压轴03 简单机械（压轴题专练）（辽宁专用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

压轴03 简单机械 3大核心考向 命题预测 2026 中考关于简单机械的题目，将以生活实际情境为外衣（如起重机吊物、自行车变速、晾衣架升降、盘山公路修路等真实应用）、机械原理综合为内核（融合杠杆、滑轮、斜面的受力分析与功、功率计算）、动态图像分析为难点（通过力 - 距离图像、机械效率 - 负载图像呈现变化规律）、实验探究创新为亮点（设计验证杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率的改进方案，考查控制变量法与误差分析）。复习需抓受力分析建模、机械公式灵活应用、图像数据解读、实验方案设计与评估四大能力。 高频考法 1.杠杆的相关计算与分析、滑轮与滑轮组的综合应用 2.简单机械的综合计算（功、功率、机械效率） 3.斜面与其他简单机械的拓展应用 知识·技法·思维 一、简单机械基础概念​ 概念​ 解释​ 简单机械​ 能够改变力的大小、方向或做功距离的基本机械装置（杠杆、滑轮、轮轴、斜面） 物理意义​ 简化做功过程，实现 “省力”“省距离” 或 “改变力的方向”，是复杂机械的组成基础 核心原理​ 功的原理：使用任何机械都不省功，即 ​（忽略额外功时）​ 关键物理量​ 1.动力（​F1​）：促使机械运转的力，单位N； 阻力（​F2​）：阻碍机械运转的力，单位N； 2.力臂（​L）：支点到力的作用线的垂直距离，单位 m； 3.功（​W）：​W=Fs，单位 J； 机械效率（​η）：有用功与总功的比值，无单位（用百分数表示）​。 ​二、简单机械分类及细节​ （一）杠杆​ 1.公式：​F1​L1​=F2​L2​（杠杆平衡条件，忽略摩擦）； 2.组成要素：支点（O）、动力臂（​L1​）、阻力臂（​L2​）、动力（​F1​）、阻力（​F2​）​ 3.分类及特点：​ 类型​ 力臂关系​ 特点​ 实例​ 省力杠杆​ ​L1​>L2​ 省力但费距离​ 羊角锤、撬棍、扳手​ ​费力杠杆 ​L1​<L2​ 费力但省距离 筷子、镊子、人的手臂（肱二头肌发力） 等臂杠杆 L1​=L2​ 不省力不费力，改变力的方向​ 天平、定滑轮​ 4.注意：力臂是“垂直距离”，并非支点到力的作用点的距离；杠杆平衡时，动力与阻力的方向需使杠杆绕支点转动方向相反。​ （二）滑轮​ 类型​ 结构特点​ 公式（忽略滑轮重和摩擦）​ 特点​ 实例​ 定滑轮​ 轴的位置固定不动，实质是等臂杠杆​ ​F=G，​s=h ​ 不省力，改变力的方向​ 旗杆顶端滑轮、窗帘轨道​ 动滑轮​ 轴随物体一起移动，实质是动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆​ ​F=，​s=2h ​ 省一半力，费距离，不改变方向​ 起重机吊钩滑轮​ 滑轮组​ 定滑轮和动滑轮组合使用，按绳子段数分类 ​F=，​s=nh 既省力又可改变方向（n 为承担物重的绳子段数）​ 塔吊、电梯​ ​关键判断：滑轮组中“n”的确定——数与动滑轮直接相连的绳子段数（忽略虚线绳子）；若绳子自由端由定滑轮引出，n为偶数；由动滑轮引出，n为奇数。​ （三）轮轴​ 1.结构：由一个大轮（轮）和一个同轴的小轮（轴）组成（实质是可连续转动的杠杆）​ 2.特点：轮半径越大、轴半径越小，越省力；可改变力的方向​ 3.实例：方向盘、螺丝刀、自行车车把、辘轳​ （四）斜面​ 1.公式：​FL=Gh ​2.特点：斜面越长、高度越低（坡度越小），越省力；费距离，不改变力的方向​ 3.实例：盘山公路、斜坡、螺丝钉的螺纹（螺旋是斜面的变形）​ 三、核心公式对比​ 公式​ 适用范围​ 决定因素​ ​F1​L1​=F2​L2​ 杠杆（平衡状态）​ 动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系​ ​F=​ 滑轮组（忽略摩擦）​ 承担物重的绳子段数、总重力（物重 + 动滑轮重） ​FL=Gh 斜面（忽略摩擦）​ 物体重力、斜面高度、斜面长度​ ​F1​R=F2​r 轮轴（忽略摩擦）​ 轮半径、轴半径、动力 / 阻力​ ​四、简单机械的综合分析​ 1.机械效率相关分析​ （1）影响因素：额外功（摩擦、机械自身重力）是导致机械效率小于 100% 的主要原因；​ （2）提高方法：减小摩擦（加润滑油）、减轻机械自身重力、增大被提升物体的重力（滑轮组、斜面适用）； （3）计算逻辑：​η==。​ 2.不同机械的选型分析​ 需求场景​ 推荐机械类型​ 选择依据​ 省力（如搬重物）​ 省力杠杆、动滑轮、滑轮组、轮轴（大轮驱动）、斜面​ 动力臂 > 阻力臂（杠杆）、n≥2（滑轮组）、L>h（斜面）​ 省距离（如精细操作）​ 费力杠杆​ 动力臂< 阻力臂 改变力的方向（如升旗）​ 定滑轮、滑轮组​ 定滑轮可反向施力，滑轮组兼顾省力与方向​ 3.多机械组合应用分析​ （1）核心原则：先分析单个机械的力、距离关系，再通过 “输入功 = 输出功” 关联组合机械；​ （2）实例：起重机（滑轮组 + 轮轴）—— 轮轴（方向盘）控制滑轮组的升降，滑轮组省力提升重物，组合后既省力又便于操控；​ （3）计算步骤： ① 确定每个机械的参数（如滑轮组 n、轮轴 R/r）； ② 依次推导动力与阻力的关系；③ 计入额外功计算实际动力和机械效率。 典例·靶向·突破 题型01 简单机械作图题 1.【画杠杆的力臂】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。 题型02 机械效率计算 2.【滑轮组机械效率计算题】（2026·四川广元·一模）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求： （1）物体上升的速度； （2）10s内拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率η。 题型03 简单机械阅读题 3.【结合跨学科实践考查简单机械综合应用】（2026·江苏盐城·一模）阅读短文，回答问题。 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动机发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 （1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是( ) A．铁质材料        B．泡沫材料 C．铝合金材料        D．玻璃材料 （2）闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的。 （3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是______。 A．横杆下方区域    B．道闸外面5m处    C．道闸里面5m处 （4）若某智能道闸电动机的转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）时间约为______s。 （5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施：______。 1.（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 2.（2025·四川广元·中考真题）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（   ） A．物体所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 3.（2025·黑龙江大庆·中考真题）“游梁式”抽油机的结构如图所示，电动机通过曲柄带动游梁摆动，驴头连接抽油杆上下运动。关于石油的开采和运输，下列说法不正确的是（    ） A．游梁属于简单机械中的杠杆 B．皮带摩擦生热是通过做功改变内能 C．油罐车尾部拖一长铁链是为了防止静电带来的危害 D．抽油机常年工作，抽油机是一种“永动机” 4.（2025·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 5.（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（    ） A．重物可能先加速再减速 B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功 C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间 D．重物的动能转化为重力势能 6. （2025·山东潍坊·中考真题）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 7.（2025·湖南长沙·中考真题）如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑片跟滑杆相连，滑杆可以绕着O点转动，另一端固定着浮子。电源电压保持不变，当水箱内水位上升时（　　） A．水对箱底的压强变小 B．R接入电路的电阻变小 C．电路中的电流变小 D．电压表的示数变大 8.（2025·青海·中考真题）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F=______N，此装置的机械效率η=______。 9.（2025·广东广州·中考真题）图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型； (1)以O点为支点，在图d中作出的力臂_______； (2)为了减小钢索承受的拉力，可适当______（选填“升高”“降低”）钢索悬挂点在桥塔上的高度。 10.（2026·山东威海·一模）如图1是一款升降座椅装置，其简图如图2，请在图2中画出滑轮组的绕线情况，要求绳子的末端绕至按钮处。 11.（2026·江西新余·一模）如图甲是常见的电脑鼠标，当手指在A点按下鼠标左键时，B端向下移动并按压其下方的金属弹片使电路接通完成操作任务。如图乙是鼠标结构简图，请在图乙中画出在A点按下鼠标左键时所需要的最小动力及其力臂。 12.（2026·黑龙江大庆·一模）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为13kg的水缓慢上升了4m，水桶的重力为12N，在这一过程中，人做的总功为600J，g取10N/kg。在此次取水的过程中，求： (1)人做的有用功； (2)辘轳的机械效率（结果保留到整数）； (3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 13.（2025·天津·中考真题）图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O 点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦，请解答下列问题： (1)图中画出了杠杆的动力F1和阻力F2，其中正确的是__________图； (2)若动力F1为300N，动力臂与阻力臂之比为5∶1，求阻力F2的大小。 14.（2025·宁夏·中考真题）小华利用图装置，探究杠杆的平衡条件，用到的实验器材有：杠杆、支架、细线和质量为50g的钩码若干。（g取10N/kg） (1)实验前，平衡螺母向________端调节，使杠杆在水平位置平衡；实验时，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，是为了便于直接读取________。 (2)实验数据如下表，多次实验的目的是________。分析数据得出杠杆的平衡条件是________。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 10.0 1.0 5.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 2.0 10.0 1.0 20.0 (3)如图是电视剧《西游记》中沙僧用宝杖挑行李的场景。如果增加沙僧后面行李的质量，为使宝杖平衡，他应如何操作？请说出理由。（忽略宝杖自重） 15.（2026·安徽芜湖·一模）杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，将杠杆的平衡条件叙述得十分全面，它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，其一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。中国早在4000多年前就有雏型的权衡器。古代中国人还发明了有两个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了杠杆原理。 （1）如图甲，“标”和“本”表示力臂，“权”和“重”表示力。当“权”小于“重”，为保持杆秤平衡，“标”一定______（填“大于”或“小于”）“本”。若增大“重”时，应把“权”向______（填“A”或“0”）端移动，杆秤才能保持平衡。 （2）在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。如图乙，人体的前臂就是物理学中的一根杠杆，当人手向上提起重物时，支点在______（填“肘关节处”或“手腕处”），前臂这样设计的优点是______（填“省力”或“省距离”）；人手继续向上提起重物时，阻力臂逐渐______（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙是有两个提纽（两个支点）的杆秤，当称量较重的物体时，应该手提______（填“C”或“D”）提纽，因为这样可以______（填“增大”或“减小”）“本”。 10 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴03 简单机械 3大核心考向 命题预测 2026 中考关于简单机械的题目，将以生活实际情境为外衣（如起重机吊物、自行车变速、晾衣架升降、盘山公路修路等真实应用）、机械原理综合为内核（融合杠杆、滑轮、斜面的受力分析与功、功率计算）、动态图像分析为难点（通过力 - 距离图像、机械效率 - 负载图像呈现变化规律）、实验探究创新为亮点（设计验证杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率的改进方案，考查控制变量法与误差分析）。复习需抓受力分析建模、机械公式灵活应用、图像数据解读、实验方案设计与评估四大能力。 高频考法 1.杠杆的相关计算与分析、滑轮与滑轮组的综合应用 2.简单机械的综合计算（功、功率、机械效率） 3.斜面与其他简单机械的拓展应用 知识·技法·思维 一、简单机械基础概念​ 概念​ 解释​ 简单机械​ 能够改变力的大小、方向或做功距离的基本机械装置（杠杆、滑轮、轮轴、斜面） 物理意义​ 简化做功过程，实现 “省力”“省距离” 或 “改变力的方向”，是复杂机械的组成基础 核心原理​ 功的原理：使用任何机械都不省功，即 ​（忽略额外功时）​ 关键物理量​ 1.动力（​F1​）：促使机械运转的力，单位N； 阻力（​F2​）：阻碍机械运转的力，单位N； 2.力臂（​L）：支点到力的作用线的垂直距离，单位 m； 3.功（​W）：​W=Fs，单位 J； 机械效率（​η）：有用功与总功的比值，无单位（用百分数表示）​。 ​二、简单机械分类及细节​ （一）杠杆​ 1.公式：​F1​L1​=F2​L2​（杠杆平衡条件，忽略摩擦）； 2.组成要素：支点（O）、动力臂（​L1​）、阻力臂（​L2​）、动力（​F1​）、阻力（​F2​）​ 3.分类及特点：​ 类型​ 力臂关系​ 特点​ 实例​ 省力杠杆​ ​L1​>L2​ 省力但费距离​ 羊角锤、撬棍、扳手​ ​费力杠杆 ​L1​<L2​ 费力但省距离 筷子、镊子、人的手臂（肱二头肌发力） 等臂杠杆 L1​=L2​ 不省力不费力，改变方向​ 天平、定滑轮​ ​4.注意：力臂是“垂直距离”，并非支点到力的作用点的距离；杠杆平衡时，动力与阻力的方向需使杠杆绕支点转动方向相反。​ （二）滑轮​ 类型​ 结构特点​ 公式（忽略滑轮重和摩擦）​ 特点​ 实例​ 定滑轮​ 轴的位置固定不动，实质是等臂杠杆​ ​F=G，​s=h ​ 不省力，改变力的方向​ 旗杆顶端滑轮、窗帘轨道​ 动滑轮​ 轴随物体一起移动，实质是动力臂为阻力臂 2 倍的省力杠杆​ ​F=，​s=2h ​ 省一半力，费距离，不改变方向​ 起重机吊钩滑轮​ 滑轮组​ 定滑轮和动滑轮组合使用，按绳子段数分类 ​F=，​s=nh 既省力又可改变方向（n 为承担物重的绳子段数）​ 塔吊、电梯​ ​关键判断：滑轮组中“n”的确定——数与动滑轮直接相连的绳子段数（忽略虚线绳子）；若绳子自由端由定滑轮引出，n为偶数；由动滑轮引出，n为奇数。​ （三）轮轴​ 1.结构：由一个大轮（轮）和一个同轴的小轮（轴）组成（实质是可连续转动的杠杆）​ 2.特点：轮半径越大、轴半径越小，越省力；可改变力的方向​ 3.实例：方向盘、螺丝刀、自行车车把、辘轳​ （四）斜面​ 1.公式：​FL=Gh ​2.特点：斜面越长、高度越低（坡度越小），越省力；费距离，不改变力的方向​ 3.实例：盘山公路、斜坡、螺丝钉的螺纹（螺旋是斜面的变形）​ 三、核心公式对比​ 公式​ 适用范围​ 决定因素​ ​F1​L1​=F2​L2​ 杠杆（平衡状态）​ 动力、动力臂、阻力、阻力臂的关系​ ​F=​ 滑轮组（忽略摩擦）​ 承担物重的绳子段数、总重力（物重 + 动滑轮重） ​FL=Gh 斜面（忽略摩擦）​ 物体重力、斜面高度、斜面长度​ ​F1​R=F2​r 轮轴（忽略摩擦）​ 轮半径、轴半径、动力 / 阻力​ ​四、简单机械的综合分析​ 1.机械效率相关分析​ （1）影响因素：额外功（摩擦、机械自身重力）是导致机械效率小于 100% 的主要原因；​ （2）提高方法：减小摩擦（加润滑油）、减轻机械自身重力、增大被提升物体的重力（滑轮组、斜面适用）； （3）计算逻辑：​η==。​ 2.不同机械的选型分析​ 需求场景​ 推荐机械类型​ 选择依据​ 省力（如搬重物）​ 省力杠杆、动滑轮、滑轮组、轮轴（大轮驱动）、斜面​ 动力臂 > 阻力臂（杠杆）、n≥2（滑轮组）、L>h（斜面）​ 省距离（如精细操作）​ 费力杠杆​ 动力臂< 阻力臂 改变力的方向（如升旗）​ 定滑轮、滑轮组​ 定滑轮可反向施力，滑轮组兼顾省力与方向​ 3.多机械组合应用分析​ （1）核心原则：先分析单个机械的力、距离关系，再通过 “输入功 = 输出功” 关联组合机械；​ （2）实例：起重机（滑轮组 + 轮轴）—— 轮轴（方向盘）控制滑轮组的升降，滑轮组省力提升重物，组合后既省力又便于操控；​ （3）计算步骤： ① 确定每个机械的参数（如滑轮组 n、轮轴 R/r）； ② 依次推导动力与阻力的关系； ③ 计入额外功计算实际动力和机械效率。 典例·靶向·突破 题型01 简单机械作图题 1.【画杠杆的力臂】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。 【答案】 【详解】由于杠杆质地均匀，重心在O2点，重力方向竖直向下，从O2点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，标注为G；过支点O1作重力作用线的垂线，垂线段的长度即为重力的力臂，标注为L2； 根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。杠杆在水平位置平衡时，由于通过定滑轮的绳子施加的拉力不变，若使通过定滑轮的绳子施加最小拉力，则以O1点为支点，与定滑轮的轴和O1的连线交滑轮边缘为力臂时，动力臂最大，标注为L1，过该连线与滑轮边缘的交点，作连线的垂线为动力作用线，作用线与杠杆的交点，即为力的作用点，为使杠杆平衡，拉力的方向向上，标注为F，如图所示： 题型02 机械效率计算 2.【滑轮组机械效率计算题】（2026·四川广元·一模）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求： （1）物体上升的速度； （2）10s内拉力F的功率； （3）滑轮组的机械效率η。 【答案】（1）0.5m/s；（2）750W；（3）80% 【详解】解：（1）物体上升的速度为 （2）物体的重力为 由图知，通过动滑轮绳子的段数 不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力 绳子自由端移动的距离 拉力所做的功 拉力的功率 （3）有用功为 滑轮组的机械效率 答：（1）物体上升的速度为； （2）内拉力的功率为； （3）滑轮组的机械效率为。 题型03 简单机械阅读题 3.【结合跨学科实践考查简单机械综合应用】（2026·江苏盐城·一模）阅读短文，回答问题。 智能道闸——助力汽车进出管理 如图甲是小区大门口常见的一种智能道闸，它由车辆识别系统、闸机和地感系统三部分组成。道闸的横杆具有强度高、耐腐蚀和重量轻等特点。 当车辆靠近道闸时，摄像头采集到车辆信息，与系统内已有信息进行比对，给闸机的电动机发出是否放行指令。或由管理员通过遥控器控制是否放行。车辆放行后，进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下。 为让横杆平稳起落，需给电动机进行减速，减速系统内部结构如图乙所示。首先电动机通过转轴末端的单头蜗杆A（相当于齿数为1的齿轮）带动蜗轮B实现第一次减速；接着与蜗轮同轴的齿轮C再带动与之啮合的齿轮D，实现第二次减速，横杆通过连杆实现起降。减速比是描述减速程度的重要参数，可用后一个齿轮的齿数与前一个齿轮齿数的比值来计算。该闸机的第一次减速比应该为蜗轮B的齿数与1的比值，若数值为，即表示蜗杆A转n转，蜗轮B转1转。整个系统的减速比可用每次减速比的乘积得到。 为了提高横杆的转动效果，通常还在闸机箱体内连杆末端一侧，安装弹簧辅助电动机工作。 （1）以下的材料中最适合用作道闸横杆的是( ) A．铁质材料        B．泡沫材料 C．铝合金材料        D．玻璃材料 （2）闸机中的遥控接收器和电动机是______（串/并）联的。 （3）车辆进入时，为了避免被横杆砸伤，地感线圈安装的大致位置是______。 A．横杆下方区域    B．道闸外面5m处    C．道闸里面5m处 （4）若某智能道闸电动机的转速为3000r/min，蜗轮B的齿数为240，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，则该道闸整个系统的减速比是______，道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）时间约为______s。 （5）道闸起杆时间过长，请你针对此现象提出合理的改进措施：______。 【答案】 C 串 A 300 1.5 更换具有更低减速比的减速系统（或更高转速的电动机） 【详解】（1）[1]考虑道闸横杆需要具备的特性，包括强度高、耐腐蚀和重量轻。在这四个选项中：铁质材料虽然强度高，但重量较大，且耐腐蚀性能不如铝合金；泡沫材料显然强度不够，不适用于此场景；铝合金材料强度高、耐腐蚀，并且重量相对较轻，符合所有要求；玻璃材料虽然耐腐蚀，但强度不够，且容易碎裂，不适合做横杆。 故选C。 （2）[2]在闸机中，遥控接收器用于接收遥控信号，而电动机用于驱动横杆起落。遥控器和识别系统都能控制电动机，两者并联后与电动机串联。 （3）[3]车辆放行后，进入地感线圈区域时，路面下的线圈中电流发生变化，这个变化信号通过检测器传给闸机，横杆不会落下，地感线圈安装的大致位置是横杆下方区域。 故选A。 （4）[4]首先，计算第一次减速比。由于蜗杆A的齿数为1，蜗轮B的齿数为240，所以第一次减速比为 接着，计算第二次减速比，齿轮C的齿数为40，齿轮D的齿数为50，所以第二次减速比为 整个系统的减速比是两次减速比的乘积，即 [5]电动机的转速为3000r/min，即每秒转50r。经过300倍的减速，横杆每秒转 道闸横杆起杆（从水平位置转动到竖直位置）需要转动，那么所需时间就是 （5）[6]针对道闸起杆时间过长的问题，一个合理的改进措施是更换具有更低减速比的减速系统或更高转速的电动机。这样可以在保证横杆平稳起落的同时，减少起杆所需的时间。 1.（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（  ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【答案】C 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数n=3。所以绳子自由端移动的距离，不是12m，故A错误； B．有用功是克服物体重力做的功，所以工人做的有用功，不是2300J，故B错误； C．拉力做的总功 则拉力的功率，故C正确； D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 由此可知，当提起的物体越重（越大），越小，越大，滑轮组的机械效率越高，故D错误。 故选C。 2.（2025·四川广元·中考真题）用如图所示的滑轮组将重450N的物体M沿水平地面匀速拉动1m，绳子末端拉力F大小为40N，物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍。则下列说法错误的是（   ） A．物体所受摩擦力方向水平向左 B．绳子末端移动的距离为3m C．该滑轮组的机械效率为70% D．在绳子与滑轮间加润滑油可提高滑轮组的机械效率 【答案】C 【详解】A．物体M沿水平地面匀速向右拉动，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，因此滑动摩擦力方向水平向左，故A正确，不符合题意； B．从图中可以看出，滑轮组有3段绳子承担拉力，因此绳子末端移动的距离为物体移动距离的3倍，物体M沿水平地面匀速拉动1m，则绳子末端移动的距离为3m，故B正确，不符合题意； C．物体M所受摩擦力大小是物重的0.2倍，即f=0.2G=0.2×450N=90N 有用功 W有用=f×sM=90N×1m=90J 总功 W总=F×s绳=40N×3m=120J 该滑轮组的机械效率，故C错误，符合题意； D．加润滑油可以减少摩擦，从而减小克服摩擦做得额外功，提高机械效率，故D正确，不符合题意。 故选C 。 3.（2025·黑龙江大庆·中考真题）“游梁式”抽油机的结构如图所示，电动机通过曲柄带动游梁摆动，驴头连接抽油杆上下运动。关于石油的开采和运输，下列说法不正确的是（    ） A．游梁属于简单机械中的杠杆 B．皮带摩擦生热是通过做功改变内能 C．油罐车尾部拖一长铁链是为了防止静电带来的危害 D．抽油机常年工作，抽油机是一种“永动机” 【答案】D 【详解】A．游梁是可以绕固定点转动的硬棒，属于简单机械中的杠杆，故A正确，不符合题意； B．皮带摩擦生热，将机械能转化为内能，是通过做功改变内能，故B正确，不符合题意； C．油罐车尾部拖一长铁链是为了使油罐车带的电荷导向大地，防止静电带来的危害，故C正确，不符合题意； D．“永动机”违背了能量守恒定律，抽油机虽常年工作，但要消耗能量，抽油机不是一种“永动机”，故D错误，符合题意。 故选D。 4.（2025·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 【答案】B 【详解】AD．由图可知，提升动滑轮绳子段数为2，汽车移动了5m，则绳端移动的距离为 绳端拉力F的功率为 故AD错误； B．此滑轮组的机械效率为 故B正确； C．汽车沿水平方向匀速拉动，处于平衡状态，汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡，大小相等，汽车受到的拉力为1500N，故C错误。 故选B。 5.（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（    ） A．重物可能先加速再减速 B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功 C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间 D．重物的动能转化为重力势能 【答案】B 【详解】A．重物一开始静止，速度为零，然后由于拉力大于重力，重物运动状态改变，开始上升，速度由零变为不为零，此过程中速度变大，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，所以拉力减小；当拉力等于重力时，物体受力平衡，做匀速直线运动，速度不再改变，则拉力不再改变。所以整个过程中重物先加速后匀速，拉力先变小后不变，故A错误； B．拉力先变小后不变，ab段与bc段距离相同，根据，拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功，故B正确； C．整个过程中重物先加速后匀速，ab段与bc段距离相同，根据可知重物经过ab段所用的时间大于经过bc段所用的时间，故C错误； D．整个过程中重物先加速后匀速，质量不变，则动能先增大后不变，高度不断增大，则重力势能不断变大，所以并非是重物的动能转化为重力势能，故D错误。 故选B。 6. （2025·山东潍坊·中考真题）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 【答案】C 【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意； B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m 电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J 再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力 故B不符合题意； C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J 因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即 W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J 额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力 故C符合题意； D．机械效率η是有用功与总功的比值，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则使用滑轮组时没有做额外功，所以滑轮组的机械效率为100%，故D不符合题意。 故选C。 7.（2025·湖南长沙·中考真题）如图是小湘设计的一款测定水箱内水量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑片跟滑杆相连，滑杆可以绕着O点转动，另一端固定着浮子。电源电压保持不变，当水箱内水位上升时（　　） A．水对箱底的压强变小 B．R接入电路的电阻变小 C．电路中的电流变小 D．电压表的示数变大 【答案】BD 【详解】A．当水箱内水位上升时，由p=ρgh可知水对箱底的压强变大，故A不符合题意； BCD．由图可知，变阻器和电阻R0串联，电压表测量电阻R0两端的电压，当水箱内水位上升时，滑动变阻器的滑片下移，变阻器接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由可知电路中的电流变大，由U=IR可知电阻R0两端的电压变大，即电压表的示数变大，故BD符合题意，C不符合题意。 故选BD。 8.（2025·青海·中考真题）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F=______N，此装置的机械效率η=______。 【答案】 750 80% 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力 [2]此装置的机械效率 9.（2025·广东广州·中考真题）图a所示的斜拉桥，可逐步简化成图b、c、d的模型； (1)以O点为支点，在图d中作出的力臂_______； (2)为了减小钢索承受的拉力，可适当______（选填“升高”“降低”）钢索悬挂点在桥塔上的高度。 【答案】(1) (2) 升高 见解析 【详解】（1）力臂是支点到力的作用线的垂直距离；过O点作力F1的作用线的垂线，即为力F1的力臂，过O点作力F2的作用线的垂线，即为力F 2的力臂，如图所示： （2）阻力不变，阻力臂不变，阻力与阻力臂的乘积不变，为了减小钢索承受的拉力，可增大动力臂，可适当升高悬挂点在桥塔上的高度，动力臂变大，从而减小钢索承受的拉力。 10.（2026·山东威海·一模）如图1是一款升降座椅装置，其简图如图2，请在图2中画出滑轮组的绕线情况，要求绳子的末端绕至按钮处。 【答案】 【详解】由题意可知，要求绳子的末端绕至按钮处，则可从按钮开始，引出一条绳子，依次绕过最上面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的第二个定滑轮，最后回到动滑轮的挂钩上，如图所示： 11.（2026·江西新余·一模）如图甲是常见的电脑鼠标，当手指在A点按下鼠标左键时，B端向下移动并按压其下方的金属弹片使电路接通完成操作任务。如图乙是鼠标结构简图，请在图乙中画出在A点按下鼠标左键时所需要的最小动力及其力臂。 【答案】 【详解】点击鼠标完成操作任务时可将其看成一个杠杆，O为支点，阻力是弹簧对B点的弹力，方向竖直向上，根据杠杆平衡的条件，F1l1＝F2l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，以OA为动力臂时是最长的动力臂，此时要使作用在A点的动力最小，从A点作OA的垂线，方向向下即为最小动力F1，如图所示： 12.（2026·黑龙江大庆·一模）早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为13kg的水缓慢上升了4m，水桶的重力为12N，在这一过程中，人做的总功为600J，g取10N/kg。在此次取水的过程中，求： (1)人做的有用功； (2)辘轳的机械效率（结果保留到整数）； (3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少？ 【答案】(1)520J (2)87% (3)32J 【详解】（1）水的重力为 克服水的重力做的有用功为 （2）机械效率为 （3）总功等于有用功和额外功之和，额外功包括三部分：克服水桶重力做功、克服井绳重力做功、克服摩擦做功。 克服水桶重力做的额外功 总额外功 因此克服井绳重力和摩擦的功 13.（2025·天津·中考真题）图为汽车刹车装置的部分结构示意图。驾驶员踩下踏板，连着踏板的金属杆绕O点转动，推动活塞挤压刹车油，此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。不计金属杆自重及摩擦，请解答下列问题： (1)图中画出了杠杆的动力F1和阻力F2，其中正确的是__________图； (2)若动力F1为300N，动力臂与阻力臂之比为5∶1，求阻力F2的大小。 【答案】(1)乙 (2)1500N 【详解】（1）动力F1应是驾驶员踩踏板的力，方向通常向下。阻力F2是活塞对金属杆的反作用力，方向应与活塞运动方向相反，通常为斜向或水平。此时踏板向下，活塞向左运动，则阻力F2向右，即正确的是乙图。 （2）根据杠杆平衡条件 得阻力 14.（2025·宁夏·中考真题）小华利用图装置，探究杠杆的平衡条件，用到的实验器材有：杠杆、支架、细线和质量为50g的钩码若干。（g取10N/kg） (1)实验前，平衡螺母向________端调节，使杠杆在水平位置平衡；实验时，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，是为了便于直接读取________。 (2)实验数据如下表，多次实验的目的是________。分析数据得出杠杆的平衡条件是________。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 10.0 1.0 5.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 2.0 10.0 1.0 20.0 (3)如图是电视剧《西游记》中沙僧用宝杖挑行李的场景。如果增加沙僧后面行李的质量，为使宝杖平衡，他应如何操作？请说出理由。（忽略宝杖自重） 【答案】(1) 左 力臂 (2) 寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性 (3)应将肩膀（作为杠杆的支点）向后面行李的方向移动。理由见解析 【详解】（1）[1]实验前，杠杆左端上翘，说明杠杆右侧重，平衡螺母应向左端调节，使杠杆在水平位置平衡。 [2]实验时，使杠杆在水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，便于直接读取力臂的长度。 （2）[1]多次实验的目的是寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性。如果只进行一次实验，得到的结论可能具有特殊性，多次实验能让结论更具普遍性。 [2]分析表格中的数据，第一次实验： 第二次实验： 第三次实验： 分析三次实验数据，都满足：动力×动力臂=阻力×阻力臂，所以杠杆的平衡条件是： （3）操作：应将肩膀（作为杠杆的支点）向后面行李的方向移动。 理由：把宝杖看作杠杆，肩膀是支点。后面行李的重力大小为阻力大小，前面行李等的重力大小为动力大小。当增加后面行李的质量时，阻力增大。若将肩膀向后面行李方向移动，此时阻力臂（支点到后面行李重力作用线的距离）会减小，动力臂（支点到前面行李重力作用线的距离）会增大。根据杠杆平衡条件 在动力大小不变的情况下，减小阻力臂、增大动力臂，能让与增大后的再次满足平衡条件，使宝杖平衡。 15.（2026·安徽芜湖·一模）杠杆在中国的典型发展是秤的发明及其广泛应用。《墨经》最早记述了秤的杠杆原理，将杠杆的平衡条件叙述得十分全面，它比阿基米德发现的杠杆原理要早约200年。在一根杠杆上安装吊绳作为支点，其一端挂上重物，另一端挂上砝码或秤锤，就可以称量物体的重量。古代人称它为“权衡”或“衡器”。“权”就是砝码或秤锤，“衡”是指秤杆。中国早在4000多年前就有雏型的权衡器。古代中国人还发明了有两个支点的秤，俗称铢秤。使用这种秤，变动支点而不需要换秤杆就可以称量较重的物体。这是中国人在衡器上的重大发明之一，也表明中国人在实践中完全掌握了杠杆原理。 （1）如图甲，“标”和“本”表示力臂，“权”和“重”表示力。当“权”小于“重”，为保持杆秤平衡，“标”一定______（填“大于”或“小于”）“本”。若增大“重”时，应把“权”向______（填“A”或“0”）端移动，杆秤才能保持平衡。 （2）在人体中也有许许多多的杠杆在起作用。拿起一件东西，弯一下腰，甚至翘一下脚尖都是人体的杠杆在起作用。如图乙，人体的前臂就是物理学中的一根杠杆，当人手向上提起重物时，支点在______（填“肘关节处”或“手腕处”），前臂这样设计的优点是______（填“省力”或“省距离”）；人手继续向上提起重物时，阻力臂逐渐______（填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）如图丙是有两个提纽（两个支点）的杆秤，当称量较重的物体时，应该手提______（填“C”或“D”）提纽，因为这样可以______（填“增大”或“减小”）“本”。 【答案】 大于 A 肘关节 省距离 减小 D 减小 【详解】（1）[1][2]如图甲，“权”小于“重”，即阻力小于动力，根据杠杆平衡条件，阻力臂应大于动力臂，故“标”一定要大于“本”；若增大“重”，即增大动力，在阻力不变的情况下，应增大阻力臂，故应把“权”向A段移动。 （2）[3][4][5]人手向上提重物时，肘关节不动，故肘关节处是支点；此时肱二头肌的力为动力，物体的重力为阻力，动力臂小于阻力臂，前臂为费力杠杆，优点是省距离；人手继续向上提起重物时，支点到阻力作用线的距离变短，阻力臂减小。 （3）[6][7]称量较重的物体时，即动力太大，故应该增大阻力臂或减小动力臂，故应手提D提纽，减小“本”。 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 压轴03 简单机械 3大核心考向 典例·靶向·突破 1.【答案】 2.【答案】（1）0.5m/s；（2）750W；（3）80% 【详解】解：（1）物体上升的速度为 （2）物体的重力为 由图知，通过动滑轮绳子的段数 不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力 绳子自由端移动的距离 拉力所做的功 拉力的功率 （3）有用功为 滑轮组的机械效率 答：（1）物体上升的速度为； （2）内拉力的功率为； （3）滑轮组的机械效率为。 3.【答案】 C 串 A 300 1.5 更换具有更低减速比的减速系统（或更高转速的电动机） 1.【答案】C 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】B 5.【答案】B 6.【答案】C 7.【答案】BD 8.【答案】 750 80% 9.【答案】(1) (2) 升高 见解析 10.【答案】 11.【答案】 12.【答案】(1)520J (2)87% (3)32J 【详解】（1）水的重力为 克服水的重力做的有用功为 （2）机械效率为 （3）总功等于有用功和额外功之和，额外功包括三部分：克服水桶重力做功、克服井绳重力做功、克服摩擦做功。 克服水桶重力做的额外功 总额外功 因此克服井绳重力和摩擦的功 13.【答案】(1)乙(2)1500N 【详解】（1）动力F1应是驾驶员踩踏板的力，方向通常向下。阻力F2是活塞对金属杆的反作用力，方向应与活塞运动方向相反，通常为斜向或水平。此时踏板向下，活塞向左运动，则阻力F2向右，即正确的是乙图。 （2）根据杠杆平衡条件 得阻力 14.【答案】(1) 左 力臂 (2) 寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性 (3)应将肩膀（作为杠杆的支点）向后面行李的方向移动。理由见解析 15.【答案】 大于 A 肘关节 省距离 减小 D 减小 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $