2025年中考物理考点精讲精练
第十二讲 简单机械
考点1 杠杆
1.杠杆：在力的作用下能绕固定不动的点转动的硬棒。
2杠杆的五个要素：（1）支点（O）:杠杆可以绕其转动的点；（2）动力(F1):使杠杆转动的力；（2）阻力(F2):阻碍杠杆转动的力；）（4）动力臂(l1) :支点到动力作用线的距离；
阻力臂(l2) :支点到阻力作用线的距离。
3.杠杆的平衡：杠杆在动力和阻力的作用下处于静止或匀速转动状态
4.杠杆的平衡条件：动力(F1)×动力臂(l1) = 阻力(F2)×阻力臂(l2)
5.生活中的杠杆：根据动力臂和阻力臂的关系，杠杆分为三类：（1）动力臂大于阻力臂、动力小于阻力的杠杆是省力杠杆；（2）动力臂等于阻力臂、动力等于阻力的杠杆是等臂杠杆；（3）动力臂小于阻力臂、动力大于阻力的杠杆是费力杠杆。
使用省力杠杆的目的是为了省力，但要多移动距离；使用等臂杠杆既不能省力也不能省距离，但可以改变力的方向，方便做功；使用费力杠杆的目的是为了省距离。
【例题1】（2024年北京昌平区中考模拟题）如图所示是用瓶起子打开瓶盖的情境，开启过程中，可将瓶起子看作一个杠杆(忽略杠杆所受重力)，用“O”表示支点位置，手施加的力为动力F1(方向垂直杠杆)，杠杆所受阻力为F2(方向垂直杠杆)，则下列选项中能表示该杠杆的支点、动力和阻力的示意图是【 】
A B C D
【解析】由图可知，用瓶起子打开瓶盖时，是绕着瓶起子最前面与瓶盖接触的一点旋转的，故该点为支点O；由力的作用效果可知，手对瓶起子的力是动力F1，方向垂直杠杆向上；瓶盖对瓶起子齿部的力为阻力F2，方向垂直杠杆向下，且动力臂大于阻力臂，相当于一个省力杠杆，手对瓶起子的力小于瓶盖对瓶起子的力。
【答案】D
1.（2022年江苏淮安中考题）如图所示，用力打开夹子过程中，标注的夹子支点、动力、阻力正确的是【 】
A B C D
2（2024年四川成都中考题）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：①灯头受到的重力G的示意图；②拉力F的力臂l.
第2题图 第3题图 第4题图
3．（2024年四川宜宾中考题）如图是宜宾港一起重机正在吊起货物的情景，请在图中画出此时动力F1的力臂l1和阻力F2的示意图。
4.（2021年四川眉山中考题）如图所示，利用杠杆AOB撬动重物M，O为杠杆支点，L1为杠杆的动力臂，现杠杆处于水平位置平衡。
（1）作出杠杆动力F1的示意图； （2）作出重物M对杠杆压力F2的示意图。
【考点1针对训练题答案】1.A
2. 3. 4.
【例题2】（2024年云南中考题）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔槔的使用原理。
图1
次数 动力 F1/N 动力臂 l1/cm 阻力 F2/N 阻力臂 l2/cm
1 2 12.0 1 24.0
2 2 5.0 1 10.0
3 3 10.0 2 15.0
4 3 12.0 3 18.0
（1）实验前，杠杆水平静止如图1甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态。将杠杆左下角物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆 （选填“仍能”或“不能”）保持水平位置静止；
（2）调节杠杆水平平衡，进行多次实验，数据记录如右表：
①分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是 （用表格中的字母表示）。多次实验的目的是 （选填“A”或“B”）；
A．寻找普遍规律 B．减小实验误差
②如图1乙，此时在右侧钩码下端加挂一个钩码，杠杆会 （选填“左端下沉”或“右端下沉”）；
（3）桔槔是我国古代的取水工具，如图甲，在井边竖一根树权，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图乙。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左”或“右”）移动杠杆的支点；
图2
（4）图丙为桔棒在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为m1，O处为支点，杠杆的质量为m0，重心在C处，B处所挂石块的质量为m2，AO=l1，OC=l0，OB=l2.请写出的表达式，l2= （用字母m0、m1、m2、l0、l1表示）。
【解析】（1）杠杆静止，杠杆处于平衡状态。 题图1甲中杠杆所受重力的作用线过支点，将物块M取走后，不调节平衡螺母，杠杆所受重力的作用线仍过支点，所以杠杆仍能保持在水平位置静止。
（2）①由表中数据可知，每一组动力与动力臂的乘积都和阻力与阻力臂的乘积相等，所以杠杆的平衡条件是：F1l1＝F2l2. 一次实验得出的结论具有偶然性，所以重复进行实验，获得多组数据是为了得出具有普遍性的规律。②设一个钩码所受的重力为G，在题图1乙右侧钩码下端加挂一个钩码，则有3G×0.12 m＜3G×0.18 m，所以杠杆右端将下沉。
（3）水桶盛满水后，水桶和水整体受到竖直向下的重力、人对它向上的拉力、绳子对它向上的拉力，为减小人向上提水的拉力，应增大绳对其向上的拉力，根据杠杆的平衡条件知，可以增大石块的重力，也可以向左移动杠杆的支点。
（4）由杠杆平衡条件可知AO×m1g＝OC×m0g＋OB×m2g，代入数据可得l1×m1g＝l0×m0g＋l2×m2g，解得
【答案】（1）平衡 仍能 （2）①F1l1＝F2l2 A ②右端下沉 （3）增大 左 （4）
1．（2024年江苏镇江中考题）小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件，实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向，他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验，下列方案可行的是【 】
A．钩码的数量适当增加
B．钩码的位置适当左移
C．弹簧测力计转到图中虚线位置
D．弹簧测力计位置适当向左平移
2．（2024年云南中考模拟预测题）如图所示，轻质杠杆OA可绕O点无摩擦转动，OB∶AB＝2∶1，在A点挂一个120N物体，B点施加一个竖直向上的拉力F，使杠杆水平平衡拉力为 N；若拉力F沿逆时针方向转动30°，杠杆仍处于平衡状态，拉力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
3.（2024年黑龙江哈尔滨中考题）杆秤在我国有几千年的历史，如今中药房仍在使用。如图所示，已测得刺五加药材质量是120g，其中OB=3OA，若不计杆秤自重，则秤砣的质量约为 g.接下来要测30g的人参片需要将秤砣向B点的 （选填“左”或“右”）侧移动。
4.（2024年山东淄博中考题）同学们利用蜡烛、细铁丝、杯子等制作了一个蜡烛“跷跷板”，如图甲。一端烛油滴下时，此端就上升，两端交替上下。为了寻找上述现象的原因，同学们用铁架台、杠杆（已在水平位置平衡）、质量相等的钩码等器材进行以下探究。
（1）图乙中杠杆水平平衡，分别改变一侧钩码的个数或悬挂位置，发现杠杆不再平衡。
小聪认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用点的距离；
小明认为：影响杠杆平衡的因素是力的大小和支点到力的作用线的距离。
为判断谁的观点正确，同学们利用图丙中水平平衡的杠杆（OD＞OA＝OC）进行实验，保持B处悬挂钩码的个数和位置不变。
实验次数 动力F1/N a 阻力F2/N b
1 1.0 10 2.0 5
2 1.5 5 0.5 15
3 2.0 15 1.5 20
①把A处悬挂的钩码改挂在C处，发现杠杆不再平衡。与A处相比，支点到力的作用点的距离 （选填“变小”、“不变”或“变大”）；②把A处悬挂的钩码改挂在D处，发现杠杆仍保持平衡，这两种情况下 的距离不变；③由此初步判断 的观点是正确的；
（2）明确影响因素后，同学们利用图乙的器材探究杠杆平衡的条件，将实验数据记录在设计的表格中。
①表格中a处应填写的内容是 ；
②分析表中数据，得出杠杆平衡的条件是 ；③若在图乙中杠杆两侧钩码下端各加挂一个钩码，杠杆 端下沉；
（3）交替上下的蜡烛“跷跷板”，一端烛油滴下时，此端上升。原因是 。
【考点1针对训练题答案】 1. D 2. 180 变大 3. 40 右 4. （1）①不变 ②支点到力的作用线 ③小明 （2）①动力臂l1/cm ②动力×动力臂=阻力×阻力臂 ③左 （3）此端力和力臂的乘积变小
【例题3】（2024年四川广元中考题）图甲中是用来压制饺子皮的“神器”，压皮时压杆可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图。图中O为支点，F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出：阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1.
【解析】过支点作力F2的作用线的垂线，垂线段即为阻力臂l2；
杠杆所受阻力F2和F2的力臂都不变，阻力和阻力臂的乘积不变；根据杠杆平衡条件，动力F1和动力臂l1的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，动力和动力臂的乘积不变。要使作用在A点的动力最小，动力臂必须最大。把支点O和A点的连线作为动力的力臂，动力臂最大，对应的动力最小。
连接OA，作OA的垂线即最小动力的力臂；杠杆平衡时，动力、阻力作用在杠杆上产生的效果相反，则动力F1的方向垂直于OA向下。
【答案】
1.（2024年贵州遵义中考模拟预测题）如图所示，OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆，OA垂直于AB，AB长度为30cm，OA长度为40cm，在OA中点C处挂一质量为1kg的物块，使杠杆在图示位置平衡，则最小的力F是 N，我们可以把杠杆分为省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆，此杠杆是 。（g＝10N/kg）
甲 乙
2.（2024年河南洛阳中考二模题）如图甲是《天工开物》中记载的我国古代用来舂米的舂，图乙是其示意图，杠杆在该位置平衡。请在图乙中作出脚在点施加的最小动力F1的示意图及阻力臂l2.
3.（2023年辽宁丹东中考题）如图所示，用轻质撬棒撬动地面上的石头，O是撬棒的支点，F2是阻力。请在图中画出作用在D点的最小动力F1、动力臂l1和阻力臂l2.
第3题图 第4题图
4.（2024年广州中考题）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
（1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为3.6N，则此支持力最小值为 N；
（2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F；②画出拉力F的力臂l.
【考点1针对训练题答案】1. 4 省力杠杆 2.
3. 4.（1）同一件衣服挂在B时，阻力一定，阻力臂最小，动力臂一定，因此动力最小 4 （2）如图。
【例题4】（2024年四川攀枝花中考二模题）如图所示，轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体，在A端施加一竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则力F的大小为 N.保持F的方向始终与OA垂直，将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中，力F的大小将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】轻质杠杆OA的中点处悬挂重为110N的物体，杠杆在水平位置平衡时，动力臂与阻力臂的关系为，根据杠杆平衡条件可得，，力F的大小
力F的力臂为支点O到力F作用线的垂线段；将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中保持F的方向始终与OA垂直，则动力F的力臂都是lOA，即力F的力臂保持不变；该过程中，动力臂不变，阻力等于物体所受的重力，即阻力不变，由图可知阻力臂会变小，所以根据杠杆平衡条件可知动力F会变小。
【答案】 55 变小
1.（2024年北京九年级开学考试题）（多选题）小文同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置，此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示，不计墙壁对手掌的摩擦力。下面说法正确的是【 】
A．支持力F的力臂大于重力的力臂
B．若小文同学质量为50kg，则墙壁对人的支撑力一定小于200N
C．增大脚尖与墙壁的距离，手臂仍然水平支撑在墙壁上，则F将变大
D．重力力臂的大小不会随着脚尖与墙壁距离的变化而改变
2.(2023年江苏连云港中考题) 如图所示，每个钩码的质量为50 g，在均匀杠杆的A处挂2个钩码，B处挂1个钩码，杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加1个钩码，那么【 】
A. 杠杆仍水平平衡
B. 杠杆的左边向下倾斜
C. 杠杆的右边向下倾斜
D. 将A处的钩码向左移动一格，杠杆仍能水平平衡
3.(2022年百色中考广西题)如图所示，轻质细杆可绕竖直墙上的O点转动，末端挂一个重为150N的物体，拉力F沿水平方向，当θ＝45°时，拉力F＝ N.若保持拉力沿水平方向，让细杆顺时针缓慢旋转到图中虚线位置，则拉力将 （选填“变大”或“变小”）。
4.(2024年江苏扬州中考题)如图所示，小明坐在座椅上，伸小腿时，小腿绕膝关节上固定点O转动，股四头肌群收缩提供动力F1.
（1）请在图中画出动力臂l1.
（2）小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是 ，动力的变化情况是 。
【考点1针对训练题答案】1.ABC 2. C 3. 150 变大
4.（1） （2）变大 变大
【例题5】（2024年山东临沂中考题）2023年9月24日，中国组合邹佳琪/邱秀萍在赛艇女子轻量级双人双桨决赛中夺冠，斩获杭州亚运会首金。如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是【 】
A．筷子 B．瓶起子 C．核桃夹 D．榨汁器
【解析】赛艇的桨的动力臂小于阻力臂，由杠杆原理知，动力大于阻力，是费力杠杆。
筷子的动力臂小于阻力臂，动力大于阻力，是费力杠杆；
瓶起子、核桃夹、榨汁器的动力臂大于阻力臂，动力小于阻力，是省力杠杆。
【答案】A
1.（2024年黑龙江牡丹江中考题）下列工具属于费力杠杆的是【 】
A．镊子 B．天平 C．瓶起子 D．核桃夹
2．（2024年山东青岛中考题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡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A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
3.（2024年山东菏泽中考题）如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断，下列说法正确的是【 】
A．在抬巨木时众人越靠近支架越省力 B．只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木
C．在抬起巨木时横杆是省力杠杆 D．支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力
第3题图 第4题图
4．（2024年四川乐山中考题）从物理学角度来看， _________（选填“省力”或“费力”）杠杆因动力臂比阻力臂长，可以实现“四两拨千斤”。我国传统衡器“杆秤”是一种杠杆，要使如图所示的秤杆在水平方向平衡 端移动。
【考点1针对训练题答案】1. A 2. C 3. C 4. 省力 应将秤砣向右
考点2 滑轮
滑轮属于杠杆类简单机械，利用杠杆原理工作。
1.定滑轮：轴不随物体移动的滑轮。定滑轮是一个支点在滑轮中心、动力臂和阻力臂都等于轮半径的等臂杠杆。使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向。
2.动滑轮：轴和物体一起移动的滑轮。动滑轮是动力臂等于二倍阻力臂的省力杠杆。使用定滑轮可以省力，但不能改变力的方向。
3.滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起就组成了滑轮组。使用滑轮组拉动物体，不但可以省力，还可以改变力的方向，但要多移动距离。
使用滑轮组拉动物体时，有几段绳子和动滑轮连接，动力作用点（绳子自由端）移动距离就是被拉动物体移动距离的几倍，动力作用点（绳子自由端）移动速度就是被拉动物体移动速度的几倍，动力就是阻力的几分之一。
【例题6】（2024年黑龙江牡丹江中考题）如图所示，利用动滑轮提升物体，使其在10s内匀速上升4m.物体的重力为10N，动滑轮的重力为2N，不计绳重与摩擦。下列说法正确的是【 】
A．使用动滑轮可以省距离 B．物体运动的速度为4m/s
C．拉力的大小为5N D．绳子自由端移动的距离为8m
【解析】使用动滑轮可以省力，但费距离；
物体在10s内匀速上升4m，物体运动的速度为；
由图可知，和动滑轮相连的绳子段数n＝2，绳子自由端移动的距离为；
物体所受的重力为G物=10N，动滑轮所受的重力为G动=2N，
绳子自由端所受的拉力为
【答案】D
1．（2024年天津中考题）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
2.（2024年云南中考题）如图所示，美丽乡村建设的工地上，工人使用一个 （选填“定”或“动”）滑轮匀速提升重300N的建筑材料（不计绳重和摩擦），则人的拉力为 N.
第2题图 第3题图
3.（2024年山东东营中考一模题）如图，A物体重200N，在力F的作用下，以0.2m/s的速度在水平面上匀速向右运动10s，此时弹簧测力计的示数为5N，则A物体受到的摩擦力是 N，动滑轮移动的距离为 m.
4． (2023年湖南常德中考题)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮用来提升同一物体，G物＝200 N (不计绳重、轮重和摩擦)，要使物体竖直匀速提升2 m．下列说法中正确的是【 】
A. F甲＝200 N，并向上移动4 m
B. F甲＝100 N，并向上移动2 m
C. F乙＝200 N，并向上移动1 m
D. F乙＝400 N，并向上移动1 m
【考点2针对训练题答案】1. D 2. 定 300 3. 5 1 4. D
【例题7】（2025年广东中考一模题） 中国高铁运营里程突破4万公里，稳居世界第一，高速铁路的输电线，无论冬、夏都绷得直直的，如图甲采用坠砣牵引以保障列车电极与输电线的良好接触，图乙为输电线的牵引装置工作原理图，其中定滑轮可以________(选填“改变力的方向”或“省力”)，图乙中______(选填“A”或“B”)为定滑轮。钢绳通过滑轮组悬挂总重40000N的坠砣，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线P端受到的拉力大小为_______N.
【解析】图乙所示的输电线牵引装置是滑轮组。A是定滑轮，可以改变力的方向，但不能改变力的大小；B是动滑轮，可以改变力的大小。两段钢绳和动滑轮相连，不计滑轮和钢绳自重、摩擦，输电线对动滑轮轴的拉力等于坠砣对钢绳拉力的二倍。
坠砣对钢绳的拉力F=G坠砣=40000N，输电线P端受到的拉力FP=2F=2×40000N=80000N.
【答案】改变力的方向 A 80000N
1.(2024年甘肃白银中考题）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F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N.（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）
2．（2024年四川广元中考题）假期间，小明随爸爸去建筑工地劳动体验。用如图所示的滑轮组来提升材料，当提升的材料重力为300N时，滑轮组机械效率为75%，则动滑轮的重力为 N；若绳子能承受的最大拉力为500N，则该滑轮组能提起材料的最大质量为 kg.（空气阻力、摩擦力及绳重不计，g取10N/kg）
3．（2024年山东威海中考题）利用简单机械设计健身器材，要求如下：始终竖直向下匀速拉动拉环，拉力大小范围为200-400N；拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时，配重在竖直方向移动的距离不超过2m；配重质量为15kg（杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计，滑轮组绳子长度足够长）。下列方案不符合设计要求的是【 】
A B C D
4．（2024年陕西中考题）工人向下拉绳来提升重物。请用笔画线代替绳子画出滑轮组的绕线方法。
【考点2针对训练题答案】1. 20 40 2. 100 90 3. D 4.
考点3 斜面和轮轴
1.斜面：斜面是省力机械，但要多移动距离。斜面的倾斜程度越小越省力。
2.轮轴：由具有共同转动轴的大轮和小轮组成的简单机械。通常把大轮叫做轮，小轮叫作轴。轮轴可以看作一个可以连续转动的杠杆，支点在轮轴的轴线上，若动力作用在轮边缘，阻力作用在轴边缘，利用轮轴拉动物体可以省力，轮半径是轴半径的几倍，动力就是阻力的几分之一。
【例题8】（2024年湖北十堰中考一模题）如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；用力转动螺丝刀的过程中，对螺丝刀 （选填“没有”或“有”）做功。
【解析】由轮和轴组成，能绕共同的轴线转动的简单机械叫做轮轴。轮轴是一种省力机械，支点在轴心；用螺丝刀拧螺丝时相当于一个轮轴，支点在轴心线，手对手柄的力是动力，螺丝刀手柄越粗，轮半径越大，动力臂越大，越省力。
用力转动螺丝刀的过程中，螺丝刀在力的方向上移动了距离，所以对螺丝刀做了功。
【答案】粗 有
1. （2022年甘肃武威中考题）如图所示，现在很多地方设有轮椅专用通道，为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 （选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”）；属于 （选填“省力”、“费力”或“省功”）机械。
2.(2024常州武进区中考模拟题)如图甲所示是某风景区的盘山公路，盘山公路相当于简单机械中的________，利用它可以省力，图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子，其中与盘山公路利用的力学原理相同的是图______(选填“乙”或“丙”)。
3.（2024年辽宁本溪明山区中考模拟题）如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。它的摇柄属于简单机械中的_________ (选填“省力”或“费力”)机械；如图乙，若想提物体时更省力可以适当增加_______(选填“A”或“B”)的长度。
4.（2023年广东中考题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。
（1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”、“B”或“C”中的 点。
（2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N.使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N.（不计井绳的粗细和自重）
（3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。
【考点3针对训练题答案】 1. 斜面 省力 2. 斜面 乙 3. 省力 B 4. （1）省力 B （2）90 30 （3）①
考点4 机械效率
1.有用功、额外功、总功：利用机械做功时，对人们有用的功叫作有用功（W有用）；人们不需要但又不得不做的功叫作额外功（W额外）；总共做的功等于有用功和额外功之和，叫做总功（W总），W总=W有用+W额外.
2.机械效率：有用功跟总功的比值叫做机械效率，用符号η表示。
（1）计算公式：η=W有用/W总.
（2）理解：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.
【例题9】（2024年山东淄博中考题）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是【 】
A．物体所受的重力是3.6N
B．图乙中弹簧测力计上升20cm
C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半
D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高
【解析】图甲中的滑轮的轴固定不动，是定滑轮，不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数显示测力计对绳子的拉力。物体所受的重力等于绳子对物体的拉力，等于测力计的示数。由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N；
图乙中的滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，两段绳子和动滑轮相连（n=2），将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计向上移动距离s=nh=2×20cm=40cm；
不计绳重和摩擦，弹簧测力计对绳子自由端的拉力，等于测力计的示数，为，由于动滑轮所受的重力未知，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系；
不计绳重和摩擦，图甲中定滑轮的机械效率，
图乙中动滑轮的机械效率，则.
【答案】D
1.（2024年青海中考题）如图甲所示，工作人员正在组装神舟飞船。用图乙所示的电动滑轮将质量为2吨的飞船部件在10s内匀速提升2m，电动滑轮的机械效率为80%（g取10N/kg），以下分析正确的是【 】
A．电动滑轮的总功为5×104J
B．飞船部件的重力为2×103N
C．绳子自由端移动的距离为2m
D．电动滑轮的功率为5×104W
2．（2024年山东德州中考题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是【 】
A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s
B．工人做的有用功为360J
C．该滑轮组的机械效率为80%
D．拉力F的功率为100W
3．（2024年四川巴中中考题）图甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备，其结构可简化为图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300kg，在绳子自由端施加1250N拉力，物体以0.5m/s的速度匀速上升10s。求：
（1）绳子拉力端移动的距离；
（2）拉力的功率；
（3）在此过程中滑轮组的机械效率。
4．（2024年山东日照中考题）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向下的拉力将重500N的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为500cm2，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求：
（1）拉动货物时工人对地面的压强；
（2）货物在0～10s内运动的平均速度；
（3）货物运动时受到的摩擦力大小。
【考点3针对训练题答案】 1. A 2. C
3.（1）图中的滑轮组中和动滑轮相连接的绳子段数n=3，绳子拉力端移动的速度
，由v=s/t得，绳子拉力端移动的距离；
（2）拉力F的功率；
（3）拉力所做的总功，
有用功，滑轮组的机械效率
4. （1）地面对工人的支持力为，
工人对地面的压力为,工人对地面的压强为p=F压/S
（2）由v=s/t得，，货物0-5s通过的路程为
货物5-10s通过的路程为
货物0-10s运动的路程为
货物0-10s运动的平均速度为
（3）工人所做的有用功
工人所做的总功为
由W=Fs得，货物运动时受到的摩擦力为
【例题10】（2024年山东济宁中考题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
斜面倾角 5° 10° 15°
实验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
物体 A B C A B C A B C
重力大小/N 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0 10.0 20.0 30.0
压力大小/N 9.96 19.92 29.88 9.85 19.70 29.55 9.66 19.32 28.98
（1）请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；
（2）若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析；
（3）分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ；
（4）分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
（5）斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30kg的物体沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N.（取g=10N/kg）
【解析】（1）物体A对斜面的压力作用在斜面上，方向垂直于斜面并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°时，A对斜面的压力大小为9.66N.
（2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。
（3）分析比较1、2、3（或4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体所受重力的比值都相等。
（4）分析比较序号1、4、7（或2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于物体所受重力不变，则物体对木板的压力与该物体所受重力的比值越小。
（5）拉力F做的有用功为
由得，拉力F做的总功为，由W总=W有+W额得，
额外功为
由W=Fs得，该物体所受摩擦力的大小为
【答案】（1） （2）1、4、7（或2、5、8或3、6、9） （3）都相等 （4）越小 （5）10
1. (2023年山东枣庄中考题)提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义，某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示．
实验 次数 钩码的 重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
（1）实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计．
（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图____的装置完成的，它的机械效率η＝_____．
（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想Ⅰ是________(选填“正确”或“错误”)的．
（4）通过比较________(填实验序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高．
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率________．
2.(2024年四川眉山中考题)如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置，斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F，将重6N的物体以1m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%.则下列说法正确的是【 】
A. 拉力做功为3J B. 物体受到摩擦力为1.5N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以2m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
3. (2022年海南中考题)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了小明对斜面的兴趣．他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关，便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
（1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是______、______．
（2）请设计出实验数据记录表．
（3）准备动手实验时，有小伙伴提出，斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关．则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时，应当保持________不变，这里采用的科学研究方法是________．
4. (2023年黑龙江绥化中考题)如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
（2）第一次实验中，如图1所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）。
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： 。
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
（5）在第三次实验操作的基础上，如图2丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”、“偏低”或“不变”）
【考点4针对训练题答案】 1.（1）匀速 （2）丙 80% （3）错误 （4）1、2 （5）越低 2. D 3. （1）弹簧测力计 刻度尺 （2）如下表
（3）斜面粗糙程度 控制变量法
4.（1）匀速 （2）1.8 74.1% （3）使用同一滑轮组，物重越大，机械效率越高 （4）2、3 （5）偏低
