力臂，是省力

杠桿。但使用時也會增加轉動的距離。應用：汽車方向盤、門把手、自行車把等。

【訓練4-1】如圖所示，鑰匙插入鎖孔轉動開鎖時，鑰匙就相當于一個（選填“滑輪”

或“輪軸”），屬于（選填“省力”或“費力”）機械。

【訓練4-2】閱讀文章，回答問題:

輪軸

輪軸是一種簡單機械，輪軸由具有共同轉動軸O的大輪和小輪組成，通常把大輪叫輪，小輪叫

軸。

圖1所示是一些輪軸的實例，輪軸實際上是一個可以連續轉動的變形的杠桿，輪半徑R和軸半徑

r分別就是作用在輪和軸上的兩個力尸I和F2的力臂，如圖2所示。

根據杠桿的平衡條件，可得修十=尸2%使用輪軸時，如果動力作用在輪上能省力，且輪半徑是

軸半徑的幾倍，作用在輪上的動力就是阻力的幾分之一，如果動力作用在軸上就費力，但可以省距離。

(1)輪軸的實質是變形的,如果動力作用在輪上就可以力，作用在軸上就

力；

(2)若螺絲刀的輪半徑是1.5cm,軸半徑是0.3cm,則正常使用螺絲刀是(選填“省

力”或“費力”)的，且動力是阻力的倍。

模塊三機械效率

知識清單/

一、有用功和額外功

1.有用功、額外功和總功

(1)有用功：提升重物時，將重物提升一定高度所做的功，叫做功，用W有表示。

有用功是為了達到某一目的而必須要做的功。

(2)額外功：若使用滑輪組提升重物，我們還不得不克服動滑輪本身的重力及摩擦力等因素的

影響而多做一些功，這部分功叫做功，用W額表示。額外功是對人們沒有用但又不得不做的

功。

(3)總功：有用功跟額外功的總和叫功，用W總表示，W總=卬有+卬額。若使用滑輪組

提升重物，則總功是拉力做的功，即動力做的功，即卬=o

2.杠桿、滑輪組、斜面三種簡單機械的有用功、額外功和總功

種類杠桿滑輪組斜面

圖示I

由

有用功W^=GhW^=GhW^=Gh

克服動滑輪重、繩重摩擦

克服杠桿本身重力、摩

力所做的功：克服摩擦力/所做的功：

額外功擦力所做的功

有；若不計繩重總-W有；

及摩擦W?=G動〃

總功W^=FsW,^=FsW^=Fl

G為被提升物體的重力；力為物體升高的高度；F為拉力(動力)；s為作用力/

說明

作用點移動的距離；G動為動滑輪的重力。

二、機械效率

1.機械效率

(1)物理學中，將有用功跟總功的比值叫做,用〃表示。

(2)計算公式：〃=

(3)對機械效率的理解

①機械效率總是小于。這是因為使用任何機械都不可避免地要做額外功，所以有用

功總是小于總功，機械效率通常用百分數表示。

②機械效率并不是固定不變的。機械效率反映的是機械在一次做功的過程中有用功跟總功的比值,

同一機械在不同的做功過程中，機械效率往往會不同。

③機械效率的高低與是否省力、做功多少、物體提升的高度等因素(選填“有關”

或“無關”)o

④機械效率的高低是反映機械優劣的重要標志之一。機械效率越高，機械的性能越好。

2.三種簡單機械的機械效率

機械裝置圖計算公式

支點----二二二二二”;

典Gh

杠桿7=----——

%Fs

升

滑豎直提

輪

：

擦時

及摩