初中物理第12章简单机械知识点及同步练习【打印版】

一、杠杆
定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。

说明：①杠杆可直可曲，形状任意。

②有些情况下，可将杠杆实质转一下，来帮助确定支点。

如：鱼杆、铁锹。

五要素──组成杠杆表示图。

①支点：杠杆绕着转动的点。

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：阻截杠杆转动的力。

用字母F2表示。

说明：动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上。

动力、阻力的方向不用然相反，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L1表示。

⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离。

用字母L2表示。

画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签。

⑴找支点O；⑵画力的作用线（虚线）；⑶画力臂（虚线或实线，过支点垂直力的作用线作垂
线）；⑷标力臂（大括号）。

研究杠杆的平衡条件：
杠杆平衡是指：杠杆静止或匀速转动。

实验前：应调治杠杆两端的螺母，使杠杆在水平川址平衡。

这样做的目的是：能够方便的从杠杆上量专心臂。

结论：杠杆的平衡条件（或杠杆原理）是：
动力×动力臂＝阻力×阻力臂。

写成公式F1L1=F2L2也可写成： F1/F 2=L2/L 1。

解题指导：剖析解决有关杠杆平衡条件问题，必定要画出杠杆表示图；弄清受力与方向和力臂大小；今后根
据详尽的情况详尽剖析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。

（如：杠杆转动时施加的动力如何变化，沿什么方向施力最小等。

）
解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中，阻力×阻力臂为必定值，要使动力最小，必定使动力臂最大，要
使动力臂最大需要做到：①在杠杆上找一点，使这点到支点的距离最远；②动力方向应该是过该点且和该连线
垂直的方向。

4．应用：
名称结构特点特点应用举例
省力
动力臂大于阻力臂省力、费距离撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车杠杆
费力
动力臂小于阻力臂费力、省距离缝纫机踏板、起重臂、人的前臂、理发剪刀、垂钓杆杠杆
等臂
动力臂等于阻力臂不省力不费力天平，定滑轮
杠杆
说明：应依照实质来选择杠杆，当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆，当为了使用方便，省距
离时，应选费力杠杆。

二、滑轮
1．定滑轮：
①定义：中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：定滑轮的实质是：等臂杠杆。

③特点：使用定滑轮不能够省力但是能改变动力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G。

绳子自由端搬动距离S（或速度v F） =重物搬动的距离h（或速度v G）
2．动滑轮：
①定义：和重物一起搬动的滑轮。

（可上下搬动，也可左右搬动）
②实质：动滑轮的实质是：动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。

③特点：使用动滑轮能省一半的力，但不能够改变动力的方向。

④理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：
F= 1
G 。

2
只忽略轮轴间的摩擦则：拉力
F=
（ G +G ），绳子自由端搬动距离
S （或 v ） =2倍的重物搬动的距离
h （或 v ）
1
物
动
F
G
2
3．滑轮组
①定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。

②特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向。

③理想的滑轮组 （不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）
, 拉力 F= 1
G 。

只忽略轮轴间的摩擦，
则拉力 F= 1
（ G
+G
S （或 v ） =n 倍的重物搬动的距离
n
n
物 ）。

绳子自由端搬动距离 h （或 v ）。

动
F
G
④组装滑轮组方法：第一依照公式 n=（ G 物+G 动） /F 求出绳子的股数。

今后依照“奇动偶定”的原则。

结合题目的详尽要求组装滑轮。

三、机械效率：
１、适用功：定义：对人们适用的功。

公式： W 适用 ＝ Gh （提升重物） =W 总 － W 额 =ηW 总 斜面： W 适用 = Gh
2
、额外功：定义：其实不是我们需要但又不得不做的功
公式： W 额= W 总 － W 适用 =G 动 h （忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面： W 额=fL
3
、总功： 定义：适用功加额外功或动力所做的功
公式： W 总 =W 适用 ＋ W 额 =FS= W 适用 ／η
斜面： W 总 = fL+Gh=FL
4
、机械效率：
① 定义：适用功跟总功的比值。

η = W
② 公式： 适用
W
总
斜 面：
η =
Gh FL
定滑轮：
η = Gh = Gh = G
FS
Fh F 动滑轮：
η =
Gh
= Gh
= G FS F2h
2F 滑轮组
η
=
Gh = Gh
= G FS
Fnh
nF
③ 适用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。

平常用百分数表示。

某滑轮机械效率为60%表示适用功占
总功的 60% 。

④提升机械效率的方法：减小机械自重、减小机械间的摩擦、增加物重。

5 、机械效率的测量：
① 原 理：
W 适用
Gh
η =
=
W
FS
总
②应测物理量：钩码重力
G 、钩码提升的高度 h 、拉力 F 、绳的自由端搬动的距离 S
③器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。

④步骤：必定匀速拉动弹簧测力计使钩码高升，目的：保证测力计示数大小不变。

⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要要素有：
A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

B 提升重物越重，做的适用功相对就多。

C
摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升升度不影响滑轮机械效率。

四、简单机械的机械效率
（ 1）斜面① W适用=G· h
②W额外 =f · S
③W总 =F· S=G· h＋ fS
（ 2）杠杆① W适用=G物·h
②W额外
③W总 =F· S
（ 3）定滑轮竖直方向提升重物（a）
①W适用 =Gh
②W额外：摩擦及绳重
③ W总 =F· S=F· h
（ 4）定滑轮水平方向拉动物体（b）
①W适用 =f ·S 物
②W额外：滑轮转动摩擦
③ W总 =F· S F=F· S 物
（5）动滑轮（ a）及竖直方向滑轮组
① W适用 =G 物· h
②W额外=
③ W总 =F· S=F· nh=（ G物＋ G
（n 为连接动滑轮绳子段数）动）· h
不计绳重和摩擦时
（6）动滑轮（ b）及水平方向滑轮组
① W适用 =fS 物
② W额外：绳重及滑轮转动摩擦
③ W总 =F· S=F· nS 物（n为连接动滑轮绳子段数）
注： a、所有机械战胜自己摩擦做功均是额外功的组成部分，故对机械进行润滑一般都能够提升机械效率．
b、所有的适用功均等于不使用机械时所做的功
c、关于所有机械均有
第一节杠杆
（ 1）人的肱二头肌缩短令人曲臂时的情况如图8-4-1 所示，图中已标出了支点的地址，桡骨及茶杯的受力方向，人的前臂是一个力杠杆，这类结构给人带来的好处是。

图 8-4-3
图 8-4-2图8-4-4图8-4-1
（ 2）研究杠杆平衡条件条件的实验中，杠杆静止时的地址如图8-4-2 所示，此时应调治左端的螺母使其
向，也许调治右端的螺母，使其向才能使杠杆在水平川址平衡。

（ 3）三国的时候，曹操和袁绍大战，有个叫刘晔的建议：“可做发石车来破袁军”。

当如图8-4-3发石车将石头抛射到袁军，袁军大乱，死伤很多，请问：刘晔的发石车是利用，原理向外抛出石头，仔细看着抛石车，它的阻力臂动力臂。

平常生活中这类机械很多，如、等。

（ 4）如图 8-4-4 所示，轻质杠杆OA中点悬挂一重 G＝60N的物体，在 A 端施加一竖直向上的
力F，杠杆在水
平川址平衡，则 F＝N；保持F的方向不变，将杠杆A地址匀速提到 B 地址的过程中，力 F 将（填“变大”、“不变”或“变小”）。

（ 5）杆称（又叫中国称）是运用不等臂的杠杆的特点制作的，测量物
体的工具，如图 8-4-5所示，若秤砣质量为 0.75kg ，OA＝ OB/20，该称最多能称量kg的物体（不计秤杆、秤钩的质量），若把杆秤的秤砣磨掉一些，则秤得物体的质量比物体真实质量（填“偏大”或“偏小”）。

图8-4-5
（ 6）以下关于杠杆的说法正确的选项是【】
A．杠杆必定是一根直棒B．杠杆的支点必定在杠杆的中间
C．杠杆能够是直的，也能够是波折的D．所谓动力、阻力都是杠杆给其他物体的力
（ 7）人在踮脚时主要靠腓肠肌缩短，如图8-4-6所示，若某人的重量为500N，MO＝
2NO，则双脚同时踮起时，每只脚的腓肠肌的作用力是【】
A．125N
图8-4-6
（ 8）如图 8-4-7 所示杠杆中费力杠杆的是【】
A B C D
图 8-4-7
A C （ 9）用扳手拧生锈的螺母时，工人师傅常在扳手柄上再套一节管子，这样就能简单的拧下螺母
．套上的管子较重，能够省些力B．套上的管子较粗，使用比较方便
．套上管子后，能够用较大的力 D ．套上管子后，增大了力臂
（ 10）请你仔细观察如图8-4-8 所示的漫画，终归小猴和小兔谁分的萝卜重？简要说明原因。

【】
图 8
-4-8
（ 11）用一根细棉线把一段直铁丝吊起来，让铁丝能在水平川址平衡，再将棉线右边的铁丝对折一下，铁丝
还能够在水平川址平衡吗？实质做一做，今后回答：
①你看到的现象是：；
②猜想可能的原因是：；
③猜想的依照是：。

（ 12）在研究杠杆平衡条件的实验中：
①在实验时，使杠杆在地址平衡，其目的是。

②实验中共有 6 个钩码，杠杆上每格距离相等，调治好杠杆后，在杠杆左边离支点 2 格的 A 处挂有 3 个钩码，为使杠杆在水平川址平衡，请你在杠杆的上挂上钩码（用一种方法），你的方法是
③有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力＋动力臂＝阻力＋阻力臂” 。

他们经过实验，获得了以下数
据：动力动力臂阻力 F /N阻力臂
2
F1/N L1/cm L2/cm
4554
于是，他们认为自己的猜想获得了考据，你认为他们的实验过程存在什么问题？
第二节滑轮
（ 1）升旗时，人站在地面上向拉绳子，旗向上运动，这是因为旗杆顶部有个。

（ 2）如图 8-5-2所示，甲图中使用的是，使用这类机械的好处是
是；乙图使用的是，使用这类机械的好处是，缺点是。

缺点。

（3）用一根最多能承受 200N 拉力的细绳。

一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在不考虑摩擦，绳重和滑轮重的情况下，最多能吊起N的重物。

图 8
-5-5
图 8-5-3图 8-5-4
（ 4）如图 8-5-3 ，图中的滑轮是滑轮，若是重物重100N（滑轮重不计），滑轮上升速度5cm/s ，则拉力＝N ，重物上升速度为，剖析以下，这样使用滑轮组的好处在哪里？。

F
（ 5）如图 8-5-4 所示，用一根结实的绳子在两根圆滑的木棒上绕几圈，一小朋友用力一拉，两位大力士竟撞
在一起了，这幅漫画说了然。

（6）有一位举重运动员，他的体重为600N，他最多能举起 800N 的杠铃，这位运动员运用一个定滑轮提升一
个重物时【】
A．最多能提起600N的重物B．最多能提起800N 的重物
C．最多能提起大于600N，小于 800N 的重物D．最多能提起1400N 的重物
（ 7）使用定滑轮沿不同样样方向将物体匀速拉起时，拉力分别为F1、 F2、 F3，如图8-5-5所示，则三个力之间的
关系是【】
A．F1＜F2＜F3B．F1＞F2＞F3 C ．F1＝F2＝F3D．F1＞F2＝F3
（ 8）一滑轮组肩负动滑轮和货物总重的绳子股数为 6 段，若一个动滑轮重10N，作用在绳子自由端的力F＝ 50N，摩擦不计，则货物重为【】
A．15N C300N
（ 9）工厂为了搬运一根粗笨的机械近车间，某工人设计了如图8-5-6 所示的四种方案（机械下方的小圆表
示圆形钢管的截面），其中最省力方案是【】
图8-5-6
（10）一根绳子只能承受 1000N 的拉力，要用它提起 2400N 的重物，要求使用的滑轮的个数最少，且人的
拉力方向向下，画出切合要求的滑轮组的装置图（滑轮重和摩擦不计）
（11）如图 8-5-7 所示，观察这幅漫画并回答
①这幅漫画有什么科学道理？
②若是你是图中的瘦子，为了防范图中出现的尴尬场面，你会如何改进装置？（画图说明）
图8-5-7
（12）小红学习了简单机械后发现，所有的简单机械“省力、必定费距离”，没有即省力，又省距离的。

如
果想省一半的力，可否就要费一倍的距离呢？为了弄清这个问题，她设计了实验装置，如图8-5-8所示来进行研究。

请你回答：
①实验中不用刻度尺能行吗？
②应该记录的数据，除砝码和滑轮总重外，还应有哪些？（画一个记录数据的表格）
③研究结论，有可能用一个等式来表示吗？
图 8-5-8
第三节机械效率
1．对完成工作任务无用而又必定做的功叫做___________，适用功和额外功之和叫做___________。

2．因为 _________ 功总小于 _________功，所以机械效率总小于1。

提升机械效率的路子是减小___________功。

3．板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，功叫 _________功，若是目的是送板车，则对板车所做的功叫
对货物所做的功叫__________功，对板车所做的___________ 功，对货物所做的功叫___________
功。

4．一台起重机将3600N 的货物提升4m，若是额外功是
是 ___________，机械效率是___________。

9600N，起重机做的适用功是_____________，总功5．利用一个动滑轮将重70N 的物体匀速提升6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的
额外功是 _____________，总功是 ___________，这个滑轮组的机械效率是___________。

6．如图 1 所示，物重40N，滑轮重10N，用力 F 匀速向上提起重物时，拉力 F 的大小为_________，滑轮组的机械效率是___________。

（绳重和摩擦不计）
7．某机械的机械效率为80%，使用它做400J 的适用功，需同时做_________J 的额外功。

8．如图 2 是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要 ___________和 ___________；除钩码重外，还要测出的数据有 ___________、____________、__________；弹簧测力计的拉力方向应 __________，钩码应___________上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将 __________ 。

9．如图 3 所示，物体 A 的质量是 100kg ，在力 F 的作用下物体以A 与水平面间的摩擦力为物重的1/2 ，滑轮组的机械效率为80%，则
0．5m/s 的速度沿水平方向匀速前进。

若
5s 内拉力的适用功是______J，拉力 F 是
______N。

（ g 取10N/kg ）
10．用图 4 所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率
为η乙，则可判断η甲 ______η乙；若是用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2
的重物（ G1> G2），机械效率为η
等）1m2m4m5m10cm5m1）费（ 3）杠杆大于火钳镊子
2 ，则可判断η1______η 2 。

（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相
肱二头肌缩短很小的距离，前臂搬动很大的距离，令人动作灵便（ 2）右（4）30不变（5）质量15偏大（6）C（7）A（8）D
右
（ 9）
D
（10）小猴分得的萝卜重。

萝卜平衡时，粗的那端力臂短，依照杠杆平衡条件，粗的那端萝卜更重
（11）①铁丝不再在水平川址平衡②右边对折后，重心的地址发生了改变；使右边的力臂减小，从而失去平衡
③杠杆的平衡条件
（ 12）①水平能够直接在杠杆上读专心臂②将两个钩码放在 3 格处（将三个钩码放在两格处）③
不能够只评一组数据获得结论，必定在多次实验的基础上经过剖析才能得出结论。

第二节滑轮参照答案：
1. （ 1）下定滑轮（ 2）定滑轮改变力的方向不省力，也不省距离动滑轮省一半力不能够改变力的方向，不省距离（ 3）600N（ 4）动 200N 10cm/s省距离（ 5）使用滑轮组能省力（ 6）A（ 7）C（8）
B （9）
C （ 10）据 n＝ G/F＝ 2400N/1000N＝，即 3 段，图略（ 11）①使用定滑轮不能够省力②略（ 12）
①能行②略③ Gh＝ FS
第三节机械效率参照答案
一、填空题
1．额外功总功
2．适用总额外
3．适用额外适用额外
4． 1． 44×104J 2．4× 104J60%
5． 60J 480J 87．5%
6． 25N80%
7． 100
8．弹簧测力计刻度尺物体提升的高度绳子自由端搬动的距离弹簧测力计的示数竖直向上匀速降低
9． 1250J312． 5N
10． =>
二、选择题
1． D2． C3． D4． D5． B6． C7．B8．D9．C10． D
三、多项选择择题
1． AD2． BD3． BC4． AB5． ABD
四、作图和实验题
1． 11
2．提示：绳子一端固定在动滑轮上，绕成 3 段绳子肩负物重的滑轮组3． 2． 2N
4．匀速0． 60． 7580%
5．增加低
五、计算题
1． 3000N，125m
2． 250N， 83． 3%。