第十二章 简单机械 知识点分类训练 2025-2026学年八年级下学期人教版物理

**基本信息** 聚焦简单机械核心概念，以知识点为模块，通过选择、计算、作图、实验等多元题型，构建从概念辨析到实际应用再到实验探究的逻辑链条，强化物理观念与科学探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆及其应用|6题|概念辨析、平衡计算、作图应用|从杠杆定义、力臂概念到平衡条件，再到生活实例应用| |跨学科实践:制作简易杆秤|2题|原理分析、操作优化|杠杆平衡条件在实际工具中的迁移应用| |滑轮和滑轮组|5题|特点判断、拉力计算、组装分析|从定/动滑轮特点到滑轮组省力规律的递进| |机械效率|5题|影响因素分析、多场景计算|结合滑轮组、斜面等模型，强化有用功与总功关系| |实验探究杠杆和机械效率|2题|步骤设计、数据处理、误差分析|通过实验验证杠杆平衡条件及机械效率影响因素|

《第12章 简单机械》知识点分类训练 知识点1杠杆及其应用 1．关于杠杆，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆一定是一根直棒 B．杠杆的力臂一定在杠杆上 C．从支点到阻力作用线的距离叫做阻力臂D．作用在杠杆上的动力和阻力的方向一定相反 2．杠杆处于平衡状态时，下列说法中正确的是（　　） A．动力和阻力的大小一定相同 B．动力臂一定等于阻力臂 C．若动力为阻力的1/2，则动力臂为阻力臂的2倍D．支点一定在动力作用点和阻力作用点之间 3．如图所示，杠杆始终处于水平平衡状态，改变弹簧测力计拉力的方向，使其从①一②一③．此过程中，弹簧测力计的示数将 A．逐渐变大 B．逐渐变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 4．如图所示的厨房用品中属于费距离杠杆的是（　　） A．防烫夹 B．压蒜器 C．食品夹 D．筷子 5．搬运砖头的独轮车，车厢和砖头所受的总重力G=1000N，独轮车的有关尺寸如图所示。推车时，阻力臂的长度为______m，人手向上的力F为______N。    6．(1)如图甲是小张用笤帚在水平地面扫地，如图乙是简化图，以O为支点，作用在A点的动力为F1。请在图乙中画出F1的力臂L1，及作用在笤帚上B点摩擦力f的示意图。 (2)图（甲）为搬花神器，用它把花盆抬起时，相当于一个绕O点转动的杠杆。请在示意图（乙）图中画出花盆所受的重力、杠杆平衡时作用在A点的最小动力F。 知识点2 跨学科实践:制作简易杆秤 7．某兴趣小组制作了一个简易杆秤，用一根较长的木制筷子作为秤杆，用细线把小盆系在A处作为秤盘，用细线系一个钩码作为秤砣，在O处系一根细线作为提纽。当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时，提起提纽，秤杆水平平衡。在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡，标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．秤砣的质量等于100g B．若在O到B之间均匀地画上50条刻度线，则每一格表示2.00g C．称某物体质量时若右端翘起，应将秤砣适当向右移动使秤杆水平平衡 D．要使杆秤的最大称量质量变大，可将提纽适当向右移动 8．杆秤是我国古代劳动人民的伟大发明。某组同学利用轻质小木棒、一节7号干电池、蛋糕纸盘、细线、记号笔等制作了一个有两只提纽的简易杆秤，如图所示。 （1）杆秤的工作原理是______； （2）在图中，若用质量更大的5号干电池替换7号干电池作为秤砣，则杆秤所能称量物体的最大质量______（选填“减小”、“不变”或“增大”）； （3）在图中，使用提纽______（选填“1”或“2”）时，杆秤所能称量物体的最大质量更大。理由是______。 知识点3 滑轮和滑轮组 9．简单机械在生活中有着广泛的应用，下列有关说法错误的是（　　） A．旗杆顶部的定滑轮，能够改变力的方向 B．电动起重机里的动滑轮，可以省力但不改变用力方向 C．天平是等臂杠杆 D．利用滑轮组提升物体可以省力但不能改变用力方向 10．用图中所示装置提升重为400N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．两个滑轮均为定滑轮 B．物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200N C．人将绳子拉过1m，物体也上升1m D．使用该装置不能省力，但能改变力的方向 11．如图所示，滑轮乙是__________（选填“动”或“定”）滑轮，它的好处是__________，若不计滑轮的重力和摩擦，且FA=FB=50N，则GB=__________N。 12．如图，工人利用滑轮组将200N的重物匀速向上提升到2m高的平台上，则他所用的拉力为___N，绳子自由端向下移动的距离为____m。（不计绳重、动滑轮重及摩擦）    13．如图所示，分别用图甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起，忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦，图甲中车对绳子的拉力为_______N，图乙中人对绳子的拉力为_______N。 知识点4机械效率 14．如图所示的吊车有大小两个吊钩，在确保安全的前提下，下列关于吊车机械效率说法正确的（　　） A．吊起相同货物，使用小吊钩机械效率高 B．吊起相同货物，上升速度快机械效率高 C．每次吊起的货物越少，机械效率越高 D．货物升高的高度越高，机械效率越高 15．工人师傅利用如图所示的滑轮组搬运建筑材料，质量为1.8×103kg的建筑材料放在水平地面上，在拉力F=103N的作用下以2m/s 的速度沿水平方向做匀速直线运动，建筑材料在水平方向上受到的阻力为自身重的0.1 倍，滑轮组和绳子的自重不计，g 取 10N/kg， 则建筑材料受到的阻力为___________ N，工人做功的功率为___________W，滑轮组的机械效率为___________。 16．在如图所示的装置中，斜面长5m，高2m，现将质量为200kg的物体从斜面底端匀速拉到顶端，若轻质滑轮的机械效率为80%，人作用于绳自由端的拉力为500N，则总功为______ J，克服斜面摩擦做的额外功为______J，摩擦力为______N。（g取9.8N/kg）    17．如图所示，工人站在水平地面上，用滑轮组提升物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F为500N，物体A被竖直匀速提升1m，用时10s，动滑轮的重力为150N。不计绳重和轴摩擦。 （1）画出图中工人的受力示意图； （2）求绳端拉力的功率；     （3）求物体A的重力； （4）求该滑轮组的机械效率。 18．如图所示，重力G＝200N的物体A在F＝5N的作用下以v＝0.2m/s的速度水平向左做匀速直线运动，已知水平地面对物体A的摩擦力f＝12N，求： (1)该滑轮组的机械效率η； (2)拉力F的功率PF。 知识点5实验探究杠杆和机械效率 19．“探究杠杆的平衡条件”实验装置如图所示。 （1）如图甲所示，杠杆处于静止状态，此时杠杆______（填“是”或“不是”）处于平衡状态。为使杠杆在水平位置保持平衡，应向______（填“左”或“右”）调节螺母，这样做的目的是为方便测量______； （2）实验中，如图乙所示，杠杆上刻度均匀，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂______个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点下方同时增加一个相同的钩码，则杠杆______（填“左端下沉”、“右端下沉”或“仍保持静止不动”）； （3）给杠杆两侧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。再做几次实验，实验数据如下表所示： 次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m 1 0.5 0.3 1 0.15 2 1.5 0.1 3 0.05 3 3 0.1 1.5 0.2 分析表中的数据得到杠杆的平衡条件：______（用F1、l1、F2、l2表示）； （4）在完成实验后，小辉利用杠杆平衡条件完成了老师提出的问题。如图丙所示，轻质杠杆可绕O点转动，它的中点挂有100N的重物，在杠杆右端用竖直向上的力F= ______N，可使杠杆在水平位置平衡； （5）接着，小辉用一个始终与轻质杠杆垂直的力F缓慢地将杠杆逆时针转动一定角度，如图丁所示，此过程中，力F的大小将______。 A．不变　　　　B．变小　　　　C．变大　　　D．无法确定 20．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，实验小组用如图所示的装置进行了实验，实验数据记录如表所示。 序号 _________ 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 88.9% 3 6 10 2.2 30 90.9% 4 6 15 2.2 45 90.9% （1）实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做__________运动； （2）表格中横线处应填的内容为__________； （3）分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物所受重力越大，滑轮组的机械效率越__（选填“高”或“低”），当使用这个滑轮组提升8N重物时，滑轮组的机械效率可能是__（填序号）； A．90.9% B．89.5% C．95.5% （4）分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度______（选填“有关”或“无关”）； （5）结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是______（填序号）。 A．增大绳重B．减轻动滑轮重C．加快物体提升的速度 6 5 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．【解答】A．杠杆的形状不是固定的，例如剪刀、筷子等都是杠杆，故A错误； B．只有杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向在竖直方向上时，力臂才在杠杆上，故B错误； C．力臂是从支点到力的作用线的距离，所以从支点到阻力作用线的距离叫做动力臂，故C正确； D．当支点位于一侧时，动力和阻力的方向相反，当支点位于中间时，动力和阻力方向相同，故D错误。 故选C。 2．【解答】AB．杠杆处于平衡状态，是因为动力×动力臂=阻力×阻力臂，动力和阻力、动力臂和阻力臂不一定相同，故AB错误； C．若动力为阻力的1/2，据杠杆的平衡条件知，动力臂为阻力臂的2倍，故C正确； D．如图，支点可以不在动力作用点和阻力作用点之间，故D错误。 故选C。 3．【解答】各个力的力臂如下图所示： 从图中可以看出，从①—②—③，力臂先变大后变小，所以力先变小后变大． 4．【解答】A．防烫夹在使用时，是费力杠杆，费力省距离，故A不符合题意； B．压蒜器在使用时，是省力杠杆，省力费距离，故B符合题意； C．食品夹在使用时，是费力杠杆，费力省距离，故C不符合题意； D．筷子在使用时，是费力杠杆，费力省距离，故D不符合题意。 故选B。 5． 0.3 300 【解答】[1]由图可知，独轮车的轮轴处是支点，其中重力G是阻力，支点到重力作用线的距离是阻力臂，故阻力臂的长度L2=0.3m。 [2]力F是动力，支点到力F作用线的距离是动力臂，故L1=1m；根据杠杆的平衡条件F×L1=G×L2，则人手向上的力F 即人手向上的力应为300N。 6．【解答】（1）由图可知，动力F1的作用是使杠杆沿顺时针方向转动，所以阻力F2的作用是阻碍其转动，方向与F1相反，从B点开始，沿水平向左的方向画出阻力F2的示意图；从支点O作阻力F1作用线的垂线，即为动力臂L1，如下图 （2）重力方向竖直向下，作用点在重心，如下图；由杠杆平衡条件知道，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此连接OA作为动力臂最长；动力的方向应该向下，过点A垂直于OA斜向下作出最小动力F的示意图，如下图 7．【解答】A．当秤砣细线移到O处且秤盘中不放物体时，秤杆水平平衡，说明此时秤杆的重心在O点，当在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡时，根据杠杆平衡条件，有 由于此时秤盘中放的是100g砝码，且秤杆平衡，所以秤砣的质量并不等于100g，而是与秤砣到提纽的距离和物体到提纽的距离有关，故A错误； B．在秤盘中放100g砝码，手提提纽，调节秤砣使秤杆再次水平平衡，标记此时秤砣细线在秤杆上的位置B并记为100g，若在O到B之间均匀地画上49条刻度线，分成50格，所以每一格表示2.00g，故B错误； C．称某物体质量时，若右端（即秤砣端）翘起，说明此时秤砣端的动力与动力臂的乘积小于物体端的阻力与阻力臂的乘积，根据杠杆平衡条件，应将秤砣适当向右移动以增加秤砣端的动力与动力臂的乘积，从而使秤杆水平平衡，故C正确； D．要使杆秤的最大称量质量变大，即要增加秤杆能平衡的最大物体重量。根据杠杆平衡条件，可以通过增加秤砣的质量或增大提纽到秤砣的距离来实现；但是，将提纽适当向右移动实际上会减小提纽到秤砣的距离，从而减小秤杆能平衡的最大物体重量，故D错误。 故选C。 8．F1l1=F2l2 增大 1 见解析 【解答】（1）[1] 杆秤的工作原理是杠杆的平衡条件，F1l1=F2l2。 （2）[2] 由杠杆平衡条件得 秤砣质量变大，则秤砣的重力变大，秤砣的力臂与物体的力臂不变，则秤的最大称量增大。 （3）[3][4] 由图示可知，使用提纽1时，秤砣的力臂变大，物体的力臂变小，由可知杆秤的最大称量增大。 9．D 【解答】A．定滑轮既不省力也不省距离，但可以改变力的方向，因此旗杆顶部的定滑轮，能够改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据动滑轮的特点可知，电动起重机里的动滑轮，可以省力但不改变用力方向，故B正确，不符合题意； C．天平在使用时，动力臂等于阻力臂，因此是等臂杠杆，故C正确，不符合题意； D．利用滑轮组，可以改变力的大小，也可以改变力的方向，也可以既改变力的大小又改变力的方向，故D错误，符合题意。 故选D。 10．【解答】A．由图可知，该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，故A错误； B．不计摩擦和滑轮与绳的自重，使用一个动滑轮能省一半的力，物体的重力为400N，则拉力为200N，故B正确； C．使用动滑轮时，省力但同时费距离，物体上升1m，则绳子的自由端会通过2m，故C错误； D．由图可知，使用该装置既能省力，又能改变力的方向，故D错误。 故选B。 11． 定 可以改变力的方向 50 【解答】[1]根据图片可知，滑轮乙固定在天花板上，不随物体一起移动，则乙为定滑轮。 [2]定滑轮的好处是可以改变力的方向。 [3]不计滑轮的重力和摩擦，乙为定滑轮，不省力不费力，则 FB=GB=50N 12． 100 4 【解答】[1][2]由图知，使用滑轮组，承担物重的绳子股数n=2；不计绳重、动滑轮重及摩擦，拉力 F=1/2G=1/2×200N=100N 绳子自由端向下移动的距离： s=2h=2×2m=4m 13． 400 200 【解答】[1]甲图中的两个滑轮都是定滑轮，根据定滑轮的特点可知，使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向。所以在忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦时，图甲中车对绳子的拉力为 F甲=G=400N [2]乙图中的两个滑轮一个是定滑轮，一个是动滑轮。由于使用动滑轮可以省一半的力，所以在忽略绳子和滑轮的重力以及摩擦时，图乙中人对绳子的拉力为 14．【解答】使用小吊钩吊起相同货物时，小吊钩（小动滑轮）的重力小，做的额外功少，在有用功一定的情况下，总功小，其机械效率高，故A正确； 由机械效率公式 知道，机械效率的高低与上升速度、货物升高的高度无关，故BD错误； 每次吊起的货物越少，有用功越少，有用功在总功中所占比例越小，所以机械效率越低，故C错误． 15． 1.8×103 6×103 60％ 【解答】[1]建筑材料受到的阻力为 [2]滑轮组 n=3 拉力移动速度 工人做功的功率为 [3]滑轮组的机械效率为 16． 5000 80 16 【解答】[1]由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，人作用于绳自由端的拉力为500N，斜面长5m，总功为 [2]轻质滑轮的机械效率为80%，则动滑轮对物体所做的功 有用功 则克服摩擦力所做的功为 [3]克服斜面摩擦力所做的功为额外功，根据可得摩擦力 17．（1）如图；（2）150W；（3）1350N；（4）90% 【解答】解：（1）图中工人受到重力，方向竖直向下，工人受到地面的支持力，方向竖直向上，工人受到绳子的拉力，方向沿绳子向上，所以受力示意图，如下图所示： （2）由图可知动滑轮上有3股绳子，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F为500N，物体A被竖直匀速提升1m，用时10s，则绳端拉力的功率 （3）动滑轮的重力为150N，则物体A的重力 GA=3F-G动=3×500N-150N=1350N （4）滑轮组的机械效率 答：（1）工人的受力示意图如解图所示； （2）绳端拉力的功率为150W； （3）物体A的重力为1350N； （4）该滑轮组的机械效率为90%。 18．【解答】（1）与动滑轮相连的绳子段数n=3，设物体A移动距离为sA，绳子端移动距离 滑轮组的机械效率为有用功与总功的比值，即 （2）拉力F作用点移动的速度为 拉力F的功率 19． 是 右 力臂的长度 4 左端下沉 F1l1=F2l2 50 B 【解答】（1）[1]杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止状态或者匀速转动的状态。如图甲所示，杠杆处于静止状态，此时杠杆是处于平衡状态。 [2][3]如图甲所示，杠杆左端下沉，应该将平衡螺母向右侧调节，使杠杆在水平位置平衡，这样目的是便于测量力臂。 （2）[4]若每个钩码重G，每个小格长L，如图乙所示，杠杆左边A处挂3个相同钩码，要使杠杆在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可得 3G×4L=nG×3L 解得n=4，即应在杠杆右边B处挂同样的钩码4个。 [5]当杠杆平衡后，在A、B两点下方同时增加一个钩码，则有 4G×4L＞5G×3L 左侧力与力臂的乘积大于右侧，故左端下沉。 （3）[6]由表格中数据知，第一组数据 0.5N×0.3m=1N×0.15m 第二组数据 1.5N×0.1m=3N×0.05m 第三组数据 3N×0.1m=1.5N×0.2m 可得杠杆的平衡条件是 动力×动力臂=阻力×阻力臂 即 F1l1=F2l2 （4）[7]根据杠杆的平衡条件可得 Fl动=Gl阻 所以在杠杆右端用竖直向上的力为 （5）[8]由题知，在杠杆的最右端施加一个始终垂直杠杆向上的力F，将杠杆沿逆时针方向向上缓慢转动，如图丁所示，因动力始终垂直杠杆向上，则动力臂始终等于杠杆的长，即动力臂L1不变，但逆时针转动一定角度的过程中，阻力G的力臂L2变小，且阻力为G保持不变，根据杠杆的平衡条件可知，F是变小的。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 20． 匀速直线 钩码所受的重力G/N 高 C 无关 B 【解答】（1）[1]实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做匀速直线运动，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）[2]在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，需要测量有用功W有=Gh及总功W总=Fs，据求出机械效率。表格中，钩码上升的高度h、拉力F及绳端移动的距离s这些物理量，还需要测量的是G，用钩码代替重物，所以格中横线处应填的内容为钩码所受的重力G/N。 （3）[3]分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。 [4]由以上结论可知，当使用这个滑轮组提升8N重物时，机械效率应该高于提升6N重物时的机械效率90.9%，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （4）[5]分析3、4次实验的数据可知，将相同钩码提升不同高度时，滑轮组的机械效率相同，所以滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 （5）[6]A．增大绳重，增大了额外功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故A不符合题意； B．减轻动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率大，故B符合题意； C．由（3）知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，根据分析，机械效率与物体提升的速度无关，故C不符合题意。 故选B。 答案第6页 答案第7页 学科网（北京）股份有限公司 $