第16讲 简单机械（课件PPT）-【练客中考】2025年浙江科学总复习新思路（物理与地理）

科学 　　　　　（物理与地理） 课堂精讲本 2025版 1 第16讲 简单机械 2024浙江中考：32题（3）小问考查滑轮组的特点、 杠杆平衡条件的应用，3分。 2 1 知识梳理 夯基础 2 题型精讲 攻重难 3 实验突破 提素养 4 浙江真题 随堂测 3 返回目录 4 知识梳理 夯基础 5 知识点 1 杠杆（九上P87~92） 1.如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这跟硬棒就叫杠杆。 2.杠杆五要素：如图 支点：杠杆绕着转动的固定点 。 动力：能够使杠杆转动的力 。 阻力：阻碍杠杆转动的力 。 动力臂：从支点到①____________的距离 。 阻力臂：从支点到②____________的距离 。 动力作用线 阻力作用线 返回目录 6 3.杠杆平衡状态：杠杆在动力和阻力作用下，保持③______状态或 ④___________状态，我们就说杠杆处于平衡。 4.杠杆平衡的条件：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂。用公式表示： ⑤____________。 静止 匀速转动 返回目录 7 5.杠杆的分类及应用 种类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂关系 ____ ____ ⑫____ 力的关系 ___ ____ ⑬____ 特点 ⑧____距离 ⑪____距离 不省距离也不费距离 应用 撬棒、铡刀、瓶盖起 子、手推车、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷 子、理发剪刀等 天平、跷跷板等 费 省 返回目录 8 知识点 2 滑轮、滑轮组（九上P93~95） 1.滑轮：一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。 2.定滑轮：轴固定不变；动滑轮：轴随物体一起移动。 3.定滑轮、动滑轮、滑轮组的特点 种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 特点 不能省力，但能改变力的方向 省力，但不能改变力的方向 可以省力，可以改变力的方向 返回目录 9 种类 定滑轮 动滑轮 滑轮组 实质 ⑭_______杠杆 动力臂是阻力臂 ⑰_____倍的省力杠杆 / 𝑭与𝑮 的关系 （忽略绳与滑轮间摩擦） ⑮__________ ⑱_________________ ⑳________________ 𝒔与𝒉 的关系 ⑯_______ ⑲_______ ㉑_______ 等臂 2 返回目录 10 【注】滑轮组承担物重的绳子段数 的判断 在定滑轮和动滑轮之间画一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后数出与 动滑轮相连的绳子的段数，即为滑轮组承担物重的绳子段数 。 返回目录 11 知识点 3 机械效率（九上P96~99） 1.有用功、额外功、总功 （1）有用功：必须要做的功，用 表示。 （2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用 表示。 （3）总功：使用机械时，有用功与额外功之和，用表示。 ㉒_____________。 返回目录 12 2.机械效率 （1）定义：有用功跟总功的㉓______。 （2）表达式：㉔_ ________________。 （3）特点：由于存在额外功，因此，总功必定㉕______有用功， 所以机械效率总是㉖______1。 （4）提高滑轮组机械效率的方法：增大㉗______， 减小㉘______________， 减小绳重与摩擦。 比值 大于 小于 物重 动滑轮的重力 返回目录 13 题型精讲 攻重难 14 题型 一 杠杆类型判断与作图 例1 （2021绍兴20题）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了 一种捣谷用的舂，“横木穿插硾头，硾嘴为铁，足踏其末而舂之”，如图甲所示。 若硾头质量为20千克，不计横木的重力和摩擦。（ 取10牛/千克） （1）图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图，点为支点， 为阻力， 请在图中作出阻力臂，此时舂属于_______（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。 费力 l2 返回目录 15 （2）若每次硾头上升的高度为0.6米，1分钟撞击臼中的谷粒20次，则人 克服硾头重力做功的功率为____瓦。 40 返回目录 16 1.（2020衢州22题）在实际生活中，常用螺丝刀将螺丝钉拧进（出）物体。 图甲中正在拧螺丝钉的螺丝刀，可视为图乙所示的杠杆，其中为支 点， 为阻力作用点， 为阻力，动力作用在手柄上。 （1）图甲中的螺丝刀属于______杠杆。 省力 （2）请在图中相应位置，画出对应的 最小动力 的示意图。 F1 返回目录 17 题型 二 杠杆平衡条件的应用 例2 （2022绍兴12题）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现 杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是( ) A.图甲中平衡螺母向左调节； 图乙中右侧钩码向左移动 B.图甲中平衡螺母向左调节； 图乙中右侧钩码向右移动 C.图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动 D.图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动 √ 返回目录 18 2.（2020杭州34题）杆秤是一种用来测量物体质量的工具。小金尝试做了 如图所示的杆秤。在秤盘上不放重物时，将秤砣移至 点提纽处，杆秤恰 好水平平衡，于是小金将此处标为0刻度。当秤盘上放一个质量为2千克的 物体时，秤砣移到 处，恰好能使杆秤水平平衡，测得厘米， 厘米。 返回目录 19 （1）计算秤砣的质量。 解：根据杠杆平衡条件 得 即： ，解得 返回目录 20 （2）小金在 处标的刻度应为____千克。若图中，则 处的刻度 应为_____千克。 2 4 （3）当秤盘上放一个质量为2千克的物体时，若换用一个质量更大的秤砣， 移动秤砣使杆秤再次水平平衡时，其读数____（选填“ ”或“ ”）2千克， 由此可知一杆杆秤不能随意换秤砣。 返回目录 21 3.（2021杭州34题）已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为 60 千克， 体积为 0.1 米 。问： （1）此木料的密度为多少？ 解： 返回目录 22 （2）如图所示，甲、乙两人分别在点和 点共同扛起此木料并恰好水平， 其中， 为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。 解：木料重力 以为支点，根据杠杆平衡条件： 得， 即 返回目录 23 （3）若在（2）中当乙的作用点从点向 点靠近时，请列式分析此过程 中甲对木料作用力大小变化情况。 解：当乙的作用点向靠近时，此时作用点记为 以为支点，根据杠杆平衡条件： 得， 即 因为减小，而不变，所以 变大 而，所以 变小 返回目录 24 题型 三 滑轮、滑轮组的相关分析与计算 例3 （2023宁波11题）如图所示，小宁用竖直向上的拉力 提升物体， 使物体在 2 秒内匀速上升了 0.1 米。已知物体重为1牛，动滑轮重为 0.25 牛，不计绳重和摩擦。这一过程中，下列说法错误的是( ) A.绳子自由端移动速度为0.05米/秒 B.拉力 的大小为0.625牛 C.拉力做功为0.125焦 D.该滑轮的机械效率为 √ 返回目录 25 （2021宁波30题节选）在“动滑轮”实验中，小宁通过如图所示装置进行实 验，得到结论：使用动滑轮匀速提升物体，竖直向上的拉力小于物重 。 小宁思考后认为，即使不计摩擦和绳重，上述结论要成立，物重和动滑 轮重 之间也必须满足一定条件。请你说出这一条件，并予以证明。 条件：物重大于动滑轮重 证明过程：在不计绳重和摩擦的情况下， 因为，所以，得出 返回目录 26 滑轮组的机械效率 （1）滑轮组竖直提升物体 ①<m></m>（已知拉力、物重） ②<m></m>（不计绳重及摩擦） （2）滑轮组水平拉动物体：<m></m> 返回目录 27 4.如图所示，在50牛的水平拉力 的作用下，重600牛的物体沿水平地面做 匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自 由端向前移动的速度为0.6米/秒。则( ) A.拉力 的功率为3瓦 B.1分钟内物体移动的距离为36米 C.1分钟内所做的有用功为1 440焦 D.该滑轮组的机械效率为 √ 返回目录 28 实验突破 提素养 29 实验 1 探究杠杆的平衡条件（2022年版课标要求学生必做探究实践活动） 实验 装置 主要器材： （1）杠杆：带有刻度的均质木尺 （2）作用力：钩码 _______________________________________________ 实验 操作 （1）把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的螺母，使杠杆在①__________处于平衡状态； 目的：便于测量力臂 左高左调，右高右调 . . . . 水平位置 返回目录 30 实验 操作 （2）在杠杆两端分别挂上不同数量的钩码，并左右移动钩码悬挂 的位置，直到杠杆再次在水平位置处于平衡状态；将支点左边钩码 对杠杆的作用力记作动力 ，右边钩码对杠杆的作用力记作阻力 ，填入表内； 【注】杠杆两端受到的作用力分别等于各自钩码的重力 （3）读出动力臂、阻力臂 ，填入表内； （4）改变力和力臂的数值，重复上述实验 操作要点 （1）实验过程中，不能调节杠杆两端的平衡螺母； （2）实验过程中，保持杠杆在水平位置平衡 . . . . 返回目录 31 实验结论 杠杆的平衡条件为：动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂 用公式表示，即②_____________ 交流与反思 （1）多次测量的目的：避免实验的偶然性，使结论具有普 遍性； （2）将钩码换成弹簧测力计的好处： .可以改变力的方向； .可以连续改变拉力的大小 . . . . 返回目录 32 例1 （2021湖州26题）下列是某科学研究小组探究杠杆平衡条件的实验过 程：（本实验均使用轻质杠杆） 实验1：在直杠杆水平平衡时（如图甲所示）进行实验，记录多组数据。 得出：（注：和分别表示支点到和 的作用点 的距离）。在直杠杆倾斜平衡时 （如图乙所示）进行实验，也得 到了同样的结论。 该结论适用于所有平衡时的杠杆吗？ 返回目录 33 实验2：科学研究小组用一侧弯曲的杠杆进行如图丙所示 的实验，移动钩码，改变钩码数量，记录数据如表，分 析表格数据发现上述结论并不成立，但发现一个新的等 量关系，即：（待填）. 实验次数 牛 厘米 牛 厘米 /厘米 1 1.0 10.0 0.5 21.3 20.1 2 1.5 20.0 1.0 31.7 29.8 3 2.0 30.0 2.5 25.5 24.0 返回目录 34 和 （支点到力的作用线的距离）这两个量在研究杠杆平衡条件时，哪个量 才是有价值的呢？研究小组的同学观察到：支点到的作用点的距离与 支点到 的作用线的距离 是相等的。研究小组的同学又进行了实验。 实验3： ①移动钩码，使杠杆____，并使杠杆处于平衡状态； ②记录、、和、、 ； ③改变钩码数量，移动钩码，记录杠杆处于平衡时的多 组、、和、、 ； ④分析实验数据，得出弯杠杆的平衡条件。 最后，通过科学思维，得出所有杠杆的平衡条件都是： 。 返回目录 35 杠杆的平衡条件可用于解释许多杠杆应用，如用图1方式提升物体比用 图2方式省力，就可用杠杆的平衡条件作出合理解释。 请回答： （1）在研究一侧弯曲的杠杆时，发现的一个新的等量关系是___________ _______。 返回目录 36 （2）将实验3中的①填写完整。 。 倾斜或转动 （3）“支点到力的作用线的距离”在科学上被称为______。通过探究杠杆 平衡条件的实验，使我们深深认识到建立这一科学量的价值。 力臂 （4）用图1方式提升物体比用图2方式省力的原因是___________________ ______________________________。 图1的动力臂大于阻力臂，而图2的动力臂等于阻力臂 返回目录 37 实验 2 测量滑轮组的机械效率（2022年版课标要求学生必做探究实践活动） 实验原理 ①_ ________________ _________________ 实验装置 实验主要器材：弹簧测力计、钩码、刻度尺 实验操作 （1）用弹簧测力计测出钩码和动滑轮的总重𝑮 ； （2）按如图所示方式②______拉动绳子，记录弹簧测力计的读数𝑭、钩码被提升的高度𝒉、绳的自由端移动的距离𝒔 ； （3）改变钩码的个数，重复上述步骤； （4）改变钩码被提升的高度，重复上述步骤； （5）改变动滑轮的重力，重复上述步骤 匀速 返回目录 38 实验数据 处理 根据实验数据以及实验原理，计算滑轮组的机械效率 实验结论 （1）被提升的钩码越多，滑轮组的机械效率越③____； （2）动滑轮越重，滑轮组的机械效率越④____； （3）滑轮组的机械效率与钩码被提升的高度⑤______ 高 低 无关 返回目录 39 例2 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 /牛 提升高度 / 米 绳端拉力 / 牛 绳端移动距离 / 米 机械效率 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 3 8 0.1 2.0 0.5 返回目录 40 （1）在实验中，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计。 匀速 （2）第一次实验中，如图1所示，弹簧测力计 的示数是____牛，机械效率是________（精确 到 ）。 1.8 实验 次数 钩码重力 /牛 提升高度 / 米 绳端拉力 / 牛 绳端移动距离 / 米 机械效率 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 3 8 0.1 2.0 0.5 返回目录 41 （3）由1、2两次实验数据可得出结论：_____________________________ ______________________。 使用同一滑轮组提升物体，物重越大，机械效率越高 （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）如图2丁所示，在第三次实验操作的基础上，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”）。 2、3 偏低 返回目录 42 （6）小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定， 应该静止读数，你认为他的想法________（选填“正确”或“不正确”）。 不正确 （7）分析数据可得结论：使用同一滑轮组，滑轮组的机械效率与物重的 关系可能比较符合的图像是____。 A B C D √ 返回目录 43 实验 3 测量斜面的机械效率（2022年版课标要求学生必做探究实践活动） 实验原理 ①_ ________________ 实验装置 实验主要器材：弹簧测力计、 小车、刻度尺 ______________________________________________________________ 返回目录 44 实验操作 （1）将长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长度和高度 ； （2）用弹簧测力计测出小车的重力； （3）用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端②______拉到顶端，读出弹簧测力计的示数； （4）改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2次 实验数据 处理 根据实验数据以及实验原理，计算斜面的机械效率 实验结论 对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械 效率越③______ 匀速 高 返回目录 45 例3 为了探究影响斜面机械效率的因素，准备 了三个质量不同的木块、三条长度相同但粗糙 程度不同的长木板、刻度尺等器材。 请回答下列问题。 （1）除题中所给器材，完成该实验还需添加的测量器材是____________。 （2）小金利用三个质量不同的木块和一块长木板，设计了如图所示的实 验装置，并正确完成了实验，相关实验数据和计算结果如下表所示。分析 实验过程和数据，可知该实验是在探究斜面机械效率与__________的关系， 第3次实验中物体受到的摩擦力为_____牛。 弹簧测力计 物重大小 0.9 返回目录 46 （3）利用本次实验器材，还可以探究斜面机械效率与________________ 的关系。 斜面的粗糙程度 测量 次数 物重 /牛 斜面高 /米 沿斜面的拉 力 /牛 斜面长 /米 有用功 焦 总功 焦 机械效 率 1 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 2 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.48 3 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 返回目录 47 浙江真题 随堂测 48 命题点 1 杠杆的相关分析 1.（2021金华10题）生活中处处有科学。下列日常工具，在使用时属于费 力杠杆的是( ) A.独轮车 B.开瓶器 C.钓鱼竿 D.大铡刀 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 49 2.（2023丽水15题）如图是教室壁挂式实物展台示意图，为展示台， 为连杆拉住展示台， 为展示物。以下是展示台承载展示物时杠杆 的示意图，其中正确的是( ) A B √ C D 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 50 命题点 2 杠杆平衡条件的应用 类型1 分析与判断 3.（2021温州12题）停放自行车时，若要从如图中四点选择一点施加竖直 向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是 ( ) A.点 B.点 C.点 D. 点 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 51 4.晾晒三条相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平的是( ) A B C D √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 类型2 计算与推导 5.（2023杭州34题）如图所示为自动升降单杆晾衣架， 顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾 杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔 间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、 7号孔中心对齐。现把重为30牛的衣服（含衣架）挂在 5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。 （1）绳甲对晾杆的拉力为，绳乙对晾杆的拉力为，则______ （选填“大于”“等于”或“小于”）。 小于 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 53 （2）此时绳甲对晾杆的拉力 为多少？ 解：若以7号孔为支点，结合图可知和 的力臂关系 衣服和衣架对晾杆的拉力 根据杠杆的平衡条件得 代入数值解得 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 54 （3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2米， 用时10秒，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？ 解：牵引钢丝绳做功 牵引钢丝绳做功的功率 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 55 6.（2022杭州34题）为弘扬红军长征精神，铸造厂用铁合金制作了如图甲所示的 红军战士雕像。为确保运输与安装的安全，需要测量出雕像的重力和重心所在 位置。其测量方法如图乙所示，将雕像水平放置在上端装有压力传感器的支架 上，测出头部处和脚后跟处之间的距离为175厘米。用数据线分别连接两边 支架上的压力传感器，测出处和处受到的压力和 （可通过显示器直接 读取压力大小），其测量值如表所示。 压力 显示器读数/牛 3 200 2 400 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 56 （1）雕像受到的重力为多少？ 解：设雕像重心距脚后跟距离为 ，雕像长度为 根据杠杆的平衡条件可得： 以点为支点， ① 以点支点， ② 得： 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 57 （2）雕像重心距脚后跟 处的距离是多少？ 解：根据杠杆平衡条件得： 以点为支点， ① 以点支点， ② 得 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 58 命题点 3 滑轮组的特点 7.（2023温州21题）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时 通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。 （1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是_______________。 改变力的方向 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 59 （2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服 井盖重力做功_____焦。 15 （3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有： ____________。（写出一点） 调小排水口 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 60 A B C D 8.（2020绍兴15题）如图，甲、乙实验可以得出“定滑轮不能省力”这一结 论。小敏想通过一次实验既得出结论，又能直接显示出钩码的重力大小， 于是在左侧加上一个相同的弹簧测力计（弹簧测力计重力不能忽略、绳和 滑轮之间摩擦不计）。下列四套装置中能实现的是( ) √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 61 命题点 4 滑轮、滑轮组相关计算 9.如图所示装置，在水平拉力的作用下，物体 沿水平地面做匀速直线 运动，已知弹簧测力计读数为10牛，物体 的运动速度为1米/秒（若不计 滑轮与绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦、滑轮与轴间摩擦），那么在此 过程中 ( ) A.物体与地面间的摩擦力为5牛 B.物体 与地面间的摩擦力为10牛 C.水平拉力做功的功率为20瓦 D.1秒内滑轮对物体 做功为10焦 √ 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 62 10.（2024浙江32题节选3分）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具 的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用 的力缓慢拉 绳子，带动滑轮组工作，在点产生的拉力为，从而使修剪刀绕 点转 动，其刀口对树枝的力为 。请回答： 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 63 解：由图2可知，为支点，为阻力，为阻力臂， 为动力臂 根据杆平衡条件 可得， 则 由图知，由滑轮组的三段绳子承受， 故绳子端需施加的力 某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力 为960牛， 是树 枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力为多大？ （已知厘米， 厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和 摩擦忽略不计） 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 64 65 $$