3.4 簡(jiǎn)單機(jī)械（1）（原卷版）

3.4簡(jiǎn)單機(jī)械（1）

學(xué)習(xí)目錄

目錄

模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)....................................................................................................................................1

模塊二知識(shí)掌握....................................................................................................................................2

知識(shí)點(diǎn)一、杠桿..............................................................................................................................2

知識(shí)點(diǎn)二、滑輪.............................................................................................................................5

【鞏固提高】..........................................................................................................................................8

知識(shí)重點(diǎn)

模塊一知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

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模塊二知識(shí)掌握

知識(shí)點(diǎn)一、杠桿

定義在的作用下能繞轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒叫做杠桿

五個(gè)要素:使杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)

使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力:從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離

:阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離

杠桿平衡指杠桿保持狀態(tài)或狀態(tài)，我們?cè)谧鲅芯扛軛U的平衡條

件的實(shí)驗(yàn)時(shí)，是指杠桿的處于平衡。

文字公式：，符號(hào)公式：

分類(lèi)a.L1＞L2時(shí)，叫杠桿，其特點(diǎn)是省了力,但費(fèi)了。

如開(kāi)、、、等

b.L1＜L2時(shí)，叫杠桿，其特點(diǎn)是費(fèi)了力,但省了。

如、、、縫紉機(jī)腳踏板等。

c.L1=L2時(shí)，叫杠桿，其特點(diǎn)是不省力也不費(fèi)力，不省距離也不費(fèi)距離。

如、等

實(shí)際應(yīng)用的杠桿形狀是各異的，可以是的，也可以是的

[例題1]如圖所示，杠桿OA在力F1、F2的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，L2是力F2的力臂，請(qǐng)

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在圖中作出F1的力臂L1和力F2。

[例題2]（2023?舟山一模）如圖所示筷子盒在A處施加向下的力時(shí)，筷子會(huì)從出口滾出。忽略筷

子的壓力，以下能正確表示按下A處時(shí)杠桿示意圖的是（）

A．B．

C．D．

[例題3]（2023?樂(lè)清市模擬）為拔除外來(lái)入侵物種“一枝黃花”，小明自制輕質(zhì)拔草器，如圖甲所

示。用該裝置拔除同一植株，若l1＞l2＞l3＝l4，下列操作中最省力的是（）

A．B．

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C．D．

[例題4]（2023?湖州模擬）即將放寒假，某同學(xué)利用拉桿箱將學(xué)校里的物品運(yùn)回家里。他所用的拉

桿箱示意圖如圖所示。裝有物品的拉桿箱整體可視為杠桿，O為支點(diǎn)，B為重心，A為拉桿的

端點(diǎn)。在A點(diǎn)沿圖示方向施加拉力F使拉桿箱保持靜止。下列說(shuō)法中正確的是（）

A．其他條件不變，僅伸長(zhǎng)拉桿的長(zhǎng)度，拉力F增大

B．其他條件不變，拉力F的方向沿順時(shí)針改變20°，拉力F減小

C．箱內(nèi)物體下滑，重心位置由B變至B′，拉力F增大

D．使拉力F的方向沿順時(shí)針改變40°，通過(guò)調(diào)節(jié)拉力大小，不能使拉桿箱保持靜止

[例題5]（2022秋?西湖區(qū)校級(jí)期中）有一質(zhì)量分布不均勻的木條，質(zhì)量為2.4kg，長(zhǎng)度為AB，C

1

為木條上的點(diǎn)，AC=AB。現(xiàn)將兩臺(tái)完全相同的臺(tái)秤甲、乙放在水平地面上，再將此木條支放

4

在兩秤上，B端支放在乙秤上。C點(diǎn)支放在甲秤上，此時(shí)甲科的示數(shù)是0.8kg，如圖所示。則欲

使乙秤的示數(shù)變?yōu)?，應(yīng)將甲秤向右移動(dòng)的距離是（支放木條的支架重不計(jì)）（）

1113

A．ABB．ABC．ABD．AB

8424

[例題6]（2023?蕭山區(qū)模擬）在體育鍛煉時(shí)，小金雙腳并攏，腳尖O觸地，腳后跟踮起，手掌支

撐在豎直墻壁上，手臂水平，A為人體重心所在位置，此時(shí)墻壁對(duì)手掌的支撐力是F，如圖所

示。不計(jì)墻壁對(duì)手掌的摩擦力。

（1）小金質(zhì)量為48kg，則墻壁對(duì)人的支撐力約為多少？（g取10N/kg）

（2）若增大腳尖與墻壁的距離，手臂仍然水平支撐在墻壁上，支撐力F變大還是變??？分析并

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說(shuō)明理由。

（3）若要做撐墻俯臥撐，增加該鍛煉的功率的方法有哪些？舉1例：。

知識(shí)點(diǎn)二、滑輪

1.定滑輪是杠桿，不省，但可以改變力的。

2.動(dòng)滑輪是動(dòng)力臂等于阻力臂倍的杠桿，使用動(dòng)滑輪可以省的力：F=G

3.滑輪組既能省力又能改變力的方向。重物和動(dòng)滑輪的總重力由n段繩子承擔(dān)，提起重物所用的力

就是總重力的n分之一,即F=G，拉力所通過(guò)的距離為物體上升距離的倍。

[例題7]（2023?海曙區(qū)校級(jí)一模）現(xiàn)有史籍中最早討論滑輪的是《墨經(jīng)》。書(shū)中將向上提舉重物的

力稱(chēng)為“挈”，將自由往下降落稱(chēng)為“收”，將整個(gè)滑輪稱(chēng)為“繩制”（圖1）?，F(xiàn)分別用甲、乙

兩個(gè)力替代“收”（圖2），使重物在相同的時(shí)間內(nèi)勻速上升相同高度。不計(jì)繩重和摩擦，下列

說(shuō)法正確的是（）

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A．使用這個(gè)滑輪能省力

B．甲拉力大小等于乙拉力大小

C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功

D．甲拉力使繩自由端移動(dòng)的速度小于乙拉力使繩自由端移動(dòng)的速度

[例題8]（2021秋?柯橋區(qū)期末）如圖所示，分別用力F1、F2、F3勻速提起重物A，若不計(jì)摩擦，

關(guān)于三個(gè)力的大小關(guān)系，下列選項(xiàng)中正確的是（）

A．F1＝F2＝F3B．F1＞F2＞F3C．F2＞F1＝F3D．F1＜F2＜F3

[例題9]（2022秋?溫州期末）小明用如圖裝置“測(cè)量大氣壓”時(shí)，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的量程太小，無(wú)法

拉開(kāi)緊貼在地面上的吸盤(pán)，于是他加了一個(gè)輕質(zhì)滑輪，若不計(jì)滑輪自重和摩擦，下列操作最有

可能完成實(shí)驗(yàn)的是（）

A．B．

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C．D．

[例題10]工人站在地上利用滑輪組把貨物提起來(lái)，請(qǐng)你把圖中繩子的繞線方法補(bǔ)充完整。

[例題11]（2023?蕭山區(qū)校級(jí)二模）如圖所示，滑輪組懸掛在水平鋼架上，某工人站在水平地面上，

豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，5s內(nèi)使物體A勻速上升1.5m，提升過(guò)程中繩子自由端拉力F的功

率為180W。已知物體A重540N，該工人重700N。不計(jì)繩重和摩擦，下列關(guān)于該過(guò)程的說(shuō)法

正確的是（）

A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3m/s

B．動(dòng)滑輪重160N

C．該工人對(duì)地面的壓力為400N

D．繩子自由端受到豎直向下的拉力為200N

[例題12]（2023?溫州模擬）如圖所示，用10N的力F沿水平方向拉滑輪，可使物體A以0.2m/s的

速度在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)。彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)恒為2N（不計(jì)滑輪、測(cè)力計(jì)、繩子的重力，滑輪

的轉(zhuǎn)軸光滑）。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

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A．物體A受到地面水平向右3N的摩擦力

B．物體A受到B的摩擦力是2N

C．滑輪移動(dòng)的速度是0.1m/s

D．拉力F做功功率為4W

[例題13]（2022秋?嵊州市期末）如圖所示是小明家使用的升降衣架，它是通過(guò)一些簡(jiǎn)單機(jī)械組合

來(lái)方便地晾起衣服。每個(gè)滑輪重1牛，橫梁和衣架總重量為10牛。當(dāng)晾衣架上所掛衣服重量為

60牛時(shí)，小明同學(xué)用力F拉動(dòng)繩子自由端，在5s時(shí)間內(nèi)使衣服勻速上移了1m，不計(jì)繩重和摩

擦。

（1）該升降衣架的6個(gè)滑輪中，動(dòng)滑輪有個(gè)。

（2）小明所用拉力的大小為多少牛？

（3）拉力的功率大小為多少瓦？

【鞏固提高】

1.（2023?衢江區(qū)一模）人抬頭時(shí)頭部可以看作一個(gè)杠桿，下列能正確表示抬頭時(shí)該杠桿的支點(diǎn)、

動(dòng)力和阻力示意圖的是（）

A．B．

C．D．

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2.（2022秋?下城區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，是自卸車(chē)的示意圖，車(chē)廂部分可視為杠桿，則下列分

析錯(cuò)誤的是（）

A．C點(diǎn)是支點(diǎn)

B．液壓桿B施加力是動(dòng)力

C．阻力只有貨物的重力

D．物體A放在車(chē)廂后部可省力

3.（2023?寧波模擬）小科家有一塊菜板，平時(shí)不用的時(shí)候，就靠在灶臺(tái)的墻上。有一次，小科在

家?guī)蛬寢屜赐昕曜雍?，把裝有筷子的筷籠子放到菜板前時(shí)，碰到了菜板下端，結(jié)果菜板倒了下

來(lái)，還撞倒了剛放好的筷籠子，導(dǎo)致筷子掉了一地，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．菜板放置時(shí)，與水平面夾角越大，菜板越容易滑倒

B．若墻面是光滑的，菜板依然可以保持平衡

C．若將菜板上端點(diǎn)看作支點(diǎn)，則菜板重力和灶臺(tái)對(duì)菜板的支持力可以使杠桿保持平衡

D．筷籠子被撞倒后，若不計(jì)空氣阻力，筷子將做直線運(yùn)動(dòng)

4.（2023?文成縣二模）如圖所示，杠桿OA的B點(diǎn)掛著重物G，A端用細(xì)繩掛在圓弧EF上，此

時(shí)OA恰成水平，且A點(diǎn)與圓弧形架EF的圓心重合。當(dāng)繩AM的M端從E點(diǎn)緩慢滑到F點(diǎn)的

過(guò)程中，繩對(duì)A點(diǎn)拉力的大小將（）

A．逐漸變大B．逐漸變小

C．先變大再變小D．先變小再變大

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5.（2023?平陽(yáng)縣二模）如圖所示，木棒OA可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)有一方向不變的

水平力F作用于棒的A端，使棒從豎直位置緩慢地轉(zhuǎn)到偏角為θ的地方（θ＜90°）．設(shè)M為

動(dòng)力與動(dòng)力臂的乘積，則在此過(guò)程中（）

A．F不斷變大，M不斷變大B．F不變，M逐漸變大

C．F逐漸變小，M逐漸變小D．F逐漸變大，M逐漸變小

6.（2023?柯橋區(qū)模擬）如圖所示，一根質(zhì)地均勻的木桿可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，在木桿的右端施加

一個(gè)始終垂直于桿的作用力F，使桿從OA位置勻速轉(zhuǎn)到OB位置的過(guò)程中，力F的大小將（）

A．一直是變大的B．一直是變小的

C．先變大，后變小D．先變小，后變大

7.（2023?路橋區(qū)一模）如圖是一種切甘蔗用的鍘刀示意圖。為了切斷甘蔗，下列最省力的是（）

A．F1B．F2C．F3D．F4

8.（2023?鹿城區(qū)校級(jí)一模）為了拔除外來(lái)入侵物種“一枝黃花”，農(nóng)業(yè)專(zhuān)家自制輕質(zhì)拔草器，如

圖所示，將拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手對(duì)拔草器施力，可將植株連根拔起。若拔

同一植株，手施力最小的是（）

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A．B．

C．D．

9.（2021秋?溫嶺市期中）如圖所示，健身員向下擺動(dòng)腳踝使細(xì)繩拉著物體緩慢提升時(shí)，圖中的

滑輪是（）

A．定滑輪，可省力

B．動(dòng)滑輪，可省力

C．定滑輪，可改變力的方向

D．動(dòng)滑輪，可改變力的方向

10.（2020秋?杭州期中）如圖，甲、乙實(shí)驗(yàn)可以得出“定滑輪不能省力”這一結(jié)論。小敏想通過(guò)

一次實(shí)驗(yàn)既得出結(jié)論，又能直接顯示出鉤碼的重力大小，于是在左側(cè)加上一個(gè)相同的彈簧測(cè)力

計(jì)（彈簧測(cè)力計(jì)重力不能忽略、繩和滑輪之間摩擦不計(jì)）。下列四套裝置中能實(shí)現(xiàn)的是（）

A．B．C．D．

11.（2022秋?衢江區(qū)校級(jí)期末）如圖所示，物體A重為200N，C、D滑輪重均為30N。物體B重

為120N，它恰好能拉著A向右勻速運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)用水平向左的拉力F作用于物體A上，使物體B

在5s內(nèi)勻速上升了0.8m，則：（不計(jì)繩重和摩擦）

（1）圖中D為（填“定”或“動(dòng)”）滑輪，C在此次提升重物過(guò)程中的作用是。

（2）拉力F的大小為N，拉力F的功率為W。

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12.（2022秋?臺(tái)州期末）我國(guó)企業(yè)承建的2022年世界杯主場(chǎng)館——盧塞爾體育場(chǎng)，創(chuàng)下全球最大

跨度索網(wǎng)屋面單體建筑等六大世界之最。

（1）索網(wǎng)的主體部分是索鋼，鋼是一種（選填“合金”或“有機(jī)合成”）材料，其中加入

了一定量的鉻和鎳，是通過(guò)改變金屬的來(lái)達(dá)到防銹的目的。

（2）在吊索網(wǎng)過(guò)程中使用了大量的滑輪裝置。用如圖甲的滑輪組提升重20000牛的物體，拉力F

為7000牛，不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪的重力是。物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖乙

所示，則反應(yīng)繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是（選填“A”或“B”）。

13.（2022春?柯城區(qū)校級(jí)月考）在探究動(dòng)滑輪使用特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，各小組按照如圖中所示的實(shí)驗(yàn)

器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)器材都相同，每次都勻速提起鉤碼，實(shí)驗(yàn)中不計(jì)繩重和摩擦。

（1）由所學(xué)知識(shí)我們知道：使用動(dòng)滑輪可以省一半的力，根據(jù)A、B兩圖求出他們所用動(dòng)滑輪的

重力為N。

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（2）比較B、C、D三圖可知，使用動(dòng)滑輪勻速提起同一重物時(shí)的拉力大小可能會(huì)不同，其拉力

大小不同的原因是。

（3）根據(jù)如果家里安裝日光燈，你認(rèn)為更合理的是。

14.（2022秋?諸暨市期中）小金是運(yùn)動(dòng)會(huì)儀仗隊(duì)的旗手（如圖）。他豎直舉旗前進(jìn)時(shí)，風(fēng)給紅旗的

水平阻力是20N，其作用點(diǎn)可以看成在A點(diǎn)。已知A、B間的距離為1.6m，B、C間的距離為

0.4m，B點(diǎn)手對(duì)旗桿施加的最小的力是N。如果風(fēng)力變大，小金可采取哪些方法仍保持

旗子豎直（寫(xiě)出一種方法即可）。

15.（2021秋?北侖區(qū)校級(jí)期末）在粗糙的地面有一個(gè)的盛滿油的圓柱桶，高120厘米，底部直徑

為50厘米，重力為1300牛頓，要使底部A點(diǎn)稍離地面，在D點(diǎn)至少需加一個(gè)牛的推力。

若將油桶繞B點(diǎn)推倒時(shí)，推力至少要做焦耳的功。

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16.（2022秋?西湖區(qū)校級(jí)期中）小科家里進(jìn)行裝修，裝修的工人從建材市場(chǎng)運(yùn)來(lái)1張質(zhì)量均勻的

矩形實(shí)木板和一桶墻面漆，木板的規(guī)格是1.2m×2m×0.015m，