專題10簡單的機械

目錄

01題型綜述...........................................................................1

02解題攻略...........................................................................1

攻略一：怎樣解杠桿力臂的作圖問題....................................................1

攻略二：怎樣解杠桿最小力的作圖問題......................................................3

攻略三：怎樣解三類杠桿的識別問題........................................................4

攻略四：怎樣解杠桿平衡條件的應用問題....................................................5

攻略五：怎樣解探究杠桿平衡條件的實驗問題............................................6

攻略六：怎樣解滑輪的省力判斷及組裝問題..............................................8

攻略七：怎樣解有用功、額外功、總功和機械效率的計算問題............................9

攻略八：怎樣解探究機械效率的實驗問題...................................................12

03中考練場..........................................................................12

01題型綜述___________________________________________

簡單機械是中考物理的重要考點，在中考物理試卷中占據一定比重，題型主要包括單選題、填空題、計

算題和實驗題。分值一般在3到12分之間，具體分值可能會因年份和地區而異。

掌握簡單機械的相關知識點，對于提高中考物理成績至關重要。它不僅要求學生理解杠桿平衡條件、滑

輪組的工作原理等基本概念，還需要學生能夠靈活運用這些知識解決各類題型。因此，在學習過程中，要注

重理論與實踐相結合，通過大量的練習來加深對知識點的理解和掌握。同時，也要注意關注中考的最新動態

和趨勢，以便更好地應對考試。

02解題攻略

攻略一：怎樣解杠桿力臂的作圖問題

【提分秘籍】

解杠桿力臂的作圖問題，一般的解題步驟如下:

（1）由實物抽象出杠桿模型；

（2）找出杠桿的支點O；

（3）確定動力與阻力的作用點，作出動力與阻力的示意圖（注意表示動力與阻力的線段長度），必要時用虛

線將力的作用線正向或反向延長；

（4）從支點向力的作用線作垂線，畫出垂直符號；

（5）支點到垂足之間的距離就是該力的力臂，并用雙向箭頭或大括號標出，在附近標上動力臂的符號A，或

阻力臂的符號團

【特別提示】力臂是支點到力的作用線的距離，千萬不能理解為支點到力的作用點的距離。力臂不一定在杠

桿上，如果力的作用線過支點，則該力的力臂為0。

【記憶口訣】一定點，二畫線，三作垂線段，四在兩端畫尖尖

【典例剖析】

【典例1】（2024?黑龍江大慶?中考真題）如圖所示，杠桿處于平衡狀態，畫出球A所受重力的示意圖（重

心在球心處）和力尸的力臂心

【變式演練】

【變式1-1］（2025?重慶?一模）請在圖中畫出拉力廠的力臂L（保留作圖痕跡）;

【變式1-2］（2025?江蘇徐州?一模）按要求作圖：

同學們在體育課上做仰臥起坐，前半段是背部由平躺地面變成脊柱彎曲，后半段是上半身完全離開地面，

迅速成坐姿。仰臥起坐時，人體可看成杠桿模型，。為支點，A為人的重心，肌肉的拉力廠為動力，如圖

所示，請畫出重力的示意圖，動力臂L和阻力臂以。

攻略二：怎樣解杠桿最小力的作圖問題

【提分秘籍】

杠桿最小力的確定：

（1）在力的作用點一定的情況下，當力跟支點與力的作用點的連線垂直時，力最小。

（2）力和力臂的找法：若力的作用點一定，則按（1）的方法找力臂；若力的作用點任意，則在杠桿上先找

出離支點最遠的點，連接支點和最遠點，過最遠點作支點和最遠點連線的垂線，根據需要標出的力為最小

力。

（3）根據動力和阻力使杠桿轉動的方向相反來確定動力的方向。

【特別提示】根據杠桿的平衡條件耳4=工4知，在杠桿的阻力、阻力臂一定時，要使動力最小，必須使動

力臂最長。通常情況下，連接杠桿的支點和動力作用點所得到的線段是最長的，此線段即為最長力臂。

【典例剖析】

【典例2】（2024?湖南長沙?中考真題）為撬起大石頭，小明以。為支點架好撬棒，如圖所示。他在A點用

最小的力撬起大石頭，請畫出這個力的示意圖。

【變式演練】

【變式2-1］（2025?重慶?模擬預測）在圖中畫出使杠桿靜止在圖示位置的最小動力

【變式2-2］（2025?江蘇?一模）（1）如圖，杠桿A08保持靜止，O為支點，請作出阻力F2和維持杠桿平衡的

最小動力乙；

身￥、

GA

攻略三：怎樣解三類杠桿的識別問題

【提分秘籍】

識別三類杠桿的方法：先確定杠桿的支點、動力作用點和阻力作用點，然后分別確定動力臂//,和阻力臂/2。

若則為省力杠桿若。＜/2,則為費力杠桿；若11=12,則為等臂杠桿。

【特別提示】省力杠桿與費力杠桿的應用不同，省力杠桿一般在阻力很大的情況下使用；而費力杠桿一般用

在阻力不大的情況下，是為了省距離，使用起來方便

【典例剖析】

【典例3】（2024?陜西?中考真題）如圖所示的工具中，屬于費力杠桿的是（）

【變式演練】

【變式3-1］（2024?廣東汕尾?模擬預測）筷子作為一種被使用了上千年的日常工具，已經成為我們中華民

族的一種傳統文化，下面有關筷子的說法中正確的是（）

A.吃飯時，筷子與食物間沒有摩擦B.正常使用的筷子屬于費力杠桿

C.正常使用的筷子屬于省力杠桿D.正常使用的筷子屬于等臂杠桿

【變式3-2］（2024?云南楚雄.三模）圖是勞動實踐課上使用勞動工具的場景，其中屬于使用費力杠桿的是

)

用鋼絲鉗剪鐵絲D.園藝剪刀修剪樹枝

攻略四：怎樣解杠桿平衡條件的應用問題

【提分秘籍】

利用杠桿平衡條件解決的問題主要有兩類:

（1）根據杠桿平衡條件判斷杠桿是否平衡。此類問題需要判斷相應力和力臂的乘積是否相等，當Flh=F2l2

時，杠桿平衡；當、//>/引2時，杠桿沿F1方向轉動；當F用<歹2/2時，杠桿沿F2方向轉動。

（2）已知杠桿是平衡的，根據杠桿平衡條件計算力或力臂的大小，判斷動力的變化。若要計算力或力臂的

大小，就要知道另外三個量的大小；若要判斷動力的變化，就要先判斷動力臂和阻力臂的變化特點。

【特別提示】應用杠桿平衡條件解決問題的一般步驟:①將實物抽象為杠桿模型;②確定支點;③明確動力、阻

力的大小和方向，畫出力的示意圖;④畫出動力臂和阻力臂;⑤利用杠桿的平衡條件進行計算或判斷。

【典例剖析】

【典例4】（2024?內蒙古通遼?中考真題）小明家有一把桿秤，如圖所示，秤鉤上不掛物體時提住秤紐，將

秤坨移動至定盤星處時，秤桿恰能水平平衡，當秤鉤掛上物體移動秤坨使秤桿再次水平平衡時，即可通過

秤坨所對應刻度讀出物體質量。下列說法正確的是（）

A.定盤星是秤桿的支點

B.桿秤是一種等臂杠桿

C.所掛物體加重時，秤坨向右移，秤桿才能再次水平平衡

D.使用已磨損的秤坨測量時，測量值比真實值偏小

【變式演練】

【變式4-1］（2024?寧夏銀川?三模）如圖所示是吊車正在起吊貨物的示意圖。該裝置通過液壓伸縮撐桿推

動吊臂并使吊臂繞。點轉動，從而通過鋼繩將貨物勻速吊起。假設撐桿對吊臂的作用力始終與吊臂垂

直，僅通過轉動吊臂提升貨物的過程中，下列分析正確的是(

A.吊臂是省力杠桿，鋼繩對吊臂的作用力不斷增大

B.吊臂是費力杠桿，撐桿對吊臂的作用力的力臂不斷減小

C.吊臂是省力杠桿，撐桿對吊臂的作用力的力臂不斷增大

D.吊臂是費力杠桿，撐桿對吊臂的作用力不斷減小

【變式4-2](2024.云南.模擬預測)如圖所示，輕質杠桿OA可繞。點無摩擦轉動，：AB=2：1,在A

點掛一個120N物體，2點施加一個豎直向上的拉力R使杠桿水平平衡拉力為N；若拉力尸沿逆時

針方向轉動30。，杠桿仍處于平衡狀態，拉力將(選填“變大”“變小”或“不變”)。

攻略五：怎樣解探究杠桿平衡條件的實驗問題

【提分秘籍】

關于探究杠桿平衡條件的實驗，應注意以下幾點：(1)調節杠桿使其在水平位置平衡，可以使杠桿的重心與

支點重合，避免杠桿的重力對平衡產生影響，同時也便于直接從杠桿上測出力臂的大小；

(2)調節杠桿使其在水平位置平衡的原則是“左偏右調、右偏左調？如杠桿右端下沉，應向左調節平衡螺母;

(3)調好平衡，更換鉤碼的數量后，不能通過調節平衡螺母來使杠桿再次平衡；

(4)探究時，要改變鉤碼的數量、改變懸掛鉤碼的位置和改用彈簧測力計斜拉杠桿進行多次實驗，以避免

實驗結論的偶然性，從而得出普遍性的結論。

【特別提示】

(1)實驗過程中，在掛鉤碼時，兩側鉤碼數量一般不要相同。

(2)力臂人和/2的單位可以用cm，也可以用相，只要單位相同即可。

【典例剖析】

【典例5】(2024?江蘇淮安?中考真題)在“探究杠桿平衡條件”實驗中:

（1）請在圖甲中畫出片的力臂4；

（2）F2的力臂4為cm。當F?的大小為IN時，4豎直向上拉杠桿，仍使杠桿在水平位置平衡，月=

N；

（3）小明學過杠桿知識后自制了一根桿秤（自重不計），如圖乙所示，要想增大桿秤的測量范圍，你有哪些

方法？（寫出一種方法即可），小明猜想制作的桿秤刻度是均勻的，請你通過推理證實。（寫出

推理過程，涉及的物理量用圖中字母表示）。

—m2

勺

乙

【變式演練】

【變式5-1］（2025.江蘇宿遷.一模）在“探究杠桿平衡條件”的實驗中:

甲乙丙

（1）實驗開始時，杠桿的位置如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應將杠桿左端的平衡螺母向

移動（選填“左”或“右”）。

（2）杠桿平衡后，小李同學在圖乙所示的A位置掛上兩個鉤碼，可在B位置掛上________個鉤碼，使杠桿

在水平位置平衡。

（3）取下8位置的鉤碼，改用彈簧測力計拉杠桿的B點，當彈簧測力計由位置a轉至位置b的過程中，杠

桿始終在水平位置保持平衡（如圖丙），測力計示數將（選填“變大”或“變小”）。

(4)下列因素中，不會影響探究結果的是。

A.鐵架臺沒有放在水平臺面上B.實驗所用的鉤碼生銹

C.彈簧測力計的彈簧和刻度盤之間摩擦較大D.彈簧測力計未調零

【變式5-2](2025?江蘇揚州?一模)同學們用如圖所示裝置，探究“杠桿的平衡條件”。

(1)杠桿在如圖1的位置靜止，為了使杠桿在水平位置平衡，應向(選填“左”或“右”)調節螺母;

(2)如圖2所示，杠桿上的刻度均勻，在A點掛4個鉤碼，應在8點掛_______個相同的鉤碼，使杠桿在水

平位置平衡；

(3)若在圖2中8點改用彈簧測力計拉，彈簧測力計應該(選填“正掛”或“倒掛”)在杠桿上，若操

作反了，會導致測量值比真實值偏(選填“大”或“小”)些；

(4)保持A點鉤碼數量和力臂不變，杠桿在水平位置平衡時，測出多組動力臂//和動力人的數據，繪制了

的關系圖像，如圖3所示。請根據圖像推算，當為為2N時，//為cm。

攻略六：怎樣解滑輪的省力判斷及組裝問題

【提分秘籍】

(1)使用滑輪組時，有幾段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即F=LG。此式成

n

立的條件：忽略滑輪和繩的重力以及繩、輪間的摩擦。若忽略繩重和摩擦但考慮動滑輪的重力，此式變為

F=^(G+G動)。無論是否考慮繩子的摩擦力，繩子自由端移動的距離S與物體移動的距離h的關系均為s=

n

nho

(2)確定承擔物重的繩子的段數n的方法有三種：

①在動滑輪與定滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離開，只算繞在動滑輪上(包括掛在動滑輪掛鉤上)的繩子

有幾段，承擔物重的繩子的段數就有幾段。

②先數出動滑輪的個數N,如果繩子的固定端在動滑輪上，則繩子的段數”=2N+L如果繩子的固定端不在

動滑輪上，則繩子的段數〃=2N。

③由F=^G得，繩子的有效段數"=9貿=G物+＞動，計算后“只入不舍”取整數值n,即為繩子的有效

〃FF拉

段數的最小值。

【特別提示】對于動、定滑輪個數已確定的滑輪組，最簡單的繞繩方法是從外向里繞，最后掛在動滑輪或定

滑輪的掛鉤上，從動滑輪開始繞，最省力。

【典例剖析】

【典例6】（2024?陜西?中考真題）工人向下拉繩來提升重物。請用筆畫線代替繩子畫出滑輪組的繞線方

法。

【變式演練】

【變式6-1】用如圖所示的滑輪組將水桶勻速提升，請畫出連接滑輪組最省力的繞法。

【變式6-2］（2024.四川廣元.二模）小李打掃衛生時需要將一個重物搬離地面，由于力氣太小無法搬動，

聰明的他想到了滑輪組可以省力，于是他找來家里的2個滑輪組，請你幫他選擇其中一個滑輪組用來提升

重物以達到最省力的目的（兩幅圖都畫不得分。繩子需要繞過每一個滑輪，忽略動滑輪重力）。

攻略七：怎樣解有用功、額外功、總功和機械效率的計算問題

【提分秘籍】

（1）有用功的計算方法（以豎直向上提升重物為例）

①定義法：W^=Gh；②％=W總—%；③公式法：總

（1）不計繩重，以及繩與滑輪間的摩擦，則有：〃尸=6物+6動，n=^=—=—=G

%FsnFG+G動

（2）當物體浸在液體中時，則有：幾F=F拉+G動，7+工孚=G物，〃=獸=乎=V=。二手浮

%FsnFG-耳孚+G動

【特別提示】當用動滑輪或滑輪組豎直向上提升物體時，克服物體重力做有用功，即％=G〃，不計繩重

及摩擦克服動滑輪重做的功是額外功；當用動滑輪或滑輪組水平拉物體時，克服物體與水平面間的摩擦力做

的功為有用功，即％=,；當物體沿斜面上升時，克服物體重力做的功為有用功，即%=G",克服物

體與斜面間的摩擦力做的功為額外功，即比額=尤解答時應緊扣有用功、總功和額外功的定義，從工作的

目的入手分析，弄清做的哪些功是有用功，哪些功是總功，哪些功是額外功，然后根據公式〃=求解

機械效率。

角度1：豎直方向機械效率的計算

【典例剖析】

【典例7】（2024.山東德州.中考真題）如圖甲所示，虛線框內是兩個滑輪連成的滑輪組，工人利用該滑輪

組，用200N豎直向上的拉力片將物體勻速提高3m,物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，已知動

滑輪重120N,不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

A.繩子自由端移動的速度為0.5m/sB.工人做的有用功為360J

C.該滑輪組的機械效率為80%D.拉力P的功率為100W

【變式演練】

【變式7-1］（2025?江蘇宿遷?一模）建筑工人通過如圖所示的裝置將一桶質量為45kg的涂料從地面提起,

桶在4s內緩慢上升0.8m,工人所用的拉力為500N。下列說法中正確的是（）

A.該裝置做的有用功為400JB.該裝置的機械效率為90%

C.繩子自由端移動的平均速度為0.4m/sD.增大提起涂料的重力，機械效率不變

【變式7-2］（2025?重慶?模擬預測）如圖所示，是安裝在某種塔式起重機吊臂一側的滑輪組，某次勻速起

吊300kg的物體時，上升10m,用時15s,此時滑輪組的機械效率是80%,則所做有用功是J,拉力

尸的功率是W?（g取10N/kg）

角度2：水平方向機械效率的計算

【典例剖析】

【典例8】（2024.青海西寧.中考真題）如圖所示，虛線框內是由兩個滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組

拉動重960N的物體M在水平面上做勻速直線運動。物體所受的摩擦力是物重的0.1倍，繩子自由端的水

平拉力為40N,物體M移動的距離為4m（不計繩重和滑輪重）。則（）

A.物體M所受的拉力為960NB.繩子自由端移動的距離是8m

C.滑輪組拉動物體M做的有用功是160JD.滑輪組的機械效率是80%

【變式演練】

【變式8-1］（2024.黑龍江.模擬預測）如圖所示，重為300N的物體在20N的水平拉力產的作用下，以

0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運動了10s,滑輪組的機械效率為80%。則在此過程中，下列說法

正確的是（）

A.繩子自由端移動的距離為6mB.物體與地面間的滑動摩擦力為48N

C.拉力E的功率為16WD.拉力廠對物體做的有用功為120J

【變式8-2］（2024?云南?模擬預測）如圖所示為一滑輪組拉著重300N的物體在水平地面上勻速運動，2s

的時間物體運動了1m,已知拉力尸=50N,物體受到的摩擦力為120N。下列說法正確的是（）

A.繩端移動的速度為lm/sB.拉力的功率為75W

C.物體克服重力做的功為300JD.該滑輪組的機械效率為50%

攻略八：怎樣解探究機械效率的實驗問題

【提分秘籍】

（1）常見的探究機械效率的實驗問題有兩種，一種是探究滑輪組的機械效率，另一種是探究斜面的機械效

率。無論是探究哪種裝置的機械效率，其基本思路都是測出有用功和總功，通過計算求出機械效率。

（2）為了探究影響滑輪組機械效率的因素，在保證有用功相同的情況下，通過改變動滑輪的個數來分析機

械效率是否與機械自身重力有關，另外，在保證機械組裝方式相同的情況下，通過改變鉤碼個數來研究滑輪

組的機械效率是否與物重大小有關。這里采用的是控制變量法。

【特別提示】對已組裝好的滑輪組，承擔物重的繩子的段數”是確定的，繩子自由端移動的距離s與物體上升

的高度陰勺關系是s=泌，則滑輪組的機械效率〃=%=包=￡=—^

%FsnFG+G動

【典例剖析】

【典例9】（2023?湖南湘潭?中考真題）用圖所示裝置測量滑輪組的機械效率，部分實驗數據如下表:

0=0

-=

.=

1010

2020

3030

40-40

=

―

5050

60三60

二

三

一

70=70

=

-

=

=

_

8080

9090

100100

實驗次數鉤碼重力G/N鉤碼上升高度/z/cm拉力F/N繩子自由端移動距離s/cm機械效率〃

12.051.01566.7%

24.051.81574.1%

34.0101.83074.1%

46.052.515

（1）實驗過程中，緩慢豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼向上做運動。第1次實驗時，鉤碼上升的時

間為3s,此過程中，繩子自由端上升的速度為m/s；

（2）第4次實驗時所做的有用功為J,滑輪組的機械效率是%；

（3）分析1、2、4次實驗的數據可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物重力越（選填“大”或

“小”），滑輪組的機械效率越高；分析2、3次實驗的數據可知，滑輪組的機械效率與鉤碼上升的高度—

（選填“有關”或“無關

（4）用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機械效率的是o

A.換用更輕的動滑輪B.加快提升物體的速度

【變式演練】

【變式9-1］（2024.陜西漢中?二模）在“測量滑輪組的機械效率”實驗中，小明用同一滑輪組提升不同的物

體，如圖甲乙所示，記錄實驗數據，并繪出〃與G物的關系圖像，如圖丙所示。

0

T

(1)實驗中應_________緩慢勻速拉動彈簧測力計，使物體升高。

(2)圖乙中彈簧測力計的示數為N。

(3)圖丙中的曲線表明：同一滑輪組的機械效率〃隨所掛物重G步的增大而(選填“小”或“增

大，)。

(4)若實驗中的細繩足夠結實，滑輪組的機械效率(選填"會”或'不會”)到100%。

【變式9-2](2024?安徽合肥?二模)某實驗小組利用如圖裝置測算滑輪組的機械效率，所測實驗數據如下

表。

實驗次鉤碼重鉤碼上升高度繩端拉力繩端移動距離機械效率

數G/Nh/mF/Ns/m

12.00.11.00.366.7%

24.00.11.80.374.1%

34.00.11.10.572.7%

46.00.11.50.5

試根據表中實驗數據完成下列問題:

中

^

甲乙

；

是

械效率

測的機

實驗所

4次

中第

（1）表

物體越

時，

重物

同的

升不

組提

滑輪

用同一

是：

結論

初步

到的

以得

，可

數據

驗的

次實

1、2

中第

析表

（2）分

；

同”）

或"相

越大'

”、"

“越小

（填

效率

的機械

滑輪組

重，

輪組

：滑

論是

步結

的初

得到

可以

據，

的數

實驗

兩次

）這

“4”

“2”或

1”、

（填“

第

3和

中第

析表

（3）分

關。

的重有

動滑輪

率與

械效

的機

練場

中考

03

單選題

一、

（）

的是

現象

釋這