機(jī)械和機(jī)械效率-2023年中考物理試題解讀與模擬預(yù)測(cè)（安徽專(zhuān)用）（原卷版+解析）

專(zhuān)題13機(jī)械和機(jī)械效率

1.考查形式：主要以填空題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題的形式進(jìn)行考查，是每年中考的必考考點(diǎn)。

2.考查內(nèi)容：杠桿平衡的相關(guān)計(jì)算考查力的計(jì)算，核心考點(diǎn)是杠桿的五要素，滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算。

3.命題情景：近10年中關(guān)于杠桿的考查中，直接給出杠桿模型考查2次；從生活情境中抽象、提取、轉(zhuǎn)

化的理想化模型考查3次；機(jī)械效率的計(jì)算考查4次，機(jī)械效率的理解考查1次，己知機(jī)械效率求有用功

考查1次。

4.命題預(yù)測(cè)：預(yù)計(jì)2023年中考中將繼續(xù)以填空題的形式考查杠桿模型和相關(guān)計(jì)算，近3年關(guān)于機(jī)械效率

全部以滑輪組為模型進(jìn)行考查，主要考查學(xué)生對(duì)有用功、總功、機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算，預(yù)計(jì)2023年機(jī)械效

率將繼續(xù)以填空題和選擇題的形式考查滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算。

考向1杠桿

%真題居小￡

【真題來(lái)源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件，通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作，得到下表中的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力動(dòng)力臂h/m阻力臂121m

B/N阻力F2/N

13.00.202.00.30

22.00.151.5

31.50.201.00.30

...................................

（1）第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的阻力臂12應(yīng)為m；

（2）第3次實(shí)驗(yàn)后，用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線(xiàn)（保持上端懸點(diǎn)不動(dòng)），如圖乙

所示，不計(jì)摩擦，杠桿（選填“能”或“不能”）在水平位置保持平衡，原因是：o

【真題來(lái)源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】研究物理問(wèn)題時(shí)，常需要突出研究對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，將其簡(jiǎn)化為物理模型。

（1）如圖甲，一質(zhì)量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長(zhǎng)度不可忽略，用細(xì)線(xiàn)將它從中點(diǎn)懸起，能在水

平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后（如圖乙）釋放，為研究其能否平衡，可將它看

成等長(zhǎng)的兩部分，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出這兩部分各自所受重力的示意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在

該位置仍能平衡；

（2）如圖丙，一質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方形木板，忽略厚度，長(zhǎng)度和寬度不可忽略，用細(xì)線(xiàn)將它AB邊的中點(diǎn)

懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后（如圖?。┽尫牛景逶谠撐恢媚?/p>

否平衡？寫(xiě)出你的判斷依據(jù)。

ZZ/Z/ZZZ/ZZ/Z////////

【真題來(lái)源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】停車(chē)場(chǎng)入口處常用橫桿來(lái)控制車(chē)輛的進(jìn)出，如圖甲所示。我們可以把該裝置簡(jiǎn)化成如圖乙所

示的杠桿。若橫桿粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，重G=120N,AB=2.8m,AO=0.3m。要使橫桿AB保持水

平平衡，需在A端施加豎直向下的力F=N?

【真題來(lái)源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】如圖所示，一輕桿A8懸于。點(diǎn)，其左端掛一重物，右端施加一個(gè)與水平方向成30。的力凡此

時(shí)輕桿水平平衡.若重物質(zhì)量加=3kg,BO=3A。，g取10N/kg.則力尸的大小為_(kāi)N.

'〃〃〃〃〃，

【命題知識(shí)點(diǎn)】

1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。

（1）“硬棒”泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下不變形的物體。

（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“?！北硎尽Ｋ赡茉诎舻哪骋欢?，也可能在棒

的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定；

（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，用“人”表示；

（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用“礦”表示；

（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離，用用”表示；

（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離，用表示。

注意：無(wú)論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般情況下，把人

施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。

力臂是點(diǎn)到線(xiàn)的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn)的，其力臂為零，對(duì)杠桿的

轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。

3.杠桿示意圖的畫(huà)法：

（1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)。；

（2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線(xiàn)將其作用線(xiàn)延長(zhǎng)；

（3）從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)畫(huà)垂線(xiàn)，并用/1和/2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂；

第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“?！北硎?。

第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫(huà)出此力即為動(dòng)力用“A”表示。這個(gè)

力B作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)

朝著順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向下，用“尸2”表示如圖乙所示。

第三步：畫(huà)出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線(xiàn)正向或反向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn)，并標(biāo)明相應(yīng)

的*分別表示動(dòng)力臂和阻力臂，如圖丙所示。

4.杠桿的平衡條件

（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡了。

（2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)。

1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置平衡時(shí)，這樣

就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置平衡，讀力臂的數(shù)值就沒(méi)有圖

（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因

此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。

2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平衡。

（3）杠桿的平衡條件：動(dòng)力x動(dòng)力臂=阻力x阻力臂，或尸山=F2M

考向2機(jī)械效率

;真題呈猊Y

【真題來(lái)源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖示的滑輪組將重為3.6N的物體豎直向上勻速提升0.5m,拉力廠(chǎng)的大小為1.5N,則該滑

輪組的機(jī)械效率為o

【真題來(lái)源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力尸=100N,若該過(guò)程中滑輪組的機(jī)

械效率為80%,則滑輪組對(duì)重物做的有用功為Jo

O

Q▼

F

I

【真題來(lái)源312020年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力尸把一重為600N的物體從斜面底部勻速推到頂部（不

考慮物體的大小）。已知斜面長(zhǎng)L=3m,高/z=1.5m。若該過(guò)程中斜面的效率為60%,力尸所做的功為J。

【真題來(lái)源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】用沿斜面向上大小為3.5N的力將一個(gè)重為4.9N的物體從斜面底端勻速拉到頂端。已知斜面

長(zhǎng)為2m,高為1m,則該過(guò)程中斜面的機(jī)械效率為。

4考點(diǎn)解讀G

【命題知識(shí)點(diǎn)】

1.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。

公式：W^w=Gh（提升重物）=W&-Ws=r]W&；斜面：W有用=G/z。

2.額外功：并非需要但又不得不做的功。

公式：W額=卬總一W有用=3動(dòng)/?（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面：W額=上。

3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。

公式：卬總=皿有用+皿額=人=W有用/〃；斜面：W&=fL+Gh=FL.

4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：〃=?又100%

W

5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r）

Gh

（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：7=——

FS

（G為物重，/I為物體提升高度，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：7=—

FS

（f為摩擦力，/為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

Gh

6.斜面的機(jī)械效率：7=—

一、填空題

1.（2023?安徽淮北?統(tǒng)考二模）如圖甲為小陽(yáng)舉著啞鈴的前臂骨骼，可將其視為如圖乙所示的杠桿，不計(jì)前

臂自重，小陽(yáng)的肱二頭肌能施加的最大拉力B=500N,他平時(shí)鍛煉時(shí)最大能舉起質(zhì)量為12.5kg的杠鈴，則

OA:OB=（g取10N/kg）o

2.（2023?安徽黃山??？家荒＃┤鐖D所示，輕質(zhì)杠桿AOB的A、2兩端掛有輕質(zhì)細(xì)繩，且AO=2OB,B點(diǎn)掛

有重力為30N的物體M,當(dāng)在A點(diǎn)掛上物體m時(shí)，杠桿水平平衡，此時(shí)物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)是不掛物體

m時(shí)的一半，則物體m的重力為N?（不計(jì)摩擦）

3.（2023?安徽滁州??？家荒＃﹫D甲是人體肱二頭肌工作時(shí)的原理圖，我們可以將這幅圖簡(jiǎn)化成如圖乙所示

的杠桿。若圖中入為重20N的鉛球?qū)λ綌傞_(kāi)的手掌的壓力，小臂在圖中位置平衡，則肱二頭肌對(duì)小臂的

4.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為古代投石機(jī)的簡(jiǎn)化圖。己知杠桿A8與水平地面的夾角為37。,

0A為2m,OB0.4m,當(dāng)阻力仍為500N時(shí)，求動(dòng)力句為N（已知8$37。=0.8,sin37°=0.6）o

5.（2022?安徽池州?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲是一種A字型握力器，它可抽象為兩個(gè)杠桿，其下側(cè)杠桿結(jié)構(gòu)圖

如圖乙所示，。點(diǎn)為支點(diǎn)，08長(zhǎng)為10cm,若在B點(diǎn)施加一個(gè)垂直于的握力，阻力F2為3000N,。點(diǎn)

到尸2的垂直距離為0.2cm,則此時(shí)的握力大小為N?

6.（2022.安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，小明做家務(wù)打掃地面時(shí)，經(jīng)常會(huì)把餐桌從一側(cè)抬起，杠桿模

型簡(jiǎn)化成圖乙、丙所示；從A點(diǎn)抬起的力為0,從8點(diǎn)抬起的力為品，則FA鼠（選填，“'=”或

（餐桌受到的重力的作用線(xiàn)經(jīng)過(guò)桌面對(duì)角線(xiàn)的交點(diǎn)）

二、單選題

7.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）商代時(shí)期，古人在農(nóng)業(yè)灌溉方面使用的桔椽俗稱(chēng)“吊桿”，是一種原始的汲

水工具，如圖甲所示，它是在一根豎立的架子上加上一根細(xì)長(zhǎng)的杠桿，當(dāng)中是支點(diǎn)，末端懸掛一個(gè)重物，

前端懸掛水桶。一起一落，汲水時(shí)可以省力。杠桿模型如圖乙所示，。氏04=32重物重為100N,若不計(jì)

整個(gè)杠桿重力和水桶的重力，古人汲水時(shí)所需的最小力（）

BOA

F

重

啜物

甲乙

A.豎直向上100NB.豎直向上150N

C.豎直向下500ND.豎直向下150N

三、計(jì)算題

8.（2023?安徽滁州??？家荒＃┙郯羰侵袊?guó)古代的一種汲水工具，桔棒的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)普通的杠桿。如圖

甲所示，橫桿的一端用繩子與水桶相連，另一端綁上一塊重石頭。當(dāng)要提水時(shí)，人用力向下拉繩子使水桶

下降到水面以下并讓水流入水桶。當(dāng)水桶裝滿(mǎn)水后，就讓另一端石頭下降，通過(guò)杠桿作用，就可將水桶提

升。這樣汲水過(guò)程的主要用力方向是向下，由于向下用力可以借助人的體重，因而大大減少了人們提水的

疲勞程度。

直桿

甲乙

（1）圖乙是桔榛的模型，已知20=lm,AO—2m,空水桶重20N,石頭重400N。請(qǐng)計(jì)算人至少要用多大

的力才能使空水桶勻速下降？

（2）若水桶裝滿(mǎn)水后的總重為190N,則把裝水后的水桶從水井中拉起時(shí)，人需要給繩子向上的拉力嗎？

若無(wú)需拉力，請(qǐng)分析說(shuō)明；若需要拉力，請(qǐng)計(jì)算大小。

9.（2023?安徽亳州??？家荒＃┰趯W(xué)校開(kāi)展的勞動(dòng)教育實(shí)踐活動(dòng)中，身高相同的小聰和小明兩位同學(xué)用根質(zhì)

量不計(jì)的均勻扁擔(dān)抬起一個(gè)900N的重物，已知扁擔(dān)長(zhǎng)為1.8m,抽象成物理模型如圖所示。

（1）以小明的肩8點(diǎn)為支點(diǎn)，小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力出為動(dòng)力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿所受阻力的示意圖（注

意標(biāo)明阻力作用點(diǎn)）；

（2）若重物懸掛點(diǎn)。為扁擔(dān)的中點(diǎn)，計(jì)算小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力曲；

（3）若在（2）中小聰?shù)募鐝腁點(diǎn)向。點(diǎn)靠近時(shí)，請(qǐng)判斷小明對(duì)扁擔(dān)支持力FB的大小將如何變化？并通過(guò)

列式說(shuō)明理由。

A51Zk5

10.（2022?安徽滁州?統(tǒng)考一模）研究物理問(wèn)題時(shí)，常需要突出研究對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，將其

簡(jiǎn)化為物理模型。如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量分布均勻的輪軸，研究它的特點(diǎn)時(shí)可以忽略它的質(zhì)量，將其簡(jiǎn)化

成一個(gè)輕質(zhì)杠大桿如圖乙。已知輪半徑R是軸半徑廠(chǎng)的n倍。

（1）若所提升物體的重力為G,當(dāng)作用在輪上的力為尸時(shí)輪軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)繩重和摩擦，請(qǐng)證明尸=9；

n

（2）若該輪軸的軸半徑片10cm,輪半徑R=50cm,當(dāng)施加的拉力P=120N時(shí)，使重力G=500N物體勻速上

升2m,該輪軸的機(jī)械效率是多少？（百分號(hào)前保留一位小數(shù)）

甲乙

專(zhuān)題13機(jī)械和機(jī)械效率

i.考查形式：主要以填空題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題的形式進(jìn)行考查，是每年中考的必考考點(diǎn)。

2.考查內(nèi)容：杠桿平衡的相關(guān)計(jì)算考查力的計(jì)算，核心考點(diǎn)是杠桿的五要素，滑輪組機(jī)械

效率的計(jì)算。

3.命題情景：近10年中關(guān)于杠桿的考查中，直接給出杠桿模型考查2次；從生活情境中抽

象、提取、轉(zhuǎn)化的理想化模型考查3次；機(jī)械效率的計(jì)算考查4次，機(jī)械效率的理解考查1

次，已知機(jī)械效率求有用功考查1次。

4.命題預(yù)測(cè)：預(yù)計(jì)2023年中考中將繼續(xù)以填空題的形式考查杠桿模型和相關(guān)計(jì)算，近3

年關(guān)于機(jī)械效率全部以滑輪組為模型進(jìn)行考查，主要考查學(xué)生對(duì)有用功、總功、機(jī)械效率的

相關(guān)計(jì)算，預(yù)計(jì)2023年機(jī)械效率將繼續(xù)以填空題和選擇題的形式考查滑輪組機(jī)械效率的計(jì)

算。

考向1杠桿

j真題基網(wǎng)￡

【真題來(lái)源1】2022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖中所示的裝置探究杠桿的平衡條件，通過(guò)正確的實(shí)驗(yàn)操作，得到下表中

的數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)動(dòng)力臂h/m阻力臂l/m

動(dòng)力B/N阻力F2/N2

13.00.202.00.30

22.00.151.5

31.50.201.00.30

...................................

(1)第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中的阻力臂應(yīng)為m；

(2)第3次實(shí)驗(yàn)后，用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線(xiàn)(保持上端懸點(diǎn)

不動(dòng))，如圖乙所示，不計(jì)摩擦，杠桿(選填“能”或“不能”)在水平位置保持

平衡，原因是：o

【答案】0.20不能見(jiàn)解析

【真題來(lái)源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】研究物理問(wèn)題時(shí)，常需要突出研究對(duì)象的主要因素，忽略次要因素，將其簡(jiǎn)化

為物理模型。

（1）如圖甲，一質(zhì)量分布均勻的杠桿，忽略厚度和寬度，長(zhǎng)度不可忽略，用細(xì)線(xiàn)將它從中

點(diǎn)懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后（如圖乙）釋放,

為研究其能否平衡，可將它看成等長(zhǎng)的兩部分，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出這兩部分各自所受重力的示

意圖和力臂，并用杠桿平衡條件證明杠桿在該位置仍能平衡;

（2）如圖丙，一質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)方形木板，忽略厚度，長(zhǎng)度和寬度不可忽略，用細(xì)線(xiàn)將

它AB邊的中點(diǎn)懸起，能在水平位置平衡。將它繞懸點(diǎn)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一定角度后（如

圖?。┽尫?，木板在該位置能否平衡？寫(xiě)出你的判斷依據(jù)。

甲

見(jiàn)解析；（2）不能平衡；答案見(jiàn)

解析

【真題來(lái)源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】停車(chē)場(chǎng)入口處常用橫桿來(lái)控制車(chē)輛的進(jìn)出，如圖甲所示。我們可以把該裝置

簡(jiǎn)化成如圖乙所示的杠桿。若橫桿粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，重G=120N,AB=2.8m，

No

AO=0.3mo要使橫桿AB保持水平平衡，需在A端施加豎直向下的力尸=

O

4k-B

FG

甲乙

【答案】440

【真題來(lái)源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】如圖所示，一輕桿懸于。點(diǎn)，其左端掛一重物，右端施加一個(gè)與水平方向

成30。的力凡此時(shí)輕桿水平平衡.若重物質(zhì)量m=3kg,BO=3AO,g取10N/kg.則力F的大小

為_(kāi)N.

,//////////z

AB

F

【答案】20

從考點(diǎn)解讀Q

【試題解析】

真題來(lái)源1(1)口］根據(jù)杠桿平衡可知，阻力臂4應(yīng)為

,Fl2Nx0.15m“八

/,=上=---------=0.20m

F21.5N

(2)⑵⑶用帶桿的滑輪水平向左緩慢推動(dòng)右邊掛鉤碼的懸線(xiàn)(保持上端懸點(diǎn)不動(dòng))，改變

了拉力的方向，但是沒(méi)有改變拉力的大小，但是支點(diǎn)到力的作用線(xiàn)的距離，即力臂的長(zhǎng)短發(fā)

生了變化，由耳《=^4可知，"4不變，G的大小不變，但是力臂發(fā)生了變化，故杠桿不能

保持平衡。

真題來(lái)源2(1)設(shè)杠桿的中點(diǎn)為。，杠桿與水平方向的夾角為0,由于杠桿質(zhì)量分布均勻，

且左右兩部分等長(zhǎng)，因此杠桿左右兩部分重力GI=G2,重心分別在兩部分的中點(diǎn)處，分別設(shè)

為。/和。2,則易知0。/=0。2,左右兩部分重力的力臂

li=OOi乂cos6,12=001xcos0

因此

LI=L2

因此有

G1^L1=G2XL2

滿(mǎn)足杠桿平衡條件，因此杠桿在該位置仍能平衡。

（2）不能平衡，轉(zhuǎn)過(guò)一定角度釋放的瞬間，木板只受重力和細(xì)線(xiàn)的拉力的作用，重力的方

向豎直向下，拉力的方向豎直向上；此時(shí)木板的重心不在懸點(diǎn)的正下方，重力和細(xì)線(xiàn)的拉力

不在一條直線(xiàn)上，不是一對(duì)平衡力，木板受力不平衡，因此不能平衡。

真題來(lái)源3橫桿粗細(xì)相同、質(zhì)量分布均勻，則橫桿的重心在中點(diǎn)，故重力G的力

臂為

I,=—AB-AO=—x2.8m-0.3m=l.lm

222

力尸的力臂

《=AO=0.3m

由杠桿平衡條件月4=與4得

FxO.3m=12ONxl.lm

解得

F=440N

故需在A端施加豎直向下的力為440N。

真題來(lái)源4輕桿A2在力p的作用下保持水平平衡，先在圖上作出F的力臂OC,如下圖:

根據(jù)直角三角形的性質(zhì)可知：又因?yàn)锽O=3A。，所以O(shè)C=1.5AO；重物質(zhì)量

2

片3kg,則

G=mg=3kgxION/kg=30N

杠桿此時(shí)滿(mǎn)足

GxAO=FxOC

則

GxOA30N

F==2()N

0C1.5

【命題知識(shí)點(diǎn)】

1.杠桿：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，這根硬棒就叫杠桿。

（1）“硬棒”泛指有一定長(zhǎng)度的，在外力作用下不變形的物體。

（2）杠桿可以是直的，也可以是任何形狀的。

2.杠桿的五要素：（1）支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)，用字母“。”表示。它可能在棒的某一

端，也可能在棒的中間，在杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支點(diǎn)是相對(duì)固定；

（2）動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫動(dòng)力，用表示；

（3）阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力，用表示；

（4）動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線(xiàn)的垂直距離，用*”表示；

（5）阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線(xiàn)的垂直距離，用2”表示。

注意：無(wú)論動(dòng)力還是阻力，都是作用在杠桿上的力，但這兩個(gè)力的作用效果正好相反。一般

情況下，把人施加給杠桿的力或使杠桿按照人的意愿轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫做動(dòng)力，而把阻礙杠桿按照

需要方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力叫阻力。

力臂是點(diǎn)到線(xiàn)的距離，而不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。力的作用線(xiàn)通過(guò)支點(diǎn)的，其力臂為

零，對(duì)杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)不起作用。

3.杠桿示意圖的畫(huà)法：

（1）根據(jù)題意先確定支點(diǎn)。；

（2）確定動(dòng)力和阻力并用虛線(xiàn)將其作用線(xiàn)延長(zhǎng)；

（3）從支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)畫(huà)垂線(xiàn)，并用/1和，2分別表示動(dòng)力臂和阻力臂；

第一步：先確定支點(diǎn)，即杠桿繞著某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，用字母“0”表示。

第二步：確定動(dòng)力和阻力。人的愿望是將石頭翹起，則人應(yīng)向下用力，畫(huà)出此力即為動(dòng)力用

“尸1”表示。這個(gè)力K作用效果是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。而阻力的作用效果恰好與動(dòng)力作用效

果相反，在阻力的作用下杠桿應(yīng)朝著順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，則阻力是石頭施加給杠桿的，方向向

下，用“92”表示如圖乙所示。

第三步：畫(huà)出動(dòng)力臂和阻力臂，將力的作用線(xiàn)正向或反向延長(zhǎng)，由支點(diǎn)向力的作用線(xiàn)作垂線(xiàn),

并標(biāo)明相應(yīng)的%"也”分別表示動(dòng)力臂和阻力臂，如圖丙所示。

4.杠桿的平衡條件

（1）杠桿的平衡：當(dāng)杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止時(shí)，我們就說(shuō)杠桿平衡了。

（2）杠桿的平衡條件實(shí)驗(yàn)。

1）首先調(diào)節(jié)杠桿兩端的螺母，使杠桿在水平位置平衡。如圖（5）所示，當(dāng)杠桿在水平位置

平衡時(shí)，這樣就可以由杠桿上的刻度直接讀出力臂實(shí)物大小了，而圖（4）杠桿在傾斜位置

平衡，讀力臂的數(shù)值就沒(méi)有圖（5）方便。由此，只有杠桿在水平位置平衡時(shí)，我們才能夠

直接從杠桿上讀出動(dòng)力臂和阻力臂的大小，因此本實(shí)驗(yàn)要求杠桿在水平位置平衡。

2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中絕不能再調(diào)節(jié)螺母。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中再調(diào)節(jié)平衡螺母，就會(huì)破壞原有的平

衡。

（3）杠桿的平衡條件：動(dòng)力x動(dòng)力臂=阻力x阻力臂，或尸"尸

考向2機(jī)械效率

多真題呈見(jiàn)f

【真題來(lái)源112022年安徽省中考物理真題

【真題題文】用圖示的滑輪組將重為3.6N的物體豎直向上勻速提升0.5m,拉力產(chǎn)的大小為

1.5N,則該滑輪組的機(jī)械效率為。

〃//〃//

□

【答案】80%

【真題來(lái)源2】2021年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2m,所用拉力尸=100N,若該過(guò)

程中滑輪組的機(jī)械效率為80%,則滑輪組對(duì)重物做的有用功為J0

Q▼

V、F

I

【答案】320

【真題來(lái)源3】2020年安徽省中考物理試題

【真題題文】如圖所示，工人沿斜面用一定大小的力斤把一重為600N的物體從斜面底部勻

速推到頂部（不考慮物體的大?。?。已知斜面長(zhǎng)L=3m,高若該過(guò)程中斜面的效率

為60%,力產(chǎn)所做的功為Jo

F1h

【答案】1500

【真題來(lái)源4】2019年安徽中考物理試題

【真題題文】用沿斜面向上大小為3.5N的力將一個(gè)重為4.9N的物體從斜面底端勻速拉到頂

端。已知斜面長(zhǎng)為2m,高為1m,則該過(guò)程中斜面的機(jī)械效率為0

【答案】70%

小考點(diǎn)解讀Q

【試題解析】

真題來(lái)源1由圖可知，滑輪組承擔(dān)重物的繩子股數(shù)為〃=3,則由

n=^-xl00%=—xl00%=—xlOO%

現(xiàn)FsnF

可知，該滑輪組的機(jī)械效率為

77=—X100%=3-6N-X100%=80%

nF3xl.5N

真題來(lái)源2滑輪組的動(dòng)滑輪繞2段繩，繩子自由端移動(dòng)的距離

s=2%=2x2m=4m

總功

W點(diǎn)=網(wǎng)=100Nx4m=400J

對(duì)重物做的有用功為

W/W點(diǎn)〃=400Jx80%=320J

真題來(lái)源3工人所做的有用功為

W^=G/j=600Nxl.5m=900J

由〃=*xl00%得

黑"。J

真題來(lái)源4使用斜面時(shí)做的有用功

%=G/z=4.9Nxlm=4.9J

拉力所做的功

%=Fs=3.5Nx2m=7J

斜面的機(jī)械效率

49J

〃=上x(chóng)lOO%=xlOO%=70%

艱7J

【命題知識(shí)點(diǎn)】

1.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。

公式：Wm=Gh（提升重物）=皿息一卬額=總；斜面：W有用=G〃。

2.額外功：并非需要但又不得不做的功。

公式：W額=卬總一W有用=6動(dòng)〃（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面：W額機(jī)。

3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。

公式：卬總=卬有用+卬額=打=卬有用/〃；斜面：W,e=fL+Gh=FL.

4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：77=2x100%

5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r）

（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：〃=—

FS

（G為物重，/?為物體提升高度，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：rj=—

FS

（f為摩擦力，/為物體移動(dòng)距離，尸為拉力，s為繩子自由端走的距離）。

Gh

6.斜面的機(jī)械效率：r,=—

FS

I模擬預(yù)測(cè)卡

、

一、填空題

1.（2023?安徽淮北?統(tǒng)考二模）如圖甲為小陽(yáng)舉著啞鈴的前臂骨骼，可將其視為如圖乙所示

的杠桿，不計(jì)前臂自重，小陽(yáng)的肱二頭肌能施加的最大拉力B=500N,他平時(shí)鍛煉時(shí)最大能

舉起質(zhì)量為12.5kg的杠鈴，則0A:OB=（g取10N/kg）。

AF

-----A~

乙

甲

【答案】1：4

【解析】杠鈴重力為

G=mg=12.5kgx1ON/kg=125N

根據(jù)杠桿平衡條件可得

片？。4G?OB

即

500NxOA=125NxOB

則

OA：OB=1：4

2.（2023?安徽黃山??？家荒＃┤鐖D所示，輕質(zhì)杠桿AOB的A、5兩端掛有輕質(zhì)細(xì)繩，且AO

=203,3點(diǎn)掛有重力為30N的物體M,當(dāng)在A點(diǎn)掛上物體m時(shí)，杠桿水平平衡，此時(shí)物

體M對(duì)地面的壓強(qiáng)是不掛物體m時(shí)的一半，則物體m的重力為No（不計(jì)摩擦）

A°

----------------ZS---------

□mI

M

\\\\\\\

【答案】7.5

【解析】杠桿水平平衡，此時(shí)物體M對(duì)地面的壓強(qiáng)是不掛物體m時(shí)的一半，由于M與地

面的接觸面積不變，根據(jù)P=（可知，此時(shí)的壓力為M的重力的一半，所以此時(shí)M對(duì)地面

的壓力

F=30Nx-=15N

2

M受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力、豎直向上的支持力的作用，處于平衡狀態(tài)，則

豎直向上的拉力

F=G-F=30N-15N=15N

根據(jù)物體間力的作用是相互的可知，細(xì)繩對(duì)杠桿的拉力為

FM=F=15N

根據(jù)杠桿的平衡條件可知

GxAO=FMXOB

則物體m的重力

G=FMX0B^15NX-=7.5N

OA2

則物體m的重力為7.5N。

3.（2023?安徽滁州??？家荒＃﹫D甲是人體肱二頭肌工作時(shí)的原理圖，我們可以將這幅圖簡(jiǎn)

化成如圖乙所示的杠桿。若圖中后為重20N的鉛球?qū)λ綌傞_(kāi)的手掌的壓力，小臂在圖中

位置平衡，則肱二頭肌對(duì)小臂的拉力Fi=No

Fi

Fl

6cm

...........

30cm

甲乙

【答案】100

【解析】由圖乙可知，人為動(dòng)力，其動(dòng)力臂〃=6cm,仍為阻力，阻力臂/2=30cm,根據(jù)杠

桿平衡條件FiSFzb得

Fix6cm=20Nx30cm

解得

F；=100N

4.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示為古代投石機(jī)的簡(jiǎn)化圖。已知杠桿與水平地

面的夾角為37。，OA為2m,08為0.4m,當(dāng)阻力尸2為500N時(shí)，求動(dòng)力B為N

（已知cos370=0.8,sin37°=0.6）o

【答案】125

【解析】已知杠桿AB與水平地面的夾角為37。，動(dòng)力臂為

=OAcos37°=2mx0.8=1.6m

由杠桿平衡條件耳4=月上得

xl.6m=500Nx0.4m

解得B=125N。

5.（2022?安徽池州?統(tǒng)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲是一種A字型握力器，它可抽象為兩個(gè)杠桿，其

下側(cè)杠桿結(jié)構(gòu)圖如圖乙所示，。點(diǎn)為支點(diǎn)，08長(zhǎng)為10cm,若在8點(diǎn)施加一個(gè)垂直于的

握力，阻力B為3000N,。點(diǎn)到B的垂直距離為0.2cm,則此時(shí)的握力大小為N。

【答案】60

【解析】［1］由題意可知，動(dòng)力臂

4=10cm

阻力力臂

L2=0.2cm

由杠桿平衡條件可得

KxLj—F?義L?

所以握力大小

6.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，小明做家務(wù)打掃地面時(shí)，經(jīng)常會(huì)把餐桌從一

側(cè)抬起，杠桿模型簡(jiǎn)化成圖乙、丙所示；從A點(diǎn)抬起的力為0,從B點(diǎn)抬起的力為尸B,則

【答案】=

【解析】由圖示可知，當(dāng)從A點(diǎn)抬起時(shí)，動(dòng)力臂是阻力臂0/P的2倍；當(dāng)從8點(diǎn)抬起

時(shí)，動(dòng)力臂仍2也是阻力臂02尸的2倍，由杠桿的平衡條件可知

"3='

所以

FA=FB

二、單選題

7.（2022?安徽?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）商代時(shí)期，古人在農(nóng)業(yè)灌溉方面使用的桔棒俗稱(chēng)“吊桿”，

是一種原始的汲水工具，如圖甲所示，它是在一根豎立的架子上加上一根細(xì)長(zhǎng)的杠桿，當(dāng)中

是支點(diǎn)，末端懸掛一個(gè)重物，前端懸掛水桶。一起一落，汲水時(shí)可以省力。杠桿模型如圖乙

所示，。氏。4=3：2,重物重為100N,若不計(jì)整個(gè)杠桿重力和水桶的重力，古人汲水時(shí)所需

的最小力（）

B0A

'F

重

物

甲乙

A.豎直向上100NB.豎直向上150N

C.豎直向下500ND.豎直向下150N

【答案】D

【解析】由題可知，古人汲水時(shí)需用力向下拉繩子，將重物吊起，才能將桶放入水中來(lái)汲水,

根據(jù)杠桿條件可知，當(dāng)阻力、阻力臂一定時(shí)，動(dòng)力臂越長(zhǎng)，動(dòng)力越小，所以當(dāng)OA為動(dòng)力臂

時(shí)，人施加的力最小，方向?yàn)樨Q直向下。根據(jù)杠桿平衡條件得

FxOA=GxOB

所以古人汲水時(shí)所需的最小力為

F=—xG=-xlOON=15ON

OA2

故ABC不符合題意，D符合題意。

故選D。

三、計(jì)算題

8.（2023.安徽滁州.?？家荒＃┙郯羰侵袊?guó)古代的一種汲水工具，桔椽的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)普

通的杠桿。如圖甲所示，橫桿的一端用繩子與水桶相連，另一端綁上一塊重石頭。當(dāng)要提水

時(shí)，人用力向下拉繩子使水桶下降到水面以下并讓水流入水桶。當(dāng)水桶裝滿(mǎn)水后，就讓另一

端石頭下降，通過(guò)杠桿作用，就可將水桶提升。這樣汲水過(guò)程的主要用力方向是向下，由于

向下用力可以借助人的體重，因而大大減少了人們提水的疲勞程度。

直桿

（1）圖乙是桔椽的模型，已知80=lm,AO=2m,空水桶重20N,石頭重400N。請(qǐng)計(jì)算

人至少要用多大的力才能使空水桶勻速下降？

（2）若水桶裝滿(mǎn)水后的總重為190N,則把裝水后的水桶從水井中拉起時(shí)，人需要給繩子向

上的拉力嗎？若無(wú)需拉力，請(qǐng)分析說(shuō)明；若需要拉力，請(qǐng)計(jì)算大小。

【答案】（1）180N；（2）無(wú)需拉力

【解析】解：(1)當(dāng)空水桶勻速下降時(shí)，此時(shí)人在向下拉繩子，根據(jù)杠桿的平衡條件可得

QG桶+F)X.LOA—G^X-LOB

則

(20N+F)x2m=400Nxlm

解得尸=180N。

(2)當(dāng)裝滿(mǎn)水的水桶上升時(shí)，動(dòng)力動(dòng)力臂的乘積為

G^x￡OB=400Nxlm=400N?m

阻力阻力臂的乘積為

GSXLOA—190Nx2m=380N-m

由于動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積大于阻力與阻力臂的乘積，所以人無(wú)需給繩子向上的拉力。

答:(1)人至少要用180N的力才能使空水桶勻速下降；

(2)人無(wú)需要給繩子向上的拉力。

9.(2023?安徽亳州?校考一模)在學(xué)校開(kāi)展的勞動(dòng)教育實(shí)踐活動(dòng)中，身高相同的小聰和小明

兩位同學(xué)用根質(zhì)量不計(jì)的均勻扁擔(dān)抬起一個(gè)900N的重物，已知扁擔(dān)長(zhǎng)為1.8m,抽象成物理

模型如圖所示。

(1)以小明的肩2點(diǎn)為支點(diǎn)，小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力物為動(dòng)力，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出杠桿所受阻

力的示意圖(注意標(biāo)明阻力作用點(diǎn))；

(2)若重物懸掛點(diǎn)。為扁擔(dān)的中點(diǎn)，計(jì)算小聰?shù)募鏏點(diǎn)支持力協(xié)；

(3)若在(2)中小聰?shù)募鐝腁點(diǎn)向。點(diǎn)靠近時(shí)，請(qǐng)判斷小明對(duì)扁擔(dān)支持力的大小將如

何變化？并通過(guò)列式說(shuō)明理由。

AA51Z\5

AmAB

【答案】(1)Q](2)450N；(3)減小，