专题10 功和机械能 简单机械-【好题汇编】5年（2020-2024）中考1年模拟物理分类汇编（江西专用）

专题10 功和机械能 简单机械 【回归基本概念】 1．（2024·江西·中考真题）如图所示，物块在大小为F的拉力作用下，在时间t内沿拉力方向移动的距离为s，则此过程中拉力对物块做的功为 ，功率为 。（均用题中所给字母表示） 【答案】 Fs 【详解】[1]功等于力与力的方向上的乘积，故则此过程中拉力对物块做的功为 W=Fs [2]根据功率计算公式得 【跨学科实践】 2．（2023·江西·中考真题）我国无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，送快递的无人机匀速下降时，它相对于地是 的，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。    【答案】 运动 减小 【详解】[1]如图所示，送快递的无人机匀速下降时，它相对于地的位置不断发生变化，是运动的。 [2]因无人机的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度不变，动能不变，故机械能减小。 3．（2023·江西·中考真题）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率； （4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。    【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）见解析 【详解】解：（1）箱子受到的重力 G=mg=20kg×10N/kg=200N （2）推力所做的功 有用功 额外功 斜面对箱子的摩擦力 （3）斜面的机械效率 （4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。 答：（1）箱子受到的重力是； （2）箱子受到的摩擦力是20N； （3）斜面的机械效率是80%； （4）见解析。 1．（2022·江西·中考真题）如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比塞场景。运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降， 转化为动能；在此过程中，运动员相对于 是运动的。 【答案】 重力势能 冰道 【详解】[1]运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，高度降低，质量不变，所以重力势能减小，滑降过程中，速度增大，质量不变，动能增大，所以重力势能转化为动能。 [2]运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降，相对于冰道的位置不断变化，所以运动员相对于冰道是运动的。 2．（2022·江西·中考真题）明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η 1（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 杠杆 < 【详解】[1]由图中可知，桔槔是一根在力的作用下绕支点转动的硬棒，故桔槔属于杠杆。 [2]因在使用过程中要克服摩擦和自重等做额外功，故机械效率η<1。 3．（2021·江西·中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F作用下物体A以0.1m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度是 m/s；若以动滑轮为参照物，物体A是 的。 【答案】 0.2 静止 【详解】[1]此滑轮组中，有2段绳子承担物重，则绳子自由端运动的距离是物体上升距离的2倍。滑轮组工作时，二者是同时运动同时静止的，运动时候相同。所以，二者的速度也是2倍的关系，因此，绳子自由端的运动速度为 2×0.1m/s=0.2m/s [2]滑轮组在工作时，物体与动滑轮一齐上升，相对位置保持不变，因而，二者保持相对静止。 4．（2020·江西·中考真题）（多选）如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下1.2m B．绳子对地面的拉力为1N C．对物体所做的功为1.2J D．横梁受到的拉力为9N 【答案】CD 【详解】A．滑轮组的动滑轮绕4段绳，绳子自由端移动的距离 s=4h=4×0.2m=0.8m 故A错误； B．不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，地面对绳子的拉力 F= 绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力，所以绳子对地面的拉力是1.5N，故B错误； C．对物体所做的功为 W=Gh=6N×0.2m=1.2J 故C正确； D．横梁受到6段绳子的拉力，所以 F横梁=6F=6×1.5N=9N 故D正确。 故选CD。 5．（2021·江西·中考真题）【探究名称】探究杠杆的平衡条件 【猜想与假设】 猜想一：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 猜想二：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。 【设计实验与进行实验】 （1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如下表： （3）改变钩码的 和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表： 实验次数 动力 间距离/ 阻力 间距离/ 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 【分析与论证】 根据小明同学的数据可验证猜想 （选填“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 进行实验； 于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 。通过以上研究，小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。 【答案】 左 数量 一和二 方向 二 刻度尺 力的作用线 【详解】（1）[1]如图甲所示，杠杆的右端下沉，说明杠杆的重心在支点的右端，故应将杠杆的重心向左调节，即两端的螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 （3）[2]小明的实验中，动力和阻力均为钩码的重力，第3次实验数据和第1次数据相比，动力和阻力及OB、OA间的距离都发生了改变，即改变钩码的数量和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表。 [3]小明的实验中，因杠杆始终在水平位置平衡，由重力的方向竖直向下和力臂的定义，动力臂即间距离，阻力臂即间距离，在第 1次实验中 第2次和第3次实验中 故小明同学的数据可验证猜想一和二是正确的。 [4]而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，当动力或阻力的方向与杠杆不垂直时，力臂则不等于支点到力的作用点的距离，故还应改变动力或阻力的方向进行实验。 [5]小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，根据 故可验证猜想二是错误的。 [6]若要验证另一种猜想是否正确，即力的方向与杠杆不垂直的情况，因此时动力臂不等于支点到力的作用点的距离，为了测量动力臂的大小，故必须添加测量长度的工具是刻度尺。 [7]通过以上研究可知力臂不是支点到力的作用点的距离，小明同学真正理解了力臂是支点到力的作用线的距离。 6．（2022·江西·中考真题）（第15题第2小问）如图所示，是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3，1L=1dm3。 （2）该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，求此过程中拉力对油做的功； 【答案】（2）0 【详解】解：（2）拉力的方向是竖直向上的，而该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，油桶没有在拉力的方向上移动一段距离，所以此过程中拉力对油不做功，即做功为0。 7．（2024·江西萍乡·三模）一辆汽车在水平路面上匀速行驶，其动能变化情况是 ；行驶过程中，汽车受到的支持力对汽车 （选填“做”或“不做”）功。 【答案】 不变 不做 【详解】[1]汽车的动能与质量与速度有关，一辆汽车在水平路面上匀速行驶，质量和速度都不变，因此动能不变。 [2]汽车受到的支持力竖直向上，而其运动的方向与支持力的方向垂直，所以汽车的支持力对汽车不做功。 8．（2024·江西吉安·模拟预测）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，其中A、B两点等高。则小球在A、B两点具有相同的 能，小球在A点的时机械能 （选填“大于”“等于”或“小于”）在B点时的机械能。 【答案】 重力势 大于 【详解】[1][2]如图，由小球的频闪照片可知，小球弹起的高度越来越低，小球运动过程中机械能不守恒，由于空气阻力，小球的机械能越来越小，其中A、B两点等高，则小球在A、B两点具有相同的重力势能，由于B点在后，A点的机械能小于B点的机械能，小球在A点的时机械能小于在B点时的机械能。 9．（2024·江西吉安·模拟预测）今年大雪后湖北荆州高速上结冰，影响交通安全。很多村民除冰时用铁镐撬动大冰块受力分析如图所示，在A处向上、向下用力都向上可以，你认为在撬动冰块时，铁镐相当于 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，支点是B点，最省力时是 （选填“”、“”、“”或“”）。 【答案】 省力 【详解】[1]如图，用铁锹撬动冰块时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [2]如图，B做支点时，阻力作用在D点，要想使作用在铁桥上的力最小，由杠杆平衡条件可知，只需动力的力臂最大，力的方向向左侧，因此最省力时是F1。 10．（2024·江西吉安·二模）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春，“横木穿插头，雄嘴为铁，足踏其末而春之”，如图甲所示，图乙为脚用力向下踩时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时堾属于 （选填“省力““等臂”或“费力”）杠杆，为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点。 【答案】 费力 远离 【详解】[1]由图可知，O是支点，从O点向阻力F2的作用线引垂线，可得阻力臂L2，同理可知动力臂为L1，堾在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 [2]如果想省力些，在阻力臂、阻力不变的情况下，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，需要增大动力的力臂，所以脚踩点适当远离O点。 11．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中，上升速度越快，机械 越高；所挂衣物越重，机械 越高。（均选填“功率”或“效率”） 【答案】 功率 效率 【详解】[1]如图所示，手摇晾衣架是一个滑轮组，晾衣架匀速上升过程中，受到的拉力等于它自身的重力，则绳子自由端的拉力也不变，根据可知，晾衣架匀速上升的速度越快，机械的功率越高。 [2]晾衣架上所挂的衣物越重，机械做的有用功越大，额外功不变，则有用功占总功的比例就越大，即机械的机械效率就越高。 12．（2024·江西南昌·一模）如图所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体同时拉到斜面顶端，且A的机械效率小于B的机械效率。则小明对A物体做的有用功 对B物体做的有用功，对A物体做功的功率 对B物体做功的功率。（均选填“>”“=”或“<”） 【答案】 = > 【详解】[1]A、B是两个完全相同的物体，A、B上升的高度h相同，由 可知，小明对A物体做的有用功等于对B物体做的有用功。 [2]A的机械效率小于B的机械效率，由 可知，小明对A物体做的总功大于对B物体做的总功，又因为做功时间相同，由 可知，对A物体做功的功率大于对B物体做功的功率。 13．（23-24九年级上·江西九江·期中）杭州第19届亚运会上，中国女篮战胜日本女篮获得了金牌。如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点处动能最大。图乙为篮球在等高点B和D处的能量柱状图，则篮球在B点的机械能 （填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。 【答案】 A 大于 【详解】[1]刚出手的篮球速度最大，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在A点时速度最大，则在A点动能最大。 [2][3]根据篮球在等高点B和D的能量柱状图可知，篮球在B点和D点重力势能相等，在D点的动能小于在C点的动能，则篮球在B点的机械能大于在D点的机械能。 14．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）如图，让小球从光滑轨道的A点由静止开始自由滑下，A点的高度大于B点的高度，沿轨道到达B点后离开（不计空气阻力）；则小球自由滑下时，轨道AO对小球的支持力做功 （选填“为零”或“不为零”）；小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 （选填“a”、“b”或“c”）。 【答案】 为零 c 【详解】[1]如图，轨道AO对小球的支持力的方向是垂直于轨道表面的，小球自由滑下时受到了支持力的作用，但是在支持力的方向上没有移动一段距离，所以轨道AO对小球的支持力做功为零。 [2]如图，小球从A点由静止滚下，所以小球的机械能等于A点时的重力势能，a图线的最高点超过了A点的高度，所以a图线的机械能大于A点的机械能，这是不可能的，故a错误；b图线的最高点与A点的高度相同，而在最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b图线的机械能大于A点的机械能，故b错误；c图线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍在运动，其机械能可能小于等于开始时的机械能，故c图线符合实际。 15．（2024·江西南昌·一模）如图所示，用一滑轮组拉一物体在水平面做匀速直线运动，5s内物体水平向右移动了1m，则绳子自由端移动的速度为 m/s；在移动过程中，物体相对 是运动的。（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 【答案】 0.6 定滑轮 【详解】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，绳子自由端的速度为 [2]在移动过程中，物体相对于动滑轮的位置没有发生变化，是静止的，相当于定滑轮的位置在发生变化，是运动的。 16．（2024·江西新余·一模）用如图所示的滑轮组将重200N的物体，在拉力F在作用下，10s内竖直匀速向上提升4m，滑轮组机械效率为80%，则有用功为 J，拉力F的功率为 W。 【答案】 800 100 【详解】[1][2]对物体所做的功即为有用功 则拉力做的总功为 拉力F的功率为 17．（2024·江西南昌·二模）汽车在盘山公路上匀速行驶，假设从山底到山顶公路全长为s，高h。若汽车重力约为G，牵引力大小恒定为F，速度为v，则下列与汽车相关物理量正确的是（　　） A．爬坡时间为 B．汽车牵引力的功率为Fv C．爬坡过程受到摩擦力大小为F D．牵引力的有用功为Fs 【答案】B 【详解】A．从山底到山顶公路全长为s，速度为v，爬坡时间为，故A错误； B．汽车牵引力的功率为 故B正确； C．把盘山公路简化为物理模型斜面，斜面与水平地面的夹角为，如图所示 牵引力做的功为总功W总=Fs，克服重力做的功为有用功W有用=Gh，因为 W总=W有用+W额 所以 W额=W总-W有用=Fs-Gh 克服摩擦力做的是额外功，因为W额=fs，所以摩擦力 故C错误； D．牵引力的有用功为，故D错误。 故选B。 18．（2024·江西吉安·二模）如图所示，用滑轮水平向左匀速移动物体A，下列说法正确的是（　　） A．地面对物体A的支持力没有做功 B．拉力做功越多，其功率越大 C．克服物体A与地面摩擦做的功是额外功 D．拉力做功越快，滑轮的机械效率越高 【答案】A 【详解】A．根据力做功的条件可知，地面对物体A的支持力方向是竖直向上，沿着这个力的方向上没有移动距离，所以没有做功，故A正确； B．由公式知，在相同的时间内做功越多，功率就越大，故B错误； C．如图，根据有用功的定义可知，克服物体A与地面摩擦做的功，是对物体有利的，是有用功，故C错误； D．功率是功与时间的比值，功率越大的机械，做功快，功率反应物体做功的快慢，机械效率与机械功率大小没有直接关系，故D错误。 故选A。 19．（2024·江西南昌·一模）中国古代有一项和现代高尔夫球类似的运动——锤丸。如图，参赛者手持球棒依次上场击球，打进球洞即可得分。下列说法正确的是（　　） A．球棒在击球时可以看作省力杠杆 B．球速越大，球的动能越大 C．球进洞时，重力势能会增大 D．球在滚动过程中，机械能保持不变 【答案】B 【详解】A．球棒在击球时动力臂小于阻力臂，可以看作费力杠杆，故A错误； B．球的质量不变，球速越大，球的动能越大，故B正确； C．球进洞时，质量不变，高度降低，重力势能会减小，故C错误； D．球在滚动过程中，克服地面的摩擦力做功，机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。 故选B。 20．（2024·江西·模拟预测）如图所示，这是《天工开物》中记载的农户舂米神器——水碓：水流带动水轮转动，与水轮轮轴相连的横木上的短木拨动碓梢，较长的碓头一端就翘起来，短木转过后，翘起的碓头就落下来。下列说法正确的是（　　） A．舂米时，对碓头做的功是额外功 B．使水碓较长一头翘起过程中，它是一个费力杠杆 C．水流带动水轮转动，水的动能转化为水轮的重力势能 D．碓头的质量比较大是为了使碓头在最高点具有更大的动能 【答案】B 【详解】A．舂米时，其目的是将碓头捶打粮食，因此对碓头做的功是有用功，而不是额外功，故A错误； B．使水碓较长一头翘起过程中，阻力臂大于动力臂，因此它是一个费力杠杆，故B正确； C．根据能量转化可知，水流带动水轮转动，是将水的重力势能转化为水轮的动能，故C错误； D．重力势能与物体的质量和所处的高度有关，碓头的质量比较大是为了使碓头在最高点具有更大的重力势能，故D错误。 故选B。 21．（2024·江西上饶·一模）小明用F1和F2以图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度，甲图和乙图中绳子自由端移动的距离分别为和。图中所有滑轮等重，物体的重10倍于滑轮，且不计绳重和摩擦，在重物匀速上升过程中（　　） A．F1＜F2 B． C．甲的总功等于乙的总功 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 【答案】D 【详解】A．由于F1和F2分别为 所以F1﹥F2，故A不符合题意； B．由于同一重物匀速提升相同高度，即，，所以s1﹤s2，故B不符合题意； C．由可知，甲、乙的总功分别为 所以W1﹤W2，即甲的总功小于乙的总功，故C不符合题意； D．由不计绳重和摩擦时，滑轮组的额外功为克服动滑轮重所做的功，有用功为提升物重所做的功，即有用功相等，乙装置要提升两个动滑轮，额外功大，根据可知，乙装置机械效率低，即甲的机械效率大于乙的机械效率，故D符合题意。 故选D。 22．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）【探究名称】探究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】质量不同的小球、斜面、木块、刻度尺等； 【设计实验与制订计划】（1）实验装置如图甲所示，实验中，把质量不同的小球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的 相同； 【进行实验与收集证据】部分实验数据如下表所示， 实验次数 1 2 3 4 5 小球的质量 10 20 30 10 10 小球释放的高度 5 5 5 10 15 木块移动的距离 10 18 29 38 86 【分析与论证】（2）①分析第 三次实验数据，可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能 ； ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出探究结论： ，动能越大； ③由结论可知，高速公路上小汽车限制的最高速度比大卡车限制的最高速度 （选填“大”或“小”）； 【评估】（3）某同学对该实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图乙所示，每次实验后都要换上另一块 （选填“相同”或“不同”）的橡皮泥；此实验中小球动能的大小是通过 来间接反映的。 【答案】 速度 1、4、5 越大 当速度一定时，小球的质量越大 大 相同 橡皮泥的形变程度 【详解】（1）[1]动能的大小与质量和速度有关，实验中，把质量不同的小球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的速度相同。 （2）①[2][3]分析表中1、4、5三次实验数据可知，小球的质量相同，小球释放的高度不同，也就是小球到达水平面时的速度不同，第1次速度最小，第5次速度最大，实验现象是第1次木块移动的距离最小，说明动能最小，第5次木块移动的距离最大，说明动能最大；由此可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能越大。 ②[4]分析表中1、2、3三次实验数据可知，小球释放的高度相同，说明小球到达水平面的速度相同，第1次小球质量最小，第3次小球质量最大，实验现象是第1次木块移动的距离最小，说明动能最小，第3次木块移动的距离最大，说明动能最大；由此可以得出探究结论：当速度一定时，小球的质量越大动能越大。 ③[5]因为速度一定时，物体质量越大动能越大，所以高速公路上质量较小的小汽车限制的最高速度比质量较大的大卡车限制的最高速度要大。 （3）[6][7]如图乙所示，每次实验后都要换上另一块相同的的橡皮泥，通过比较小球撞击橡皮泥的形变程度来判断小球的动能大小。 23．（2024·江西九江·三模）【探究名称】探究杠杆平衡条件。 【问题】 小光同学想探究杠杆平衡需要满足什么条件，于是他和小组成员进行了如下探究： 【证据】 实验时选择了轻质的杠杆（自身所受重力可以忽略不计）。 (1)实验前，杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)如图乙所示，在A点挂2个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N； (3)继续竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度（不考虑杠杆重心位置的变化），如图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (4)若要使图丙状态下的弹簧测力计示数减小，可将弹簧测力计绕B点 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动一个小角度； 【解释】 (5)实验结论：杠杆的平衡条件是 （写字母表达式）； 【交流】 (6)如图丁所示，用支架使一根胡萝卜水平平衡后，沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分，其重力分别为、，由杠杆平衡条件可知 （选填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1) 平衡 左 (2)1.5 (3)不变 (4)顺时针 (5)F1l1=F2l2 (6)> 【详解】（1）[1][2]杠杆的平衡状态包括静止状态、匀速转动状态，所以图甲中杠杆处于平衡状态；若要使杠杆在水平位置平衡，根据“左高左调、右高右调”的原则，应当将平衡螺母向左调节。 （2）作用在A点的力 F1=2G钩码=2×0.5N=1N 设杠杆上每一小格长为l，则杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件 1N×3l=F2×2l 解得F2=1.5N。 （3）竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度（不考虑杠杆重心位置的变化的过程中，根据几何知识可知，l1与l2之比不变，则F1与F2之比不变。因F1不变，则F2不变，即弹簧测力计的示数保持不变。 （4）若要使图丙状态下的弹簧测力计读数减小，根据杠杆的平衡条件可知，在F1l1保持不变的情况下，应设法增大l2，才能达到减小弹簧测力计示数的目的。由图丙可知，顺时针转动弹簧测力计可以增大力臂，逆时针转动弹簧测力计会减小力臂，故应顺时针转动弹簧测力计。 （5）由实验数据可知，杠杆平衡时，动力×动力臂=阻力×阻力臂，数学表达式是F1l1=F2l2。 （6）由图丁可知，GA、GB的力臂lA、lB的大小关系为 lA<lB 则根据杠杆的平衡条件可得 GA>GB 24．（2024·江西·模拟预测）探究杠杆的平衡条件 (1)将装置放在水平桌面上，挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节；使杠杆在这一位置平衡的好处是 ； (3)实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表中。图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力的数据①为 ； 实验次数 动力F1/N 动力臂/m 阻力F1/N 阻力臂/m 1 2.5 0.2 2 0.25 2 2 0.15 1.5 0.2 3 1.5 0.1 ① 0.15 【分析论证】分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件： ； (4)【交流与评估】 小组同学对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了 。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为 （选填“OA”“OB”或“AB”）； 【拓展应用】图是猴、兔分萝卜过程的两张漫画。看似取得了皆大欢喜的结果，但根据杠杆的平衡条件可知，实际上猴子分得萝卜的重量 （选填“大于”“小于”或“等于”）兔子分得萝卜的重量。 【答案】(1)平衡 (2)便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 (3) 1.0 (4) 拉力的力臂 OB 大于 【详解】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态。根据题意知道，图甲中，杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。 （2）图甲中，杠杆在水平位置平衡，此时所挂钩码对杠杆产生的拉力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。 （3）[1]由图乙知道，杠杆左端挂了3个钩码，钩码在两格处，右端挂了两个钩码，位置在3格处，结合表中数据知道，两格处的力臂是0.1m，因此3格处的力臂为0.15m，故①为1.0。 [2]根据表中数据知道，杠杆的平衡条件为 （4）[1]交流与评估】力臂不一定是支点到力作用点的距离，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了拉力的力臂，使力臂与杠杆不重合。 【拓展应用】从支点到动力作用线的垂直距离叫动力臂，因此拉力的力臂应为OB；如下图 以O1为支点，左端的重心在P处，右端的重心在Q处，LP＜LQ，即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。根据杠杆的平衡条件知道 因为LP＜LQ，所以 故猴子分得萝卜比兔子分得更重。 25．（2024·江西南昌·一模）如图所示，是小华同学用于探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 对实验的影响。实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节； （2）在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如表：由实验数据，可得出杠杆的平衡条件是： ； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 （3）如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的 （选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码向右移动 格； （4）如图丙，有一左粗右细的直木棒，悬挂使其水平平衡，仍利用钩码和刻度尺，使用该直木棒 （选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”； （5）如图丁，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是 的（选填“均匀”或“非均匀”）。 【答案】 杠杆自重 右 动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或） 左 1 能 均匀 【详解】（1）[1]把质量分布均匀的杠杆中点置于支架上，杠杆的重心通过支点，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响； [2]杠杆左端下沉，右端上翘，为使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节。 （2）[3]根据表格数据得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂（或）。 （3）[4]设一个钩码重为G，杠杆上一个小格为L，则左侧力和力臂的乘积 右侧力和力臂的乘积 可知杠杆左端会下沉； [5]假设把左侧钩码向右移动n格则有 解得：n=1，故仅需把左侧钩码向右移动1格。 （4）[6]如下图所示： 木棒处于平衡状态，可得到 可知，能探究“杠杆平衡条件”。 （5）[7]如图，秤钩处不放物体时，杆秤平衡，则B点作为杆秤对应的质量刻度值为0g 该杆秤所能测量的物体质量的最大时，秤砣M在C点，根据杠杆平衡条件，可知 可得 由于OA和GM是定值，所以G物与BC成正比，即杆秤的刻度是均匀的。 26．（2024·江西吉安·模拟预测）在某项建筑工程中，工人需要将材料箱运到5m高的水平台上，现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置，已知斜面长为10m，材料箱重为500N，将材料箱由底端拉到顶端用时50s，所用拉力为300N，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，拉材料箱的绳子始终与斜面平行，求： （1）工人做功的功率； （2）该装置的机械效率（保留到0.1%）。 【答案】（1）60W；（2）83.3% 【详解】解：（1）工人做的总功 W总=Fs=300N×10m=3000J 工人做功的功率为 （2）做的有用功 W有=Gh=500N×5m=2500J 整个装置的机械效率 答：（1）工人做功的功率60W； （2）该装置的机械效率为83.3%。 27．（2024·江西九江·模拟预测）如图是小聪父子利用滑轮组把80kg的沙发匀速运到楼上的情景。若作用在绳子自由端的拉力为500N，沙发以1m/s的速度匀速上升6m。不计绳重及机械摩擦，取g=10N/kg。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）动滑轮受到的重力； （4）提高该滑轮组的机械效率有哪些具体办法。 【答案】（1）1000W；（2）80%；（3）200N；（4）增大沙发的重或减小动滑轮的重 【详解】解：（1）沙发的重由两段绳子承担，故n=2，绳子末端移动的速度为 则拉力做功的功率 （2）滑轮组的机械效率 （3）由滑轮组的省力公式可得 则 （4）根据机械效率的定义可知，增大有用功或减小额外功在总功中的比例均可提升滑轮组的机械效率，具体办法为增大沙发的重或减小动滑轮的重。 答：（1）拉力做功的功率为1000W； （2）滑轮组的机械效率为80%； （3）动滑轮受到的重力200N； （4）增大沙发的重或减小动滑轮的重。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 功和机械能 简单机械 【回归基本概念】 1．（2024·江西·中考真题）如图所示，物块在大小为F的拉力作用下，在时间t内沿拉力方向移动的距离为s，则此过程中拉力对物块做的功为 ，功率为 。（均用题中所给字母表示） 【跨学科实践】 2．（2023·江西·中考真题）我国无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，送快递的无人机匀速下降时，它相对于地是 的，机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。    3．（2023·江西·中考真题）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率； （4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。    1．（2022·江西·中考真题）如图所示，是北京冬奥会钢架雪车比塞场景。运动员在钢架雪车上，沿冰道从山坡上快速滑降， 转化为动能；在此过程中，运动员相对于 是运动的。 2．（2022·江西·中考真题）明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η 1（选填“>”“<”或“=”）。 3．（2021·江西·中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F作用下物体A以0.1m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度是 m/s；若以动滑轮为参照物，物体A是 的。 4．（2020·江西·中考真题）（多选）如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（　　） A．绳子自由端被拉下1.2m B．绳子对地面的拉力为1N C．对物体所做的功为1.2J D．横梁受到的拉力为9N 5．（2021·江西·中考真题）【探究名称】探究杠杆的平衡条件 【猜想与假设】 猜想一：动力×动力臂=阻力×阻力臂； 猜想二：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。 【设计实验与进行实验】 （1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡； （2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如下表： （3）改变钩码的 和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表： 实验次数 动力 间距离/ 阻力 间距离/ 小明 1 1.0 5 0.5 10 2 1.5 10 1.0 15 3 1.0 10 2.0 5 小红和小明 4 0.8 15 1.0 10 5 1.4 15 1.0 10 【分析与论证】 根据小明同学的数据可验证猜想 （选填“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 进行实验； 于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 。通过以上研究，小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。 6．（2022·江西·中考真题）（第15题第2小问）如图所示，是某同学陪奶奶去超市买的一桶食用油，奶奶说这桶里的油有10斤。已知食用油的密度为0.92×103kg/m3，1L=1dm3。 （2）该同学提着这桶油在水平路面上走了10m，求此过程中拉力对油做的功； 7．（2024·江西萍乡·三模）一辆汽车在水平路面上匀速行驶，其动能变化情况是 ；行驶过程中，汽车受到的支持力对汽车 （选填“做”或“不做”）功。 8．（2024·江西吉安·模拟预测）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，其中A、B两点等高。则小球在A、B两点具有相同的 能，小球在A点的时机械能 （选填“大于”“等于”或“小于”）在B点时的机械能。 9．（2024·江西吉安·模拟预测）今年大雪后湖北荆州高速上结冰，影响交通安全。很多村民除冰时用铁镐撬动大冰块受力分析如图所示，在A处向上、向下用力都向上可以，你认为在撬动冰块时，铁镐相当于 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆，支点是B点，最省力时是 （选填“”、“”、“”或“”）。 10．（2024·江西吉安·二模）我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的春，“横木穿插头，雄嘴为铁，足踏其末而春之”，如图甲所示，图乙为脚用力向下踩时在某一位置的示意图，O点为支点，F2为阻力（即碓头重力大小），不计横木的重力和摩擦，此时堾属于 （选填“省力““等臂”或“费力”）杠杆，为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点。 11．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）如图是家庭阳台上的手摇晾衣架。晾衣架匀速上升过程中，上升速度越快，机械 越高；所挂衣物越重，机械 越高。（均选填“功率”或“效率”） 12．（2024·江西南昌·一模）如图所示，A、B是两个完全相同的物体，小明同学分别将A、B两物体同时拉到斜面顶端，且A的机械效率小于B的机械效率。则小明对A物体做的有用功 对B物体做的有用功，对A物体做功的功率 对B物体做功的功率。（均选填“>”“=”或“<”） 13．（23-24九年级上·江西九江·期中）杭州第19届亚运会上，中国女篮战胜日本女篮获得了金牌。如图甲所示，离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点，在 点处动能最大。图乙为篮球在等高点B和D处的能量柱状图，则篮球在B点的机械能 （填“大于”“等于”或“小于”）在D点的机械能。 14．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）如图，让小球从光滑轨道的A点由静止开始自由滑下，A点的高度大于B点的高度，沿轨道到达B点后离开（不计空气阻力）；则小球自由滑下时，轨道AO对小球的支持力做功 （选填“为零”或“不为零”）；小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 （选填“a”、“b”或“c”）。 15．（2024·江西南昌·一模）如图所示，用一滑轮组拉一物体在水平面做匀速直线运动，5s内物体水平向右移动了1m，则绳子自由端移动的速度为 m/s；在移动过程中，物体相对 是运动的。（选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 16．（2024·江西新余·一模）用如图所示的滑轮组将重200N的物体，在拉力F在作用下，10s内竖直匀速向上提升4m，滑轮组机械效率为80%，则有用功为 J，拉力F的功率为 W。 17．（2024·江西南昌·二模）汽车在盘山公路上匀速行驶，假设从山底到山顶公路全长为s，高h。若汽车重力约为G，牵引力大小恒定为F，速度为v，则下列与汽车相关物理量正确的是（　　） A．爬坡时间为 B．汽车牵引力的功率为Fv C．爬坡过程受到摩擦力大小为F D．牵引力的有用功为Fs 18．（2024·江西吉安·二模）如图所示，用滑轮水平向左匀速移动物体A，下列说法正确的是（　　） A．地面对物体A的支持力没有做功 B．拉力做功越多，其功率越大 C．克服物体A与地面摩擦做的功是额外功 D．拉力做功越快，滑轮的机械效率越高 19．（2024·江西南昌·一模）中国古代有一项和现代高尔夫球类似的运动——锤丸。如图，参赛者手持球棒依次上场击球，打进球洞即可得分。下列说法正确的是（　　） A．球棒在击球时可以看作省力杠杆 B．球速越大，球的动能越大 C．球进洞时，重力势能会增大 D．球在滚动过程中，机械能保持不变 20．（2024·江西·模拟预测）如图所示，这是《天工开物》中记载的农户舂米神器——水碓：水流带动水轮转动，与水轮轮轴相连的横木上的短木拨动碓梢，较长的碓头一端就翘起来，短木转过后，翘起的碓头就落下来。下列说法正确的是（　　） A．舂米时，对碓头做的功是额外功 B．使水碓较长一头翘起过程中，它是一个费力杠杆 C．水流带动水轮转动，水的动能转化为水轮的重力势能 D．碓头的质量比较大是为了使碓头在最高点具有更大的动能 21．（2024·江西上饶·一模）小明用F1和F2以图示甲、乙两种方式将同一重物匀速提升相同高度，甲图和乙图中绳子自由端移动的距离分别为和。图中所有滑轮等重，物体的重10倍于滑轮，且不计绳重和摩擦，在重物匀速上升过程中（　　） A．F1＜F2 B． C．甲的总功等于乙的总功 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 22．（23-24九年级上·江西南昌·阶段练习）【探究名称】探究动能的大小跟哪些因素有关。 【实验器材】质量不同的小球、斜面、木块、刻度尺等； 【设计实验与制订计划】（1）实验装置如图甲所示，实验中，把质量不同的小球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制小球到达斜面底端的 相同； 【进行实验与收集证据】部分实验数据如下表所示， 实验次数 1 2 3 4 5 小球的质量 10 20 30 10 10 小球释放的高度 5 5 5 10 15 木块移动的距离 10 18 29 38 86 【分析与论证】（2）①分析第 三次实验数据，可以得出探究结论：小球的质量一定时，速度越大，动能 ； ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出探究结论： ，动能越大； ③由结论可知，高速公路上小汽车限制的最高速度比大卡车限制的最高速度 （选填“大”或“小”）； 【评估】（3）某同学对该实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图乙所示，每次实验后都要换上另一块 （选填“相同”或“不同”）的橡皮泥；此实验中小球动能的大小是通过 来间接反映的。 23．（2024·江西九江·三模）【探究名称】探究杠杆平衡条件。 【问题】 小光同学想探究杠杆平衡需要满足什么条件，于是他和小组成员进行了如下探究： 【证据】 实验时选择了轻质的杠杆（自身所受重力可以忽略不计）。 (1)实验前，杠杆静止时如图甲所示，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节； (2)如图乙所示，在A点挂2个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N； (3)继续竖直向下拉弹簧测力计，使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度（不考虑杠杆重心位置的变化），如图丙所示，此过程中，弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）； (4)若要使图丙状态下的弹簧测力计示数减小，可将弹簧测力计绕B点 （选填“顺时针”或“逆时针”）转动一个小角度； 【解释】 (5)实验结论：杠杆的平衡条件是 （写字母表达式）； 【交流】 (6)如图丁所示，用支架使一根胡萝卜水平平衡后，沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分，其重力分别为、，由杠杆平衡条件可知 （选填“>”“<”或“=”）。 24．（2024·江西·模拟预测）探究杠杆的平衡条件 (1)将装置放在水平桌面上，挂钩码前杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向右调节；使杠杆在这一位置平衡的好处是 ； (3)实验中，在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，第1、2次杠杆平衡时的数据已填入表中。图乙是第3次杠杆平衡时的情景，此次杠杆右侧的阻力的数据①为 ； 实验次数 动力F1/N 动力臂/m 阻力F1/N 阻力臂/m 1 2.5 0.2 2 0.25 2 2 0.15 1.5 0.2 3 1.5 0.1 ① 0.15 【分析论证】分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件： ； (4)【交流与评估】 小组同学对实验过程交流、讨论后，按图丙所示又进行了实验。老师肯定了他们的做法，并指出，用弹簧测力计斜拉可使结论更具普遍性，因为这样做改变了 。在测量拉力F的力臂时，小组内有不同的意见，你认为拉力的力臂应为 （选填“OA”“OB”或“AB”）； 【拓展应用】图是猴、兔分萝卜过程的两张漫画。看似取得了皆大欢喜的结果，但根据杠杆的平衡条件可知，实际上猴子分得萝卜的重量 （选填“大于”“小于”或“等于”）兔子分得萝卜的重量。 25．（2024·江西南昌·一模）如图所示，是小华同学用于探究“杠杆平衡条件”的实验装置。 （1）把质量分布均匀的杠杆中点O作为支点，其目的是消除 对实验的影响。实验前没挂钩码，杠杆静止的位置如图甲，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）端调节； （2）在杠杆调整到水平位置平衡后，利用钩码和刻度尺测量出杠杆平衡时各个力及其力臂，测得数据如表：由实验数据，可得出杠杆的平衡条件是： ； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1.0 10 2.0 5 2 1.5 5 0.5 15 3 2.0 15 1.5 20 （3）如图乙，由杠杆的平衡条件可知杠杆的 （选填“左”或“右”）端会下沉；要使杠杆重新在水平位置平衡，在不改变两侧钩码各自数量的前提下，仅需把左侧钩码向右移动 格； （4）如图丙，有一左粗右细的直木棒，悬挂使其水平平衡，仍利用钩码和刻度尺，使用该直木棒 （选填“能”或“不能”）探究“杠杆平衡条件”； （5）如图丁，杆秤是我国古老的衡量工具，现今人们仍然在使用。根据杠杆平衡条件，杆秤的刻度应是 的（选填“均匀”或“非均匀”）。 26．（2024·江西吉安·模拟预测）在某项建筑工程中，工人需要将材料箱运到5m高的水平台上，现用斜面和滑轮搭建了如图所示的装置，已知斜面长为10m，材料箱重为500N，将材料箱由底端拉到顶端用时50s，所用拉力为300N，不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦，拉材料箱的绳子始终与斜面平行，求： （1）工人做功的功率； （2）该装置的机械效率（保留到0.1%）。 27．（2024·江西九江·模拟预测）如图是小聪父子利用滑轮组把80kg的沙发匀速运到楼上的情景。若作用在绳子自由端的拉力为500N，沙发以1m/s的速度匀速上升6m。不计绳重及机械摩擦，取g=10N/kg。求： （1）拉力做功的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）动滑轮受到的重力； （4）提高该滑轮组的机械效率有哪些具体办法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5 学科网（北京）股份有限公司 $$