第12讲 简单机械
初中应用物理知识竞赛专题讲义-专题12 简单机械
初中应用物理知识竞赛专题讲座12专题十二 简单机械【重点知识解读】1.杠杆平衡条件：F 1L 1= F 2L 2。
2.定滑轮不省力，但能够改变力的方向；动滑轮能够省一半力，不能改变力的方向。
3.在不计动滑轮重力和绳重、不计一切摩擦的情况下，滑轮组用几段绳子吊着重物，提起物体所用的力就是物重的几分之一。
4.斜面：当不计一切摩擦的情况下，当斜面长L 是斜面高h 的几倍时，所用推力F 就是物重G 的几分之一，即F=hG/L 。
4.机械效率η=W W 有总×100%。
机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械的性能越好。
5.功的原理：使用任何机械都不省功。
【竞赛知识拓展】1、 画好力臂是解决杠杆问题的关键所在。
先从整体中抽象出杠杆，然后确定支点O ，找出动力、阻力，画出动力作用线和阻力作用线，再由支点向两个力的作用线作垂线，得到力臂。
2、 对于滑轮或滑轮组，一根绳子上的力处处相等。
3、 轮轴是由轮和轴共同组成的装置，由杠杆平衡条件可得，F 1R=F 2r【经典竞赛题分析】例1. （上海物理竞赛）如图所示，光滑轻质细杆AB 、BC 处在同一竖直平面内，B 处用铰链连接，A 、C 处用铰链连接于水平地面上，BC 杆与水平面夹角为37°。
一质量为3.2kg 的小球穿在BC 杆上，对小球施加一个水平向左的恒力使其静止在BC 杆中点处，AB 杆恰好竖直，则 A ．F 的大小为40NB ．小球对BC 杆的作用力大小为40N C ．AB 杆对BC 杆的作用力大小为25ND ．地面对BC 杆的作用力大小为25N【参考答案】BC D例2、（14分）(全国初中应用物理知识竞赛)小明某次在路边观察到，工人师傅们在安装水泥电线杆过程中要将地面上水平的电线杆“竖立”起来时，在地面上先挖了形状如图15所示的坑。
地面处的坑口截面基本上是一个长方形，其宽度仅比电线杆的粗端直径略大一点，坑中从长方形的一边开始有一从地面直达坑底的斜坡。
第12讲 简单机械(课件)-2023年中考物理专练(全国通用)
2023年中考物理重难点突破
（1）小明安装好杠杆后，发现其左端下沉，如图 甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母
向
调节；
（2）如图乙所示，杠杆调节平衡后，在A处悬挂3 个钩码，每个钩码重0.5N。如果在B处施加一个拉 力使杠杆在水平位置再次平衡，当方向为 时
，拉力最小，大小为
N；
（3）课后，小明制作了一个简易杠杆，调节杠杆 在水平位置平衡，然后在它两边恰当位置分别放上
法中最有可能使女孩获胜的是（ A ）
A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长
2023年中考物理重难点突破
3.(2022湖州)图为小明同学用老虎钳剪钢丝时的情景，
该老虎钳（ C ）
A. 动力臂大于阻力臂；把刀口制得很锋利，是为了增大 压力
2023年中考物理重难点突破
4.杠杆的分类： （1）省力杠杆：动力臂大于阻力臂或者动力小于
阻力的杠杆。 （3）等臂杠杆：动力臂等于阻力臂或者动力等于
阻力的杠杆。 （3）费力杠杆：动力臂小于阻力臂或者动力大于
阻力的杠杆。
2023年中考物理重难点突破
【例1】（2022广东）在“探究杠杆的平衡条件” 实验中：
2023年中考物理重难点突破
（4）动力臂（L1）:从支点到动力作用线的距离。 （5）阻力臂（L2）:从支点到阻力作用线的距离。
力的作用线：通过力的作用点沿力的方向的直线。
2023年中考物理重难点突破
【注意】（1）力与力臂的几何关系：力臂始终与 力的方向垂直。
（2）力臂是从支点到力的作用线之间的距离，不 是从支点到力的作用点之间的距离！力的作用线是 与力重合的一条假想的直线。
人教版八年级下册物理课件：第十二章 简单机械(共68张PPT)
l2/m
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
F1 l1 F2 l2
3．练习
l1＝3l2，F1是F2的＿＿＿倍。 F1:F2＝2:5，l1:l2＝＿＿＿＿。 l1:l2＝4:3，F2＝60 N，F1＝＿＿＿。 F1＝15 N，F2＝75 N，l1＝15 cm，l2＝＿＿＿。
三、生活中的杠杆：
② 图示杠杆的力臂
例：画出图中力F对 支点O的力臂l 。
l
O
F
例 一块截面积为矩形ABCD的均匀金属块重 2 000 N，它的长宽之比为4:3，将它置于水平地 面上如图所示，若在A点用力F抬起金属块的一
端，则力F至少为 800 N。
A
B
l1
D
l2 C
G
F l1 G l2
2．探究杠杆的平衡条件 ① 调节杠杆在水平位置平衡 ； ② 获取实验数据； ③ 归纳结论。
A．启瓶器 B．切纸铡刀 C．食品夹 D．羊角锤
2．小阳同学在做“探究杠杆平衡条件”的实验时， 他把杠杆挂在支架上，发现左端向下倾斜。 （1）若使杠杆在 水平 位置平衡，需把平衡螺母向
右 端调节。 （2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B 处要挂 2 个同样的钩码，杠杆才能重新位置平衡。 （3）若在C处挂6 N的钩码，用弹簧测力计作用在B 点，要使杠杆在水平位置平衡，最小拉力的方向应 该竖直向上，此时弹簧测力计的示数为 2 N 。
（3）改变阻力和阻力臂的大小，相应调节动力和动力臂的 大小，再做几次实验。
（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位置上 用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动力F1、阻 力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
次数
1 2 3 4 5 6
2025年中考物理总复习第一部分考点梳理第12讲简单机械第1课时杠杆
2025版
物理
甘肃专版
变式2 杠杆转动 (1)(拉力与杠杆垂直)如图所示，用始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地 由位置A拉至位置B，阻力G的力臂变 大 ，动力F变 大 。
2025版
物理
甘肃专版
(2)(拉力竖直向上)如图，竖直向上拉动杠杆使其沿逆时针方向缓慢匀速 转动至水平位置，此时动力臂将变大 ，动力F将不变 。(均选填“变大” “变小”或“不变”) 【思路点拨】此过程中动力臂与阻力臂均变大。
2025版
物理
甘肃专版
3．(人教八下P80 T3改编)如图为指甲剪的示意图，它由ABC、OBD和OE D三个杠杆组成。如果把B看作支点，则ABC是省力(选填“省力”或“费力”) 杠杆，则最省力时的动力臂是 AB 。
2025版
物理
甘肃专版
2025版
物理
甘肃专版
重难点1：杠杆作图
步 骤
一找点
二画线
2025版
物理
甘肃专版
类型2：杠杆平衡条件的相关计算 ★如图，一轻杆AB悬于O点，其左端挂一重物，若重物质量m＝
3 kg，AO＝10 cm，BO＝30 cm，g取10 N/kg。 (1)图中的B点沿图示方向施加动力F，此时轻杆水平平衡。则动力F的力 臂为 15 cm，大小为 20 N。 (2)使轻杆在图示位置静止的最小动力为 10 N。 【思路点拨】要使杠杆平衡时所用的动力最小，根据杠杆平衡的条件可 知，应使动力臂最大。
阻碍 杠杆转动的力F2 从支点O到 动力作用线 的距离l1 从支点O到 阻力作用线 的距离l2
2025版
物理
甘肃专版
杠杆平 (1)杠杆平衡是指在动力和阻力的作用下处于静止状态； 衡条件 (2)动力×动力臂＝ 阻力×阻力臂 ，或写为F1l1＝F2l2
第12课时简单机械
考点聚焦
归类示例
第12课时┃简单机械
皖考探究
类型一 杠杆模型与作图 例1 如图12－3所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡
状态，l1为F1的力臂，请在图中作出F2的力臂l2及力F1的示意 图。
考点聚焦
图12－3
归类示例
第12课时┃简单机械
如图所示
[解析] 根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离，可画 出F2的力臂l2；过l1的末端作l1的垂线交杠杆的点为F1的作 用点，从而画出F1的示意图。
考点聚焦
归类示例
第12课时┃简单机械
探究 结论
评估 交流
杠杆的平衡条件：
文字式：__动__力__×__动__力__臂__＝__阻__力__×__阻__力__臂_______； 写成公式：_______F_1_l_1＝__F_2_l_2 ___________
为了通过实验证明杠杆平衡条件在普遍情况下不是“动 力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点 的距离”，只需去掉一侧的钩码，用测力计在A处斜拉杠杆 ，使其保持水平平衡，读出测力计示数F1，如图所示，发 现F1×OA≠F2×OB
考点聚焦
归类示例
第12课时┃简单机械
[点拨] 实验时选杠杆的重心作为支点，这样可以消除杠杆 自身重力对杠杆平衡的影响；通常调节杠杆的平衡螺母，使 其在水平位置平衡，以便直接读出力臂的大小。
考点聚焦
ห้องสมุดไป่ตู้
归类示例
第12课时┃ 简单机械
2. 杠杆的分类
名称
力臂关系
省力杠杆 l1__＞__l2
费力杠杆 l1__＜__l2
考点聚焦
归类示例
第12课时┃简单机械 [点拨] 杠杆示意图的画法
人教版八年级物理下册第十二章简单机械PPT课件
第1课时 杠杆及其平衡条件
学习目标导航 课前自主预习 课堂合作探究
课后作业
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学习目标导航
学习目标： 1.知道杠杆的特征，能在杠杆上确认支点、 动力、动力臂、阻力、阻力臂的位置。 2.能准确画出动力臂与阻力臂。 3．会探究杠杆的平衡条件。
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学习目标导航
（１）在杠杆两侧同时各减掉一个钩码； （２）在杠杆两侧钩码下同时各加挂一个钩码；
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课堂合作探究
（３）将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小 格； （４）将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小 格。 Ａ（１）（３） Ｂ（２）（４） Ｃ（２）（３） Ｄ（１）（４）
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课后作业
夯实基础 一．选择题 1．下列说法正确的是（ D ）
重难点： 1.能准确画出动力臂与阻力臂。 2.会探究杠杆的平衡条件
知识链接：调节天平的平衡．数学中点到 线的距离
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课前自主预习
1． 杠杆的定义：在力的作用下 能够绕固定点转动 的硬棒叫杠杆。 2．杠杆的五要素： ①支点：杠杆 可以绕其转动的点，用字母 O 表 示。 ②动力：使杠杆 转动 的力，用字母 F1 表示。 ③阻力：阻碍杠杠转动 的力，用字母 F2 表示。 ④动力臂：从支点到动力作用线的距离，用字母 L1 表示。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，用字母 F2 表示。
A．支点不一定在杠杆上 B．动力臂与阻力臂的和是杠杆的长度 C．力臂肯定在杠杆上 D．力的作用点肯定在杠杆上
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课后作业
2．（2017咸宁）如图所示的四幅图中，力F的力臂 画法错误的是（ D ）
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课后作业
第12讲简单机械
活动课·行易
活动课·行易 栏目索引
必做实验类
实验一 探究杠杆的平衡条件
【命题点】 1.实验前杠杆平衡螺母的调节(左高左调,右高右调。注意:实验过程中不能 再调平衡螺母)。 2.实验时调节杠杆水平的目的(①使杠杆重心落在支点上,减少杠杆自重对实 验造成的影响;②方便读出杠杆的力臂)。
活动课·行易 栏目索引
找问题·知易
找问题·知易 栏目索引
1.(2018·潍坊)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果杠杆两侧的钩码各减少一 个,杠杆将 ( B )
A.左端下降 B.右端下降 C.仍然平衡 D.无法判断
找问题·知易 栏目索引
2.(2018·常州)今年2月,我国台湾省发生地震,一个结构坚固的水塔因地基松 软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔。下列方案 中,钢缆对水塔拉力最小的是 ( B )
(1)如图A所示,实验前,杠杆左端下倾,则应将左端的平衡螺母向右(选填
活动课·行易 栏目索引
“左”或“右”)调节,直到杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂,支点 选在杠杆的中点是为了消除杠杆自重对平衡的影响。 (2)小明同学所在实验小组完成某次操作后,实验现象如图B所示,他们记录的 数据为动力F1=1.5 N,动力臂L1=0.1 m,阻力F2=1 N,则阻力臂L2=0.15m。 (3)甲同学测出了一组数据后就得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结 论,乙同学认为他的做法不合理,理由是一组实验数据太少,具有偶然性,不便 找出普遍规律。 (4)丙同学通过对数据分析后得出的结论是:动力×支点到动力作用点的距离= 阻力×支点到阻力作用点的距离,与小组同学交流后,乙同学为了证明丙同学
总功
公式:④W额=W总-W有用=G动h(提升重物,忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
【人教版】八年级物理下册第十二章 简单机械 课件
讲授新课
例题：
l1=9m F1=200N
l2=6cm O
F2
解： 由F1l1＝F2l2 得：
F2 =
F1 l1 l2
=
=3×104N
200N×9m 0.06m
m=
F2 g
=
3×104N 10N·kg-1
=3×103kg = 3 t
课堂小结
杠杆
在力的作用下，能绕固定点转动的硬 棒，叫做杠杆
杠
杆
支 点(O)
讲授新课
（4）在杠杆的一侧挂上钩码作为阻力，通过在其他位 置上用弹簧测力计拉住杠杆的办法使杠杆平衡。将动 力F1、阻力F2、动力臂l1、阻力臂l2记录表格中。
讲授新课
次数
1 2 3 4 5 6
动力 F1/N
阻力 F2/N
动力臂 阻力臂
l1/m
l2/m
杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂。
F1 l1 F2 l2
F=10 N
G动=5 N G=50 N
• 物体能被提起吗？ • 动滑轮对物体的拉力？ • 地面对物体的支持力？ • 物体对地面的压力？
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讲授新课
二 轮轴和斜面
下面是几种轮轴 1.井上的辘轳
从右边看过去，可画成下图：
F2 l1 = R O
使用费力的杠杆，有什么好处呢？
讲授新课
F2 O
F1
费力杠杆
由 F1l1=F2l2 ∵l1 〈 l2 ∴F1 〉 F2
这是费力杠杆
讲授新课
2.费力杠杆： 动力臂小于阻力臂，动力大于阻力。
在生活中，你还发现了哪些工具是费力杠杆？
《 第十二章 简单机械》ppt课件
机械效率通常用百分数表示.
4.滑轮组的机械效率的测量：
①原理：η =W有用/W总=Gh/Fs. ②应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、
拉力F、绳的自由端移动的距离s.
③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需
要刻度尺、弹簧测力计.
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重难点突破 一、理解有用功、额外功和总功
例1小明打水时把桶掉进井底，他要把桶打捞上来
2.额外功：把不需要但又不得不做的功叫做
额外功
3.总功：
，用符号 W额 表示.
有用功 与
额外功 之和.
用公式W总= W有+W额
表示.
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二、机械效率
1.概念： 有用功 跟
总功 的比值.
2.公式： η=W有/W总 .
3.特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功
，有用功总是小于总功，所以机械效率总是 小于 1.
用符号 l1 表示. （5）从支点到阻力作用线的距离叫 阻力臂 ，
用符号
I2
表示.
3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即
F1l1＝F2l2
.
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4.杠杆的分类
大于 小于 等于
省
费
费
省
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二、其他简单机械
1.定滑轮
①定义：只绕轴转动而不随重物一起移动的滑轮.
②实质是： 等臂
杠杆.（如图1）
(1)600 J 120 J (3)72 W (4)83.3%
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二、理解机械效率
例2 关于机械效率，下列说法正确的是（ D ） A.机械效率越高，所做的有用功越多 B.总功少的机械，效率越高 C.额外功少的机械，机械效率越高 D.总功一定时，有用功多的机械的效率高
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第十二讲简单机械
一、填空题
1．(2014，汕尾)如图所示的工具中，属于省力杠杆的是__羊角锤__，属于费力杠杆的是__筷子__，属于等臂杠杆的是__定滑轮__。
2．(2014，嘉兴)使用机械可以极大地减轻人们的劳动强度，提高工作效率。
(1)如图甲，工人在铺设电缆时，要在转弯处安装一组导向轮。
这组导向轮属于__定滑轮__(选填“动滑轮”或“定滑轮”)。
(2)如图乙，尖嘴钳是常用的电工工具，刀刃部分靠近转动轴，这是为了__减小阻力臂__，从而在使用时更加省力。
3．(2014，天津)如图中搬运砖头的独轮车，使用时可视为__省力__(选填“省力”或“费
力”)杠杆；若车厢和砖头所受的总重力G为1000 N(车架所受重力忽略不计)，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时，人手向上的力F的大小为__300__N。
4．(2014，兰州)山地自行车的变速器是通过改变链盘和飞轮的大小，从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力大小的目的。
用力蹬脚踏板使自行车加速前进时，后轮受到的摩擦力向__前__(选填“前”或“后”)。
在上坡时，为了更省力，应适当变换调速器，
即采用较__小__的链盘和较__大__的飞轮组合。
(后两空均选填“大”或“小”)
,(第4题图)),(第5题图)) 5．(2014，山西)如图，用F＝10 N的水平拉力，使重为100 N的物体A，沿水平方向
在1 s内匀速直线运动了0.5 m，若滑轮和绳子的质量及其摩擦均不计，则物体受到地面的摩擦力为20N，拉力F的功率为__10__W。
二、选择题
6．(2013，长沙)如图所示的用具中属于费力杠杆的是( A )
7．(2013，杭州)如图，手持10 kg物体保持平衡，此时肱二头肌收缩所承受的力一定( A )
A．大于98 N
B．小于98 N
C．等于98 N
D．等于10 kg
8．(2014，盐城)学校旗杆顶端装有定滑轮，这样做( C )
A．既省力，也改变施力的方向
B．省力，但不改变施力的方向
C．不省力，但改变施力的方向
D．既不省力，也不改变施力的方向
9．(2014，河南)把质量相等的A、B两物体挂在如图所示的滑轮组下面，不计绳子、滑轮的重力和摩擦，放手后( B )
A．A上升
B．A下降
C．A、B均静止
D．无法判断
10．(2013，雅安)工人们为了搬运一个笨重的机器进入厂房，他们设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面)，其中最省力的方案是( C )
A B C D
11．(2014，泉州)如图所示，用下列装置提升同一重物，若不计滑轮自重及摩擦，则最
省力的是( C )
12．(2014，宁波)利用如图所示的装置，工人用力F把重为100 N的物体以0.2 m/s的
速度匀速提升6 m。
若不计绳重和摩擦，则这一过程中( C )
A．拉力F的大小为50 N
B．绳子自由端的速度为0.4 m/s
C．拉力F所做的功为600 J
D．拉力F的功率为10 W
13．(2013，随州)雅安地震后，许多救灾人员用如图所示的“大力钳”剪断废墟中的钢
筋，救出被困群众。
大力钳上的主要数据如图。
若某救灾人员在“握力作用处”向下施加压力F，则“被钳钢筋”承受的压力为( C )
A．6F
B．36F
C．18F
D．用大力钳剪断钢筋的过程，省力且省功
三、作图题
14．(2014，德州)某剧组为拍摄节目需要，设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的
高度，轻质杠杆ABO可绕O点转动。
请在图中画出：
(1)杠杆所受拉力的力臂l1；
(2)杠杆所受阻力F2的示意图。
解：
15．(2014，凉山)如图所示，已知动力F1和阻力臂l1，请你作出动力臂l1和阻力F2。
解：
四、实验题
16．(2014，盐城)在探究杠杆平衡条件的实验中，保持杠杆在水平位置平衡，就可以直
接从杠杆上读出__力臂__。
如图所示，在支点左侧20 cm刻度处挂3个重均为0.5 N的钩码，右侧30 cm刻度处用弹簧测力计沿竖直方向拉杠杆，使其水平平衡，此时弹簧测力计拉力为__1__ N，保持弹簧测力计悬挂点的位置不变，使其拉力方向斜向右下方，仍使杠杆水平平衡，弹簧测力计示数变__大__。
17．(2014，兰州)某同学想利用杠杆的平衡条件来测量刻度尺的质量。
(1)将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的__重心__；
(2)如图所示，将质量为M 1的物体挂在刻度尺左边某一位置，向__右__(选填“左”或“右”)移动刻度尺，直到刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡。
记录物体悬挂点到支座的距离l 1和刻度尺的__重心__到支座的距离l 2；
(3)根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m ＝__M 1L 1
L 2
__(用题目中所给物理量
表示)。
五、计算题
18．(2014，德阳)如图所示，质量为70 kg ，边长为20 cm 的正方体物块A 置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC 的B 端，杠杆可绕O 点转动，且BC ＝3BO 。
在C 端用F ＝150 N 的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直，(绳重不计，g 取10 N/kg)求：
(1)物块A 的重力G ；
(2)绳对杠杆B 端的拉力F 拉； (3)此时物块A 对地面的压强p 。
解：(1)G ＝mg ＝70kg ×10N/kg ＝700 N
(2)由杠杆平衡条件有：F 拉×BO ＝F ×OC ，F 拉＝F ×OC BO ＝150×2BO
BO
＝300 N
(3)由力的平衡条件，物块A 对地面的压力为F 压＝G －F 拉＝(700－300) N ＝400 N ，A 对地面的压强p ＝F 压S ＝400 N 20×20×10－4 m 2＝1×104
Pa。