中考物理簡(jiǎn)單機(jī)械專題試題匯編一、引言簡(jiǎn)單機(jī)械是初中物理力學(xué)部分的重要組成，也是中考物理的核心考點(diǎn)之一。它不僅與日常生活緊密相連，更是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力的重要載體。本專題匯編旨在通過對(duì)杠桿、滑輪、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械的核心知識(shí)點(diǎn)梳理，并輔以典型例題解析，幫助同學(xué)們鞏固基礎(chǔ)，掌握解題方法，提升應(yīng)試能力。二、核心知識(shí)點(diǎn)回顧在深入試題之前，我們先來回顧一下簡(jiǎn)單機(jī)械的核心概念與規(guī)律，這是解決一切相關(guān)問題的基礎(chǔ)：1.杠桿：在力的作用下能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒。*支點(diǎn)（O）：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的固定點(diǎn)。*動(dòng)力（F?）：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。*阻力（F?）：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力。*動(dòng)力臂（L?）：從支點(diǎn)到動(dòng)力作用線的垂直距離。*阻力臂（L?）：從支點(diǎn)到阻力作用線的垂直距離。*杠桿平衡條件（杠桿原理）：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，即F?L?=F?L?。*杠桿的分類：省力杠桿（L?>L?，F(xiàn)?<F?，費(fèi)距離）、費(fèi)力杠桿（L?<L?，F(xiàn)?>F?，省距離）、等臂杠桿（L?=L?，F(xiàn)?=F?，不省力也不省距離）。2.滑輪：周邊有槽，能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪。*定滑輪：軸固定不動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不省力，但能改變力的方向。*動(dòng)滑輪：軸隨物體一起移動(dòng)的滑輪。實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的省力杠桿，能省一半力，但不能改變力的方向，且費(fèi)距離（不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦?xí)r）。*滑輪組：定滑輪和動(dòng)滑輪組合而成。既能省力，又能改變力的方向（根據(jù)繞線方式而定）。省力情況取決于承擔(dān)物重的繩子段數(shù)（n），不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦?xí)r，拉力F=G/n；考慮動(dòng)滑輪重力時(shí)，拉力F=(G+G動(dòng))/n。3.斜面：一種省力的簡(jiǎn)單機(jī)械。在不考慮摩擦?xí)r，F(xiàn)L=Gh，即斜面長(zhǎng)是斜面高的幾倍，拉力就是物重的幾分之一。三、典型例題解析（一）杠桿例題1（選擇題）：下列工具在使用過程中，屬于省力杠桿的是（）A.筷子B.釣魚竿C.羊角錘拔釘子D.鑷子答案：C解析：判斷杠桿類型的關(guān)鍵是比較動(dòng)力臂和阻力臂的大小。羊角錘拔釘子時(shí)，其支點(diǎn)位于錘柄與接觸面的接觸點(diǎn)，動(dòng)力作用在錘柄末端，阻力作用在釘子上。此時(shí)動(dòng)力臂遠(yuǎn)大于阻力臂，根據(jù)杠桿平衡條件，動(dòng)力小于阻力，因此是省力杠桿。而筷子、釣魚竿、鑷子在使用時(shí)，動(dòng)力臂均小于阻力臂，屬于費(fèi)力杠桿，目的是省距離。例題2（填空題）：如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在A點(diǎn)施加一豎直向下的力F，使杠桿在水平位置平衡。若將力F的方向改為沿虛線方向施加，要使杠桿仍在水平位置平衡，則力F的大小將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。答案：變大解析：當(dāng)力F豎直向下時(shí)，其力臂為OA的長(zhǎng)度。當(dāng)力F改為沿虛線方向時(shí)，動(dòng)力的作用線發(fā)生了變化，此時(shí)從支點(diǎn)O到該力作用線的垂直距離（即新的動(dòng)力臂L?'）變小了。由于阻力（如杠桿自身重力或A點(diǎn)懸掛重物的重力）和阻力臂不變，根據(jù)杠桿平衡條件F?L?=F?L?，L?減小，為了保持平衡，F(xiàn)?必須變大。例題3（作圖題）：如圖所示，是用羊角錘拔釘子的示意圖。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出：（1）阻力F?的示意圖；（2）動(dòng)力F?的力臂L?。答案：（作圖略，需體現(xiàn)以下要點(diǎn)）（1）阻力F?作用在釘子上，方向豎直向下。（2）從支點(diǎn)O向動(dòng)力F?的作用線作垂線，垂線段的長(zhǎng)度即為動(dòng)力臂L?。解析：作圖題首先要明確相關(guān)要素。阻力是釘子對(duì)錘子的阻礙作用，方向與釘子被拔出的方向相反，即豎直向下。力臂的畫法嚴(yán)格遵循“從支點(diǎn)作力的作用線的垂線”這一原則，并用大括號(hào)或帶箭頭的線段標(biāo)明，同時(shí)標(biāo)上字母L?。例題4（計(jì)算題）：一根輕質(zhì)杠桿，在左右兩端分別掛有質(zhì)量為m?=2kg和m?=5kg的物體時(shí)，杠桿在水平位置平衡。已知左端物體到支點(diǎn)的距離為0.5m，求右端物體到支點(diǎn)的距離。（g取10N/kg）答案：0.2m解析：已知：m?=2kg，m?=5kg，L?=0.5m，g=10N/kg。求：L?。解：根據(jù)杠桿平衡條件F?L?=F?L?。左右兩端的力分別為物體的重力：F?=G?=m?g=2kg×10N/kg=20NF?=G?=m?g=5kg×10N/kg=50N則：L?=F?L?/F?=(20N×0.5m)/50N=0.2m。答：右端物體到支點(diǎn)的距離為0.2m。（二）滑輪與滑輪組例題5（選擇題）：關(guān)于定滑輪和動(dòng)滑輪，下列說法正確的是（）A.定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，既不省力也不省距離B.動(dòng)滑輪的實(shí)質(zhì)是費(fèi)力杠桿，省力但費(fèi)距離C.使用定滑輪提升重物時(shí)，繩子自由端移動(dòng)的距離大于重物上升的距離D.使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，若不計(jì)摩擦，拉力大小一定是物重的一半答案：A解析：定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，A選項(xiàng)正確。動(dòng)滑輪實(shí)質(zhì)是動(dòng)力臂為阻力臂二倍的省力杠桿，能省力但費(fèi)距離，故B錯(cuò)誤。使用定滑輪不省距離，繩子自由端移動(dòng)距離等于重物上升距離，C錯(cuò)誤。使用動(dòng)滑輪時(shí)，只有在不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦，且拉力方向豎直向上時(shí)，拉力才約為物重的一半，若考慮動(dòng)滑輪重力或拉力方向不豎直，該結(jié)論不成立，故D錯(cuò)誤。例題6（填空題）：如圖所示的滑輪組，用它勻速提升重為G的物體。若不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦，則拉力F=______G。若實(shí)際拉力為F'，且已知?jiǎng)踊喌闹亓镚動(dòng)，則此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η=______（用題目所給字母表示）。答案：1/3；(G/(3F'))×100%或(G/(G+G動(dòng)))×100%(取決于是否考慮F'與G動(dòng)的關(guān)系)解析：判斷滑輪組省力情況的關(guān)鍵是確定承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n。圖中（假設(shè)為最常見的由一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成，繩子從動(dòng)滑輪掛鉤開始繞），有3段繩子承擔(dān)物重，因此n=3。不計(jì)動(dòng)滑輪重力和摩擦?xí)r，F(xiàn)=G/n=G/3。機(jī)械效率η=W有/W總×100%。W有=Gh，W總=F's。由于s=nh，所以η=Gh/(F'nh)=G/(nF')×100%=G/(3F')×100%。若用G和G動(dòng)表示（不計(jì)摩擦?xí)r），W總=(G+G動(dòng))h，則η=Gh/[(G+G動(dòng))h]×100%=G/(G+G動(dòng))×100%。例題7（作圖題）：請(qǐng)?jiān)趫D中用筆畫線代替繩子，將兩個(gè)滑輪組成最省力的滑輪組，用來提升重物。答案：（作圖略）最省力的繞法是使承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n最多。對(duì)于一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組，n最大為3（繩子從動(dòng)滑輪開始繞）。解析：滑輪組的繞線方式?jīng)Q定了省力程度。要達(dá)到最省力，應(yīng)盡可能增加承擔(dān)物重的繩子段數(shù)。通常，“奇動(dòng)偶定”是一個(gè)簡(jiǎn)單的記憶方法：當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子起始端系在動(dòng)滑輪的掛鉤上；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，起始端系在定滑輪的掛鉤上。例題8（計(jì)算題）：用如圖所示的滑輪組（n=3）勻速提升一個(gè)重為600N的物體，繩子自由端的拉力為250N。求：（1）此過程中所做的有用功；（2）拉力所做的總功；（3）該滑輪組的機(jī)械效率。（假設(shè)物體被提升的高度為2m）答案：（1）1200J；（2）1500J；（3）80%解析：已知：G=600N，F(xiàn)=250N，n=3，h=2m。求：W有，W總，η。解：（1）W有=Gh=600N×2m=1200J。（2）繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh=3×2m=6m。W總=Fs=250N×6m=1500J。（3）η=W有/W總×100%=1200J/1500J×100%=80%。答：（1）有用功為1200J；（2）總功為1500J；（3）機(jī)械效率為80%。（三）斜面例題9（填空題）：斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，使用斜面的好處是可以______。若一個(gè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h，不計(jì)摩擦，用平行于斜面的力F將重為G的物體勻速推上斜面頂端，則F=______（用G、h、L表示）。答案：省力；Gh/L解析：斜面的特點(diǎn)是省力費(fèi)距離。在不計(jì)摩擦的理想情況下，使用斜面所做的額外功為零，總功等于有用功，即FL=Gh，因此F=Gh/L。由于L>h，所以F<G，達(dá)到省力目的。例題10（計(jì)算題）：一個(gè)工人用平行于斜面的力，把重為800N的貨物沿著長(zhǎng)5m、高1m的斜面勻速推上頂端。已知斜面的機(jī)械效率為80%，求：（1）工人做的有用功；（2）工人做的總功；（3）工人施加的推力。答案：（1）800J；（2）1000J；（3）200N解析：已知：G=800N，h=1m，L=5m，η=80%。求：W有，W總，F(xiàn)。解：（1）W有=Gh=800N×1m=800J。（2）由η=W有/W總×100%得，W總=W有/η=800J/80%=1000J。（3）由W總=FL得，F(xiàn)=W總/L=1000J/5m=200N。答：（1）有用功為800J；（2）總功為1000J；（3）推力為200N。四、備考策略與技巧1.夯實(shí)基礎(chǔ)，理解概念：對(duì)杠桿的五要素、平衡條件，滑輪的特點(diǎn)，斜面的原理等基本概念和規(guī)律要深刻理解，這是解題的前提。2.重視作圖，規(guī)范操作：力臂的畫法、滑輪組的繞線是中考常見的作圖題型，務(wù)必掌握規(guī)范的作圖方法，明確每一步的依據(jù)。3.分析受力，明確關(guān)系：在解決力學(xué)問題時(shí)，準(zhǔn)確分析物體的受力情況，找出各力之間的關(guān)系（如滑輪組中拉力與物重、動(dòng)滑輪重、摩擦力的關(guān)系）至關(guān)重要。4.掌握公式，靈活運(yùn)用：杠桿平衡條件、機(jī)械效率公式、功的公式等要熟練記憶，并能根據(jù)題目條件靈活選擇和變形運(yùn)用。注意單位統(tǒng)一。5.聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致