2017-2021年陜西中考物理真題分類匯編之機(jī)械與功（含解析及考點(diǎn)卡片）

2017-2021年陜西中考物理真題分類匯編之機(jī)械與功

一.杠桿的分類（共1小題）

1.（2018?陜西）如圖所示的不銹鋼空調(diào)架，安裝時(shí)橫桿OB伸出墻外由斜桿AC支撐，其

中0、A兩點(diǎn)固定在墻上，C端固定在橫桿OB上，通常將空調(diào)室外機(jī)置于該支架上時(shí),

不緊靠墻體，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）

8

A.空調(diào)架對(duì)墻沒(méi)有力的作用

B.若以O(shè)為支點(diǎn)，OB一定是一個(gè)省力杠桿

C.若室外機(jī)向外移動(dòng)，AC對(duì)OB的支撐力變大

D.室外機(jī)不能緊靠墻體主要是為了防止漏電

二.力臂的畫法（共2小題）

2.（2019?陜西）在圖所示杠桿的A點(diǎn)，畫出使杠桿在水平位置平衡時(shí)最小拉力F的示意圖

及其力臂L。

3.（2017?陜西）在探究杠桿平衡條件時(shí)，使輕質(zhì)彎曲杠桿在如圖所示的位置平衡，請(qǐng)畫出

阻力F2和阻力臂L2。

三.探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)（共1小題）

4.（2021?陜西）在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中:

（1）為方便測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在位置平衡。

（2）如圖1,此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩端各掛一個(gè)相同的鉤碼，杠桿將

（選填“保持平衡”“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)"）。

（3）如圖2是一個(gè)加寬的杠桿裝置，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)。若只將左側(cè)的鉤碼改掛到

A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂是線段（選填“OA”“OB”或“AB”），此時(shí)杠桿

（選填“仍能”或“不能”）保持平衡。

四.滑輪組繩子拉力的計(jì)算（共1小題）

5.（2019?陜西）工人用如圖所示的裝置運(yùn)送砂石，下列說(shuō)法正確的是（）

A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小

B.圖中動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿

C.繩子自由端下拉1m,桶上升2m

D.質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石

五.有用功和額外功（共1小題）

6.（2017?陜西）如圖所示，某工地用滑輪組將重為5000N的貨物勻速提升6m,所用時(shí)間

為20s,在繩的末端所用拉力為2200N,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（)

F

A.M處滑輪的作用是改變力的方向

B.提升貨物過(guò)程中的有用功是3X104J

C.拉力的功率為660W

D.若只增加貨物所受的重力，滑輪組的機(jī)械效率將增大

六.功率的計(jì)算（共1小題）

7.（2020?陜西）某小區(qū)正在進(jìn)行改造施工。工人用如圖所示的滑輪組將750N的沙子勻速

提升了10m,用時(shí)100s。若工人所用的拉力為400N,則拉力的功率為W,滑輪

組的機(jī)械效率為。使用該滑輪組既能又能改變力的方向。使用滑輪組

（選填“能”或“不能”）省功。

七.滑輪（組）的機(jī)械效率（共1小題）

8.（2021?陜西）如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組，它既可以,又可以改變

施力的方向?，F(xiàn)將重L5XIO,N的物體沿豎直方向勻速向上吊起3m,滑輪組的機(jī)械效率

為75%,此過(guò)程提升重物的有用功為J,繩端的拉力為N.

&

\

八.斜面的機(jī)械效率（共1小題）

9.（2021?陜西）如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力，將重為2000N的物體從

斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長(zhǎng)4m、高1.5m,則此過(guò)程中的有用功為J,

斜面的機(jī)械效率為。使用斜面可以（選填“省力”或“省功”）。

10.（2020?陜西）登山纜車主要由纜繩、轎廂、大輪及控制系統(tǒng)等組成，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)提

供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。從而帶動(dòng)纜繩使轎廂勻速運(yùn)動(dòng)，某風(fēng)景區(qū)登山電車在相距

1080m的低點(diǎn)和高點(diǎn)之間運(yùn)行，可將前客提升540m的高度，如圖所示，每個(gè)轎廂從低

點(diǎn)到高點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間為9min,上行、下行的纜繩上分別固定著5個(gè)轎廂，每個(gè)轎廂滿額

運(yùn)載4人。當(dāng)上行轎廂滿額且下行空載時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率為40kW,每個(gè)人質(zhì)量按60kg

計(jì)算。（g取10N/kg）

（1）轎廂在低點(diǎn)繞大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（選填“不變”或“改變”）。

（2）轎廂的運(yùn)行速度是多少？

（3）若始終保持上行轎廂滿額且下行空載，相當(dāng)于每9min將5個(gè)轎廂內(nèi)全部人員從低

點(diǎn)提升到高點(diǎn)，則該登山纜車9min內(nèi)完成的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？

11.(2019?陜西)圖示為某種型號(hào)的剪叉式高空作業(yè)平臺(tái)。這臺(tái)機(jī)器利用起升電機(jī)升降作業(yè)

平臺(tái)，方便工人高空作業(yè)。該機(jī)器的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示。

整機(jī)質(zhì)量(空載)/kg3200

安全工作載荷/kg200

起升電機(jī)額定電壓/V24

起升電機(jī)額定功率/kw4.0

輪胎接地總面積/n?0.08

(1)這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？(g取10N/kg)

(2)起升電機(jī)以額定功率工作時(shí)，將總重為1000N的人和作業(yè)工具以0.2m/s的速度舉

高8m。該機(jī)器做的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？

(3)此類機(jī)器機(jī)械效率一般較低的主要原因是:

作業(yè)平臺(tái)

剪叉支架

2017-2021年陜西中考物理真題分類匯編之機(jī)械與功

參考答案與試題解析

杠桿的分類（共1小題）

1.（2018?陜西）如圖所示的不銹鋼空調(diào)架，安裝時(shí)橫桿OB伸出墻外由斜桿AC支撐，其

中O、A兩點(diǎn)固定在墻上，C端固定在橫桿OB上，通常將空調(diào)室外機(jī)置于該支架上時(shí),

不4緊靠墻體，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是（）

A.空調(diào)架對(duì)墻沒(méi)有力的作用

B.若以O(shè)為支點(diǎn)，OB一定是一個(gè)省力杠桿

C.若室外機(jī)向外移動(dòng)，AC對(duì)OB的支撐力變大

D.室外機(jī)不能緊靠墻體主要是為了防止漏電

【考點(diǎn)】杠桿的分類；杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用；觸電危害及常見(jiàn)的觸電類型與預(yù)防.

【專題】應(yīng)用題；電與熱、生活用電；簡(jiǎn)單機(jī)械.

【分析】（1）空調(diào)架通過(guò)斜桿對(duì)墻施加了力作用；

（2）分析橫桿動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，得出是費(fèi)力杠桿還是省力杠桿；

（3）使用杠桿時(shí)，在動(dòng)力臂、阻力不變的情況下，若阻力臂增大、動(dòng)力增大；

（4）室外機(jī)不能緊靠墻體，主要是為了散熱。

【解答】解：

A、空調(diào)對(duì)空調(diào)架有向下的壓力，而空調(diào)架通過(guò)斜桿對(duì)墻施加了力的作用，故A錯(cuò)；

B、如圖，對(duì)于橫桿OB來(lái)說(shuō)，。為支點(diǎn)，空調(diào)對(duì)OB的壓力F2為阻力，此時(shí)阻力臂為

OD；斜桿AC對(duì)OB的支撐力Fi為動(dòng)力，此時(shí)動(dòng)力臂為OC<OD,此時(shí)動(dòng)力臂小于阻力

臂，則此時(shí)OB為費(fèi)力杠桿；則OB是什么類型的杠桿取決于空調(diào)放置的位置，OB不一

定是省力杠桿，故B錯(cuò)；

C、若室外機(jī)向外移動(dòng)，阻力臂增大，而動(dòng)力臂0C、阻力F2（等于空調(diào)的重力）不變，

由杠桿平衡條件可知，動(dòng)力Fi變大，即AC對(duì)0B的支撐力變大，故C正確；

D、若室外機(jī)緊靠墻體，不利于空氣的對(duì)流，不能加快熱傳遞達(dá)到散熱的目的；所以，室

外機(jī)不能緊靠墻體主要是為了加快散熱，而不是為了防止漏電，故D錯(cuò)。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了杠桿分類和杠桿平衡條件的應(yīng)用，涉及到空調(diào)室外機(jī)的安裝方法，

理論聯(lián)系實(shí)際的題目，有難度！

二.力臂的畫法（共2小題）

2.（2019?陜西）在圖所示杠桿的A點(diǎn)，畫出使杠桿在水平位置平衡時(shí)最小拉力F的示意圖

及其力臂L。

【考點(diǎn)】力臂的畫法；力的示意圖與圖示.

【專題】作圖題；簡(jiǎn)單機(jī)械.

【分析】（1）力臂的概念：力臂是指從支點(diǎn)到力的作用線的距離；

（2）杠桿平衡條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂（FILI=F2L2）,在阻力跟阻力臂的

乘積一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小。

【解答】解：由杠桿平衡條件FiLI=F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，動(dòng)力

臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小；圖中支點(diǎn)在O點(diǎn)，因此0A作為動(dòng)力臂最長(zhǎng)，由圖知?jiǎng)恿Φ姆较驊?yīng)

該向下，如下圖所示：

【點(diǎn)評(píng)】本題的解題關(guān)鍵是通過(guò)杠桿的平衡條件得出：在阻力跟阻力臂的乘積一定時(shí)，

動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小的結(jié)論。

3.（2017?陜西）在探究杠桿平衡條件時(shí)，使輕質(zhì)彎曲杠桿在如圖所示的位置平衡，請(qǐng)畫出

阻力F2和阻力臂L2。

【考點(diǎn)】力臂的畫法.

【專題】作圖題；簡(jiǎn)單機(jī)械.

【分析】力臂的畫法：首先確定支點(diǎn)；然后找到動(dòng)力和阻力，并用虛線延長(zhǎng)動(dòng)力和阻力

的作用線；畫出支點(diǎn)到動(dòng)力作用線和阻力作用線的垂線。

【解答】解：

由圖可知支點(diǎn)是O點(diǎn)，畫出阻力F2及其阻力作用線，從O點(diǎn)向阻力F2的作用線作垂線,

支點(diǎn)到垂足的距離就是阻力臂L2.如圖所示：

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了力臂的畫法，要先確定支點(diǎn)，再在力的方向上畫出力的作用線,

最后從支點(diǎn)向力的作用線引垂線，可得力臂。

三.探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)（共1小題）

4.（2021?陜西）在“探究杠桿平衡條件”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）為方便測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在位置平

衡。

（2）如圖1,此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)，如果在杠桿兩端各掛一個(gè)相同的鉤碼，杠桿將順

時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（選填“保持平衡”“順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)”或“逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

（3）如圖2是一個(gè)加寬的杠桿裝置，此時(shí)杠桿處于平衡狀態(tài)。若只將左側(cè)的鉤碼改掛到

A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂是線段0A（選填“OA”“OB”或“AB”），此時(shí)杠桿

能（選填“仍能”或“不能”）保持平衡。

【考點(diǎn)】探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn).

【專題】實(shí)驗(yàn)題；簡(jiǎn)單機(jī)械；實(shí)驗(yàn)基本能力.

【分析】（1）為方便測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在水平位置

平衡；

（2）將圖-1中的杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)增加一個(gè)相同的鉤

碼，分別計(jì)算杠桿兩側(cè)力和力臂的乘積，比較大小可知杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；

（3）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，將左側(cè)的鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂

是線段0A,與原來(lái)相比較力和力臂都沒(méi)有改變，所以杠桿仍能保持平衡。

【解答】解：（1）為方便測(cè)量力臂，實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先調(diào)節(jié)杠桿兩端的平衡螺母，使之在水平

位置平衡；

（2）將圖1中的杠桿調(diào)節(jié)水平平衡后，在杠桿左右兩邊鉤碼下同時(shí)增加一個(gè)相同的鉤碼，

設(shè)每個(gè)鉤碼重G,每小格長(zhǎng)L,根據(jù)杠桿的平衡條件計(jì)算：左邊=4GX2L=8GL；右邊

=3GX3L=9GL,所以右邊的乘積大于左邊的乘積，杠桿向右邊鉤碼的重力方向轉(zhuǎn)動(dòng)，

即沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)；

（3）力臂是支點(diǎn)到力的作用線的距離，將左側(cè)的鉤碼改掛到A點(diǎn)正上方的B點(diǎn)，力臂

是線段0A,與原來(lái)相比較力和力臂都沒(méi)有改變，所以杠桿仍能保持平衡。

故答案為：（1）水平；（2）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；（3）0A；仍能。

【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)杠桿的平衡原理，判斷杠桿是否能保持水平平衡只要看“動(dòng)力和動(dòng)力臂的

乘積”與“阻力和阻力臂的乘積”是否相等。

四.滑輪組繩子拉力的計(jì)算（共1小題）

5.（2019?陜西）工人用如圖所示的裝置運(yùn)送砂石，下列說(shuō)法正確的是（）

A.滑輪組中的定滑輪能改變拉力的大小

B.圖中動(dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)省力杠桿

C.繩子自由端下拉1m,桶上升2m

D.質(zhì)量為65kg的工人利用該滑輪組能提起150kg的砂石

【考點(diǎn)】滑輪組繩子拉力的計(jì)算；滑輪組及其工作特點(diǎn).

【專題】應(yīng)用題；簡(jiǎn)單機(jī)械.

【分析】（1）定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，能改變力的方向，但不能改變力的大??；

（2）動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿；

（3）由圖知，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h；

（4）工人提供的最大拉力等于自身重力；利用該滑輪組能提起的最大物重G最大=2F燦大,

利用G=mg求提升最大質(zhì)量。

【解答】解：

A、定滑輪能改變力的方向，但不能改變力的大小，故A錯(cuò)誤；

B、動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂等于阻力臂二倍的杠桿，屬于省力杠桿，故B正確；

C、由圖知，n=2,拉力端移動(dòng)距離s=2h,若繩子自由端下拉1m,則桶上升0.5m,故

C錯(cuò)誤；

D、工人向下拉繩子時(shí)，繩子會(huì)對(duì)人施加向上的拉力，為避免人被繩子拉上去，

所以人提供的最大拉力F城大=G人=111人g=65kgX10N/kg=650N；

不計(jì)繩重、動(dòng)滑輪重和摩擦?xí)r，利用該滑輪組能提起的最大物重G城大=2F姒=2X650N

=1300N,

則提升物體的最大質(zhì)量：大=f_M=」％IL=130kg,故D錯(cuò)誤。

glON/kg

故選：B?

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了動(dòng)滑輪、定滑輪、滑輪組的特點(diǎn)，本題關(guān)鍵是知道：工人提供的最

大拉力等于自身重力。

五.有用功和額外功（共1小題）

6.（2017?陜西）如圖所示，某工地用滑輪組將重為5000N的貨物勻速提升6m,所用時(shí)間

為20s,在繩的末端所用拉力為2200N,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.M處滑輪的作用是改變力的方向

B.提升貨物過(guò)程中的有用功是3X1041

C.拉力的功率為660W

D.若只增加貨物所受的重力，滑輪組的機(jī)械效率將增大

【考點(diǎn)】有用功和額外功；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計(jì)算；定滑輪及其工作特點(diǎn).

【專題】應(yīng)用題；簡(jiǎn)單機(jī)械；功、功率、機(jī)械效率.

【分析】A、軸的位置不變滑輪叫定滑輪，其作用是改變力的方向；隨物體一起運(yùn)動(dòng)的滑

輪叫動(dòng)滑輪，使用動(dòng)滑輪可以省力；

B、利用W=Gh求提升貨物過(guò)程中的有用功；

C、由圖知n=3,則拉力端移動(dòng)距離s=3h,利用W=Fs求拉力做的總功，再利用P=￥

t

求拉力做功功率；

D、提高滑輪組機(jī)械效率的方法：一是增加提升的貨物重，二是減輕動(dòng)滑輪重力、減小摩

擦。

【解答】解：

A、M處滑輪的軸的位置不變，是定滑輪，其作用是改變力的方向，故A正確;

B、提升貨物過(guò)程中的有用功W有m=Gh=5000NX6m=3X1（）4J,故B正確；

C、由圖知n=3,則拉力端移動(dòng)距離s=3h=3X6m=18m,

4

拉力做的總功We=Fs=2200NX18m=3.96X10J,

拉力做功功率：

P=I^_=3.%X10打=i980W,故C錯(cuò)；

t20s

D、只增加貨物所受的重力，有用功增加，額外功不變，有用功占和總功的比值變大，滑

輪組的機(jī)械效率也會(huì)隨之增大，故D正確。

故選：Co

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了定滑輪的特點(diǎn)、使用滑輪組有用功、總功、功率的計(jì)算以及提高機(jī)

械效率的方法，屬于基礎(chǔ)題目。

六.功率的計(jì)算（共1小題）

7.（2020?陜西）某小區(qū)正在進(jìn)行改造施工.工人用如圖所示的滑輪組將750N的沙子勻速

提升了10m,用時(shí)100so若工人所用的拉力為400N,則拉力的功率為120W,滑輪

組的機(jī)械效率為62.5%。使用該滑輪組既能省力又能改變力的方向。使用滑輪組

不能（選填“能”或“不能”）省功。

【考點(diǎn)】功率的計(jì)算；滑輪組及其工作特點(diǎn)；功的原理.

【專題】計(jì)算題；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力.

【分析】（1）由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，已知沙子勻速提升了10m,可知繩子自

由端移動(dòng)距離s=3h,已知工人所用的拉力，由W.頷=Fs可求得總功，由P=!曳可求得

t

拉力的功率；

w有用

（2）由W有用=Gh可求得有用功，由n=-里應(yīng)可求得滑輪組的機(jī)械效率；

w,嶼8

（3）滑輪組既能省力又能改變力的方向，使用任何機(jī)械都不省功。

【解答】解：由圖可知，重物由3段繩子承擔(dān)，已知沙子上升高度h=10m,則繩子自由

端移動(dòng)距離s=3h=3X1OITI—30m,

總功W總=Fs=400NX30m=12000J,

拉力的功率p=1曳=12000J=]2ow；

t100s

有用功W有用=Gh=750NX10m=7500J,

滑輪組的機(jī)械效率100%=7500Jx100%=62.5%；

W總12000.T

使用該滑輪組既能省力又可以改變力的方向，使用任何機(jī)械都不省功，故使用滑輪組不

能省功。

故答案為：120；62.5%；省力不能。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了滑輪組機(jī)械效率、功率、功的計(jì)算，明確有用功和總功是解題的關(guān)

鍵。

七.滑輪（組）的機(jī)械效率（共1小題）

8.（2021?陜西）如圖所示是一種塔式起重機(jī)上的滑輪組，它既可以省力，又可以改變

施力的方向?，F(xiàn)將重1.5X1（）4N的物體沿豎直方向勻速向上吊起3m,滑輪組的機(jī)械效率

為75%,此過(guò)程提升重物的有用功為4.5X1（）4J,繩端的拉力為5X10、N。

【考點(diǎn)】滑輪（組）的機(jī)械效率；滑輪組及其工作特點(diǎn)；有用功和額外功.

【專題】計(jì)算題；簡(jiǎn)單機(jī)械；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力.

【分析】（1）定滑輪和動(dòng)滑輪組合在一起的裝置叫做滑輪組；使用滑輪組既可以省力,

又可以改變力的方向，但要費(fèi)距離；

（2）利用W：s=Gh求有用功；

（3）由圖可知n=4,利用7]=上=@=巫=自求拉力。

W總FsFnhnF

【解答】解：（1）由滑輪組的工作特點(diǎn)可知，使用滑輪組既可以省力，又可以改變力的

方向；

（2）此過(guò)程提升重物的有用功：

44

Wfj=Gh=1.5X10NX3m=4.5X10J；

（3）由圖可知n=4,因?yàn)榭?匡=生=里=￡_,所以繩端的拉力：

W總FsFnhnF

4

F^G^1.5X1QN=5X103NO

nT]4X75%

故答案為：省力；4.5X104；5X103.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查滑輪組的工作特點(diǎn)，有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，是一道基礎(chǔ)題。

八.斜面的機(jī)械效率（共1小題）

9.（2021?陜西）如圖所示，工人師傅用沿斜面向上1000N的推力，將重為2000N的物體從

斜面底端勻速推至斜面頂端。已知斜面長(zhǎng)4m、高1.5m,則此過(guò)程中的有用功為3000

J,斜面的機(jī)械效率為75%。使用斜面可以省力（選填“省力”或“省功

【考點(diǎn)】斜面的機(jī)械效率.

【專題】計(jì)算題；功、功率、機(jī)械效率；理解能力.

【分析】（1）根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs可求出推力做的功，即總功；再根據(jù)W=Gh求

出有用功；然后根據(jù)機(jī)械效率的計(jì)算公式可求出斜面的效率％

（2）使用斜面的好處是能夠省力，使用任何機(jī)械都不省功。

【解答】解：（1）此過(guò)程所做有用功為：Wfj=Gh=2000NX1.5m=3OOOJ；

所做總功為：W,6=Fs=1000NX4m=4000J；

故機(jī)械效率為：n="=駟虹=75%；

V總4000.T

（2）使用斜面能夠省力，但不能省功。

故答案為：3000；75%；省力。

【點(diǎn)評(píng)】熟練運(yùn)用計(jì)算功、機(jī)械效率的公式，明確斜面能夠省力的特點(diǎn)，是解答此題的

關(guān)鍵。

九.機(jī)械效率的計(jì)算（共2小題）

10.（2020?陜西）登山纜車主要由纜繩、轎廂、大輪及控制系統(tǒng)等組成，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)提

供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。從而帶動(dòng)纜繩使轎廂勻速運(yùn)動(dòng)，某風(fēng)景區(qū)登山電車在相距

1080m的低點(diǎn)和高點(diǎn)之間運(yùn)行，可將前客提升540m的高度，如圖所示，每個(gè)轎廂從低

點(diǎn)到高點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間為9min,上行、下行的纜繩上分別固定著5個(gè)轎廂，每個(gè)轎廂滿額

運(yùn)載4人。當(dāng)上行轎廂滿額且下行空載時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率為40kW,每個(gè)人質(zhì)量按60kg

（1）轎廂在低點(diǎn)繞大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變（選填“不變”或“改變

（2）轎廂的運(yùn)行速度是多少？

（3）若始終保持上行轎廂滿額且下行空載，相當(dāng)于每9min將5個(gè)轎廂內(nèi)全部人員從低

點(diǎn)提升到高點(diǎn)，則該登山纜車9min內(nèi)完成的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？

【考點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算；功率計(jì)算公式的應(yīng)用；速度的計(jì)算；有用功和額外功.

【專題】計(jì)算題；功、功率、機(jī)械效率；應(yīng)用能力.

【分析】（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變包括速度大小的變化和運(yùn)動(dòng)方向的變化；

（2）根據(jù)速度公式求出速度的大?。?/p>

（3）根據(jù)亞有=611求出有用功，根據(jù)W,a=Pt求出總功，然后根據(jù)機(jī)械效率公式求出

機(jī)械效率的大小。

【解答】解：

（1）轎廂在低點(diǎn)繞大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向不斷發(fā)生變化，所以它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生

了改變；

(2)t=9min=540s；

轎廂的運(yùn)行速度為：v=且=-1U°。取=2m/s；

t540s

(3)將5個(gè)轎廂內(nèi)全部人員從低點(diǎn)提升到高點(diǎn)，登山纜車完成的有用功為：

W產(chǎn)G人h=m人gh=5X4X60kgX1ON/kgX540m=6.48X106J；

動(dòng)力做的總功為：

W,；i=Pt=40X1000WX540s=2.16X107J；

登山纜車的機(jī)械效率為：

W有AX1D6T

T]=-義100%=6KsJuj*100%=30%。

W總2.16X107J

答：(1)改變；

(2)轎廂的運(yùn)行速度是2m/s；

(3)該登山纜車9min內(nèi)完成的有用功是6.48X1()6J；機(jī)械效率是30%。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了速度的計(jì)算、有用功和總功以及機(jī)械效率的計(jì)算，難度不大。

11.(2019?陜西)圖示為某種型號(hào)的剪叉式高空作業(yè)平臺(tái)。這臺(tái)機(jī)器利用起升電機(jī)升降作業(yè)

平臺(tái)，方便工人高空作業(yè)。該機(jī)器的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示.

整機(jī)質(zhì)量(空教)/kg3200

安全工作載荷/kg200

起升電機(jī)額定電壓/V24

起升電機(jī)額定功率/kW4.0

輪胎接地總面積/n?0.08

(1)這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？(g取10N/kg)

(2)起升電機(jī)以額定功率工作時(shí)，將總重為1000N的人和作業(yè)工具以0.2m/s的速度舉

高8m。該機(jī)器做的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？

(3)此類機(jī)器機(jī)械效率一般較低的主要原因是：機(jī)器所做額外功較多(或自重較大)。

【考點(diǎn)】機(jī)械效率的計(jì)算；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；有用功和額外功.

【專題】計(jì)算題；壓強(qiáng)、液體的壓強(qiáng)；功、功率、機(jī)械效率.

【分析】（1）這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G

=mg求出其大小，利用p=1求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

（2）根據(jù)W=Gh求出該機(jī)器做的有用功，利用v=且求出該機(jī)器工作的時(shí)間，根據(jù)P

t

=￥求出起升電機(jī)做的總功，利用口=上乂100%求出機(jī)器的機(jī)械效率；

tW總

w有W有

（3）根據(jù)n=_5_xioo%=——5—xloo%分析此類機(jī)器機(jī)械效率一般較低的主要原

w總w有+W額

因。

【解答】解：（1）這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓力：

F=G=mg=3200kgX10N/kg=3.2X104N,

對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：

p=E="江&=4Xl05pa；

S0.08m2

（2）該機(jī)器做的有用功：

亞有=611=1000?4><8m=8X1（）3J,

由丫=且可得，該機(jī)器工作的時(shí)間：

t

1=旦=————=40s,

v0.2m/s

由p=￥可得，起升電機(jī)做的總功：

t

W總=Pt=4000WX40s=L6X105J,

機(jī)器的機(jī)械效率：

8X13

100%-QJxioo%=5%；

W總1.6X1()5J

w有w有

(3)由T]=_5-X100%=---5_X100%可知，此類機(jī)器機(jī)械效率一般較低的主要原

W總V有+W額

因是機(jī)器所做額外功較多(或自重較大)。

答：(1)這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是4Xl()5pa；

(2)該機(jī)器做的有用功是8X103J,機(jī)械效率是5%；

(3)機(jī)器所做額外功較多(或自重較大)。

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了重力公式和壓強(qiáng)公式、做功公式、功率公式、機(jī)械效率公式的綜合

應(yīng)用，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等。

考點(diǎn)卡片

1.速度的計(jì)算

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

（1）速度的定義及其物理意義：在物理學(xué)中，把路程與時(shí)間之比叫做速度.速度是用來(lái)描

述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.

（2）速度的公式：通常用字母v表示速度，用字母s表示路程，用字母t表示時(shí)間，則速

度的公式是v=W_.

t

【命題方向】

計(jì)算類型：一、列車過(guò)橋問(wèn)題（注意列車通過(guò)路程要加上列車的長(zhǎng)），二、爆破安全逃離問(wèn)

題，三、測(cè)距離問(wèn)題，四、追趕問(wèn)題，五、趕時(shí)間問(wèn)題，六、順、逆水行船問(wèn)題，七、比例

問(wèn)題

例1：一輛大型運(yùn)輸車，長(zhǎng)40m,質(zhì)量為30L勻速通過(guò)長(zhǎng)260m的山洞時(shí)，所用時(shí)間為30s,

它以同樣速度通過(guò)一座橋時(shí)，所用時(shí)間為24s,求橋的長(zhǎng)度.

分析；解答此題的關(guān)鍵的是大型運(yùn)輸車30s內(nèi)走的路程是40m+260m,同理.它以同樣速度

通過(guò)一座橋時(shí)，所走的路程車長(zhǎng)，所以求出的距離要減去車長(zhǎng)才是橋的長(zhǎng)度.

已知：si=40m,S2=260m,ti=30s,t2=24s

求：S3

解：v~吆=40m+260m=]om/s,

t[30s

S3=vt2-si=10m/sX24s-40m=240m-40m=200m.

答：橋的長(zhǎng)度是200m.

點(diǎn)評(píng)：解題時(shí)要注意此題中有個(gè)多余條件（質(zhì)量為30t）,解答此題的關(guān)鍵一定要注意這輛大

型運(yùn)輸車自身的長(zhǎng)度.

例2：如圖所示，轎車從某地在高速公路上往南寧方向勻速行駛，當(dāng)?shù)竭_(dá)A地時(shí)，車內(nèi)的鐘

表顯示為10hl5min,到達(dá)B地時(shí)，鐘表顯示為10h45min.求：

（1）轎車從A地到B地用多少時(shí)間？

(2)轎車從A地到B地的速度.

(3)若轎車仍以該速度繼續(xù)勻速行駛，從B地到南寧需要多長(zhǎng)時(shí)間？

分析：此題考查了速度公式v=且即變形式t=旦，結(jié)合圖象反映的路程信息可以求解答案.

tv

解：(1)轎車從A地到B地所用時(shí)間△t=30min=0.5h；

(2)轎車從A地至I」B地的s=120-70=50km,故速度丫=旦=包_=100km/h：

t0.5

(3)若轎車仍以該速度繼續(xù)勻速行駛，則從B地到南寧所用時(shí)間t=亙=jt=0.7h；

v100

答：(1)轎車從A地到B地用時(shí)30min；

(2)轎車從A地到B地的速度v=100km/h；

(3)從B地到南寧需要0.7h.

點(diǎn)評(píng)：解決此類題目的關(guān)鍵是通過(guò)圖象得出需要信息，結(jié)合速度公式及變形式求解答案.

例3：甲、乙兩物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它們通過(guò)的路程之比為3：2,所用時(shí)間之比為2：3,

則速度之比為()

A.9：4B.4：9C.1：1D.3：2

分析：要判斷速度之比，要根據(jù)速度公式丫=且，由題目的路程、時(shí)間之比來(lái)求速度之比.

t

解：甲、乙的路程之比為3：2,所用時(shí)間之比為2：3,故根據(jù)速度公式丫=旦，可知甲乙

t

速度之比為3：2,即9：4.

23

故選A.

點(diǎn)評(píng)：本題是由路程和時(shí)間之比，求速度之比，與計(jì)算速度一樣，都是根據(jù)速度公式來(lái)求解.

【解題方法點(diǎn)撥】

要熟練運(yùn)用速度的計(jì)算公式及其變形，分類練習(xí)此類題目，多與生活聯(lián)系.

距南寧距南寧

120kmf70kmf

II____II

AR

2.力的示意圖與圖示

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

（1）力的示意圖指用一根帶箭頭的線段來(lái)表示力。箭頭的方向表示力的方向；線段的起點(diǎn)

或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)0

（2）畫力的示意圖的步驟：

①確定受力物體；

②在受力物體上畫出力的作用點(diǎn)；

③確定力的方向后沿力的方向畫一條線段；

④在線段的末端標(biāo)箭頭，在箭頭旁標(biāo)出所畫力的符號(hào)、數(shù)值大小和單位。

【知識(shí)擴(kuò)展】

力的圖示：

（1）為了形象、直觀地表示力，我們可用一根帶箭頭的線段來(lái)表示力的大小、方向和作用

點(diǎn)（即力的三要素）。這種表示力的方法叫做力的圖示。沿力的方向所畫的直線叫力的作用

線。

（2）畫力的圖示的步驟：

①選定標(biāo)度（用多少毫米表示多少牛的力）；

②從作用點(diǎn)沿力的方向畫一條線段，根據(jù)選定的標(biāo)度和力的大小按比例確定線段的長(zhǎng)度，并

在線段上加上刻度；

③在線段的末端加箭頭表示力的方向，箭尾在力的作用點(diǎn)上，如圖所示。

（4）力的圖示與力的示意圖不同，力的示意圖側(cè)重于力的方向，它在力的大小、標(biāo)度上沒(méi)

有力的圖示那么嚴(yán)格。

【命題方向】

初中段重力、浮力、壓力、支持力、摩擦力、拉力、推力這些力的示意圖的作法是中考的重

點(diǎn)。與二力平衡等知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合也是命題方向。

例1：如圖，物體沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng)。畫出該物體所受重力、支持力和摩擦力的示意圖。

分析：要解決此題，需要掌握力的示意圖的畫法。同時(shí)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況分析出物體所受

到的力：確定重力、支持力、和摩擦力的方向。

解：物體在粗糙水平面上向右運(yùn)動(dòng)，所以受地面對(duì)它向左的摩擦力。

同時(shí)受到重力作用，方向豎直向下。受到地面對(duì)其向上的支持力。

故答案為:

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了重力、支持力、摩擦力的畫法，關(guān)鍵是確定這幾個(gè)力的方向。

例2：在圖中，重為200牛的物體靜止在水平地面上，在圖中用力的圖示法中畫出它所受的

支持力F。

分析：要畫出其受到的支持力的圖示，首先要求出其受到的支持力的值；根據(jù)二力平衡的條

件結(jié)合物體的重力即可求得其受到的支持力，從而可以用力的圖示法表示出物體受到的支持

力。

解：物體靜止在水平面上，處于平衡狀態(tài)，所以受到的重力和桌面的支持力是一對(duì)平衡力,

兩者大小相等，所以支持力等于重力等于200N,支持力的方向與重力方向相反，豎直向上。

由此可以用力的圖示法表示出物體受到的支持力。答案如下圖所示:

ilOON?

點(diǎn)評(píng)：力的圖示的畫法與示意圖不同，它要求更精確。在畫力的圖示時(shí)，一定要附上標(biāo)度。

【解題方法點(diǎn)撥】

一、怎樣畫力的圖示:

（1）明確圖示對(duì)象，根據(jù)題意，明確要描述的是哪個(gè)力，這個(gè)力的三要素，即大小時(shí)多少,

方向如何，作用點(diǎn)在哪里，如題中只有文字描述，沒(méi)有給出實(shí)物圖，一般還要用示意圖或小

方框來(lái)表示受力物體，以便作圖。

（2）確定標(biāo)度。標(biāo)度是可以任意選取的，但其大小要適當(dāng)，應(yīng)使圖示中力的大小是標(biāo)度大

小的整數(shù)倍。若要在同一受力圖上同時(shí)畫幾個(gè)力的圖示，這幾個(gè)力必須采用同一標(biāo)度，這樣

各力的大小才能一目了然。

（3）在受力圖上標(biāo)出力的作用點(diǎn)（實(shí)心小圓點(diǎn)）。如題中沒(méi)有指明力的作用點(diǎn)時(shí)，一般以物

體的重心為力的作用點(diǎn)。重力的作用點(diǎn)在物體的重心（幾何中心）上。若要在同一受力圖上

同時(shí)畫出幾個(gè)力的圖示時(shí)，這幾個(gè)力的作用點(diǎn)一般要畫在同一點(diǎn)上。

（4）從力的作用點(diǎn)起，沿力的方向畫出力的作用線，根據(jù)力的大小和標(biāo)度的大小，確定線

段的長(zhǎng)度，并在線段的末端畫出箭頭表示力的方向。若力的方向與水平或豎直方向有夾角時(shí),

還要用（虛）線表示水平面或豎直面，并標(biāo)出角度的大小。如已知一個(gè)物體的質(zhì)量，還要根

據(jù)公式G=mg求出物體所受重力的大小。

二、怎樣畫力的示意圖:

首先，應(yīng)弄清力的大小、方向、作用點(diǎn)，然后從力的作用點(diǎn)開(kāi)始，沿力的方向畫一條線段,

在線段末端畫上箭頭，在箭頭旁標(biāo)明該力的字母符號(hào)，在同一圖上畫幾個(gè)力的示意圖時(shí)，力

越大線段應(yīng)越長(zhǎng)，大小相同的力線段長(zhǎng)度應(yīng)相等。

力的示意圖

3.滑輪組繩子拉力的計(jì)算

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

用滑輪組來(lái)拉升重物時(shí)，繩子拉力的計(jì)算，就是看有幾段繩子拉著重物，拉力就是重物重力

的幾分之一.關(guān)系：（1）如果不考慮動(dòng)滑輪的重和繩子的摩擦力：F撿=GWn（2）如果考

慮動(dòng)滑輪的重，不考慮摩擦力公式為（G初+G物）/n；其中：F技----拉力，G動(dòng)

--動(dòng)滑輪的重力，G物被提升物體的重力，n吊住動(dòng)滑輪

繩子的段數(shù).

【命題方向】

命題的關(guān)鍵是拉力與物重的關(guān)系：已知拉力求物重或已知重力求繩頭的拉力，要注意：考慮

不考慮動(dòng)滑輪的重，不考慮摩擦力，這樣簡(jiǎn)單的題目以填空形式出現(xiàn)，最主要的是與機(jī)械效

率的內(nèi)容結(jié)合.

【解題方法點(diǎn)撥】

滑輪組計(jì)算拉力的題目實(shí)際就是有幾段繩子在拉重物，關(guān)鍵在于這“幾段”是怎么看是幾段

的，要抓住“在拉重物”這幾個(gè)字，只有拉重物的繩子才能算進(jìn)去，也就是在拉動(dòng)滑輪（或

直接拉重物）的段數(shù)，拉定滑輪的是不算的.

4.杠桿的分類

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

（1）人類發(fā)明各種杠桿應(yīng)用于生活，其目的有三：省力、省距離和改變用力的方向.因此

我們把杠桿分為三類：省力杠桿（動(dòng)力臂大于阻力臂，省力費(fèi)距離）、費(fèi)力杠桿（動(dòng)力臂小

于阻力臂，費(fèi)力省距離）和等臂杠桿（動(dòng)力臂等于阻力臂，不省力不費(fèi)力，不省距離不費(fèi)距

離）.

（2）天平是等臂杠桿.關(guān)于天平的使用，我們已學(xué)過(guò)，天平是支點(diǎn)在中間的等臂杠桿，它

是根據(jù)物體的重力跟質(zhì)量成正比和杠桿平衡條件來(lái)工作的，天平平衡時(shí)，祛碼加游碼的總質(zhì)

量等于被稱物體的質(zhì)量.

（3）秤是用來(lái)稱量物體的質(zhì)量的工具，它是根據(jù)杠桿平衡條件制成的，使用時(shí)，可以是等

臂杠桿，也可以是不等臂杠桿.

（4）生活中常見(jiàn)的省力杠桿：羊角錘頭撬釘子、手推獨(dú)輪車、剪樹(shù)枝的剪刀、瓶蓋起子、

核桃?jiàn)A等.生活中常見(jiàn)的費(fèi)力杠桿：人的前臂、釣魚竿、裁縫用的剪刀、筷子、鑲子等.

【命題方向】

判斷生活中的杠桿式什么杠桿是命題的關(guān)鍵，例如：人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的

運(yùn)動(dòng)形式是，骨骼在肌肉提供的動(dòng)力作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng).如圖所示是手端起茶杯的情景，其

前臂骨骼相當(dāng)于杠桿，肱二頭肌收縮提供動(dòng)力.由圖可以看出，這是一個(gè)杠桿.

例1：如圖所示的器具，屬于省力杠桿的是（）

分析：結(jié)合圖片和生活經(jīng)驗(yàn)，先判斷杠桿在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂和阻力臂的大小關(guān)系，再判

斷它是屬于哪種類型的杠桿.

解：

A、鐐子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故A錯(cuò)誤；

B、獨(dú)輪車動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B正確；

C、天平在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂等于阻力臂，是等臂杠桿，故C錯(cuò)誤；

D、筷子在使用過(guò)程中，動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿，故D錯(cuò)誤.

故選：B.

點(diǎn)評(píng)：此題考查的是杠桿的分類主要包括以下幾種：

①省力杠桿，動(dòng)力臂大于阻力臂；②費(fèi)力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂；③等臂杠桿，動(dòng)力臂等

于阻力臂.

例2：如圖所示，一直桿可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿下端掛一重物，為了提高重物，用一個(gè)始終跟

杠桿垂直的力使杠桿由豎直位置慢慢轉(zhuǎn)到水平位置，在這個(gè)過(guò)程中直桿（）

A.始終是省力杠桿

B.始終是費(fèi)力杠桿

C.先是省力的，后是費(fèi)力的

D.先是費(fèi)力的，后是省力的

分析：本題主要考查兩個(gè)方面的知識(shí)：

（1）力臂的概念：從支點(diǎn)到力的作用線的距離叫做力臂.

（2）運(yùn)用杠桿的平衡條件F山=F212分析動(dòng)力的大小變化.

解：由圖可知?jiǎng)恿1的力臂始終保持不變，物體的重力G始終大小不變，在杠桿從豎直位

置向水平位置轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，重力的力臂逐漸增大，在L2VLi之前杠桿是省力杠桿，在L2

>Li之后，杠桿變?yōu)橘M(fèi)力杠桿.

故選C.

點(diǎn)評(píng)：能否正確分析重力的阻力臂與動(dòng)力臂的大小關(guān)系是本題的解題關(guān)鍵.

【解題方法點(diǎn)撥】

解題的關(guān)鍵是要看動(dòng)力臂與阻力臂之間的大小關(guān)系.要與生活實(shí)際相聯(lián)系，例如上面的例題

由于人的前臂相當(dāng)于杠桿，動(dòng)力臂和阻力臂已經(jīng)固定，且阻力臂大于動(dòng)力臂，是一個(gè)費(fèi)力杠

桿.根據(jù)杠桿平衡條件可知：在動(dòng)力臂和阻力臂確定的情況下，手托起的物體越重，肌肉提

供的動(dòng)力越大，感覺(jué)越累.

5.力臂的畫法

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

力臂的畫法：（1）首先在杠桿的示意圖上，確定支點(diǎn)0.

（2）畫好動(dòng)力作用線及阻力作用線，畫的時(shí)候要用虛線將力的作用線適當(dāng)延長(zhǎng).

（3）在從支點(diǎn)0向力的作用線作垂線，在垂足處畫出直角，從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂.用

三角板的一條直角邊與力的作用線重合，讓另一條直角邊通過(guò)交點(diǎn)，從支點(diǎn)向力的作用線畫

垂線，作出動(dòng)力臂和阻力臂，在旁邊標(biāo)上字母，h和12分別表示動(dòng)力臂和阻力臂.

【命題方向】

力臂的畫法，判斷是什么力臂都是命題方向.

例1:如圖是列車上售食品的手推車，當(dāng)前輪遇到障礙物時(shí)，售貨員向下按扶把，使手推車

前輪向上翹起，請(qǐng)畫出售貨員所用的最小動(dòng)力及其力臂.

分析：首先應(yīng)找到本題的支點(diǎn)在后輪的著地點(diǎn)；其次知道使手推車前輪向上翹起，阻力為手

推車的重力，阻力臂為支點(diǎn)到重力作用線的距離，阻力與阻力臂的乘積是定值；最后能根據(jù)

杠桿平衡條件，會(huì)用數(shù)學(xué)方法分析出動(dòng)力臂最長(zhǎng)時(shí)動(dòng)力最小，能突破：支點(diǎn)到動(dòng)力的作用點(diǎn)

的距離為動(dòng)力臂時(shí)力臂最長(zhǎng).

解：支點(diǎn)在后輪的著地點(diǎn)如圖，動(dòng)力的作用點(diǎn)在手握車把的地方，連接支點(diǎn)與動(dòng)力的作用點(diǎn),

為最長(zhǎng)的動(dòng)力臂，用大括號(hào)標(biāo)出，標(biāo)上字母符號(hào)L；

在動(dòng)力作用點(diǎn)處垂直動(dòng)力臂斜向下畫出動(dòng)力，標(biāo)上字母符號(hào)F,如圖所示：

點(diǎn)評(píng)：本題常見(jiàn)的錯(cuò)誤是將動(dòng)力畫得豎直向下，沒(méi)有細(xì)致分析此時(shí)的動(dòng)力臂并不是最大，解

決此類問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn)是：支點(diǎn)與動(dòng)力作用點(diǎn)的距離為最長(zhǎng)的動(dòng)力臂.

例2：如圖所示的杠桿中，動(dòng)力的力臂用1表示，圖中所標(biāo)力臂1正確的是（）

分析：根據(jù)力臂的畫法進(jìn)行分析，即過(guò)支點(diǎn)作動(dòng)力作用線的垂線段.

解：因?yàn)閯?dòng)力的力臂的做法是過(guò)支點(diǎn)作動(dòng)力作用線的垂線段，而AB選項(xiàng)中線段與動(dòng)力作

用線不垂直，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；

又因?yàn)镃選項(xiàng)中，表示力臂的不是支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂線段，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正

確.

故選D.

點(diǎn)評(píng)：考查學(xué)生對(duì)力臂的畫法掌握情況.

【解題方法點(diǎn)撥】

畫杠桿示意圖時(shí)應(yīng)注意:

（1）阻力作用點(diǎn)應(yīng)畫在杠桿上.有部分同學(xué)認(rèn)為阻力由石頭的重力產(chǎn)生，所以阻力作用點(diǎn)

應(yīng)畫在石頭重心上，這是錯(cuò)誤的.

（2）確定阻力方向.當(dāng)動(dòng)力使杠桿繞支點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，阻力一定使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).

（3）力臂不一定在杠桿上.力臂可用虛線畫出并用大括號(hào)標(biāo)明，也可用實(shí)線畫出.

Fl

6.杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

當(dāng)杠桿靜止或做快慢均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)；就說(shuō)杠桿處于平衡狀態(tài)，利用杠桿的平衡條件（杠桿原

理）：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂或?qū)懽鳎篎iXh=F2X12

分析法——通過(guò)對(duì)事物原因或結(jié)果的周密分析，從而證明論點(diǎn)的正確性、合理性的論證方

法.也稱為因果分析；從求證的不等式出發(fā)，“由果索因”，逆向逐步找這個(gè)不等式成立需要

具備的充分條件，事物都有自己的原因和結(jié)果.從結(jié)果來(lái)找原因，或從原因推導(dǎo)結(jié)果，就是

找出事物產(chǎn)生、發(fā)展的來(lái)龍去脈和規(guī)律，這就起到了證明論點(diǎn)的合理性和正確性的作用.

此類題綜合性很強(qiáng)，且難度很大，解答時(shí)，從分析受力分析入手，利用杠桿平衡條件可解答

此題.

【命題方向】

利用杠桿的平衡條件（杠桿原理）：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂或?qū)懽鳎篎iXh=F2X12

進(jìn)行分析計(jì)算動(dòng)力、阻力或力臂的大小.

例1：如圖所示，一根木棒AB在0點(diǎn)被懸掛起來(lái)，AO=OC,在A、C兩點(diǎn)分別掛有兩個(gè)

和三個(gè)相同的鉤碼，木棒處于水平平衡.如在木棒的A、C兩點(diǎn)各增加一個(gè)同樣的鉤碼，則

木棒（）

A.繞。點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)

B.繞O點(diǎn)逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)

C.仍保持平衡

D.平衡被破壞，轉(zhuǎn)動(dòng)方向不定

分析：杠桿原來(lái)平衡，力臂相同，現(xiàn)兩邊各增加一個(gè)相同的鉤碼，兩邊增加的力和力臂的乘

積相同，根據(jù)杠桿平衡條件分析判斷.

解：

由題意：杠桿原來(lái)平衡，則F%：AO=FziCO,

再各加一個(gè)鉤碼后，力臂相同，兩邊增加的力和力臂的乘積相同，根據(jù)杠桿平衡條件可知增

加鉤碼后兩邊力和力臂的乘積相等，所以杠桿平衡.

故選C.

點(diǎn)評(píng)：木棒原來(lái)平衡，根據(jù)兩邊增加的力和力臂的乘積相同，由杠杠平衡條件判斷各掛一個(gè)

相同的鉤碼后木棒就能保持平衡.

例2：有一根扁擔(dān)長(zhǎng)2m,前后分別掛質(zhì)量為30kg和10kg的箱子，欲使扁擔(dān)在水平位置平

衡，則肩膀應(yīng)在扁擔(dān)的什么位置.（g取10N/kg）

分析：扁擔(dān)是一個(gè)杠桿，肩膀位置是支點(diǎn)，根據(jù)杠桿平衡條件可以求出支點(diǎn)位置.

解：設(shè)肩膀O離前端的距離是L,則距后端的距離為2m-L,

前端重物重力可以看做是動(dòng)力，則后端重物的重力是阻力，

由杠桿平衡條件可得：migLi=m2gL2，即miLi=m2L2，

30kgXL=10kgX（2m-L）,

解得：L=0.5m.

答：肩膀O應(yīng)離前端0.5m.

點(diǎn)評(píng)：本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，難度不大，關(guān)鍵是熟練應(yīng)用杠桿平衡條件.

【解題方法點(diǎn)撥】

利用杠桿平衡條件來(lái)分析和計(jì)算有關(guān)問(wèn)題，一般遵循以下步驟：

（1）確定杠桿支點(diǎn)的位置；

（2）分清杠桿受到的動(dòng)力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖；

（3）確定每個(gè)力的力臂；

（4）根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解.

7.探究杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

提出問(wèn)題：

當(dāng)杠桿受力平衡時(shí)將保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài).那么杠桿平衡應(yīng)滿足什么條件呢.

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）實(shí)驗(yàn)前要調(diào)節(jié)杠桿的平衡螺母使其在水平位置平衡，其目的是使杠桿的重心落在支點(diǎn)

上，從而消除杠桿的重力對(duì)平衡的影響.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，不允許再旋動(dòng)兩端的螺母

（2）在已調(diào)節(jié)平衡的杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動(dòng)鉤碼的位置，使杠桿平衡.支點(diǎn)

兩邊的鉤碼重力分別是動(dòng)力Fi和阻力F2,用刻度尺量出杠桿平衡時(shí)的動(dòng)力臂Li和阻力臂

L2.改變力和力臂的數(shù)值，多次實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格

說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)中使杠桿在水平位置平衡是為了方便測(cè)力臂.使杠桿在傾斜位置平衡也可得出杠

桿的平衡條件，只是實(shí)驗(yàn)操作比較麻煩.

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

序號(hào)F1/NLi/cmF2/NLz/cm

1150.510

21100.520

31.510115

得出結(jié)論:

通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知杠桿的平衡條件是動(dòng)力x動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，可寫作F|L1=

用比例式表示為

F2L2,

F2Li

【命題方向】

根據(jù)杠桿平衡條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是主要的命題方式，主要以解答題為主

例：物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，利用如圖所示的裝置，在杠桿支點(diǎn)的兩邊分別掛上鉤碼來(lái)探究杠

桿的平衡條件.

(1)如圖甲所示，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將右端的平衡螺母向右(選填“左”

或“右”)移動(dòng)，將杠桿調(diào)在水平位置的目的是為了方便測(cè)量力臂.

(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)如表所示，表格中漏填的數(shù)據(jù)為1N.

測(cè)量序號(hào)動(dòng)力Fi/N動(dòng)力臂li/cm阻力F2/N阻力臂h/cm

①120210

②2151.520

③3515

(3)有的同學(xué)按現(xiàn)有方案得出如下結(jié)論：“動(dòng)力X支點(diǎn)到動(dòng)力作用點(diǎn)的距離=阻力X支點(diǎn)到

阻力作用點(diǎn)的距離”.這個(gè)結(jié)論與杠桿平衡條件不符，原因是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中B(填字母).

A.沒(méi)有改變力的大小B.沒(méi)有改變力的方向

C.沒(méi)有改變力的作用點(diǎn)D.實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少，結(jié)論具有偶然性.

分析：(1)由圖知，杠桿左端下傾，說(shuō)明杠桿的重心在支點(diǎn)左側(cè)，調(diào)節(jié)平衡螺母應(yīng)使杠桿重

心右移，這一調(diào)節(jié)過(guò)程的目的是為了直接從杠桿上讀出力臂；

(2)由前兩組可以得到杠桿的平衡條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂.第三組已知?jiǎng)恿?/p>

和動(dòng)力臂、阻力臂，所以可以得到阻力；

(3)從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離叫動(dòng)力臂；從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離叫阻力臂.

解：

(1)杠桿重心左移應(yīng)將平衡螺母向右調(diào)節(jié)，直至重心移到支點(diǎn)處；由于力臂是支點(diǎn)到力的

作用線的垂直距離，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡時(shí)，可以方便的讀出力臂：

FL

(2)第三組的阻力為F2=>~