第18讲 简单机械，机械效率-【新中考重难点解析】2026年中考科学复习

新中考重难点精析科学 第18讲 简年 考点导引 1.认识简单机械的作用。能指认杠 杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。会 画杠杆的力臂。 2.概述杠杆平衡的条件，能用杠杆平衡 的条件解释简单的问题、进行简单的计算。 3.说出定滑轮、动滑轮的结构和作用。 解释滑轮组的作用并进行简单的计算。 4.知道有用功、额外功、总功。理解 机械效率。能从能的转移或转化角度认识 机械效率。能区别机械效率和功率。 【知识网络】 〔斜面 简单机械杠杆一一杠杆的平衡条件 (滑轮一一定滑轮、动滑轮、滑轮组 机械效率（有用功、额外功、总功） L一计算公式：=W有/W总 重难点精析 1.任何复杂的机械都是由一些简单 机械组合而成的。杠杆和滑轮是最常见的 两种简单机械。 2.杠杆的定义：一根在力的作用下能 绕固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆绕着转 动的固定点叫支点，使杠杆转动的力就是 动力，阻碍杠杆转动的力就是阻力，从支点 到力的作用线的垂直距离叫力臂。力臂分 为动力臂和阻力臂。 98 0 机械、机械效率 杠杆不一定是直的，可以是弯曲的；力 的作用线是指与力的方向重合的一条直 线，从数学的角度看力臂，实际是点到直线 的距离。 3.杠杆的平衡条件：动力×动力臂= 阻力×阻力臂，可表示为Fl1=Fl2。 杠杆的平衡状态指的是杠杆保持静止 状态或匀速转动状态。 根据动力臂和阻力臂的大小关系，可 以推知动力与阻力的大小关系。若1>2 则有F<F2,杠杆为省力杠杆；若11<2， 则有F>F2,杠杆为费力杠杆；若1=2， 则有F=F,杠杆为等臂杠杆。 4.定滑轮的实质是一个等臂杠杆。 不能省力也不能省距离，但可以改变力的 方向。 5.动滑轮的实质是一个动力臂是阻 力臂2倍的杠杆，所以使用动滑轮可以省 一半力，但要多移动距离，同时不能改变力 的方向。 6.使用滑轮组既可以省力又可以改 变力的方向，但要多移动距离。 使用滑轮组时，若通过动滑轮的绳子 股数为n股，则绳子自由端移动距离()与 动滑轮移动距离(h)之间的关系是l=nh; 若滑轮组受到的总阻力为F阻，作用在绳子 自由端的动力为F南，则有F励=上F里若 n 滑轮组用来提升重物，且不计绳重及摩擦， 则有F阻=G物+G动；若滑轮组用来水平移 动物体，则F阳为物体与水平面之间的摩 擦力。 7.在使用机械的过程中，动力克服有 用阻力所做的功叫有用功；动力克服因使 用了机械而产生的额外阻力所做的功叫额 外功；动力对机械所做的功叫总功。总功 =有用功+额外功。 在计算各个功的过程中，关键要分析 清楚各个力的大小和在力的方向上通过的 距离。有用阻力通常是指不使用机械而完 成同样的工作所需要的力：做总功的力就 是外界直接作用在机械上的力；额外阻力 通常是由各部分机械的自身的重力及机械 各部分之间的摩擦等引起的阻力。 8.机械效率：有用功和总功的比值叫 W有。机械 做机械效率。计算公式为刀=W意 效率通常用百分数来表示。由于W有< W点，则有η<1。 从能的转移或转化的角度来分析，机 械效率反映了能量的利用效率，机械效率 越大，机械工作时能量的利用率越高。 注意区分“功率”和“机械效率”。功 率是表示做功快慢的物理量。生活中常说 “提高工作效率”，含有把事情做快一些的 意思，功率的“率”字就含有这层意思，做 功快一些即功率大，做功慢一些，即功率 小。很多同学将“机械效率”也理解为以 第18讲简单机械、机械效率 上的意思，误认为机械做功快，则机械效率 高，机械做功慢，则机械效率低。实际上， 提高机械效率指的是提高有用功占总功的 比，也即提高能量在转移或转化过程中的 利用率。 范例精解 例如图甲是液压起重机的示意图。 使用时液压杆将起重臂顶起，同时通过与 钢索连接的电动机工作，可将重物吊到需 要的地方。 ××牌起重机 车辆型号：LMTB整车质量：9600kg 最大额定起重量：5t发动机最大功率：500kW 乙 (1)图甲中A处的滑轮是 (填“定”或“动”)滑轮。液压杆顶起起重 臂的过程中，该起重臂可看作一个 (填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆」 (2)当起重机的起重臂在如图甲所示 位置稳定后，启动电动机，将重为6000N的 物体匀速吊起5m,所用时间是20s,此过程 滑轮组的机械效率是75%，则此过程中，电 动机对钢索的拉力所做的功和功率分别是 多少？电动机对钢索的拉力为多少？ (3)图乙为该起重机的铭牌，其中有 一个重要的参数是最大额定起重量。运用 你学过的物理知识，分析说明起重机设计 时，该参数的确定需要考虑哪些因素。（写 出两个即可) 99a 新中考重难点精析科学 分析和解(1)由图甲可知，起重机A 处的滑轮随着重物一起升降，因此是动滑 轮：液压起重机的起重臂在使用时，动力为 液压杆的作用力，阻力为钢索对起重臂的 拉力，不难发现动力臂小于阻力臂，所以该 起重臂是一个费力杠杆。 (2)起重机将重为6000N的重物吊起 时做的有用功：W=Gh=6000N×5m=3× 10J,根据n=Va W里可得，电动机对钢索的 拉力所做的功（总功）：W点= W有里三 3×10]=4×10J;所以拉力的功率：P= 75% W鱼=4×10」=2000w:由图甲知，动滑轮 20s 上绳子段数n=2,所以电动机拉钢索通过 的距离s=2h=2×5m=10m,所以，根据W W总 =B可得，电动机对钢索的拉力：F= _4×10=4000N。 10m (3)因提升物体的重力越大，则钢索的 拉力越大，且起重臂可看作杠杆，当提升物体 的重力过大时，起重机会翻倒，所以最大额定 起重量的确定需要考虑钢索能承受的最大拉 力、起重臂的长度、起重机的质量等因素。 答案：(1)动；费力；(2)电动机对钢索 的拉力所做的功和功率分别是4×104J、 2000W,电动机对钢索的拉力为4000N;(3) 钢索能承受的最大拉力、起重臂的长度等。 0400 自我检测 一、选择题 1.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 2.在野外用滑轮组拉越野车脱困时的情 景如下图所示，有关力的分析正确的是 ⊙ A.车对地面的压力与车的重力是一对 平衡力 B.车拉滑轮组的力与滑轮组对车的拉 力是一对平衡力 C.脱困必需2400N的拉力时，绳索自由 端的力F至少为1200N D.脱困必需2400N的拉力时，绳索自 由端的力F至少为8O0N 3.如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙 滑轮组，分别将同一重物在相等的时间 内提升相同的高度，不计绳重和摩擦， 则 ( ) 1 0 甲 A.甲、乙绳的自由端拉力之比是2：3 B.甲、乙绳的自由端速度之比是1：1 C.甲、乙拉力的功率之比是3：2 D.甲、乙的机械效率之比是1：1 4.如图所示，把重为G的物体甲从A点竖 直向上匀速拉至高为H的B点，此过程 绳的拉力对甲做的功为W;用平行于 斜面的拉力把重为G的物体乙沿斜面 从C点匀速拉至与B等高的D点，在此 过程中绳的拉力对乙做的功为WcD 斜面的机械效率为 ● B 水平地面 W AB A.WcD B. CD W AB GH GH C.Wep -WA D. WCD WAB 5.如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提 升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1 m,已知物体重为1N,动滑轮重为 0.25N,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 0.05m/s B.拉力F的大小为0.625N 第18讲简单机械、机械效率 C.拉力F做功为0.125J D.该滑轮的机械效率为80% 6.如图是教室壁挂式实物展台示意图，MN 为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m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. D. 7.停放自行车时，若要从如图四点中选择一 点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。 其中最省力的点是 () 后轮 A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 8.如图是上肢力量健身器示意图。杠杆 AB可绕O点在竖直平面内转动，AB= 3B0,配重的重力为120牛。重力为 500牛的健身者通过细绳在B点施加 竖直向下的拉力为F,时，杠杆在水平 位置平衡，配重对地面的压力为85牛。 在B点施加竖直向下的拉力为F2时， 杠杆仍在水平位置平衡，配重对地面的 压力为60牛。已知F:F,=2:3,杠杆 0 新中考重难点精析科学 AB和细绳的质量及所有摩擦均忽略不 计。下列说法正确的是 配重翻 A.配重对地面的压力为50牛时，健身 者在B点施加竖直向下的拉力为 160牛 B.配重对地面的压力为90牛时，健身 者在B点施加竖直向下的拉力为 120牛 C.健身者在B点施加400牛竖直向下的 拉力时，配重对地面的压力为35牛 D.配重刚好被匀速拉起时，健身者在B 点施加竖直向下的拉力为540牛 二、填空题 9.如图所示是吊车吊起货物的示意图。 已知AB=4m,BC=6m。吊臂是一个杠 杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态 时，杠杆的支点是 (填“A”“B” 或“C”)点，伸缩撑杆对吊臂的支持力 大小为 N。(g=10N/kg) 吊臂 伸缩撑杆 10.如图示，杠杆AB放在钢制圆柱体的 正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以 凹槽两端的C点或D点为支点在竖直 平面内转动，长度AC=CD=DB,左端 重物G=12N。当作用在B点竖直向 下的拉力F足够大时，杠杆容易绕 9402 (填“C”或“D”)点翻转，为 使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力的 最小值F,= N,最大值F,= N。 (杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)》 11.安全阀常作为超压保护装置。如图是 利用杠杆原理设计的锅炉安全阀示意 图，阀的横截面积S为6cm2,OA:AB= 1:2,若锅炉能承受的最大压强为5.81 ×10Pa,大气压强为1.01×103Pa,则 在B处应挂 N的重物。若锅 炉承受的最大压强减小，为保证锅炉 安全，应将重物向 (填“左”或 “右”)移动。 蒸汽 12.如图所示，在50N的水平拉力F作用 下，重250N的物体沿水平地面匀速向 左运动了2m,物体与地面间的滑动摩 擦力为120N,则该过程中拉力做的功 为 J,滑轮组的机械效率为 777777777777777777777 三、实验探究题 13.小高做了如下“探究杠杆的平衡条件” 的实验。 丙 (1)在杠杆上挂钩码前，杠杆静止在如 图甲的位置，此时杠杆 (填“平衡”或“不平衡”)，为使杠 杆水平平衡，他应将左端的平衡螺 母向 (填“左”或“右”)调 节。将杠杆调至水平平衡的目的 是 (2)图乙中，他用弹簧测力计在B处竖 直向上拉杠杆至水平位置平衡，此 时弹簧测力计的示数为 N,如他将弹簧测力计沿图中虚线 方向拉，仍使杠杆在水平位置平 衡，弹簧测力计的示数将 (填“变大”“不变”或“变小”)。 (3)此实验多次改变钩码的数量和悬 挂位置以及弹簧测力计的位置，收 集杠杆平衡时多组动力、动力臂、 阻力和阻力臂的数据，其目的是 (4)完成上述实验后，小高利用杠杆平 衡条件来测量杠杆自身的质量： ①如图丙将杠杆的C点挂在支架 上，在C点的右侧挂质量为m的 钩码，左右移动钩码的位置，使杠 第18讲简单机械、机械效率 杆在水平位置平衡； ②用刻度尺测出此时钩码悬挂位 置D点到C点的距离L,和 点到C点的距离L2; ③根据杠杆平衡条件，可以计算出 杠杆的质量m杠杆= (用 题目中所给物理量符号表示)。 四、解答题 14.赛龙舟自古以来在我国广为流传，现 已成为亚运会比赛项目。如图是运动 员在室内进行划桨训练的两个场景， 图甲是训练装置的结构示意图，绳子 系在“船桨”的A端，运动员坐在位置 上用力将“船桨”从位置“1”划到位置 “2”,重物的位置也发生了相应的变 化。若重物的质量为20千克，“划桨” 一次拉过绳子的距离为60厘米。（船 桨重、绳重与摩擦均不计) 运动员训练图 船 重物 (1)该装置中两个滑轮的作用是 (2)“划桨”一次，人至少做功 焦。 (3)图乙是某种耐力练习示意图，保持 10e 新中考重难点精析科学 “船桨”与绳子垂直并静止。若 0A为60厘米，0B为40厘米，当 一只手握在O端，另一只手握在B 点并施加垂直“船桨”的力F。求 此时力F的大小。 15.利用如图所示装置将物体拉至井口， 已知井深10m,物体重4×103N,汽车 匀速拉绳子时的拉力F=2×103N,不 计绳重和摩擦，求： a (1)若汽车运动的速度为1.2m/s,则将 物体由井底拉至井口，所用的时间。 (2)动滑轮的重力。 (3)将物体由井底拉至井口，拉力所做 的功和功率。 (4)滑轮组的机械效率（百分号前保留 一位小数)。 404 16.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30N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 顶盒 的拉力为 F甲，绳乙对 位。。。。y水平晾杆 1234667 晾杆的拉力 为F乙，则 F甲 F乙（填“大于”“等于” 或“小于”)。 (2)此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多 少？ (3)闭合开关，牵引装置工作，将晾杆 保持水平状态匀速提升1.2m,用 时10s,此过程该装置牵引钢丝绳 做功的功率是多少？16.(1)增大摩擦 (2)F=G=mg=(40kg+60kg)×10N/kg=1000N F 1000N =50x10m=2x10'Pa (3)W=f5=0.08Gs=100kg×10N/kg×0.08×10000m =8×103J (4D=兰==P=40W=5m/s t =F=F=80N 第18讲简单机械、机械效率 1.C2.C3.D4.A5.A6.A7.D8.C 9.A5×10410.D62411.96右12.300 80%13.(1)不平衡右便于测量力臂(2)1.5 变大(3)寻找普遍规律(4)②0③ L 14.(1)改变力的方向(2)120 (3)FA×OA=F×OB 200牛×60厘米=F×40厘米 F=300牛 15.解：(1)由图知，使用滑轮组承担重物的绳子股数n =3, 1 则物体上升的速度为：特=3车=3×1.2m/s=0. 4m/s; 物体由井底拉至井口需要的时间：t=h=。10m V物0.4m/s =25s; (2)不计绳子重与摩擦，拉力F=了(G+Ga),则动滑 轮的重力： G动=3F-G=3×2×103N-4×103N=2×103N; (3)拉力端移动距离s=3h=3×10m=30m,拉力做的 总功： W总=F=2×103N×30m=6×10J; 拉力做功功率：P _W色-6×101=2400W; t 25s (4)拉力做的有用功：W用=Gh=4×103N×10m=4 ×10J, 滑轮组的机械效率：7= W6用=4×101 W点6×10 :×100%≈ 66.7%。 答：(1)将物体由井底拉至井口，所用的时间为25s; (2)动滑轮的重力为2×103N;(3)将物体由井底拉至 《新中考重难点精析· 井口，拉力所做的功和功率分别为6×10J、2400W; (4)滑轮组的机械效率约为66.7%。 16.(1)小于(2)设两孔之间距离为1， 根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gz _GLz=30Nx×2L=10N 6/ (3)P=里=B=30N×1.2m=3.6w tt 10s 第19讲声音的发生和传播 1.D2.D3.B4.D5.A6.C 7.(1)乒乓球被多次弹开物体发声时在振动(2)把 音叉的微小振动放大，便于观察转换法(3)①听到 音叉发声的响度变大，看到乒乓球被弹开的幅度变大 ②声音响度与振幅有关，振幅越大，响度越大 8.振动慢 9.680 10.能量空气音调振幅 11.(1)0(2)不变(3)A(4)320 12.3/5L495Hz对于某一根琴弦，弦长越长，频率 越低 13.(1)所记录的这个时间比运动员实际跑的时间偏小 (2)该运动员的实际成绩是11.59s 14.(1)1.7×10°能量(2)甲、乙甲、丙 第20讲光的传播和反射平面镜成像 1.A2.B3.B4.D5.B6.D7.C8.B 9.下降形状10.4不变灯的像11.(1)45平 移(2)厚度上厚下薄(3)让显示器上的信息通过 多面平面镜多次成像 12.(1)光在同种均匀介质沿直线传播(2)镜面后 13.(1)用未点燃的蜡烛替代像(2)像距等于物距 (3)能，平面镜成像的原理是光的反射所成的虚像。 14.(1)无关(2)光屏到小孔的距离没有控制光屏 到小孔的距离相同15.(1)2(2)略16.上海的观 众先听到演奏声。 第21讲光的折射透镜眼球折光系统 1.A2.B3.C4.A5.B6.D7.D8.D 9.折射紫紫10.(1)使像成在光屏的中心(2) 照相机(3)凸透镜(4)80(5)右小于11.(1) 凸透(2)感受器(3)短（近或小）12.略 科学》参考答案12一6