2026年湖北省中考物理一轮复习讲练课件：第12讲　简单机械

第12讲　简单机械 目录 知识梳理 核心素养实验 湖北真题精选 课标要求 　　2. 2.6　知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 　　3. 2.3　知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 　　3. 2.4　能说出人类使用的一些机械。了解机械的使用对社会发展的作用。 第12讲　简单机械 返回目录 第12讲　简单机械 返回目录 知识梳理 NO.1 　杠杆的基本知识 1. 定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着 　固定点　转动，这根硬棒就是杠杆。 固定点 第12讲　简单机械 返回目录 2. 杠杆的五要素 五要素 表示方法 支点 杠杆绕其转动的点，用字母O表示  　动力　 使杠杆转动的力，用字母F1表示  　阻力　 阻碍杠杆转动的力，用字母F2表示 动力臂 从支点O到 　动力F1　作用线的距离，用字母l1表示 阻力臂 从支点O到 　阻力F2　作用线的距离，用字母l2表示 动力 阻力 动力F1 阻力F2 第12讲　简单机械 返回目录 　杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡：当杠杆在动力和阻力的作用下静止时，我们就说杠杆平衡了。 2. 杠杆的平衡条件： 　动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2)　。 3. 变形式：＝。 【方法链接】 模型法 P123 动力×动力臂＝阻力×阻力臂(F1l1＝F2l2) 第12讲　简单机械 返回目录 　杠杆分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 图示 力臂的 大小关系 l1 　＞　l2 l1 　＜　l2 l1＝l2 续表 ＞ ＜ 第12讲　简单机械 返回目录 　 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 力的大小 关系 F1 　＜　F2 F1 　＞　F2 F1 　＝　F2 杠杆匀速转动时力所移动距离的大小关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 ＜ ＞ ＝ 第12讲　简单机械 返回目录 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 特点  　省　力，但  　费　距离  　费　力，但  　省　距离 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离，但可以改变施力的方向 应用 铡刀、开酒瓶盖的起子、手推车、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板等 托盘天平 省 费 费 省 第12讲　简单机械 返回目录 　滑轮 1. 定滑轮、动滑轮和滑轮组 定滑轮 动滑轮 滑轮组 图示 续表 第12讲　简单机械 返回目录 定滑轮 动滑轮 滑轮组 定义 使用时轴固定不动的滑轮 轴可以随被吊物体一起运动的滑轮 把定滑轮和动滑轮组合在一起，构成滑轮组 实质  　等臂　杠杆  　省力　杠杆 — 等臂 省力 第12讲　简单机械 返回目录 定滑轮 动滑轮 滑轮组 特点 可以改变 　力的方向　，但不省力 可以 　省力　，但 　费距离　 既可以 　省力　，又可以改变 　力的方向　 拉力(F)移动距离(s)和重力(G)移动距离(h)的关系  　s＝h　  　s＝2h　  　s＝3h　 力的 方向 省力 费距离 省 力 力的方向 s＝h s＝2h s＝3h 第12讲　简单机械 返回目录 定滑轮 动滑轮 滑轮组 拉力(F)和重力(G)的关系(忽略滑轮的自重、绳重及摩擦)  　F＝G　  　F＝　  　F＝　 应用 旗杆顶部的定滑轮 电动起重机的动滑轮 常使用滑轮组提升重物 F＝G F＝G F＝G 第12讲　简单机械 返回目录 2. 其他简单机械 (1)轮轴：可看成一个可以连续转动的 　杠杆　。 (2)斜面：与水平面成一定角度的平面，特点是 　省力　、 　费　距离。高度相同，斜面越长越省力。 杠杆 省力 费 第12讲　简单机械 返回目录 【知识链接】 确定承担物重的绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，不计动滑轮自重、绳重及摩擦。如图甲所示，有两段绳子吊着动滑轮，n＝ 　2　，F1＝  　 ​G；如图乙所示，有三段绳子吊着动滑轮，n＝ 　3　，F2＝ 　 G。 2 ​ 3 ​ 第12讲　简单机械 返回目录 　机械效率 1. 有用功、额外功和总功 (1)有用功：无论是否使用机械，必须要做的功，叫作 　有用功　，用W有用表示。 (2)额外功：使用机械时，并非我们需要又不得不做的功，叫作 　额外功　，用W额外表示。 (3)总功：有用功与额外功之和，叫作 　总功　，用W总表示，W总＝ 　W有用＋W额外　。 有用功 额外 功 总功 W有用 ＋W额外 第12讲　简单机械 返回目录 2. 机械效率 (1)定义：物理学中，将 　有用功　跟 　总功　的比值叫作机械效率，用符号η表示，常用百分数表示。 (2)公式：η＝ 　 ×100％　。 (3)特点：因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都 　小于　1。只有在理想情况下机械效率才是1。 (4)使用任何机械都不能省功。 有用功 总功 ×100％ 小于 第12讲　简单机械 返回目录 3. 提高机械效率的方法 (1)滑轮组：①减小摩擦；②减小机械自重；③合理增加提升重物的重力。 (2)斜面：①减小斜面的粗糙程度；②增大斜面的倾角。 第12讲　简单机械 返回目录 第12讲　简单机械 返回目录 核心素养实验 NO.2 　探究杠杆的平衡条件 【设计与进行实验】 1. 选择杠杆中点为支点的原因：消除杠杆自重对实验的影响。 2. 杠杆平衡调节：实验前，调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止，实验过程中不能调节螺母。 3. 调节杠杆在水平位置平衡的目的：消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂。 第12讲　简单机械 返回目录 【实验现象及数据分析】 4. 如图所示，弹簧测力计从竖直拉杠杆到倾斜拉杠杆，测力计的示数变化情况为拉力的力臂变 　小　，弹簧测力计的示数变 　大　。 5. 测量多组实验数据的目的：避免实验的偶然性，使结论具有普遍性。 6. 杠杆偏转方向的判断：若F1l1≠F2l2，则哪边乘积大，杠杆就向哪边倾斜。 小 大 第12讲　简单机械 返回目录 【实验结论】 动力×动力臂＝阻力×阻力臂(即F1l1＝F2l2) 【方法链接】　归纳推理　P124 第12讲　简单机械 返回目录 【例1】　(2024•武汉)某同学利用若干个质量为50 g的钩码和弹簧测力计探究杠杆的平衡条件。 (1)调节螺母，使杠杆在不挂钩码时，保持水平并 　静止　，达到平衡状态，如图所示。 (2)在杠杆左侧15 cm刻度线处挂上4个钩码，在杠杆右侧挂上6个钩码，移动右侧钩码到 　10　cm刻度线处，使杠杆重新在水平位置平衡。这时动力或阻力是 　钩码对杠杆的拉力　(填“钩码受到的重力”“钩码对杠杆的拉力”或“杠杆对钩码的拉力”)。 静止 10 钩码对杠杆的拉力 第12讲　简单机械 返回目录 (3)保持杠杆左侧钩码的数量和位置不变，取下右侧钩码，改用弹簧测力计拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，当弹簧测力计的示数为3 N时，该拉力的作用点可能在杠杆 　①③　(填序号)刻度线处。 ①左侧10 cm ②右侧5 cm ③右侧15 cm ①③ 第12讲　简单机械 返回目录 　测量滑轮组的机械效率 【设计与进行实验】 1. 实验原理： 　η＝ 　。 2. 需要测量的物理量：钩码所受的重力G、钩码被提升的高度h、拉力F、绳子自由端移动的距离s。 3. 沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计的目的： 　保证拉力的大小等于弹簧测力计的示数　。 η＝ 保证拉力的大小等于 弹簧测力计的示数 第12讲　简单机械 返回目录 【实验数据分析】 4. 功的计算 (1)有用功的计算：W有用＝Gh。 (2)总功的计算：W总＝Fs。 第12讲　简单机械 返回目录 5. 机械效率的计算 (1)已知物重和拉力：η＝。 (2)已知物重和动滑轮重，不计绳重及摩擦：η＝＝＝。 6. 绳子自由端移动的距离与物体上升的高度h的关系：s＝nh，n为绳子段数。 第12讲　简单机械 返回目录 【交流与反思】 7. 提高滑轮组机械效率的方法：合理增加提升物体的重量、减小动滑轮的重力、减小绳子与滑轮间的摩擦力。 【实验结论】 滑轮组机械效率与物体的重力、动滑轮的重力、绳子与滑轮之间的摩擦力有关，同一滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。 第12讲　简单机械 返回目录 【例2】　物理兴趣小组和创新小组在测量滑轮组的机械效率，实验装置如图所示： 兴趣小组收集的实验数据如下表所示，请根据实验过程和实验记录数据，思考并回答下列问题： 第12讲　简单机械 返回目录 次数 1 2 3 沙和袋所受的总重力G/N 0.6 0.9 1.2 提升高度h/m 0.2 0.2 0.2 有用功W有用/J 0.12 0.18 0.24 拉力F/N 0.3 0.4 0.5 绳端移动的距离s/m 0.6 0.6 总功W总/J 0.18 0.24 0.30 机械效率η 66.7％ 80％ 第12讲　简单机械 返回目录 (1)在第一次实验中，粗心的小冬同学忘记 在表格中填写绳端移动的距离s，你认为s应该为 　0.6　m。 (2)根据表中数据，可计算得出第二次实验的机械效率为 　75％　。 0.6 75％ 次数 1 2 3 沙和袋所受的总重力G/N 0.6 0.9 1.2 提升高度h/m 0.2 0.2 0.2 有用功W有用/J 0.12 0.18 0.24 拉力F/N 0.3 0.4 0.5 绳端移动的距离s/m 0.6 0.6 总功W总/J 0.18 0.24 0.30 机械效率η 66.7％ 80％ 第12讲　简单机械 返回目录 (3)根据表中数据，分析得出所用动滑轮所受重力为 　0.3　N。(绳重和摩擦忽略不计) (4)分析三次实验中的数据，可以发现用同一个滑轮组提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率 　越大　(填“越大”“越小”或“不变”)。 0.3 越大 次数 1 2 3 沙和袋所受的总重力G/N 0.6 0.9 1.2 提升高度h/m 0.2 0.2 0.2 有用功W有用/J 0.12 0.18 0.24 拉力F/N 0.3 0.4 0.5 绳端移动的距离s/m 0.6 0.6 总功W总/J 0.18 0.24 0.30 机械效率η 66.7％ 80％ 第12讲　简单机械 返回目录 【能力提升】 (5)实验中应 　沿竖直方向匀速缓慢　拉动弹簧测力计，使沙袋升高，用 　刻度尺　测出沙袋上升的高度h和绳端移动的距离s。 (6)实验中为了测量绳子自由端的拉力F，兴趣小组的同学认为应该在弹簧测力计静止时读数，创新小组的同学认为应该在缓慢匀速提升时读数，正确的是 　创新小组　(填“兴趣小组”或“创新小组”)同学的想法。 沿竖直方向匀速缓慢 刻度尺 创新小组 第12讲　简单机械 返回目录 (7)创新小组也利用重为0.6 N、0.9 N、1.2 N 的沙袋进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于兴趣小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 　　。(填字母) A. 测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方 B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升 C. 所使用动滑轮的重力小于兴趣小组所使用动滑轮的重力 C 第12讲　简单机械 返回目录 跨学科实践：制作简易杆秤 【例】　(2025•翔安区期末)杆秤不仅是称重工具，更承载着历史文化与传统智慧，即便在现代，其文化符号意义与工艺价值仍值得挖掘与保护。小华和小组同学对杆秤很感兴趣，由此开展了制作简易杆秤的项目式学习。 第12讲　简单机械 返回目录 【产品制作】 (1)如图甲，用木棒作为秤杆，用细线系一个20 g的钩码作为秤砣，把空小盆挂在A点作为秤盘，在B点挂粗绳作为提纽，则 　B　点相当于支点。 (2)调节秤砣位置使杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应的质量刻度值为 　0　g。 B 0 第12讲　简单机械 返回目录 (3)在秤盘中逐个添加50 g的砝码，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置，标记相应的质量，再测出细线距离B点的长度(如表)，根据表中数据，应将220 g的刻度值标记在距离B点 　24　cm处。 秤盘中砝码总质量/g 50 100 150 200 距离B点的长度/cm 7 12 17 22 24 第12讲　简单机械 返回目录 【产品使用】 (4)在称重过程中，若杆秤左低右高，如图乙，要将杆秤调至水平平衡，秤砣应往 　右　侧移动；若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值 　大于　被测物的真实质量值。 【产品改进】 (5)若想测量质量更大的物体，可采取的办法是 　示例：增加秤砣的质量　。 右 大于 示例：增加秤砣的质 量 第12讲　简单机械 返回目录 【变式训练】　(2025•达州)中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如图甲所示，盘中置物，手提提纽，右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动，请你根据活动过程，回答下列问题。 (1)制作原理：杆秤是根据 　杠杆平衡　条件制成的。如图乙，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽， 　O　点相当于杠杆的支点。 杠杆平衡 O 第12讲　简单机械 返回目录 (2)乙图中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为 　0　g。 (3)乙图中，当称量物质量增大时，秤砣应向 　右　(填“左”或“右”)移动。 0 右 第12讲　简单机械 返回目录 (4)为了增大杆秤量程，可采用 　增大　(填“增大”或“减小”)秤砣质量的方法。 增大 第12讲　简单机械 返回目录 (5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下的拉力F1，使木棒水平平衡，如图丙；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0.02 m，液体对容器底部压强变化了160 Pa，在C端施加竖直向下的拉力F2，使木棒再次水平平衡，如图丁。已知F1∶F2＝11∶10，则秤砣密度为 　8.8×103　kg/m3。(整个过程中秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取10 N/kg) 8.8×103 第12讲　简单机械 返回目录 返回目录 湖北真题精选 NO.3 第12讲　简单机械 第12讲　简单机械 返回目录 湖北真题精选 NO.2 　生活中的杠杆和滑轮 【例1】　(2024•湖北节选)如图是汉代画像砖上描绘的《史记》中“泗水取鼎”的画面，两边各有数人用绳子通过滑轮拉起掉落水中的鼎。图中的这种滑轮 　不能　(填“能”或“不能”)起到省力的作用。 不能 第12讲　简单机械 返回目录 　杠杆作图 【例2】　(2024•湖北)2024年6月2日至3日，嫦娥六号完成了人类首次月球背面采样。如图，嫦娥六号的机械臂正绕O点转动，将采集的月球样品送往贮存装置。请画出样品对机械臂上A点的作用力F的力臂l。 如图所示： 第12讲　简单机械 返回目录 【变式训练】　如图是指甲剪的示意图。请在图中画出杠杆ABO以O点为支点时动力F1的力臂l1和阻力F2。(忽略摩擦，保留作图痕迹) 如图所示： 第12讲　简单机械 返回目录 　滑轮组的相关计算 【例3】　(2023•湖北)如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 　A　(填“A”或“B”)能省力。某次电梯以1 m/s速度将60 kg的人匀速提升，电动机输出功率为1 960 W，则人所受重力与 　电梯对人的支持力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 　30.6％　。　 A 电梯对人的支持 30.6％ 第12讲　简单机械 返回目录 本节内容到此结束! $