第十一章：简单机械和功核心知识点总结 2025-2026学年苏科版九年级物理上册

苏科版九年级上册物理 第十一章 简单机械和功 章末知识总结及练习（考试版）—2025-2026学年 2 学科网（北京）股份有限公司 一、章节概述 2 二、核心知识点与实验解析 2 （一）杠杆——“能绕固定点转动的硬棒”（苏科版教材P2-8） 2 1. 核心知识点 2 2. 实验：活动11.1 探究杠杆的平衡条件（苏科版教材P4） 3 （二）滑轮与滑轮组——“杠杆的变形应用”（苏科版教材P9-13） 5 1. 核心知识点 5 2. 实验：活动11.2 探究定滑轮和动滑轮的特点（苏科版教材P10） 6 （三）功——“力与距离的乘积”（苏科版教材P14-17） 8 1. 核心知识点 8 2. 实验：活动11.3 测量提升物体所做的功（苏科版教材P16） 9 （四）功率——“做功快慢的物理量”（苏科版教材P18-21） 10 1. 核心知识点 10 2. 实验：活动11.4 估测上楼时的功率（苏科版教材P19） 11 （五）机械效率——“能量利用的有效程度”（苏科版教材P22-24） 12 1. 核心知识点 12 2. 实验：活动11.5 测量动滑轮的机械效率（苏科版教材P23） 13 三、章末练习（分层设计：基础→提升→拓展，标注中考考点） 14 （一）基础题（考查核心概念与实验原理，3分×8题=24分） 14 （二）提升题（考查实验分析与简单计算，2分×12空=24分+10分=34分） 16 1. 填空题（2分×12空=24分） 16 2. 实验探究题（10分，题图来源：2024中考江苏常州） 17 （三）拓展题（考查综合应用与计算，12分+10分=22分） 17 四、参考答案及解析 18 （一）基础题（24分） 18 （二）提升题（34分） 19 1. 填空题（24分） 19 2. 实验探究题（10分） 19 （三）拓展题（22分） 20 一、章节概述 本章是力学核心应用章节，围绕“机械原理→能量计量→实际效能”逻辑展开，核心内容包括“杠杆、滑轮、功、功率、机械效率”五大模块。 本章实验探究（苏科版教材“活动11.1-11.5”）是中考重点，常结合“控制变量法”“模型法”等科学方法命题；杠杆平衡计算、滑轮组受力分析、机械效率综合计算是中考必考点，多以选择题、填空题、实验题、计算题形式出现，占分约5-7分。学好本章既能解释生活中“省力工具”“能量利用”的原理（如起重机、自行车机械结构），又能应对中考中档及以上题型，为后续“机械能与内能”“机械运动综合”学习奠定“原理→计算→应用”的认知基础。 二、核心知识点与实验解析 （一）杠杆——“能绕固定点转动的硬棒”（苏科版教材P2-8） 1. 核心知识点 · 五要素（中考作图题高频考点）： · 支点（O）：杠杆绕着转动的固定点（如跷跷板的中点、剪刀的转轴）； · 动力（）：使杠杆转动的力（如用剪刀剪物体时手施加的力）； · 阻力（）：阻碍杠杆转动的力（如物体对剪刀的反作用力）； · 动力臂（）：从支点到动力作用线的垂直距离（易错点：不是“支点到动力作用点的距离”，需用直角三角板作垂线）； · 阻力臂（）：从支点到阻力作用线的垂直距离； · 平衡条件（中考计算题核心）： 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，公式为 （单位需统一，力用“N”，力臂用“m”或“cm”均可）； · 杠杆分类（中考选择题常考实例判断）： 类型 动力臂与阻力臂关系 特点 生活实例 省力杠杆 省力但费距离 羊角锤、撬棒、剪铁皮剪刀 费力杠杆 费力但省距离 筷子、钓鱼竿、镊子 等臂杠杆 不省力不费力 天平、定滑轮 【中考高频考点】：力臂的画法（需标注垂直符号）、杠杆平衡条件计算（如“称象问题”“杠杆应用实例分析”）、杠杆类型判断（结合生活工具的使用场景）。 2. 实验：活动11.1 探究杠杆的平衡条件（苏科版教材P4） · 实验目的：验证“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，掌握力臂的测量方法； · 实验器材： ① 杠杆（带刻度，中点为支点，可调节平衡螺母）； ② 钩码（50g/个，共10个，每个钩码重力）； ③ 弹簧测力计（量程0-5N，分度值0.2N，用于测量非竖直方向的力）； ④ 直角三角板（用于作力臂的垂线，确保测量准确）； · 实验步骤： 0. 调节杠杆平衡：将杠杆放在支架上，若杠杆左端低、右端高，将平衡螺母向右调（反之向左调），使杠杆在水平位置平衡（目的：① 消除杠杆自身重力对平衡的影响；② 力臂与杠杆重合，可直接从杠杆刻度读取力臂长度）； 0. 探究平衡条件： · 在杠杆左侧第3格挂2个钩码（，），在右侧第2格挂3个钩码（，），观察杠杆是否平衡（计算：，满足平衡条件）； · 改变钩码数量或位置（如左侧第4格挂1个钩码，右侧第2格挂2个钩码），重复实验3次，记录每次的、、、； · 特殊情况验证：用弹簧测力计斜拉杠杆（非竖直方向），测量动力，观察此时力臂长度变化（斜拉时力臂变短，需增大动力才能平衡）； · 实验现象： 每次实验中，“动力×动力臂”的乘积与“阻力×阻力臂”的乘积基本相等；斜拉杠杆时，相同阻力和阻力臂下，动力大于竖直拉动时的动力； · 实验结论：杠杆平衡条件为 ； · 实验知识点（核心考点）： ① 平衡螺母的调节：【中考实验操作考点】 杠杆倾斜时，“哪端高就向哪端调”（如左端高→平衡螺母向左调）； ② 水平位置平衡的目的：【中考实验分析考点】 消除杠杆自重影响+便于测量力臂，中考常考“为什么要让杠杆在水平位置平衡”，需完整回答这两点； ③ 斜拉杠杆的影响：【中考易错考点】 斜拉时动力臂变小，动力变大，仍满足平衡条件，中考选择题常设“斜拉杠杆时平衡条件不成立”的错误选项，需结合实验现象排除。 （二）滑轮与滑轮组——“杠杆的变形应用”（苏科版教材P9-13） 1. 核心知识点 · 定滑轮： · 结构：轴的位置固定不动（如升旗用的滑轮）； · 实质：等臂杠杆（支点在轴上，动力臂=阻力臂=滑轮半径）； · 特点：不省力（），但能改变力的方向（如向下拉绳子，物体向上运动）； · 动滑轮： · 结构：轴的位置随物体一起运动（如提升重物的滑轮）； · 实质：省力杠杆（支点在滑轮边缘，动力臂=2×阻力臂=滑轮直径）； · 特点：能省一半力（忽略动滑轮重力和摩擦时，），但不能改变力的方向； · 滑轮组（中考计算题高频）： · 结构：定滑轮与动滑轮组合（如起重机的滑轮系统）； · 特点：既能省力又能改变力的方向，省力程度由“承担物重的绳子段数（）”决定； · 关键公式（忽略绳重和摩擦）： · 拉力：（为动滑轮重力）； · 绳子自由端移动距离：（为物体上升高度）； · 绳子自由端移动速度：（为物体上升速度）； · 的判断方法：看与动滑轮直接相连的绳子段数（“奇动偶定”：为奇数时，绳子固定在动滑轮上；为偶数时，固定在定滑轮上）。 【中考高频考点】：滑轮组绕线方式（按的要求画图）、拉力与物重的计算（含动滑轮重力）、绳子移动距离的计算。 2. 实验：活动11.2 探究定滑轮和动滑轮的特点（苏科版教材P10） · 实验目的：比较定滑轮、动滑轮的省力情况和方向改变能力； · 实验器材： ① 定滑轮、动滑轮各1个（质量已知，）； ② 弹簧测力计（0-5N）； ③ 钩码（100g/个，，共3个）； ④ 细绳（长约1m）、铁架台（固定滑轮）； · 实验步骤： 0. 定滑轮实验： · 将定滑轮固定在铁架台，细绳绕过定滑轮，一端挂钩码（2个，），另一端挂弹簧测力计； · 竖直向下拉弹簧测力计，记录示数，观察钩码运动方向与拉力方向的关系； 0. 动滑轮实验： · 将细绳一端固定在铁架台，绕过动滑轮，一端挂弹簧测力计，动滑轮下方挂钩码（2个，）； · 竖直向上拉弹簧测力计，记录示数，观察钩码运动方向与拉力方向的关系； · 改变钩码数量（如3个，），重复测量，记录； 0. 滑轮组实验： · 组合定滑轮和动滑轮（），下方挂钩码（3个，），竖直向上拉弹簧测力计，记录示数，测量钩码上升高度和绳子自由端移动距离； · 实验现象： 类型 拉力（N） 与物重的关系 方向改变能力 与的关系（） 定滑轮 2.0 能 - 动滑轮 1.25（含） 不能 - 滑轮组 1.2（含） 能 · 实验结论： 定滑轮不省力但改变方向，动滑轮省力但不改变方向，滑轮组既能省力又改变方向，拉力与承担物重的绳子段数成反比； · 实验知识点（核心考点）： ① 动滑轮拉力的实际计算：【中考计算题考点】 需考虑动滑轮重力（），中考常考“忽略动滑轮重力时的拉力”与“实际拉力”的差异； ② 滑轮组绕线：【中考作图题考点】 按“的要求”绕线，如“用3段绳子承担物重”需将绳子固定在动滑轮上，中考作图题常要求“画出滑轮组绕线方式”，需注意“奇动偶定”原则； （三）功——“力与距离的乘积”（苏科版教材P14-17） 1. 核心知识点 · 定义：力与物体在力的方向上通过距离的乘积（两个必要条件：① 有力作用在物体上；② 物体在力的方向上移动距离，缺一不可）； · 公式与单位：，单位为焦耳（J），（如用1N的力使物体移动1m，做功1J）； · 不做功的三种情况（中考选择题常考判断）： 情况 实例 原因分析 有力无距离 推桌子但桌子未动 物体未在力的方向上移动，， 有距离无力 物体在光滑水平面上匀速滑动 物体不受推力，， 力与距离垂直 提水桶在水平地面上匀速行走 重力竖直向下，距离水平向前，方向垂直， 【中考高频考点】：功的判断（区分“做功”与“不做功”）、功的计算（结合重力、拉力等场景）。 2. 实验：活动11.3 测量提升物体所做的功（苏科版教材P16） · 实验目的：测量竖直提升物体和沿斜面提升物体的功，比较“省力与省功”的关系； · 实验器材： ① 小车（质量，）； ② 弹簧测力计（0-10N）； ③ 斜面（长，高，表面光滑）； ④ 刻度尺（量程1m，测量斜面长度和高度）； · 实验步骤： 0. 竖直提升实验： · 用弹簧测力计竖直向上匀速拉小车，使小车上升高度，记录拉力（）； · 计算竖直提升的功：； 0. 沿斜面提升实验： · 将小车放在斜面底端，用弹簧测力计沿斜面匀速拉小车至顶端，记录拉力（约，小于，省力）； · 测量斜面长度，计算沿斜面的功：； · 实验现象：沿斜面提升时拉力（省力），但功（不省功）； · 实验结论：使用斜面能省力，但不能省功（额外功用于克服斜面摩擦，实际实验中略大于）； · 实验知识点（核心考点）： ① 匀速拉动的目的：【中考实验操作考点】 使拉力等于阻力（竖直时，沿斜面时等于斜面的阻力），确保测量的力准确； ② 不省功的本质：【中考实验分析考点】 任何机械都不省功，省力必然费距离，中考常考“为什么沿斜面提升不省功”，答案为“需克服摩擦做额外功”； （四）功率——“做功快慢的物理量”（苏科版教材P18-21） 1. 核心知识点 · 定义：单位时间内所做的功（反映做功快慢，与“做功多少”无关，如“快速爬楼”比“慢速爬楼”功率大，即使爬的楼层相同）； · 公式与单位：，单位为瓦特（W），；常用单位：千瓦（），； · 推导公式：结合和，得（适用于匀速运动，如汽车匀速行驶时，功率=牵引力×速度）； · 常见功率值（中考选择题常考估算）： · 人步行：约50W； - 家用电灯：10-100W； - 家用轿车发动机：约80kW； 【中考高频考点】：功率的计算（结合功的公式或推导公式）、功率的估测（生活实例）。 2. 实验：活动11.4 估测上楼时的功率（苏科版教材P19） · 实验目的：估测人上楼时的功率，理解功率与“力、距离、时间”的关系； · 实验器材： ① 体重秤（测量人的质量，计算重力）； ② 卷尺（测量楼层高度，一层楼约3m）； ③ 秒表（测量上楼时间）； · 实验步骤： 0. 用体重秤测量某同学质量，计算重力； 0. 用卷尺测量从一楼到三楼的高度（两层楼）； 0. 该同学从一楼匀速走到三楼，用秒表记录时间； 0. 计算上楼的功：； 0. 计算功率：； 0. 更换同学重复实验，比较不同同学的功率差异（质量大、时间短的同学功率大）； · 实验现象：不同同学的功率不同，质量越大、上楼越快，功率越大； · 实验结论：功率与物体的重力（或质量）、上升高度成正比，与时间成反比； · 实验知识点（核心考点）： ① 变量控制：【中考实验设计考点】 比较不同同学的功率时，可控制“楼层高度”不变，比较“重力×时间”的比值； ② 估测方法：【中考估算题考点】 若未给具体数据，可估测“中学生质量50kg、一层楼高3m、上楼时间10s”，功率约，中考常考“中学生上楼功率的合理范围”，答案为“100-200W”； （五）机械效率——“能量利用的有效程度”（苏科版教材P22-24） 1. 核心知识点 · 基本概念（中考计算题高频）： · 有用功（）：对人有用的功（如提升物体时，；水平拉动物体时，，为物体受到的阻力）； · 额外功（）：对人无用但不得不做的功（如克服动滑轮重力、摩擦做的功，）； · 总功（）：动力所做的功（，为动力，为动力方向上的距离）； · 机械效率公式：（因，故）； · 影响机械效率的因素（中考实验分析考点）： · 提升物重：物重越大，占比越大，越高（如用同一滑轮组提2个钩码比提1个钩码效率高）； · 机械自重：动滑轮越重，越大，越低； · 摩擦：摩擦越大（如绳子与滑轮间、物体与斜面间），越大，越低； · 提高机械效率的方法：增大物重、减轻机械自重、减小摩擦（如给滑轮加润滑油）。 【中考高频考点】：机械效率的计算（结合滑轮组、斜面）、影响机械效率的因素（实验分析）。 2. 实验：活动11.5 测量动滑轮的机械效率（苏科版教材P23） · 实验目的：测量动滑轮的机械效率，探究“物重对机械效率的影响”； · 实验器材： ① 动滑轮（）； ② 钩码（100g/个，，共4个）； ③ 弹簧测力计（0-10N）； ④ 刻度尺（测量物体上升高度和绳子自由端移动距离）； ⑤ 细绳、铁架台； · 实验步骤： 0. 测量1个钩码的效率： · 动滑轮下方挂1个钩码（），用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子，记录拉力（约）； · 测量钩码上升高度，绳子自由端移动距离（）； · 计算：，，； 0. 测量2个钩码的效率： · 增加1个钩码（），重复步骤1，记录（约）、、； · 计算：，，； · 实验现象：物重越大，动滑轮的机械效率越高； · 实验结论：同一机械，提升的物重越大，机械效率越高； · 实验知识点（核心考点）： ① 匀速拉动的目的：【中考实验操作考点】 使拉力等于，确保测量准确； ② 误差分析：【中考实验拓展考点】 实际测量中偏小，原因是“未考虑绳子重力”“摩擦增大”，减小误差的方法是“多次测量取平均”“增大物重”； 三、章末练习（分层设计：基础→提升→拓展，标注中考考点） （一）基础题（考查核心概念与实验原理，3分×8题=24分） 1. （2024中考江苏南京）下列简单机械中，属于费力杠杆的是（ ） A. 羊角锤 B. 镊子 C. 天平 D. 定滑轮 【考查中考考点：杠杆的分类】 1. 关于定滑轮和动滑轮的特点，下列说法正确的是（ ） A. 定滑轮能省力，动滑轮能改变力的方向 B. 定滑轮能改变方向，动滑轮能省力 C. 定滑轮和动滑轮都能省力 D. 定滑轮和动滑轮都能改变方向 【考查中考考点：滑轮的特点】 1. （苏科版教材P15改编）下列情景中，人对物体做了功的是（ ） A. 举着杠铃原地不动 B. 提着水桶在水平地面上匀速行走 C. 用拉力将物体沿斜面拉到顶端 D. 用力推桌子但桌子未动 【考查中考考点：功的判断】 1. 功率是表示做功快慢的物理量，下列关于功率的说法正确的是（ ） A. 做功越多，功率越大 B. 做功时间越短，功率越大 C. 单位时间内做功越多，功率越大 D. 功率越大，做功时间越短 【考查中考考点：功率的定义】 1. （2024中考江苏无锡）用同一滑轮组提升不同质量的钩码，下列说法正确的是（ ） A. 钩码质量越大，滑轮组的机械效率越低 B. 钩码质量越大，滑轮组的机械效率越高 C. 机械效率与钩码质量无关 D. 机械效率一定等于100% 【考查中考考点：机械效率的影响因素】 1. 如图所示，杠杆在水平位置平衡，已知，，，则阻力的大小为（ ） A. 1.5N B. 2N C. 3N D. 4N 【考查中考考点：杠杆平衡条件计算】 1. 用动滑轮将重为600N的物体匀速提升2m，若动滑轮重为60N，忽略绳重和摩擦，拉力做的总功为（ ） A. 1200J B. 1320J C. 2400J D. 2640J 【考查中考考点：滑轮组的总功计算】 1. 关于机械效率，下列说法正确的是（ ） A. 机械效率越高，做的有用功越多 B. 机械效率越高，额外功占总功的比例越小 C. 机械效率越高，做功越快 D. 机械效率可以大于100% 【考查中考考点：机械效率的理解】 （二）提升题（考查实验分析与简单计算，2分×12空=24分+10分=34分） 1. 填空题（2分×12空=24分） 1. （2024中考江苏苏州）杠杆的五要素包括：支点、动力、阻力、_______和________；用剪刀剪物体时，若动力臂大于阻力臂，该剪刀属于________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 【考查中考考点：杠杆的五要素与分类】 1. 用滑轮组提升重物，若承担物重的绳子段数，物体重，动滑轮重，忽略绳重和摩擦，拉力________N；若物体上升高度，则绳子自由端移动的距离________m，拉力做的有用功________J。 【考查中考考点：滑轮组的受力与功的计算】 1. 某同学用20N的水平推力使重为50N的木箱在水平地面上匀速前进10m，推力做的功________J；若推力的功率为10W，则推木箱前进10m所用的时间________s。 【考查中考考点：功与功率的计算】 1. 用斜面将重为400N的物体匀速推到高1.5m的平台上，斜面长3m，所用推力，则推力做的总功________J，有用功________J，斜面的机械效率________%。 【考查中考考点：斜面的机械效率计算】 2. 实验探究题（10分，题图来源：2024中考江苏常州） 某小组探究“杠杆的平衡条件”，实验器材：带刻度的杠杆、钩码、弹簧测力计、支架。 1. 实验前，杠杆左端低、右端高，应将平衡螺母向________调节（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡，目的是________和________。（3分） 【考查中考考点：杠杆平衡的调节】 1. 如图所示，在杠杆左侧第4格挂2个钩码（每个钩码重0.5N），则在右侧第2格应挂________个相同的钩码，杠杆才能平衡；若用弹簧测力计在右侧第5格斜向上拉杠杆，此时弹簧测力计的示数应________（选填“大于”“等于”或“小于”）0.8N（提示：斜拉时力臂变短）。（3分） 【考查中考考点：杠杆平衡条件的应用】 1. 多次改变钩码的数量和位置，重复实验，目的是________。（2分） 【考查中考考点：实验多次测量的目的】 1. 实验得出的杠杆平衡条件是________。（2分） 【考查中考考点：杠杆平衡条件】 （三）拓展题（考查综合应用与计算，12分+10分=22分） 1. （12分）如图所示，用滑轮组从水中匀速提升重为1200N的物体，物体浸没在水中时受到的浮力为400N，动滑轮重为200N，忽略绳重、摩擦和水的阻力，求： 1. 绳子自由端的拉力；（4分） 1. 若物体上升速度为0.1m/s，绳子自由端移动的速度；（4分） 1. 若物体上升高度为3m，滑轮组的机械效率。（4分） 【考查中考考点：滑轮组与浮力结合的综合计算】 1. （10分）一辆汽车在平直公路上匀速行驶，牵引力为3000N，速度为90km/h，行驶时间为10min，求： 1. 汽车行驶的距离；（3分） 1. 牵引力做的功；（3分） 1. 牵引力的功率（用两种方法计算）。（4分） 【考查中考考点：功与功率的综合计算】 四、参考答案及解析 （一）基础题（24分） 1. B（解析：A是省力杠杆，C、D是等臂杠杆；【对应中考考点：杠杆分类】） 1. B（解析：定滑轮改变方向不省力，动滑轮省力不改变方向；【对应中考考点：滑轮特点】） 1. C（解析：A、D有力无距离，B力与距离垂直，均不做功；【对应中考考点：功的判断】） 1. C（解析：功率是单位时间内的功，与做功多少、时间长短单独无关；【对应中考考点：功率定义】） 1. B（解析：物重越大，有用功占比越大，效率越高；【对应中考考点：机械效率影响因素】） 1. C（解析：；【对应中考考点：杠杆平衡计算】） 1. B（解析：，，；【对应中考考点：滑轮组总功】） 1. B（解析：A与总功有关，C是功率的意义，D效率小于100%；【对应中考考点：机械效率理解】） （二）提升题（34分） 1. 填空题（24分） 1. 动力臂；阻力臂；省力（解析：动力臂大于阻力臂为省力杠杆；【对应中考考点：杠杆五要素与分类】） 1. 350；6；1800（解析：，，；【对应中考考点：滑轮组计算】） 1. 200；20（解析：，；【对应中考考点：功与功率】） 1. 750；600；80（解析：，，；【对应中考考点：斜面效率】） 2. 实验探究题（10分） 1. 右；消除杠杆自重影响；便于测量力臂（3分，【对应中考考点：杠杆调节】） 1. 4；大于（3分，解析：→；斜拉力臂变短，示数变大；【对应中考考点：杠杆平衡应用】） 1. 避免实验偶然性，得出普遍规律（2分，【对应中考考点：多次测量目的】） 1. （或动力×动力臂=阻力×阻力臂）（2分，【对应中考考点：杠杆平衡条件】） （三）拓展题（22分） 1. 解： 1. 物体对滑轮组的拉力 拉力（4分，【中考考点：滑轮组与浮力结合】） 1. 绳子自由端速度（4分，【中考考点：滑轮组速度关系】） 1. 有用功 总功 机械效率（4分，【中考考点：机械效率计算】） 1. 解： 1. 速度，时间 距离（3分，【中考考点：运动学计算】） 1. 牵引力做功（3分，【中考考点：功的计算】） 1. 方法一： 方法二：（4分，【中考考点：功率的两种计算方法】） 2 学科网（北京）股份有限公司 $