专题05 机械能和简单机械（讲练）-【上好课】2025年中考物理二轮复习讲练测（湖南专用）

模块二 力 专题05 机械能和简单机械 目 录 01考情透视·目标导航 1 02知识导图·思维导航 2 03核心精讲·题型突破 3 考点一 功和功率 3 【真题研析】 3 ►考法01 判断力是否对物体做功 3 ►考法02 功和功率的计算 5 【核心精讲】 9 知识点01 功和功率 9 【命题预测】 9 考点二 机械能 15 【真题研析】 15 ►考法01 动能和势能 15 ►考法02 机械能及其转化 17 ►考法03 探究物体的动能跟哪些因素有关 19 【核心精讲】 21 知识点02 机械能 21 【命题预测】 21 考点三 杠杆 28 【真题研析】 28 ►考法01 杠杆的识别与作图 28 ►考法02 杠杆平衡条件的应用 30 ►考法03 探究杠杆的平衡条件 33 【核心精讲】 36 知识点03 杠杆 36 【命题预测】 37 考点四 滑轮 43 【真题研析】 43 ►考法01 滑轮 43 ►考法02 滑轮组的判断及特点 47 ►考法03 探究滑轮组机械效率的影响因素 50 【核心精讲】 53 知识点04 滑轮 53 【命题预测】 54 考点五 机械效率 60 【真题研析】 60 ►考法01 斜面 60 ►考法02 机械效率 62 【核心精讲】 66 知识点05 机械效率 66 【命题预测】 67 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 01考情透视·目标导航 考点要求 课标要求 命题预测 功和功率 3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。 2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 功和功率考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式进行考查，考查的命题点有：功和功率的概念、单位，功和功率的计算，探究功率与估测功率 。常结合生活实例、交通工具运行、机械工作等以文字或图表结合的形式呈现。其中功和功率的计算是常考热点，探究功率的实验有时也会出现在实验与探究题中。 机械能 机械能考点常以选择题、填空题、计算题的形式考查，考查命题点有：动能和势能的概念及影响因素、动能和势能的相互转化、机械能守恒定律。常结合体育运动、交通工具运行、日常物品使用等生活实例，以文字或图表结合的形式呈现。其中，判断动能、势能大小变化及机械能转化情况是常考热点，探究动能大小影响因素的实验也可能出现在实验探究题里。 杠杆 简单机械与机械效率考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式考查。考查命题点有：杠杆的五要素及平衡条件、杠杆分类，定滑轮、动滑轮及滑轮组特点，有用功、额外功、总功和机械效率的概念与计算 。常结合生活中常见的工具使用、建筑施工场景等，以文字、图表形式呈现。其中，滑轮组省力情况分析与机械效率计算是常考热点，探究杠杆平衡条件、滑轮组机械效率的实验也常出现在实验探究题中。 滑轮 机械效率 02知识导图·思维导航 03核心精讲·题型突破 考点一 功和功率 【真题研析】 ►考法01 判断力是否对物体做功 1．（2024·江苏常州·中考真题）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 【答案】D 【详解】做功的两个必要条件：1．有力作用在物体上，2．物体在力的方向上通过一段距离。故起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m过程中，起重机对物体做功，再悬停6s过程中，有力作用在物体上,物体在力的方向上没有通过一段距离，故起重机对重物不做功，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D 2．（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（    ） A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功 C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功 【答案】C 【详解】做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。 A．①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故A不符合题意； B．②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故B不符合题意； C．③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离，他们对这筐玉米做了功，故C符合题意； D．④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对手推车做了功，故D不符合题意。 故选C。 3．（2022·甘肃兰州·中考真题）如图所示的情境中，对物体不做功的是（　　） A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处 C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程 【答案】A 【详解】A．人用力搬石头没有搬动，有力无距离，所以人对石头没有做功，故A符合题意； B．人将重物从地面拉到高处，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对重物做了功，故B不符合题意； C．人推车向前运动，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对车做了功，故C不符合题意； D．人挺举杠铃的过程中，有力有距离，并且在力的方向上移动了一段距离，所以人对杠铃做了功，故D不符合题意。 故选A。 4．（2023·辽宁丹东·中考真题）如图所示是篮球运动员比赛时的情景。运动员把飞来的篮球接住，说明力可以改变物体的 ；运动员再将篮球投出，篮球离开手后，继续向上运动，是因为篮球具有 ；篮球离开手后，手对篮球 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 运动状态 惯性 不做功 【详解】[1]运动员把飞来的篮球接住，篮球因受到力的作用，由运动变为静止，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]篮球离开手后，由于具有惯性，篮球仍保持原来的运动状态，继续向上运动。 [3]做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动一定的距离。篮球离开手后，手对其没有作用力，故手对篮球不做功。 5．（2023·四川宜宾·中考真题）如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小 （选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。 【答案】 相等 不做 【详解】[1]物体被水平力F压在竖直墙面时静止时，物体处于平衡状态，由二力平衡知识可知，物体受到摩擦力等于物体的重力；水平力减为F的三分之一时，刚好匀速下滑，物体仍处于平衡状态，由二力平衡知识可知，物体受到摩擦力等于物体的重力；所以物体静止和匀速下滑时，受到的摩擦力大小相等。 [2]下滑时，物体向下运动，水平力的方向向左，由于在力的作用下，沿力的方向运动一段距离，力才对物体做功，所以水平力对物体不做功。 ►考法02 功和功率的计算 6．（2024·青海西宁·中考真题）小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（   ） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 【答案】C 【详解】A．由图像可知，0~8s内，物体第一次运动了8m，第二次运动了4m，则第一次速度为 第二次速度为 故A错误； B．两次水平拉动同一物体，均在同一水平面上做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于摩擦力，压力和接触面粗糙程度不变，则摩擦力不变，所以物体第一次所受的摩擦力等于第二次所受的摩擦力，两次拉力也相等，故B错误； CD．0~8s，两次拉力相等，第一次的路程是第二次的2倍，根据可知拉力第一次做的功等于第二次的2倍，根据，拉力第一次做功的功率等于第二次的2倍，故C正确，D错误。 故选C。 7．（2024·山东德州·中考真题）水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，t=6s时，将拉力F撤掉，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内物体受到的摩擦力为0 B．2~4s内物体受到的摩擦力为6N C．2~6s内拉力F做的功为28J D．2~7s内物体运动的路程为5m 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，0~2s内物体静止，处于平衡状态，水平方向上受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图甲可知，0~2s内拉力为2N，则摩擦力为2N，故A错误； B．由图乙可知，2~4s内物体做加速运动，受力不平衡，4~6s内物体做匀速直线运动，受力平衡，由图甲可知，4~6s内拉力为4N，则滑动摩擦力为4N，运动过程中接触面的粗糙程度和物体对水平面的压力大小都不变，所以2~4s内物体受到的滑动摩擦力也为4N，故B错误； C．根据题意，2~4s内物体通过的路程为 4~6s内物体通过的路程为 则内拉力做的功为 故C正确； D．根据题意，内物体运动的路程 故D错误。 故选C。 8．（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 【答案】C 【详解】AB．冰壶从A点运动6m到达B点的过程中受到推力，则推力对冰壶做功为 故AB不符合题意； CD．冰壶全程都受到阻力，则冰壶克服阻力做功为 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 9．（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 【答案】C 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力 工人做的有用功 故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率 故C正确； D．拉力的功率 故D错误。 故选C。 10．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 【答案】 3500 6.3×107 0 【详解】[1]已知汽车的速度为 v=1260km/h=350m/s 10s内汽车通过的路程 s=vt=350m/s×10s=3500m [2]汽车在做匀速运动，处于平衡状态，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即 F牵=f=1.8×105N 牵引力做功的功率 P=F牵v=1.8×105N×350m/s=6.3×107W [3]重力的方向始终是竖直向下的，汽车在竖直方向没有移动距离，因此重力不做功，为0J。 11．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【答案】 0.6 7.2×104 7.2×103 【详解】[1]施工材料上升的速度 [2]起重机对施工材料做的功 W=Gh=1.2×104N×6m=7.2×104J[3]起重机做功的功率 【核心精讲】 知识点01 功和功率 知识 概念 理解 功 （1）做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。 （2）计算公式： W = Fs （3）单位：焦耳（J） 关于克服阻力做功 物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 功率 （1）物理意义：表示物体做功的快慢。 （2）定义： 功与完成这些功所用时间之比叫做功率。 （3）公式：功率=功/时间P=W/t （4）单位：W、kW，1kW=1000W （4）功率的测量 测量人爬楼梯、引体向上的功率等。 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率： P=W/t=Fs/t =Fv 【命题预测】 1．下列对物体做功接近1J的是（   ） A．中学生将1只鸡蛋匀速举过头顶 B．中学生从1楼跑到3楼 C．运动员将杠铃举在空中不动 D．中学生跳绳1次 【答案】A 【详解】A．一只鸡蛋的质量约50g，受到的重力为 从地上拿起鸡蛋，并把它匀速举过头顶，通过的距离大约2m，所以对鸡蛋做的功，故A符合题意； B．从1楼到3 楼，楼层高约3m，中学生体重约500N，克服自身 重力做的功为，故B不符合题意； C．运动员将杠铃举在空中不动，对杠铃不做功，故C不符合题意； D．中学生跳绳1次，克服自身重力做的功约为，故D不符合题意。 故选A。 2．如图所示，图A：用力推车，车不动，图B：推着车走了一段距离，图C：物体被提到楼上，图D：人将油桶推到仓库，上述现象中，力没有对物体做功的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．用力推汽车，没有推动，物体在力的作用下没有移动距离，力对物体不做功，故A符合题意； B．推着车走了一段距离，在力的作用下，前进了一段距离，力对物体做功，故B不符合题意； C．物体被提到楼上，物体在力的作用下向上移动了距离，故力对物体做了功，故C不符合题意； D．人将油桶推到仓库，在力的作用下，油桶前进了一段距离，力对物体做功，故D不符合题意。 故选A。 3．【新素材】地方特产“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 【答案】B 【详解】抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，克服樱桃重力做功W=Gh，重力和高度相同，所以克服樱桃重力做功相同，故CD错误；爷爷用时更短，根据，做功相同，所用时间越短，功率越大，故A错误，B正确。 故选B。 4．【新情境】生产实践工人师傅用如图所示的滑轮沿竖直方向提升物体，物体所受重力为540N。用300N的拉力将物体匀速提升3m，用时30s，下列分析正确的是（   ） A．绳自由端上升了3m B．拉力的功率为60W C．物体移动速度为0.2m/s D．仅增加提升高度，滑轮机械效率增大 【答案】B 【详解】A．图中为动滑轮，有效绳子段数为2，则绳子自由端上升距离为 故A错误； BC．物体移动速度为 则绳子自由端移动速度为 则拉力的功率为 故B正确，C错误； D．滑轮机械效率为 所以滑轮机械效率与提升高度无关，故D错误。 故选B。 5．骑行是一种健康自然的运动旅行方式。当胡老师以6m/s的速度在水平路面上骑行时，人和车受到的阻力是人和车总重的0.02倍，则他骑行时做功的功率最接近于（　　） A．6W B．12W C．100W D．600W 【答案】C 【详解】徐老师的质量约为70kg，整车质量约为30kg，人与车的总重力 G=m总g=（70kg+30kg）×10N/kg=1000N 匀速骑行时处于平衡状态，根据二力平衡可知，动力等于受到的阻力 F=f=0.02G=0.02×1000N=20N 则骑行时做功的功率 P=Fv=20N×6m/s=120W 故选C。 6．如图所示，初三学生小明想测量自己每天上学从一楼正常爬到教室五楼的功率，下列相关说法中有错误的是（g取10N/kg）（   ） A．他所依据的实验原理是 B．他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺 C．他所需要的测量的物理量有他的质量m、一楼到五楼的高度h，正常爬楼的时间t D．小明正常爬楼的功率有可能达到500W 【答案】D 【详解】ABC．计算爬楼的功率需要知道克服重力做的总功和所用时间，根据求得功率，爬楼功率的表达式为 所以需要测量的是小明的质量m、一楼到五楼的高度h，正常爬楼的时间t，所以需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺，故ABC正确，不符合题意； D．小明质量约为50kg，一楼到五楼的高度约为15m，从一楼正常爬到教室五楼的时间约为3min，则小明正常爬楼的功率约为 故D错误，符合题意。 故选D。 7．【新情境】生产实践如图所示是无人机用绳子吊起物体匀速上升时的情景，此时绳子对物体的拉力 （选填“>”、“<”或“=”）物体的重力。某次无人机将重为200N的物体从水平地面匀速提升至30m高的楼顶，此过程中无人机对物体做功 J。 【答案】 = 6×103 【详解】[1]当物体匀速上升时，物体处于平衡状态，在竖直方向上受到绳子的拉力和重力，这两个力是一对平衡力，平衡力大小相等，所以此时绳子对物体的拉力等于物体的重力。 [2]已知物体重力G = 200N，提升高度h = 30m，根据功的计算公式，则无人机对物体做功为W =Fs=Gh = 200N×30m = 6000J 8．【跨学科】体育活动如图所示，2024年10月27日，新余仙女湖马拉松比赛圆满结束。当运动员在笔直的水平路面上匀速奔跑时，运动员的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；当运动员来到路边补给时，拿起矿泉水瓶的过程中，矿泉水瓶所受的重力对矿泉水瓶 功（选填“做”或“不做”）。 【答案】 不变 做 【详解】[1]当运动员在笔直的水平路面上匀速奔跑时，运动员的速度不变，质量不变，故动能不变。 [2]重力的方向竖直向下。当运动员来到路边补给时，拿起矿泉水瓶的过程中，矿泉水瓶在竖直方向上移动了距离，故矿泉水瓶所受的重力对矿泉水瓶做功。 9．功率分别为100W和80W的两种机械，做功时，100W比80W的机械做功一定要 （选填“多”或“快”）一些。 【答案】快 【详解】功率是表示物体做功快慢的物理量，因此100W比80W的机械做功一定要快。 10．新疆的独库公路具有“一日游四季，十里不同天”的壮美奇景。 （1）一辆汽车行驶在公路上，汽车轮胎材料需选 （填“粗糙”或“光滑”）的，关闭发动机后，汽车还能继续向前运动，此时轮胎受到地面的摩擦力方向向 （填“前”或“后”）汽车最终停下说明力能改变物体的 。 （2）若汽车在平直的公路上匀速行驶12km，用时10min。已知该车总质量为1.6t，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中汽车重力做功为 J；牵引力做功的功率为 kW；汽车以恒定功率爬坡时，为获得更大的牵引力，应 （填“增大”或“减小”）车速。 【答案】（1） 粗糙 前 运动状态；（2） 0 16 减小 【详解】（1）[1]影响摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，粗糙材料车胎，车胎与地面间摩擦力会更大，比较安全。 [2]由于物体间力的作用是相互的，所以当汽车向前的时候，地面受到车轮施加的向后的摩擦力，同时车轮受到地面的向前的摩擦力。 [3]汽车受到摩擦力的作用最终停下来，说明力可以改变物体运动状态。 （2）[1]由于车沿水平方向做匀速直线运动，在重力的方向上没有移动距离，所以重力没有做功。 [2]由于车做匀速直线运动，则牵引力等于阻力，则牵引力 汽车做的功为 汽车的功率为 [3]由可知，功率恒定，速度减小，牵引力增大。 11．【新情境】科学实践体育课中，小明利用所学知识测量小华爬杆的功率，请将以下方案补充完整。 （1）测量原理公式： ； （2）测量器材：电子秤、刻度尺、 ； （3）测量及演算步骤： ①用电子秤测出小华的 （待测量及符号）； ②用刻度尺测出爬杆的高度h； ③用另一器材测量出小华爬杆的时间t； ④此次爬杆的功率P= ；（用测得量或已知量符号表示） ⑤受到“多次测量，取平均值减小误差”的启发，小明又让小华接着连续爬杆多次，测算出各次功率，并求出平均值P′。则P′ P； （4）在“（3）测量及演算步骤”中，不合理的步骤是 。（填写序号） 【答案】（1）；（2）秒表或计时器；（3） 质量m 小于/<；（4）⑤ 【详解】（1）测量爬杆的功率，需要测量爬杆做的功和所用的时间，根据得到爬杆的功率，实验原理是。 （2）爬杆的功率 测功率需要测出质量m、高度h、时间t，测质量需要电子秤，测高度需要皮卷尺，测时间需要秒表。 （3）[1]实验中，需要先测量质量，所以用电子秤测出小华的质量m。 [2]用刻度尺测出爬杆的高度h，用秒表测量出小华爬杆的时间t，此次爬杆的功率 [3]小华接着连续爬杆多次，由于受到体力的影响，爬杆的时间和高度越来越小，爬杆的功率越来越小，求出功率的平均值会偏小，即P′<P。 （4）步骤⑤不合理，因为小华连续爬杆，受到体力的影响，爬杆的时间和高度越来越小，爬杆的功率越来越小，求出功率的平均值会偏小。 12．【新情境】先进技术2024年3月22日我国自主研制的全球首款XCA4000起重机完成首吊，顺利将风电的风机吊装到位，如图所示。某次作业中，将质量为的配件吊起，竖直上升至150m高度，用时5min（g取10N/kg）求： （1）配件竖直上升过程的平均速度； （2）配件的重力； （3）配件上升过程中起重机对配件做的功和功率。 【答案】（1）0.5m/s；（2）；（3）； 【详解】（1）配件竖直上升过程的平均速度 （2）配件的重力 （3）上升过程中起重机对配件做的功 功率为 考点二 机械能 【真题研析】 ►考法01 动能和势能 1．（2024·湖南长沙·中考真题）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中（    ） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】A 【详解】嫦娥六号加速升空过程中，质量不变，速度增大，高度变高，所以动能变大，重力势能变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 【答案】A 【详解】A．在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察小车推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想，故A正确； B．甲、乙两图中，小车的质量相同，释放的高度不同，则到达水平面的速度不同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与速度有关，故B错误； C．乙、丙两图中，小车的质量不同，释放的高度相同，则到达水平面的速度相同，木块被推出距离不同，说明小车动能的大小与质量有关，故C错误； D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，因为要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以机械能减小，故D错误。 故选A。 3．（2024·黑龙江大庆·中考真题）神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人飞船，于2024年4月25日，在酒泉卫星发射中心发射成功。中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站，由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。在飞船加速上升的过程中，若不考虑其质量的变化，下列分析正确的是（    ） A．重力势能增加，动能不变 B．重力势能减少，动能增加 C．重力势能增加，动能增加 D．重力势能不变，动能不变 【答案】C 【详解】飞船加速上升的过程中，质量不变，高度升高，速度增大，故重力势能和动能均增加，所以ABD错误，C正确。 故选C。 4．（2024·江苏徐州·中考真题）听到信号出警时，消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，认为消防员是运动的，是以 为参照物；如果消防员重700N，下滑过程中，受到的摩擦力为 N，重力势能 （填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 地面 700 变小 【详解】[1]消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，以地面为参照物，消防员的位置发生改变，消防员是运动的。 [2]消防员匀速运动，受到摩擦力和重力是平衡力，由二力平衡条件得到摩擦力 f=G=700N [3]消防员抱着竖直的滑杆匀速滑下，质量不变，高度减小，重力势能减小。 5．（2024·山东德州·中考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅，探测器与地球之间的信息传递依靠的是 ，探测器着陆前减速下落，其动能 （选填“增大”“减小”或“不变”），采集的月壤样本返回地球后其质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 电磁波 减小 不变 【详解】[1]电磁波可以在真空中传播，电磁波可以传递信息，探测器与地球之间的信息传递依靠的是电磁波。 [2]探测器着陆前减速下落，其质量不变、速度减小，则动能减小。 [3]采集的月壤样本返回地球后，其所含物质的多少不变，则质量不变。 ►考法02 机械能及其转化 6．（2023·湖南益阳·中考真题）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（　　） A．人从A点运动到B点是利用了人具有惯性 B．人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小 C．人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大 D．人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大 【答案】A 【详解】A．秋千在摆荡的过程中，人从最低点A点，由于人具有惯性，能够运动到最高点B点，故A正确； B．惯性的大小与质量有关，人在A点和B点时，质量不变，惯性不变，故B错误； C．人由A点运动到B点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，克服摩擦做功，机械能减小，故C错误； D．人从B点运动到A点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故D错误。 故选A。 7．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她的机械能说法正确的是（　　） A．动能增大，机械能增大 B．重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能增大 【答案】B 【详解】小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变；高度升高，则重力势能增大；由于机械能为动能与势能之和，所以机械能增大，故B正确，ACD错误。 故选B。 8．（2024·山东日照·中考真题）运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的 B．垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力 C．排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用 D．排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大 【答案】A 【详解】A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的。运动状态的改变是指物体的速度（包括大小和方向）的变化。当运动员垫起排球时，排球的速度和方向都会发生变化，如果以地面为参照物，排球的运动状态确实发生了改变，故A正确； B．手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力，它们作用物体不同、大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故B错误； C．排球在上升过程中速度减小是因为受到重力的作用，而不是惯性。惯性是物体保持其运动状态不变的性质，而重力是地球对物体的吸引力，它使排球减速并最终下落，故C错误； D．排球在下落过程中，由于重力的作用，其速度确实会不断变大，但其机械能（包括动能和势能）并不会增加。实际上，排球在下落过程中，其重力势能会转化为动能，总的机械能（在不考虑空气阻力的情况下）是守恒的，故D错误。 故选A。 9．（2024·山东东营·中考真题）我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。 【答案】 减小 运动 【详解】[1]飞机减速着陆时，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小；因机械能是动能与势能之和，所以，飞机的机械能减小。 [2]以航站楼为参照物，飞机与航站楼的相对位置发生变化，飞机是运动的。 10．（2024·四川巴中·中考真题）2024年4月25日，搭载神舟十八号飞船的长征运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。在加速上升的过程中，飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，飞船是 （选填“运动”或“静止”）的；航天员叶光富在空间站通过 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面指挥中心传递信息。 【答案】 增大 静止 电磁波 【详解】[1]长征运载火箭在加速上升的过程中，速度变大，动能变大；高度升高，重力势能增加，则机械能增加。 [2]飞船与空间站成功对接后，飞船相对于空间站的位置未发生改变，说明飞船是静止的。 [3]由于真空不能传声，因此航天员叶光富在空间站通过电磁波与地面指挥中心传递信息。 ►考法03 探究物体的动能跟哪些因素有关 11．（2023·江苏淮安·中考真题）如图所示，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击静置于水平面上的木块。下列说法正确的是（　　） A．图中两辆小车的重力势能大小相等 B．两种情况下，木块在水平面上移动的距离相等 C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性增大 D．如果水平面光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动 【答案】D 【详解】A．图中两辆小车的质量相等，高度不等，则重力势能大小不等，故A错误； B．两种情况下，小车初始重力势能不同，小车到达水平面的动能不同，小车推动木块移动的距离不同，故B错误； C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性与质量有关，与速度无关，质量不变，惯性不变，故C错误； D．如果水平面光滑，木块不受摩擦力，被撞击后，木块受到的合力为0，将做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 12．（2023·黑龙江牡丹江·中考真题）探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法正确的是（　　） A．水平面越光滑越好 B．实验研究的是木块的动能大小 C．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能 D．小球质量越大，动能越大 【答案】C 【详解】A．如果表面足够光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动，无法根据木块移动的距离判断小球动能的大小，故A错误； B．实验通过木块移动的距离来反映小球的动能大小，探究的是小球的动能，故B错误； C．小球从斜面滚下，重力势能越来越小，速度越来越快，动能越来越大，是将重力势能转化为动能，故C正确； D．影响动能大小的因素有质量和速度，速度一定时，小球的质量越大，动能越大。选项中没有说明小球速度一定，不能确定动能大小，故D错误。 故选C。 13．（2023·山东淄博·中考真题）利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。 （1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的 高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过 来判断小车动能的大小； （2）小车从斜面上滑下，它的 转化为动能，碰上物体B后，小车的部分 转移给了物体B，这个能量的转化转移过程机械能总量 ； （3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中 是一对平衡力， 方向相同（两空均填序号）。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将 ； （4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题： 。 物体 动能/J 物体 动能/J 步行的人 约30 百米跑中的运动员 约 行走的牛 约160 刚射出的步枪子弹 约 中速行驶的小汽车 约 高速行驶的小汽车 约 【答案】 不同 B运动的距离 重力势能 动能 减小 ①④ ②③ 匀速直线运动 见解析 【详解】（1）[1]让同一小车在不同高度下滑，可使小车获得不同的速度，而此时小车的质量保持不变，可探究动能与速度的关系。 [2]通过观察物体B移动的距离的大小，来说明小车对物体B做功的多少，从而判断出小车具有的动能的大小。 （2）[3]小车从斜面上滑下，质量不变，速度变大，高度降低，它的重力势能转化为动能。 [4][5]碰上物体B后，B由静止到运动，小车的部分动能转移给了物体B，小车的整个运动过程中受摩擦力作用，需要克服摩擦力做功，另外碰撞过程中也会有机械能的损失，机械能总量减小。 （3）[6]根据平衡力的特点，小车所受的重力与水平面对小车的支撑力大小相等，方向相反，作用在同一物体上，所以可知①重力、④水平面对小车的支持力是一对平衡力。 [7]由图示知，②摩擦力的方向水平向左，③物体B对小车的压力也水平向左，方向相同。 [8]如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，据牛顿第一定律知，小车将做匀速直线运动。 （4）[9]由表格数据可知，不同物体运动的速度不同，它的动能也不同，因此可以提出：物体的动能与速度的关系。 【核心精讲】 知识点02 机械能 知识 概念 理解 机械能 （1）动能：物体由于运动而具有的能量。大小跟速度、质量有关。 （2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。大小跟高度、质量有关。 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 （4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 （5）机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变。或者说，机械能是守恒的。 （1）物体具有能量不一定做功。 （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。 【命题预测】 1．【新情境】体育赛事7月7日晚，在2024国际排联男排挑战者杯决赛中，中国男排激战四局以3:1战胜对手夺得冠军。如图是比赛时的精彩瞬间，下列说法正确的是（   ） A．运动员向下蹬地身体向上运动，说明物体间力的作用是相互的 B．排球上升时的速度越大，其具有的惯性越大 C．排球运动到最高点时处于平衡状态 D．运动员加速奔跑时，动能不变 【答案】A 【详解】A．运动员给大地一个向下的作用力，力的作用相互的，大地给运动员一个向上的作用力。在这个力的作用下，运动员运用腾空而起。故A正确； B．惯性是物体的一种属性，只与物体的质量有关，与速度大小无关。故B错误； C．排球运动到最高点时，受到重力作用，受力不平衡，故不处于平衡状态。故C错误； D．运动员加速奔跑，质量不变，速度变大，动能变大。故D错误。 故选A。 2．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　） A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零 B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大 C．图③，射出的箭的动能是由弓的弹性势能转化而来 D．图④，运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能 【答案】C 【详解】A．动能与质量和速度有关，掷出后的铅球到达最高点时仍有水平方向的速度，动能不为零，故A错误； B．蹦床被压缩到最低点时，蹦床的弹性形变程度最大，弹性势能最大，动能最小，故B错误； C．弓由于发生弹性形变而具有弹性势能，射出的箭的动能由弓的弹性势能转化而来，故C正确； D．运动员起跳时，自身的动能一部分转化为竿的弹性势能，另一部分转化为运动员的重力势能，故D错误。 故选C。 3．【新情境】体育赛事邓钦文获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是（　　） A．球从位置A运动到位置B的过程中动能在增大 B．球在最高点B处时动能不为零 C．球从位置B运动到位置C的过程中机械能在增大 D．球落地后反弹的高度一定超过B点 【答案】B 【详解】A．球从位置A运动到位置B的过程中，质量不变，速度减小，动能在减小，故A错误； B．球在最高点B处时速度不为0，动能不为零，故B正确； C．球从位置B运动到位置C的过程中，不断克服阻力做功，机械能在减小，故C错误； D．球运动过程中，不断克服阻力做功，机械能不断减小，则球落地后反弹的高度一定低于B点，故D错误。 故选B。 4．关于势能的说法正确的是（　　） A．势能包含重力势能，不包含弹性势能 B．受重力作用的物体由于被举高而能做功，不具有重力势能 C．橡皮筋被拉长，产生弹力能够做功，不具有弹性势能 D．物体重力势能的大小与物体的质量及物体被举高的高度有关 【答案】D 【详解】A．势能包含重力势能，也包含弹性势能，故A错误； B．受重力作用的物体由于被举高而能够对外做功，具有重力势能，故B错误； C．橡皮筋被拉长，产生弹力能够做功，由于发生了弹性形变而具有弹性势能，故C错误； D．物体重力势能的大小与物体的质量及物体被举高的高度有关，质量越大，高度越大，重力势能越大，故D正确。 故选D。 5．体育考试时，某同学用相同的初速度在相同高度分别用不同轨迹将篮球从A点投向B点投篮，如轨迹1和轨迹2所示。空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．篮球重力势能的变化量：轨迹1>轨迹2 B．篮球重力势能的变化量：轨迹1<轨迹2 C．篮球动能的变化量：轨迹1>轨迹2 D．篮球动能的变化量：轨迹1<轨迹2 【答案】C 【详解】AB．重力势能与质量和高度有关，从A点到B点，轨迹1与轨迹2两种情况下，篮球的质量不变，增加的高度相同，所以篮球重力势能的增加量相等，故AB错误； CD．由图可知，篮球通过轨迹1运动的路程较大，克服空气阻力做功消耗的机械能较多，两种轨迹下篮球从A点到B点的增大的重力势能相等，动能减小的量等于增大的重力势能加上克服摩擦力所做的功，因而篮球动能的变化量：轨迹1＞轨迹2，故C正确，D错误。 故选C。 6．【跨学科】体育赛事在巴黎奥运会跳水项目男子10米跳台决赛中，中国选手曹缘夺得冠军。如图所示情景，下列关于能量或能量转化说法正确的是（　　） A．曹缘被弹起后，跳板来回弹几下就停止说明机械能可以产生也可以消失 B．曹缘被跳板刚刚弹起时跳板的弹性势能最小 C．曹缘被跳板弹起直到入水过程中机械能会不断减少 D．曹缘下降过程中动能转化为重力势能 【答案】C 【详解】A．根据能量守恒定律，能量不可能凭空产生或者凭空消失，故A错误； B．曹缘被跳板刚刚弹起时跳板的弹性形变程度最大，弹性势能最大，故B错误； C．曹缘被跳板弹起直到入水过程中要克服空气阻力，机械能转化为内能，机械能会不断减少，故C正确； D．曹缘下降过程中，速度变大，质量不变，则动能变大，高度降低，则重力势能减小，重力势能转化为动能，故D错误。 故选C。 7．【跨学科】体育赛事10月19日，“奔跑吧·少年” 2024年陕西省青少年体育俱乐部射箭联赛总决赛在礼泉县袁家村举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 能，箭的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 弹性势 动 减小 【详解】[1]物体由于发生弹性形变而具有的能为弹性势能，因此将弓拉弯，此时的弓具有弹性势能。 [2][3]射出的箭在空中下落的过程中，高度越来越低，重力势能越来越小，速度越来越大，因此重力势能主要转化为动能，因箭下落过程中需要克服摩擦做功，因此箭的机械能减小。 8．【新情境】地方体育活动2024年11月在三亚市举办了第十二届全国少数民族运动会，图甲和图乙分别为运动会的荡秋千和射箭表演赛。在运动员进行荡秋千表演赛过程中，当秋千从下往上荡时，速度会越来越慢，此时动能转化成 能；在射箭表演赛中，运动员把弓拉满以增大 能，将箭射得更远。 【答案】 重力势 弹性势 【详解】[1]当秋千从下往上荡时，质量不变，速度会越来越慢，动能减小，高度升高，重力势能增加，该过程中是将动能转化为了重力势能。 [2]运动员把弓拉满，此时弓箭发生弹性形变的程度增加，弹性势能会增大，因此将箭射得更远。 9．重力势能和弹性势能是常见的两种势能。物体由于 而具有的能叫弹性势能；在一定限度内，弹性物体的形变越大，具有的弹性势能就 。俗话说“开弓没有回头箭”。这句话反映了被拉紧的弦放开后把弦的 能转化为箭的 能。 【答案】 发生弹性形变 越大 弹性势 动 【详解】[1]物体受到力的作用，物体的形状会发生变化，物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 [2]在一定限度内，物体受到的力越大，弹性物体的形变就越大，则物体具有的弹性势能就越大。 [3][4]被拉紧的弦具有弹性势能，运动的箭具有动能，所以被拉紧的弦放开后对箭做功，把弦的弹性势能转化为箭的动能。 10．【核心素养】科学探究从斜面同一高度由静止释放的不同物体，到达水平面时的速度与哪些因素有关？小明猜想该速度可能与物体的形状和质量有关。他选用了以下物品进行实验：玻璃板、木块、挡板、塑料小球、空塑料瓶和装满沙子的塑料瓶。实验步骤如下： ①如图-1，用玻璃板、木块搭一个倾角较小的斜面； ②将挡板放在玻璃板上并固定住； ③将小球、装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶放到斜面和挡板之间； ④移走挡板，用速度传感器测出各物体到达水平面时的速度。 请回答下列问题： （1）图-1中有两种快速移走挡板的方案，你认为合理的是 （选填“a”或“b”）； （2）在步骤④中，要判断物体运动到水平面时的速度大小与物体的形状是否有关，应选择空塑料瓶和 （选填“装满沙子的塑料瓶”或“塑料小球”）进行比较，应控制所选物品 相同； （3）在步骤④中，发现装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶到达水平面时速度基本相同，说明物体从斜面同一位置由静止滚下，运动到水平面时的速度大小与物体的质量 （选填“有关”或“无关”）； （4）小华对上一问得到的结论有所怀疑，于是他将装了一半沙子的塑料瓶和装满沙子的塑料瓶放上斜面进行步骤③④，测出装了一半沙子的塑料瓶到达水平面时的速度总是小一些，同时观察到该瓶内部的沙子在不断翻滚。请你从能量的角度分析，该瓶速度小的原因可能是 。根据小华实验的启发，请你猜想一个可能会影响物体到达水平面时速度大小的因素： ； （5）小华改变装入瓶内沙子的量继续实验，在某次实验中，移走挡板后瓶子未滚动，小华联系“当直尺伸出桌边的长度超过时才会掉落”这一生活情景，分析得出，此时塑料瓶的重心位置可能是图-2 所示。 【答案】（1）a；（2） 塑料小球 质量；（3）无关；（4） 见解析 物体内部结构；（5）乙 【详解】（1）若沿b方向，快速将挡板移走，小球、装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶开始运动的时间不同，会导致测量的结果误差太大；若沿a方向快速将挡板移走，小球、装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶开始运动的时间基本相同，可以减小误差，所以a方案更合理。 （2）[1][2]要研究物体运动到水平面时的速度大小与物体的形状的关系，根据控制变量法，应只改变物体的形状，所以应选择空塑料瓶和塑料小球进行比较，并控制二者质量相同。 （3）在步骤④中，装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶形状相同，质量不同，发现装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶到达水平面时速度基本相同，说明物体从斜面同一位置由静止滚下，运动到水平面时的速度大小与物体的质量无关。 （4）[1][2]测出装了一半沙子的塑料瓶到达水平面时的速度总是小一些，同时观察到该瓶内部的沙子在不断翻滚。该瓶速度小的原因可能是因为塑料瓶一部分的重力势能转化为瓶内部的沙子的动能，由此可以猜测物体内部结构也会影响物体到达水平面时的速度大小。 （5）当直尺伸出桌边的长度超过时才会掉落，这是因为尺子的重心还在桌面上，在某次实验中，移走挡板后瓶子未滚动，说明塑料瓶的重心如图-2乙所示位于接触点的后方。 11．【核心素养】科学探究为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明用小方桌、沙箱及A、B、C三个金属球进行了如图所示三次实验。金属球的质量关系为；A、B、C自由下落时距小方桌桌面的距离关系为；桌腿进入细砂中的深度关系为。 （1）甲、乙两次实验可探究重力势能与 的关系； （2）设甲、丙实验中A、C球自由下落时的重力势能分别为和，则 （填“＞”“＜”“=”或“无法判断”）； （3）从研究方法的角度，下列选项中的实验器材与方桌作用相同的是________（填字母）； A．“探究动能大小与哪些因素有关”中的小车 B．空气压缩引火仪中的棉花 C．“探究影响电阻大小的因素”中的电阻丝 （4）小明又利用金属球做了图丁实验，将球放在左侧轨道上放手后沿轨道运动，图中虚线为球离开轨道b点后的部分运动轨迹，a、c两点等高。则金属球在a、c两点的速度大小关系是 。 【答案】（1）物体质量；（2）＞；（3）B；（4）> 【详解】（1）甲、乙两次实验物体所处的高度相同，物体的质量不同，因此探究的是重力势能与物体质量之间的关系。 （2）实验中运用转化法通过观察桌子腿进入细砂中的深度来表示物体重力势能的大小，由于A球下落使桌子腿进入细砂中的深度大，则A球的重力势能大，即EA>。 （3）方桌作用是运用转换法，表示物体重力势能的大小； A．“探究动能大小与哪些因素有关”中的小车是研究对象，动能大小不是通过小车来表示的，故A不符合题意； B．空气压缩引火仪中的棉花，通过观察棉花燃烧得出对物体做功，物体的内能会增加，故B符合题意； C．“探究影响电阻大小的因素”中的电阻丝是研究对象，电阻大小不是通过电阻丝来表示的，故C不符合题意。 故选B。 （4）由于小球在运用过程中需要克服摩擦做功，存在能量的损失，机械能会变小，即c点的机械能小于a点的机械能；小球的质量不变，由于a、c两点高度相同，重力势能相同，则a点的动能大于c点的动能，a点的速度大于c点的速度。 考点三 杠杆 【真题研析】 ►考法01 杠杆的识别与作图 1．（2023·湖南益阳·中考真题）下列设施设备中，在使用过程中属于费力杠杆的是（　　） A．  喷水壶的压缩手柄 B．  船桨 C．  水龙头旋柄 D．  碾磨的推杆 【答案】B 【详解】ACD．在使用过程中，喷水壶的压缩手柄、水龙头旋柄、碾磨的推杆的动力臂都大于阻力臂，是省力杠杆，故ACD不符合题意； B．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意。 故选B。 2．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A．此杠杆的支点为A点 B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C．此杠杆是一个费力杠杆 D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 【答案】C 【详解】A．支点是杠杆绕其转动的点，由图可知，手臂是绕C点进行转动的，因此支点为C点，故A错误； BCD．杠杆的动力是肱二头肌收缩，动力作用点在A点，动力臂近似为AC的长度，阻力是手臂和哑铃的总重力，力臂近似为桡骨的长度，故动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，在锻炼时肱二头肌的收缩距离小于哑铃的移动距离，故C正确，BD错误。 故选C。 3．（2024·江苏南通·中考真题）钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景，你认为最合理的拉起鱼竿的方式是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．钓鱼竿使用时，以鱼竿尾部为支点，故AB不符合题意； CD．以鱼竿尾部为支点时，C选项F的力臂较大，D选项F的力臂较小，由杠杆平衡原理可知，C选项拉起鱼竿的方式更省力，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4．（2024·广东广州·中考真题）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 （1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为，则此支持力最小值为 N； （2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。 【答案】 同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小 4 【详解】（1）[1]由题意可知，晾晒架可看成一个杠杆，设衣服对晾晒架的作用力为阻力，则支撑物对晾晒架的作用力为动力，根据杠杆平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 可知，同一件衣服挂在B时，阻力不变，阻力臂最小，动力臂不变，因此动力最小，即A点受到的支持力最小。 [2]若衣服重为，根据杠杆平衡条件可得 当衣服挂在B时，阻力臂最小，所以此支持力最小值为 （2）[3]根据题意，B点受到衣服的拉力的方向为竖直向下，由于力臂是支点到力的作用线的距离，因此反向延长拉力F，画出支点O到拉力F的反向延长线的垂线段，即为拉力F的力臂l。如图所示 5．（2024·山东日照·中考真题）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。 【答案】见详解 【详解】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力F2，其方向大致过B点向上；A为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力F1使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂l1，如图所示： ►考法02 杠杆平衡条件的应用 6．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．杆秤是一种等臂杠杆 C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 【答案】C 【详解】A．秤纽与秤杆的连接点是秤杆绕着转动的点，是支点，故A错误； B．杆秤使用时，动力臂不等于阻力臂，不是等臂杠杆，故B错误； C．根据杠杆平衡条件则有，、不变，所挂物体加重时，变大，即秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡，故C正确； D．使用已磨损的秤砣测量时，即变小，、、不变，所以变大，则测量值比真实值偏大，故D错误。 故选C。 7．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg，双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（   ） A．手对木棒的压力大小为40N B．肩对木棒的支持力大小为80N C．地面对人的支持力大小为560N D．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa 【答案】D 【详解】A．由杠杆平衡条件可得 即 解得手压木棒的压力F=20N，故A错误； B．木棒对肩膀的压力 由于力的作用是相互的，所以肩对木棒的支持力 大小等于木棒对肩膀的压力，大小为60N，故B错误； C．人的重力 人对地面的压力大小等于人的重力加上物体的重力，大小为 力的作用是相互的，则地面对人的支持力为540N，故C错误； D．人对地面的压力大小F=540N，由公式可得，人对地面的压强为 故D正确。 故选D。 8．（2024·山东济南·中考真题）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（　　） A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断 【答案】A 【详解】如图，杆秤使用时相当于杠杆，提纽处为支点，被称量物体的重力看作动力，秤砣的重力作为阻力，由杠杆的平衡条件可知，秤砣生锈变重，阻力变大，动力和动力臂的乘积不变，测得的阻力臂变小，即秤杆标识出的物体的质量变小，因此用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比偏小，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．（2024·陕西·中考真题）如图1，是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔，其简化示意图如图2所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。 （1）不改变支点O的位置和“坠石”的重力，想要提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当 （选填“靠近”或“远离”）支点O； （2）若OA的长度为1m，OB的长度为1.5m，“坠石”的重力为100N，桶的重力为20N，不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦，若要竖直匀速提起180N的水，人还需要施加 N的拉力，此过程中，“坠石”下降的高度为3m，则“坠石”的重力做功为 J。 【答案】（1）远离；（2） 50 300 【详解】（1）根据杠杆的平衡条件可知，人们从井中提水时，则有 在一定时，通过增大的距离，即可以将“坠石”悬挂点B适当远离支点，在杠杆平衡时，更小，即可以使提水时更省力。 （2）[1]若要竖直匀速提起180N的水，则有 解得，即人还需要施加50N的拉力。 [2]“坠石”的重力做功为 ►考法03 探究杠杆的平衡条件 10．（2022·浙江绍兴·中考真题）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　） A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动 B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动 C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动 D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动 【答案】A 【详解】AB．图甲中，为了使杠杆在水平位置平衡，将平衡螺母向左调节；图乙中，杠杆向右偏转，左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积，为使杠杆水平平衡，右侧钩码向左移动，减小右侧力臂，可以使右侧力和力臂的乘积减小，从而使杠杆左右两侧力和力臂的乘积相等，故A正确，B错误； CD．图甲中，为了使杠杆在水平位置平衡，将平衡螺母向左调节；图乙中，杠杆向右偏转，左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积，为使杠杆水平平衡，左侧钩码向左移动，增大左侧力臂，可以使左侧力和力臂的乘积增大，从而使杠杆左右两侧力和力臂的乘积相等，故CD错误。 故选A。 11．（2022·黑龙江哈尔滨·中考真题）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 位置平衡最便于测力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的 有关。 【答案】 水平 大小 【详解】[1]因为重力的方向竖直向下，所以钩码对杠杆的拉力也是竖直向下的，当杠杆在水平位置平衡时，由力臂的定义，此时力的作用点与支点的距离大小等于力臂大小，即可在杠杆直接读出力臂大小，故为了方便测量力臂大小，应使杠杆在水平位置平衡。 [2]如果在右侧钩码下增加一个钩码，改变了右侧杠杆所受力的大小，使杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的大小有关。 12．（2024·江苏淮安·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”实验中： （1）请在图甲中画出的力臂； （2）的力臂为 。当的大小为时，竖直向上拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡， N； （3）小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤（自重不计），如图乙所示，要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？ （写出一种方法即可），小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的，请你通过推理证实。 （写出推理过程，涉及的物理量用图中字母表示）。 【答案】（1）；（2）10.0；0.5；（3）换用质量更大的秤砣（增大）；见解析 【详解】（1）过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，作图如下： （2）[1][2]由图甲可知，的力臂；当的大小为时，竖直向上拉杠杆，此时的力臂，根据杠杆平衡条件，大小为 （3）[1]要想增大杆秤的测量范围，可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件，两力臂不变，秤砣重力变大，对秤杆的拉力变大，即动力变大，那么阻力会变大，即称量的物体重力变大，则杆秤的测量范围变大。 [2]根据杠杆平衡条件可得 则有 因为和均为定值，所以和成正比，所以制作的杆秤刻度是均匀的。 13．（2024·青海·中考真题）“权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究： 活动一：了解杆秤的构造及物理原理： 如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成； （1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 杠杆； 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置； （2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 g的物体，D点处的刻度数为 g； （3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g； （4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。 【答案】（1）支点；省力；（2）1000；400；（3）；160；（4）增加秤砣的质量 【详解】（1）[1] 图甲中杆秤使用时绕提纽转动，提纽相当于杠杆的支点。 [2] “秤砣虽小压千斤”说明杆秤相当于省力杠杆，起到省力的作用。 （2）[3][4] 由图甲可知，该杆秤量程为，利用该杆秤最多可称量1000g的物体，D点处的刻度数为400g。 （3）[5] 根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，则有 化简得。 [6] 当秤盘上不放物体时，秤砣零刻度线处，根据杠杆平衡条件，则有 则秤盘的质量为 （4）[7] 若想测量质量更大的物体，根据（3）中，可以增加秤砣的质量，在力臂不变时，物体和秤盘质量更大，即测量的物体质量更大。 【核心精讲】 知识点03 杠杆 知识 概念 理解 杠杆 （1）描述杠杆特征的五个要素： 支点、动力、阻力、动力臂与阻力臂。 （2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2 （3）生活中的杠杆 ①若l1＞l2，则F1＜F2，为省力杠杆； ②若l1= l2，则F1=F2，为等臂杠杆； ③若l1＜l2，则F1＞F2，为费力杠杆。 杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 【命题预测】 1．【新情境】体育赛事在巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人划艇决赛中，中国皮划艇队卫冕成功。如图，是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。下列说法正确的是（　　） A．出发前，皮划艇和运动员保持静止状态，此时皮划艇受到的重力和浮力是一对平衡力 B．运动员划桨时，水对桨的力大于桨对水的力 C．停止划水后皮划艇能继续前进，是因为皮划艇受到惯性的作用 D．运动员划桨时，桨相当于一个费力杠杆 【答案】D 【详解】A．出发前，皮划艇和运动员保持静止状态，此时皮划艇受到的浮力等于皮划艇和运动员的总重力，皮划艇受到的重力和浮力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误； B．运动员划桨时，水对桨的力与桨对水的力是一对相互作用力，两个力大小相等，故B错误； C．停止划水后皮划艇能继续前进，是因为皮划艇具有惯性，而不是受惯性的作用，故C错误； D．运动员划桨时，桨相当于一个杠杆，此时动力臂小于阻力臂，即桨相当于一个费力杠杆，故D正确。 故选D。 2．【跨学科】人体构造如图为人腿简化图，当股四头肌群收缩且提供方向不变的动力F1时，会拉动小腿绕膝关节固定点O从图示位置缓慢升至水平位置，小腿所受重力G为阻力，则此过程中（　　） A．F1在变小 B．阻力在变小 C．图l1为动力F1的力臂 D．当小腿伸至水平位置时可看作费力杠杆 【答案】D 【详解】AB．小腿从图示位置缓慢伸至水平位置，阻力臂的变化情况是变大，小腿的重力不变，阻力不变，动力F1的方向不变，则动力臂不变，根据F1L1=F2L2，可得动力F1的变化情况是变大，故AB不符合题意； C．根据力臂的定义可知，图l1不是动力F1的力臂，故C不符合题意； D．当小腿伸至水平位置时，动力臂小于阻力臂，可看作费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 3．【新素材】古代文献《天工开物》是中国明代科学家宋应星于1637年编写的一部综合性科技著作，被誉为中国古代的“百科全书”。这本书详细记录了明代的农业、手工业和工艺技术，是研究中国古代科技和经济史的重要文献。也为现代机械的发展奠定了一定的基础，下列选项中的物体在正常使用时可以省力的是（   ） A．定滑轮 B．镊子 C．筷子 D．老虎钳 【答案】D 【详解】A．定滑轮相当于等臂杠杆，只能改变力的方向，不能省力，故A不符合题意； B．镊子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B不符合题意； C．筷子在使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C不符合题意； D．考虎钳在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．【新情境】度量衡杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图所示，某次用秤钩挂住物体称重时，提纽O处是支点，AO为5cm，秤砣重500g，秤砣移至距O点20cm的B处，秤杆恰好在水平位置平衡，若g取，不计秤杆和秤钩的质量，这时从秤杆上读得的被称物体的质量是（　　） A．0.8kg B．2.5kg C．2kg D．5kg 【答案】C 【详解】由题可知，杆秤在使用时是一个绕支点转动的硬棒，相当于一个杠杆，由杠杆的平衡条件 这时从秤杆上读得的被称物体的质量 故C正确，ABD错误。 故选C。 5．【新情境】交通信号为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】图中的支点是底座左侧边缘，假设螺钉是动力，则动力臂不变，而横杆的重力与指示灯受到的重力是阻力，指示灯的重力大小不变，分散后重心靠近竖杆，阻力臂较小，图中横杆一端粗，重心靠近较粗的一端，因而粗端固定在竖杆上，阻力臂较小，故D图中的阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件知，阻力和动力臂一定时，阻力臂越小，动力越小，故D图螺钉对支架底座的压力最小。 故选D。 6．在测量液体质量的实验中，盛水的烧杯静置于水平桌面上，水对烧杯底的压力与桌面对烧杯的支持力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；夹取砝码的镊子是 杠杆。 【答案】 不是 费力 【详解】[1]水对烧杯底的压力等于水的重力，桌面对烧杯的支持力等于水和烧杯的总重力，二力大小不相等，所以不是一对平衡力。 [2]夹取砝码的镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆。 7．【模型建构】如图所示，AC为刻度间隔相等的轻质杠杆，B处挂4N的物体。为使杠杆在水平位置平衡，则在C端施加的最小力是 N，方向是 。若在A端施加一个拉力F，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，请回答是否存在拉力F？如存在，准确写出拉力F的方向；如不存在，试说明理由： 、 。 【答案】 2 竖直向下 存在 与杠杆成30°角斜向上 【详解】[1][2]由图可知，B处挂4N的物体，物体对杠杆的拉力方向竖直向下，为了使杠杆在水平位置平衡，在C端施加的力的方向应竖直向下，则支点到FB的力臂有2小格，支点到FC的力臂有4小格，由杠杆平衡条件可知 即 解得 [3][4]在A端施加一个拉力F，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，则动力臂等于阻力臂，由图可知，支点到FB的力臂有2小格，OA的距离有4小格，由数学知识，在直角三角形中，30°角所对的直角边为斜边的，所以拉力F与杠杆成30°角斜向上时，拉力F的力臂为OA的，有2小格，此时刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆。 8．【新情境】生产实践如图所示是一种切蛋器，按下图中的把手，就能将鸡蛋切开，切蛋器上的细钢丝非常锋利，是通过 的方式增大压强的。使用切蛋器切蛋时，切蛋器相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 【答案】 减小受力面积 省力 【详解】[1]切蛋器上的细钢丝非常锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积，来增大压强，很容易将鸡蛋切开。 [2]使用切蛋器切蛋时，切蛋器动力臂大于阻力臂，是个省力杠杆。 9．【核心素养】科学探究某同学用杠杆、铁架台、若干钩码等器材探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前杠杆静止在如图甲所示的位置，此时应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 3 5.0 1.5 10.0 2 1.5 10.0 1.5 10.0 3 1 15.0 1.5 10.0 4 3 5.0 2 7.5 5 3 5.0 1 15.0 6 0.5 10.0 1 5.0 …… （2）实验中，该同学先在杠杆支点两侧悬挂上不同个数的钩码，移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，记录第1组数据。然后保持阻力和阻力臂不变，改变动力、动力臂，进行了第2、3次实验；再用同样方法将 保持不变，改变另外两个量，进行了第4、5次实验。再改变四个量进行了多次实验，实验数据记录如表所示。 分析第1、2、3组数据发现，当杠杆的阻力和阻力臂保持不变时，动力与动力臂的 是不变的，分析第1，4，5组数据也得到了类似的结论。通过综合分析数据后得出杠杆的平衡条件为 ； （3）回家后，该同学找到两个质量不同的玩具小车，如图乙所示，以刻度尺的中点为支点，将两小车放到刻度尺上，调节小车的位置使刻度尺在水平位置平衡，可知 侧小车的质量较大（选填“左”或“右”）。若将两小车向支点移动相同的距离后，刻度尺会 （选填“保持平衡”“左端下降”或“右端下降”）。 【答案】（1）右；（2） 动力和动力臂 乘积 ；（3） 左 右端下降 【详解】（1）实验前杠杆静止在如图甲所示的位置，左端下沉，说明左端重，此时应向右调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡。 （2）[1]将第4、5次实验数据与第1次实验数据对比，可知是动力和动力臂保持不变，改变另外两个量。 [2]分析第1、2、3组数据发现， 可得当杠杆的阻力和阻力臂保持不变时，动力与动力臂的乘积是不变的。 [3]综合分析数据可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即。 （3）[1]如图乙，根据杠杆的平衡条件则有，由图可知，左侧力臂小于右侧力臂，所以，即左侧小车的质量较大。 [2]若将两小车向支点移动相同的距离后，左侧为 右侧为 因为，，所以，所以右端下降。 10．【新情境】科学实践杆秤是前些年我们家中常用的测量重量的工具，小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会 （选填“大于”、“小于”或“等于”）20kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置 （选填“相同”或“不相同”）。 （2）已知杆秤粗细不均匀，小刚通过分析可知，杆秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会 （选填“靠近”或“远离”）提纽的位置。 （3）如图乙所示，小刚用一根长为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作过程如下： ①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳作为秤钩和提纽（秤钩和提纽的质量均忽略不计）； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； 当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，这个杠杆的支点是 （选填“提纽”或“秤钩”）所在的位置，当在秤钩上挂一重物时，秤砣的位置在如图乙所示位置，则秤钩上挂的重物的质量为 kg。 【答案】（1） 小于 不相同；（2） 均匀 靠近；（3） 提纽 8 【详解】（1）[1]杆秤利用了杠杆原理，由杠杆的平衡条件可知：，由图可知，将秤砣置于最远处，由使用提纽1改为使用提纽2时，l1增大而l2减小，G砣不变，G杆不变，G杆对应的力臂l杆变小，由于秤杆自身重力和力臂的变化很小，则此时G物变小，即使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会小于20kg。 [2]零刻度线的位置可理解为秤砣平衡杆秤自身重力的悬挂点，使用不同提纽时秤杆自身重力的力臂大小发生变化，而G砣和杆秤自身重力不变，因此秤砣的力臂也会变化，可知使用不同提纽时零刻度线位置不相同。 （2）[1]由可知，当G物均匀增大时，因、、和大小不变，当均匀变化时，l2均匀变大，故杆秤的刻度是均匀的。 [2]若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，由知，减小，即第二次秤砣在杆秤上的位置会靠近提纽的位置。 （3）[1]自制的杆秤相当于杠杆，当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，杠杆可绕提纽转动，这个杠杆的支点是提纽。 [2]如图乙，提纽到秤钩的力臂，提纽到秤砣的力臂，由杠杆平衡条件可得 由可知，上式可写成 秤钩上挂的重物的质量为 考点四 滑轮 【真题研析】 ►考法01 滑轮 1．（2024·山东东营·中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【详解】A．甲图中，该滑轮的位置是固定的，是定滑轮，使用定滑轮时不省力也不省距离，但可以改变力的方向，故A正确，不符合题意； B．根据 可知，忽略绳重及摩擦，甲图中不用克服摩擦和滑轮做额外功，该装置的机械效率最高；乙图中克服动滑轮的重力做的功为额外功，机械效率为 丙图中，克服杠杆的重力做的功为额外功，当物体被提升h时，根据数学的相似三角形知识可知，拉力端移动2h，杠杆的重心上升h，则该装置的机械效率为 可知，可得：乙装置的机械效率是三者中最低的，故B正确，不符合题意； C．丙图中，根据杠杆平衡条件可得 则 在匀速拉动物体上升的过程中，物重和杠杆重不变，阻力臂变小，动力臂也变小，根据数学的相似三角形知识可知，阻力臂与动力臂的比值是一个定值，所以拉力F3不变，故C错误，符合题意； D．若提升的物体越重，根据 以及 可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．（2024·山东淄博·中考真题）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，该滑轮的轴固定不动，该滑轮是定滑轮，不计绳重和摩擦，则弹簧测力计的示数等于物体所受的重力，由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N，故A错误； BC．由图乙可知，该滑轮的轴随物体一起运动，该滑轮是动滑轮，n=2，将物体匀速提升20cm，则弹簧测力计上升 s=nh=2×20cm=40cm 不计绳重和摩擦，弹簧测力计的示数 由于不知道动滑轮的重，因此无法判断弹簧测力计的示数与物重的关系，故BC错误； D．不计绳重和摩擦，图甲中滑轮的机械效率 图乙中滑轮的机械效率 则 故D正确。 故选D。 3．（2023·辽宁阜新·中考真题）学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半 B．旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向 C．国旗匀速上升过程中机械能守恒 D．滑轮越多滑轮组的机械效率越高 【答案】B 【详解】A．旗杆上滑轮轴固定，是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，所以不省力，忽略绳重和摩擦，拉绳子的力等于国旗的重力，故A错误； B．定滑轮不能省力，但可以改变用力的方向，故B正确； C．国旗匀速上升，质量不变，动能不变，重力势能增大，机械能等于国旗的动能与重力势能之和，因此机械能增大，故C错误； D．滑轮越多，滑轮组提升相同物体时，动滑轮越重，需克服摩擦、动滑轮重力所做的额外功越多，滑轮组机械效率越低，故D错误。 故选B。 4．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。 【答案】 省力 1800 75% 【详解】[1]图中所示的动滑轮相当于一个省力杠杆，可以省力但是费距离。 [2]因为木箱提升了3m，所以可知做的有用功为 W有用=Gh=600N×3m=1800J 由图可知绳子段数为2，则木箱提高3m时，绳子自由端提高的距离为 s=2×3m=6m 则可得拉力做的功为 W=Fs=400N×6m=2400J 该动滑轮的机械效率为 5．（2023·湖北十堰·中考真题）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 （选填“A”或“B”）能省力，某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 。 【答案】 A 电梯对人的支持 30.6% 【详解】[1]由图可知，A是动滑轮可以省力，B是定滑轮不能省力。 [2]依题意人被匀速提升，则人所受的重力与电梯对人的支持力是一对平衡力。 [3]依题意，绳子承重段数n=2，则绳子自由端速度为 绳子自由端受到的拉力为 人的重力为 则电梯的机械效率为 ►考法02 滑轮组的判断及特点 6．（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 【答案】D 【详解】A．物体M做匀速直线运动，受力平衡，则所受的拉力为 故A不符合题意； B．绳子自由端的水平拉力为40N，物体M所受的拉力为96N，若动滑轮上绳子有效段数为2，则有 可知由两个滑轮安装成的滑轮组有效绳子段数，则绳子自由端移动的距离为 故B不符合题意； C．滑轮组拉动物体M做的有用功为 故C不符合题意； D．总功为 则滑轮组的机械效率为 故D符合题意。 故选D。 7．（2024·甘肃兰州·中考真题）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 【答案】B 【详解】A．由图可知，滑轮组绳子的有效股数，拉力F大小为 故A正确，不符合题意； B．绳子自由端移动的距离为 拉力F做的功为 拉力F的功率为 故B错误，符合题意； C．克服动滑轮重力做功 故C正确，不符合题意； D．有用功为 滑轮组的机械效率约为 故D正确，不符合题意。 故选B。 8．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】AC．由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的距离 s=2h=2×4m=8m 总功 W总=Fs=125N×8m=1000J 故A正确，C错误； B．不计绳重和摩擦，动滑轮重为 G动=2F-G=2×125N-200N=50N 故B错误； D．有用功 W有=Gh=200N×4m=800J 滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 9．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 【答案】 60 90％ 【详解】[1]滑轮组绳子承重段数 不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦 则 [2]此过程该滑轮组的机械效率为 10．（2024·甘肃白银·中考真题）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 20 40 【详解】[1]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 f=F拉=2GB=2×10N=20N [2]若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力 F=f+F拉=f+2GB=20N+2×10N=40N ►考法03 探究滑轮组机械效率的影响因素 11．（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据： 动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升距离 h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离 s/m 滑轮组机械效率 η 1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7% 2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5% 3 0.5 4 0.1 1.5 0.3 （1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法 ； （2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ； （3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。 【答案】（1） ；（2）88.9%；（3）小玉 【详解】（1）[1]由表格中数据可以看出，绳子末端移动的距离为物体提升高度的3倍，所以连接动滑轮的绳子的股数为3，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，绕线时应从动滑轮的挂钩处挂起，如图所示： （2）[2]由表格中数据得，第三次实验，有用功为 总功为 滑轮组的机械效率为 （3）[3]由表格中数据得，同一滑轮组，提升的重物重力越大，机械效率越大，故小玉的说法是正确的。 12．（2022·江苏南通·中考真题）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）每次实验绳端移动距离为 cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ； （3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ； （4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 30 2.5 80 低 不变 变小 【详解】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为 （2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。 [3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为 [4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。 （3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据 可知，滑轮组的机械效率将不变。 （4）[6]四次实验中，物体上升的高度为 有用功为 第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。 【核心精讲】 知识点04 滑轮 知识 概念 理解 滑轮 （1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。 （3）定滑轮和动滑轮的特点 使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。 （4）滑轮组 ①使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向。 ②使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力 F=G，拉力移动的距离 定滑轮实质上是一个等臂杠杆；动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 【命题预测】 1．某滑轮组（不计绳重、摩擦和滑轮重力）如图所示，用力F向下拉动滑轮可以把的物体匀速提升，则F的大小是（   ） A．300N B．200N C．100N D．400N 【答案】B 【详解】不计绳重、摩擦和滑轮重力，对物体进行受力分析可知，物体受到竖直方向的拉力和重力作用，因此绳子上的拉力等于物体的重力，即。对动滑轮进行受力分析可知，不计绳重、摩擦和滑轮重力，动滑轮受到竖直向上两条绳子的拉力和竖直向下F的作用，则有，故 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．【新情境】生产实践如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【答案】C 【详解】A．图甲所示，吊车顶端是定滑轮，改变力的方向，中间是轮轴，绕着共同的一个轴转动，故A正确，不符合题意； B．轮轴省力，但是费距离，故工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意； C．图乙的绞车是两个定滑轮和轮轴构成的，故C错误，符合题意； D．图乙中，定滑轮只能够改变力的方向，不能改变力的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．如图所示为使用同一个滑轮拉升相同物体的两种不同方式（不计绳重和摩擦），关于滑轮的两种使用方式，下列说法错误的是（　　） A．图甲为动滑轮，图乙为定滑轮 B．， C．图乙滑轮的实质是等臂杠杆 D．图甲机械效率大于图乙机械效率 【答案】D 【详解】AC．使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，定滑轮上是一等臂杠杆；使用时，轴随物体一起移动的滑轮叫做动滑轮，因此甲为动滑轮，乙为定滑轮，故AC正确，不符合题意； B．甲图为动滑轮，竖直向上拉绳子最省力，故，乙图为定滑轮，相当于等臂杠杆，拉力方向改变，动力臂不变，力的大小不变，故，故B正确，不符合题意； D．不计绳重与摩擦，使用动滑轮时，要克服动滑轮的重力做额外功，所以甲的机械效率小于乙机械效率，故D错误，符合题意。 故选D。 4．【新情境】科学小实验用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘。于是加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．AB图中两个滑轮均为定滑轮，定滑轮不省力，只能改变力的方向，故AB不符合题意； C．滑轮作为动滑轮使用，不计滑轮自重和摩擦，能省一半的力，故C符合题意； D．滑轮作为动滑轮使用，弹簧测力计作用在滑轮轴上，不计滑轮自重和摩擦，弹簧测力计拉力为绳子拉力的2倍，故D不符合题意。 故选C。 5．【新情境】科学小实验在已有探究动滑轮工作特点的实验后，小明进行了“再探定滑轮”实验，按图组装动滑轮，用弹簧测力计拉动动滑轮，使挂在它下面的钩码缓缓上升，分别测量相应的物理量，进而比较拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功是否相等，下列说法中正确的是（　　） A．实验中还需要使用秒表 B．确保弹簧测力计拉着绳子处于静止时读数 C．实验中还需要改变钩码的数量进行多次实验 D．拉绳所做的功可能比动滑轮拉钩码所做的功小 【答案】C 【详解】A．在这个实验中，主要关注的是功的比较，即拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功是否相等。功的计算公式是W=Fs，其中F是力，s是在力的方向上移动的距离。实验中已经通过弹簧测力计测量了力，通过观察和测量得到了在力的方向上移动的距离，因此不需要秒表来测量时间，故A错误； B．在实验过程中，需要确保弹簧测力计拉着绳子处于匀速直线运动状态，此时拉力与重力才是一对平衡力，大小相等。如果弹簧测力计拉着绳子处于静止状态，虽然拉力与重力仍然相等，但这种情况下测量的是静摩擦力，而不是动滑轮在工作过程中的拉力，故B错误； C．为了使实验结论更具有普遍性和准确性，需要改变钩码的数量进行多次实验。通过多次实验，可以观察到不同情况下拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功的关系，从而得出更可靠的结论，故C正确； D．考虑到动滑轮在工作过程中存在摩擦力等因素，这些因素会消耗一部分功。因此，拉绳所做的功一定会大于动滑轮拉钩码所做的功，故D错误。 故选C。 6．如图甲所示，旗杆顶部的装置A其实是 滑轮，使用它的好处是可以改变施力 。工人师傅用图乙所示的 滑轮将重600N的木箱吊到阳台上，至少要用 N的拉力。 【答案】 定 方向 动 300 【详解】[1][2]旗杆顶部的装置A其实是定滑轮，使用时轴固定不动，不省力但是可以改变力的方向。 [3][4]图乙所示的是动滑轮，使用时跟随物体一起移动，不计绳重、滑轮重和摩擦，最多省一半力，所以将重600N的木箱吊到阳台上，至少需要的拉力为 7．如图为一组滑轮装置，此滑轮装置可以 。A、B物块都由同一种物质制成。先用弹簧测力计测出A物块在水平桌面上匀速直线运动时的示数为100N，以及A物块的重力为200N，则B物块重 N时，能拉动A物块匀速直线运动；若将此时的A、B两物块调换位置，则B物块做 （匀速直线/加速/减速）运动。 【答案】 改变拉力的作用方向 100 加速 【详解】 [1]由图知，此滑轮装置为定滑轮，可以改变拉力的作用方向。[2]用弹簧测力计测出A物块在水平桌面上匀速直线运动时的示数为100N，B的重力等于对A的拉力，所以B物块重100N时，能拉动A物块匀速直线运动； [3]A重200N，B重100N，A、B物块都由同一种物质制成，所以若将此时的A、B两物块调换位置，则A对B的拉力大于B受到的摩擦力，所以B物块做加速运动。 8．如图所示装置中，不计滑轮重、绳重及绳子摩擦的情况下，若拉力，则甲弹簧秤的读数为 N。 【答案】30 【详解】由图可知，与左侧动滑轮连接绳子股数n=3，不计滑轮重、绳重及绳子摩擦的情况下，对左侧动滑轮水平方向受力分析可得，甲弹簧秤的读数为 F甲=nF=3×10N=30N 9．如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝ 。 【答案】4∶1 【详解】由题可知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重力相同，甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，省一半的距离，即F甲=2G；乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，费一半的距离，即，则 10．【核心素养】科学探究在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中： （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，使用弹簧测力计的操作方法是 （填序号）。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动。 实验次序 1 2 3 （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计的示数会 （变大/不变/变小），其理由是 。 （3）在探究动滑轮工作的特点时，先测出 的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整 （不要求填入实验记录数据）；该实验至少要测量三组数据的目的是 ；此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论？答： 。 【答案】（1）③；（2）变小 忽略了弹簧测力计的重力；（3）钩码和动滑轮竖直向上匀速 实验次序 钩码和动滑轮的总重力G 弹簧测力计的示数F 1 2 3 寻找普遍性规律，避免实验结论的偶然性 不能 【详解】（1）在探究定滑轮工作的特点时，要匀速向下拉动弹簧测力计，此时钩码受力平衡，故选③。 （2）[1][2]因为测力计自身有重力，所以倒过来拉时，左侧拉力等于右侧拉力加测力计的重力，所以测力计示数会变小。 （3）[1]在探究动滑轮工作的特点时，由于绳子拉起动滑轮和物体，故先测出钩码和动滑轮的总重力，然后按照图丙组装动滑轮。 [2][3]实验时，应匀速竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升，读出弹簧测力计的示数。 [4]实验中需要测量钩码和动滑轮的总重力和绳子的拉力，故第一行为钩码和动滑轮的总重力G/N和绳子的拉力F/N。 [5]实验至少要测量三组数据的目的是为了得到普遍的规律，防止偶然性的发生。 [6]“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮重力和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的重量和摩擦是客观存在的，动滑轮的重力可以尽量减小，但不可能为零。所以此次实验不能直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。 考点五 机械效率 【真题研析】 ►考法01 斜面 1．（2024·山东威海·中考真题）下列对生产、生活中涉及到的物理知识解释错误的是（    ） A．锅炉水位计显示炉内水位——连通器原理 B．保险丝保护电路——电流的热效应 C．火箭用液态氢作燃料——液态氢的热值大 D．盘山公路蜿蜒曲折——斜面可以省功 【答案】D 【详解】A．锅炉水位计与锅炉内下端相连通，上端连通气压相同，是连通器，水位计可以显示锅炉内水位，故A正确，不符合题意； B．电流通过保险丝时，保险丝会产生热量，保险丝熔断，说明电流有热效应，故B正确，不符合题意； C．运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故C正确，不符合题意； D．由功的原理知道，使用任何机械不能省功，故D错误，符合题意。 故选D。 2．（2023·四川遂宁·中考真题）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A． B．  C． D．   【答案】B 【详解】如选项A中图，动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即 如选项B中图，根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得 如选项C中图，设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得 如选项D中图，定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则。综上所述，通过比较得知，B选项中最小，即在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是斜面，故B符合题意。 故选B。 3．（2022·山东威海·中考真题）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　） A．沿斜面推动更省力 B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多 C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同 D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大 【答案】D 【详解】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误； BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误； D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。 故选D。 4．（2023·内蒙古赤峰·中考真题）如图所示，将重5N的物体分别沿光滑的两个斜面由底端匀速拉到顶端，F1=2.1N，F2=3.5N。根据实验数据，写出斜面的一条特点： 。 【答案】斜面粗糙程度相同时，斜面越陡越费力 【详解】将同一个物体沿粗糙程度相同的不同的斜面拉到顶端，斜面越陡，需要的拉力F2越大，说明斜面粗糙程度相同时，斜面越陡越费力。 5． （2023·四川泸州·中考真题）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P= W，斜面的机械效率η= %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f= N。 【答案】 0.32 62.5 0.3 【详解】[1]斜面的长度 L=80cm=0.8m 拉力做的总功 W总=FL=0.8N×0.8m=0.64J 拉力做功功率 [2]斜面的高度 h=20cm=0.2m 拉力做的有用功 W有用=Gh=2N×0.2m=0.4J 斜面的机械效率 [3]克服滑动摩擦力做的额外功 W额=W总-W有用=0.64J-0.4J=0.24J 由W额=fL可得物体受到的滑动摩擦力 ►考法02 机械效率 6．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 【答案】C 【详解】A．根据题意，对物体做的有用功为 故A不符合题意； B．总功为 则额外功为 则物体受的摩擦力为 故B不符合题意； C．拉力做功的功率为 故C符合题意； D．斜面的机械效率为 故D不符合题意。 故选C。 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 【答案】B 【详解】ACD．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 动滑轮的机械效率为 故ACD不符合题意； B．拉力功率为 故B符合题意。 故选B。 8．（2023·吉林长春·中考真题）如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（dui）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石臼内的谷物。该槽碓（　　） A．机械效率可达100% B．是杠杆 C．机械效率可超过100% D．是热机 【答案】B 【详解】AC．任何机械使用时，不可避免地做额外功，任何机械的效率都不可能达到或超过100%，故AC不符合题意； B．结合图片和生活经验可知，槽碓在使用过程中，是绕着固定点转动的硬棒，属于杠杆，故B符合题意； D．槽碓使用时将水的机械能转化为石锤的机械能，没有将内能转化为机械能，不属于热机，故D不符合题意。 故选B。 9．（2022·陕西·中考真题）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　） A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆 B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小 C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J D．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J 【答案】B 【详解】A．由图可知，起重机的吊臂可以视为支点在O点，力臂分别为OA、OB的杠杆，故A正确，不符合题意； B．滑轮组的机械效率 增加起吊物体的质量时，有用功增加，额外功不变，有用功与总功的比值变大，则滑轮组的机械效率变大，故B错误，符合题意； C．物体上升2m，滑轮组所做有用功 W有=Gh=mgh=330kg×10N/kg×2m=6.6×103J 故C正确，不符合题意； D．滑轮组所做总功 故D正确，不符合题意。 故选B。 10．（2023·湖南娄底·中考真题）如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 。 【答案】 2 75% 【详解】[1]根据得，物体移动的路程为 由图可知，动滑轮上绳子的段数为2段，则拉力F移动的距离为 则拉力F所做的总功为 [2]有用功为 动滑轮的机械效率为 11．（2023·湖北宜昌·中考真题）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。 【答案】 牵引力 40% 【详解】[1]根据功率为 可知，在发动机的输出功率一定时，司机常常要换用低速档，这样做可增大牵引力。 [2]此过程中盘山公路斜面的机械效率为 【核心精讲】 知识点05 机械效率 知识 概念 理解 机械效率 （1）将有用功跟总功的比值叫做机械效率。 （2）计算公式：η＝ （3）滑轮组的机械效率 机械效率：η＝＝＝ 不计绳重、摩擦力时，机械效率 η＝＝＝＝ （4）斜面的机械效率 η＝＝＝ （5）杠杆的机械效率 η＝＝ 机械效率总是小于1。机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素无关。 机械效率的测量 【命题预测】 1．【新情境】生产实践我国是多山之国，修建了很多盘山公路，尤其在西南和中部地区。如图所示，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了（　　） A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功 【答案】B 【详解】盘山公路属于斜面，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了省力，即减小汽车上坡时需要的牵引力；汽车上山时，需要克服重力和摩擦力做功，克服摩擦力做的功为额外功，汽车上山时不能省功，反而多做功，使用任何机械都不能省功，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．知识梳理是一种有效的学习方法。考试前，小明整理错题时梳理出几个结论，其中不正确的是（   ） A．功率越大，做功越快 B．动滑轮可以省力，但不可以省功 C．做功越少，功率越小 D．功率的大小与机械效率无关 【答案】C 【详解】A．功率是反映做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故A正确，不符合题意； B．动滑轮的特点是不能改变力的方向，可以省力，但是要费距离，而且不可避免地要做部分额外功，不可以省功，故B正确，不符合题意； C．时间未知，做功越少，功率不一定越小，故C错误，符合题意； D．功率是反映做功快慢的物理量，机械效率是反映有用功在总功中所占比例的物理量，功率的大小与机械效率无关，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．【模型建构】如图，小明在匀速水平移动和匀速竖直提升重为10N的物体M时分别进行了以下操作，甲没有使用机械，乙、丙、丁使用了机械（绳长不变），并测得拉力如表所示，则（　　） F甲 2N F乙 5N F丙 11N F丁 6N A．乙的机械效率比丁的小 B．丙、丁的机械效率相同 C．使用机械乙、丙、丁都不省力 D．测得的数据无法算出乙、丙、丁的机械效率 【答案】A 【详解】A．甲图中拉力是2N，物体做匀速直线运动，拉力和摩擦力是平衡力，则甲图中物体受到的摩擦力f甲=F甲=2N 乙图中水平面相同，压力相同，接触面粗糙程度相同，摩擦力不变，故乙图中物体受到的摩擦力f乙=f甲=2N 乙图中滑轮是动滑轮，机械效率为 丁图中滑轮是动滑轮，机械效率为 则乙的机械效率比丁的小，故A符合题意； B．丙图中滑轮是定滑轮，丁图中滑轮是动滑轮，有用功相同时，丙图中额外功较小，机械效率较大，故B不符合题意； C．物体的重力是10N，丙图中拉力是11N，不省力，丁图中拉力是6N，省力，乙图中摩擦力是2N，乙图中拉力是5N，不省力，故C不符合题意； D．综上可知，由可以根据机械效率的公式算出乙、丙、丁的机械效率，故D不符合题意。 故选A。 4．【新情境】科学实践有一批花盆需要运送到3楼办公室，花盆总重200N，有三种方案（如图所示）可供选择： 方案一：人直接提上去 方案二：用轻质绳、5N的动滑轮以及10N的铁桶吊上去 方案三：用轻质绳、5N的动滑轮以及2N的布袋吊上 三种方法中有用功最少的是（　　） A．方案一 B．方案二 C．方案三 D．三种方案都相同 【答案】D 【详解】由题意可知，三种方案中有用功都是克服花盆重力所做的功，故三种方法中有用功是一样的，使用机械不能省有用功，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的一项是（   ） A．尽可能使物体向上做加速运动 B．尽量选用轻质的动滑轮 C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油 D．适当增大被提升的物体重 【答案】A 【详解】A．使物体向上做加速运动，有用功不变，所用拉力偏大，总功偏大，机械效率反而偏低，故A不可行，符合题意； B．选用轻质的动滑轮，可以减小额外功，提高机械效率，故B可行，不符合题意； C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油，可减小摩擦，减小额外功，提高机械效率，故C可行，不符合题意； D．额外功不变，适当增大被提升的物体重可增大有用功，提高机械效率，故D可行，不符合题意。 6．小明在探究“滑轮组的机械效率与什么因素有关”的实验中，组装了如图所示的装置。小明用4N的力将重10N的物体匀速竖直提升了10cm，则小明做的有用功为 J，装置的机械效率是 （结果保留一位小数）；若用此装置提升20N的物体，其机械效率会 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】 1 83.3% 升高 【详解】[1]小明做的有用功为 [2]由图可知，承担物重的有效绳子段数，则装置的机械效率为 [3]若用此装置提升20N的物体，有用功增加，额外功基本不变，则机械效率会升高。 7．【新素材】古代机械如图是我国古代劳动者利用简易机械将巨木抬起施工的情景。这些劳动者竖直向下施力，将横杆一端压下，使巨木的重心上升，则该简易机械对巨木做的有用功为 ，机械效率为 。（取） 【答案】 420 42% 【详解】[1]巨木的重心上升，该简易机械对巨木做的有用功W有用=Gh=mgh=420kg×10N/kg×0.1m=420J [2]劳动者竖直向下施力，将横杆一端压下，则劳动者做的总功W总=Fs=2000N×0.5m=1000J 机械效率 8．如图所示，粗细均匀的杠杆，在水平位置平衡，，，物重，作用在A点竖直向上的拉力为 N，属于 杠杆；不计摩擦，将拉力分别作用在点A和杠杆的中点，先后将重物提升同样的高度时，杠杆的机械效率将 。 【答案】 40 费力 不变 【详解】[1][2]根据杠杆平衡的条件可得 带入数据为 解得F=40N，由于动力大于阻力，因此该杠杆为费力杠杆。 [3]将重物提升同样的高度时，则有用功相同，杠杆提升的高度相同，则额外功相，总功相同，根据机械效率公式可知，机械效率相同。 9．【新情境】生产实践如图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为 %，货物受到的摩擦力为 N，判断出使用斜面可以省力的依据是 。当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时，机械效率提高，则应使a变 。 【答案】 75 100 拉力小于重力 大 【详解】[1]推力做的有用功为 W有=Gh=600N×2m=1200J推力做的总功为 W总=Fs=400N×4m=1600J则该斜面的机械效率为 [2][3]推力做的额外功为 W额=W总-W有=1600J-1200J=400J克服摩擦力所做的功为额外功，根据W额=fs可知，货物受到斜面的摩擦力大小为 由于拉力小于重力，所以使用斜面可以省力。 [4]当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由机械效率公式可知，斜面的机械效率变大。 10．在探究滑轮组机械效率影响因素实验中，用同一个滑轮组分别按图甲、乙、丙装置进行实验。 （1）甲、乙装置可以探究滑轮组机械效率和 关系； （2）若忽略绳重和摩擦力，测得乙和丙的机械效率是一样大，分析原因是： 。 【答案】（1）物重；（2）见解析 【详解】（1）观察甲、乙装置，它们使用的是同一个滑轮组，但提升物体的重力不同。因此，甲、乙装置可以用来探究滑轮组机械效率和被提升物体重力的关系。 （2）忽略绳重和摩擦力，滑轮组的机械效率为 乙和丙两装置中物体重力和动滑轮重力均相同，由上式可知其机械效率相等。 11．【核心素养】科学探究小明想要探究影响斜面机械效率的因素，对此他猜想：“斜面坡度一定时，物体越重，斜面机械效率越高”。小红不赞同小明的猜想，于是他们一起设计实验检验小明的猜想是否正确。 （1）他们准备了长木板、木块，带凹槽和挂钩的滑块、质量相同的钩码若干个、刻度尺和仪器a，仪器a是 ； （2）请帮小红写出实验步骤和判断小明的猜想是否正确的依据： ①测量滑块、钩码的重力：用仪器a在空中沿 方向提起滑块，保持静止，记录滑块的重力G；用同样的方法测量出1个钩码的重力为；将1个钩码放入滑块的凹槽，计算出滑块和1个钩码的总重力； ②搭建斜面：在长木板上画四条线A、B、C、D（如图），测量出 （选填“AC”“AD”“BC”或“BD”）间距离为斜面的长度s，用木块撑起长木板，测出这两点间的高度差h，固定木块和木板保持斜面坡度不变； ③测量拉力：把滑块放在斜面上，用仪器a 拉动滑块，测出拉力； ④改变物重：再放1个钩码到滑块的凹槽中，计算出总重力为， ； ⑤重复步骤③，记录测力计的示数为； ⑥判断小明的猜想是否正确的依据： 。 【答案】（1）弹簧测力计；（2） 竖直 AC 沿斜面匀速 见解析 【详解】（1）实验中要测量滑块的重力与拉动滑块的拉力、滑块移动的距离和上升的高度，则需要的测量工具为弹簧测力计和刻度尺。 （2）[1]用测力计在空中沿竖直方向提起滑块，保持静止，此时滑块受到的重力与拉力相等，读出此时测力计的示数可得物块重力。 [2]由图得，滑块运动的距离为AC或BD，为便于测出这两点的高，应测量AC间距离为斜面的长度s。 [3]测量拉力：把滑块放在斜面上，为了保证拉力大小不变，应用仪器a沿斜面匀速拉动滑块，测出拉力。 [4]改变物重：再放1个钩码到滑块的凹槽中，计算出总重力为，则 [5]若 说明小明的猜想正确；若 说明小明的猜想错误。 12．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： （1）力F做的有用功是多大？ （2）将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ （3）若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 【答案】（1）12J；（2）80%；（3）10N 【详解】（1）力F做的有用功 W有=Gh1=40N×0.3m=12J （2）由三角形相似可知力F移动的距离 s=2h1=2c×0.3m=0.6m 总功 W总=Fs=25N×0.6m=15J 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功为 W额= W总- W有=15J-12J=3J 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 1 / 73 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$模块二 力 专题05 机械能和简单机械 目 录 01考情透视·目标导航 1 02知识导图·思维导航 2 03核心精讲·题型突破 3 考点一 功和功率 3 【真题研析】 3 ►考法01 判断力是否对物体做功 3 ►考法02 功和功率的计算 4 【核心精讲】 5 知识点01 功和功率 5 【命题预测】 6 考点二 机械能 9 【真题研析】 9 ►考法01 动能和势能 9 ►考法02 机械能及其转化 10 ►考法03 探究物体的动能跟哪些因素有关 11 【核心精讲】 12 知识点02 机械能 12 【命题预测】 13 考点三 杠杆 17 【真题研析】 17 ►考法01 杠杆的识别与作图 17 ►考法02 杠杆平衡条件的应用 18 ►考法03 探究杠杆的平衡条件 19 【核心精讲】 21 知识点03 杠杆 21 【命题预测】 21 考点四 滑轮 26 【真题研析】 26 ►考法01 滑轮 26 ►考法02 滑轮组的判断及特点 27 ►考法03 探究滑轮组机械效率的影响因素 29 【核心精讲】 30 知识点04 滑轮 30 【命题预测】 30 考点五 机械效率 35 【真题研析】 35 ►考法01 斜面 35 ►考法02 机械效率 36 【核心精讲】 37 知识点05 机械效率 37 【命题预测】 38 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 01考情透视·目标导航 考点要求 课标要求 命题预测 功和功率 3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。 2.2.6 知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 3.2.3 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 功和功率考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式进行考查，考查的命题点有：功和功率的概念、单位，功和功率的计算，探究功率与估测功率 。常结合生活实例、交通工具运行、机械工作等以文字或图表结合的形式呈现。其中功和功率的计算是常考热点，探究功率的实验有时也会出现在实验与探究题中。 机械能 机械能考点常以选择题、填空题、计算题的形式考查，考查命题点有：动能和势能的概念及影响因素、动能和势能的相互转化、机械能守恒定律。常结合体育运动、交通工具运行、日常物品使用等生活实例，以文字或图表结合的形式呈现。其中，判断动能、势能大小变化及机械能转化情况是常考热点，探究动能大小影响因素的实验也可能出现在实验探究题里。 杠杆 简单机械与机械效率考点常以选择题、填空题、计算题、实验探究题的形式考查。考查命题点有：杠杆的五要素及平衡条件、杠杆分类，定滑轮、动滑轮及滑轮组特点，有用功、额外功、总功和机械效率的概念与计算 。常结合生活中常见的工具使用、建筑施工场景等，以文字、图表形式呈现。其中，滑轮组省力情况分析与机械效率计算是常考热点，探究杠杆平衡条件、滑轮组机械效率的实验也常出现在实验探究题中。 滑轮 机械效率 02知识导图·思维导航 03核心精讲·题型突破 考点一 功和功率 【真题研析】 ►考法01 判断力是否对物体做功 1．（2024·江苏常州·中考真题）起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m，再悬停6s，起重机对重物做功情况是（    ） A．提升过程做了功，悬停过程做了功 B．提升过程不做功，悬停过程不做功 C．提升过程不做功，悬停过程做了功 D．提升过程做了功，悬停过程不做功 2．（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（    ） A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功 C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功 3．（2022·甘肃兰州·中考真题）如图所示的情境中，对物体不做功的是（　　） A．图甲：用力搬石头，没有搬动 B．图乙：将重物从地面拉到高处 C．图丙：推车向前运动 D．图丁：挺举杠铃的过程 4．（2023·辽宁丹东·中考真题）如图所示是篮球运动员比赛时的情景。运动员把飞来的篮球接住，说明力可以改变物体的 ；运动员再将篮球投出，篮球离开手后，继续向上运动，是因为篮球具有 ；篮球离开手后，手对篮球 （选填“做功”或“不做功”）。 5．（2023·四川宜宾·中考真题）如图所示，一个物体被水平力F压在竖直墙面时静止，水平力减为F的三分之一时刚好匀速下滑，则静止和匀速下滑时物体受到的摩擦力大小 （选填“相等”或“不相等”），下滑时水平力对物体 （选填“做了”或“不做”）功。 ►考法02 功和功率的计算 6．（2024·青海西宁·中考真题）小宁同学两次水平拉动同一物体，使它们在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的s－t图像如图所示。下列说法正确的是（   ） A．物体第一次运动速度为1m/s，第二次运动速度为2m/s B．物体第一次所受的摩擦力大于第二次所受的摩擦力 C．0~8s拉力第一次做的功等于第二次的2倍 D．0~8s拉力第二次做功的功率等于第一次的2倍 7．（2024·山东德州·中考真题）水平面上的物体受到水平拉力F的作用，拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示，t=6s时，将拉力F撤掉，物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示，已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内物体受到的摩擦力为0 B．2~4s内物体受到的摩擦力为6N C．2~6s内拉力F做的功为28J D．2~7s内物体运动的路程为5m 8．（2024·四川乐山·中考真题）如图所示，某次比赛中，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动中（　　） A．推力对冰壶做功为270J B．推力对冰壶做功为324J C．冰壶克服阻力做功为54J D．冰壶克服阻力做功为45J 9．（2024·山东德州·中考真题）如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为360J C．该滑轮组的机械效率为80% D．拉力F的功率为100W 10．（2024·山东淄博·中考真题）在某次测试中，一款重为6.4×104N的超音速汽车以1260km/h的速度在水平轨道上匀速直线行驶，受到的阻力为1.8×105N，10s内汽车通过的路程是 m，牵引力做功的功率是 W，重力做功是 J。 11．（2024·内蒙古赤峰·中考真题）某老旧小区改造工地，工人用起重机将重的施工材料匀速吊上6m高工作台，用了10s。施工材料上升的速度是 m/s；起重机对施工材料做功 J，做功的功率是 W。 【核心精讲】 知识点01 功和功率 知识 概念 理解 功 （1）做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的 ；二是物体在这个力的方向上移动了 。 （2）计算公式： W = Fs （3）单位：焦耳（J） 关于克服阻力做功 物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 功率 （1）物理意义：表示物体做功的快慢。 （2）定义： 功与完成这些功所用时间之比叫做功率。 （3）公式：功率=功/时间P= （4）单位：W、kW，1kW=1000W （4）功率的测量 测量人爬楼梯、引体向上的功率等。 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率： P=W/t=Fs/t =Fv 【命题预测】 1．下列对物体做功接近1J的是（   ） A．中学生将1只鸡蛋匀速举过头顶 B．中学生从1楼跑到3楼 C．运动员将杠铃举在空中不动 D．中学生跳绳1次 2．如图所示，图A：用力推车，车不动，图B：推着车走了一段距离，图C：物体被提到楼上，图D：人将油桶推到仓库，上述现象中，力没有对物体做功的是（　　） A． B． C． D． 3．【新素材】地方特产“澄城樱桃”畅销全国，获国家地理标志证明商标。每年5月中旬是樱桃的收获时间，小明和爷爷比赛搬运樱桃，他们分别抱着相同的一箱樱桃从一楼上到二楼仓库，爷爷用时更短，则下列有关说法正确的是（   ） A．小明克服樱桃重力做功的功率较大 B．爷爷克服樱桃重力做功的功率较大 C．小明克服樱桃重力做功较少 D．爷爷克服樱桃重力做功较多 4．【新情境】生产实践工人师傅用如图所示的滑轮沿竖直方向提升物体，物体所受重力为540N。用300N的拉力将物体匀速提升3m，用时30s，下列分析正确的是（   ） A．绳自由端上升了3m B．拉力的功率为60W C．物体移动速度为0.2m/s D．仅增加提升高度，滑轮机械效率增大 5．骑行是一种健康自然的运动旅行方式。当胡老师以6m/s的速度在水平路面上骑行时，人和车受到的阻力是人和车总重的0.02倍，则他骑行时做功的功率最接近于（　　） A．6W B．12W C．100W D．600W 6．如图所示，初三学生小明想测量自己每天上学从一楼正常爬到教室五楼的功率，下列相关说法中有错误的是（g取10N/kg）（   ） A．他所依据的实验原理是 B．他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺 C．他所需要的测量的物理量有他的质量m、一楼到五楼的高度h，正常爬楼的时间t D．小明正常爬楼的功率有可能达到500W 7．【新情境】生产实践如图所示是无人机用绳子吊起物体匀速上升时的情景，此时绳子对物体的拉力 （选填“>”、“<”或“=”）物体的重力。某次无人机将重为200N的物体从水平地面匀速提升至30m高的楼顶，此过程中无人机对物体做功 J。 8．【跨学科】体育活动如图所示，2024年10月27日，新余仙女湖马拉松比赛圆满结束。当运动员在笔直的水平路面上匀速奔跑时，运动员的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；当运动员来到路边补给时，拿起矿泉水瓶的过程中，矿泉水瓶所受的重力对矿泉水瓶 功（选填“做”或“不做”）。 9．功率分别为100W和80W的两种机械，做功时，100W比80W的机械做功一定要 （选填“多”或“快”）一些。 10．新疆的独库公路具有“一日游四季，十里不同天”的壮美奇景。 （1）一辆汽车行驶在公路上，汽车轮胎材料需选 （填“粗糙”或“光滑”）的，关闭发动机后，汽车还能继续向前运动，此时轮胎受到地面的摩擦力方向向 （填“前”或“后”）汽车最终停下说明力能改变物体的 。 （2）若汽车在平直的公路上匀速行驶12km，用时10min。已知该车总质量为1.6t，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中汽车重力做功为 J；牵引力做功的功率为 kW；汽车以恒定功率爬坡时，为获得更大的牵引力，应 （填“增大”或“减小”）车速。 11．【新情境】科学实践体育课中，小明利用所学知识测量小华爬杆的功率，请将以下方案补充完整。 （1）测量原理公式： ； （2）测量器材：电子秤、刻度尺、 ； （3）测量及演算步骤： ①用电子秤测出小华的 （待测量及符号）； ②用刻度尺测出爬杆的高度h； ③用另一器材测量出小华爬杆的时间t； ④此次爬杆的功率P= ；（用测得量或已知量符号表示） ⑤受到“多次测量，取平均值减小误差”的启发，小明又让小华接着连续爬杆多次，测算出各次功率，并求出平均值P′。则P′ P； （4）在“（3）测量及演算步骤”中，不合理的步骤是 。（填写序号） 12．【新情境】先进技术2024年3月22日我国自主研制的全球首款XCA4000起重机完成首吊，顺利将风电的风机吊装到位，如图所示。某次作业中，将质量为的配件吊起，竖直上升至150m高度，用时5min（g取10N/kg）求： （1）配件竖直上升过程的平均速度； （2）配件的重力； （3）配件上升过程中起重机对配件做的功和功率。 考点二 机械能 【真题研析】 ►考法01 动能和势能 1．（2024·湖南长沙·中考真题）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中（    ） A．重力势能和动能都增大 B．重力势能和动能都减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 2．（2024·山东泰安·中考真题）在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小 B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关 C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关 D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大 3．（2024·黑龙江大庆·中考真题）神舟十八号是中国载人航天工程第十八艘载人飞船，于2024年4月25日，在酒泉卫星发射中心发射成功。中国国旗随神舟十八号载人飞船搭载进入中国空间站，由神舟十八号航天员乘组与神舟十七号航天员乘组进行了太空传递和在轨展示。在飞船加速上升的过程中，若不考虑其质量的变化，下列分析正确的是（    ） A．重力势能增加，动能不变 B．重力势能减少，动能增加 C．重力势能增加，动能增加 D．重力势能不变，动能不变 4．（2024·江苏徐州·中考真题）听到信号出警时，消防员为了尽快从二楼下到一楼车库，抱着竖直的滑杆匀速滑下，认为消防员是运动的，是以 为参照物；如果消防员重700N，下滑过程中，受到的摩擦力为 N，重力势能 （填“变大”“变小”或“不变”）。 5．（2024·山东德州·中考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，开启世界首次月球背面采样返回之旅，探测器与地球之间的信息传递依靠的是 ，探测器着陆前减速下落，其动能 （选填“增大”“减小”或“不变”），采集的月壤样本返回地球后其质量 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 ►考法02 机械能及其转化 6．（2023·湖南益阳·中考真题）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（　　） A．人从A点运动到B点是利用了人具有惯性 B．人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小 C．人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大 D．人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大 7．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小丽站在自动扶梯上随扶梯一起向上匀速运动，如图。下列关于她的机械能说法正确的是（　　） A．动能增大，机械能增大 B．重力势能增大，机械能增大 C．动能减小，机械能不变 D．重力势能减小，机械能增大 8．（2024·山东日照·中考真题）运动员正在垫起排球，如图所示。不考虑空气阻力，下列相关说法正确的是（　　） A．垫球时排球的运动状态发生改变，可能是以地面为参照物判断的 B．垫球时手臂对排球的作用力和排球对手臂的作用力是一对平衡力 C．排球在上升的过程中速度不断减小，是因为受到惯性的作用 D．排球在下落的过程中速度不断变大，机械能也在不断变大 9．（2024·山东东营·中考真题）我国自行研制的C919客机已投入商业运营。如图所示，飞机减速着陆时，机械能 （选填“增大”或“减小”）；以航站楼为参照物，它是 （选填“静止”或“运动”）的。 10．（2024·四川巴中·中考真题）2024年4月25日，搭载神舟十八号飞船的长征运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。在加速上升的过程中，飞船的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；飞船与空间站成功对接后，以空间站为参照物，飞船是 （选填“运动”或“静止”）的；航天员叶光富在空间站通过 （选填“电磁波”或“超声波”）与地面指挥中心传递信息。 ►考法03 探究物体的动能跟哪些因素有关 11．（2023·江苏淮安·中考真题）如图所示，在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，使两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击静置于水平面上的木块。下列说法正确的是（　　） A．图中两辆小车的重力势能大小相等 B．两种情况下，木块在水平面上移动的距离相等 C．木块被撞击后由静止变为运动，惯性增大 D．如果水平面光滑，木块被撞击后将做匀速直线运动 12．（2023·黑龙江牡丹江·中考真题）探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法正确的是（　　） A．水平面越光滑越好 B．实验研究的是木块的动能大小 C．小球由斜面滚下，重力势能转化为动能 D．小球质量越大，动能越大 13．（2023·山东淄博·中考真题）利用下图所示实验装置探究“动能的大小与哪些因素有关”。实验时让小车A从斜面上由静止开始滑下在水平面上将物体B推出一段距离。 （1）实验运用了控制变量法：让质量不同的小车从斜面的同一高度滑下，探究动能与质量的关系；让同一个小车从斜面的 高度滑下，探究动能与速度的关系。实验中动能的大小无法测量，我们通过 来判断小车动能的大小； （2）小车从斜面上滑下，它的 转化为动能，碰上物体B后，小车的部分 转移给了物体B，这个能量的转化转移过程机械能总量 ； （3）小车在水平面上推动物体B前进时受到4个力：①重力、②摩擦力、③物体B对小车的压力、④水平面对小车的支持力，其中 是一对平衡力， 方向相同（两空均填序号）。拿走物体B，如果小车滑到水平面时，它受的力全部消失，小车将 ； （4）下表是一些物体的动能大小，分析表中数据，请你提出一个可以探究的物理问题： 。 物体 动能/J 物体 动能/J 步行的人 约30 百米跑中的运动员 约 行走的牛 约160 刚射出的步枪子弹 约 中速行驶的小汽车 约 高速行驶的小汽车 约 【核心精讲】 知识点02 机械能 知识 概念 理解 机械能 （1） 动能：物体由于运动而具有的能量。大小跟 、 有关。 （2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。大小跟 、 有关。 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。 越大，它具有的弹性势能就越大。 （4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 （5）机械能守恒 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的 不变。或者说，机械能是守恒的。 （1）物体具有能量不一定做功。 （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。 【命题预测】 1．【新情境】体育赛事7月7日晚，在2024国际排联男排挑战者杯决赛中，中国男排激战四局以3:1战胜对手夺得冠军。如图是比赛时的精彩瞬间，下列说法正确的是（   ） A．运动员向下蹬地身体向上运动，说明物体间力的作用是相互的 B．排球上升时的速度越大，其具有的惯性越大 C．排球运动到最高点时处于平衡状态 D．运动员加速奔跑时，动能不变 2．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　） A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零 B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大 C．图③，射出的箭的动能是由弓的弹性势能转化而来 D．图④，运动员起跳时的动能转化为撑杆的弹性势能 3．【新情境】体育赛事邓钦文获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军。如图所示是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片，下列说法正确的是（　　） A．球从位置A运动到位置B的过程中动能在增大 B．球在最高点B处时动能不为零 C．球从位置B运动到位置C的过程中机械能在增大 D．球落地后反弹的高度一定超过B点 4．关于势能的说法正确的是（　　） A．势能包含重力势能，不包含弹性势能 B．受重力作用的物体由于被举高而能做功，不具有重力势能 C．橡皮筋被拉长，产生弹力能够做功，不具有弹性势能 D．物体重力势能的大小与物体的质量及物体被举高的高度有关 5．体育考试时，某同学用相同的初速度在相同高度分别用不同轨迹将篮球从A点投向B点投篮，如轨迹1和轨迹2所示。空气阻力不可忽略且大小恒定，则下列说法正确的是（　　） A．篮球重力势能的变化量：轨迹1>轨迹2 B．篮球重力势能的变化量：轨迹1<轨迹2 C．篮球动能的变化量：轨迹1>轨迹2 D．篮球动能的变化量：轨迹1<轨迹2 6．【跨学科】体育赛事在巴黎奥运会跳水项目男子10米跳台决赛中，中国选手曹缘夺得冠军。如图所示情景，下列关于能量或能量转化说法正确的是（　　） A．曹缘被弹起后，跳板来回弹几下就停止说明机械能可以产生也可以消失 B．曹缘被跳板刚刚弹起时跳板的弹性势能最小 C．曹缘被跳板弹起直到入水过程中机械能会不断减少 D．曹缘下降过程中动能转化为重力势能 7．【跨学科】体育赛事10月19日，“奔跑吧·少年” 2024年陕西省青少年体育俱乐部射箭联赛总决赛在礼泉县袁家村举行。如图所示，用力将弓拉弯，此时的弓具有 能，松手后箭被射出，射出的箭在空中下落的过程中，重力势能主要转化为 能，箭的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 8．【新情境】地方体育活动2024年11月在三亚市举办了第十二届全国少数民族运动会，图甲和图乙分别为运动会的荡秋千和射箭表演赛。在运动员进行荡秋千表演赛过程中，当秋千从下往上荡时，速度会越来越慢，此时动能转化成 能；在射箭表演赛中，运动员把弓拉满以增大 能，将箭射得更远。 9．重力势能和弹性势能是常见的两种势能。物体由于 而具有的能叫弹性势能；在一定限度内，弹性物体的形变越大，具有的弹性势能就 。俗话说“开弓没有回头箭”。这句话反映了被拉紧的弦放开后把弦的 能转化为箭的 能。 10．【核心素养】科学探究从斜面同一高度由静止释放的不同物体，到达水平面时的速度与哪些因素有关？小明猜想该速度可能与物体的形状和质量有关。他选用了以下物品进行实验：玻璃板、木块、挡板、塑料小球、空塑料瓶和装满沙子的塑料瓶。实验步骤如下： ①如图-1，用玻璃板、木块搭一个倾角较小的斜面； ②将挡板放在玻璃板上并固定住； ③将小球、装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶放到斜面和挡板之间； ④移走挡板，用速度传感器测出各物体到达水平面时的速度。 请回答下列问题： （1）图-1中有两种快速移走挡板的方案，你认为合理的是 （选填“a”或“b”）； （2）在步骤④中，要判断物体运动到水平面时的速度大小与物体的形状是否有关，应选择空塑料瓶和 （选填“装满沙子的塑料瓶”或“塑料小球”）进行比较，应控制所选物品 相同； （3）在步骤④中，发现装满沙子的塑料瓶和空塑料瓶到达水平面时速度基本相同，说明物体从斜面同一位置由静止滚下，运动到水平面时的速度大小与物体的质量 （选填“有关”或“无关”）； （4）小华对上一问得到的结论有所怀疑，于是他将装了一半沙子的塑料瓶和装满沙子的塑料瓶放上斜面进行步骤③④，测出装了一半沙子的塑料瓶到达水平面时的速度总是小一些，同时观察到该瓶内部的沙子在不断翻滚。请你从能量的角度分析，该瓶速度小的原因可能是 。根据小华实验的启发，请你猜想一个可能会影响物体到达水平面时速度大小的因素： ； （5）小华改变装入瓶内沙子的量继续实验，在某次实验中，移走挡板后瓶子未滚动，小华联系“当直尺伸出桌边的长度超过时才会掉落”这一生活情景，分析得出，此时塑料瓶的重心位置可能是图-2 所示。 11．【核心素养】科学探究为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明用小方桌、沙箱及A、B、C三个金属球进行了如图所示三次实验。金属球的质量关系为；A、B、C自由下落时距小方桌桌面的距离关系为；桌腿进入细砂中的深度关系为。 （1）甲、乙两次实验可探究重力势能与 的关系； （2）设甲、丙实验中A、C球自由下落时的重力势能分别为和，则 （填“＞”“＜”“=”或“无法判断”）； （3）从研究方法的角度，下列选项中的实验器材与方桌作用相同的是________（填字母）； A．“探究动能大小与哪些因素有关”中的小车 B．空气压缩引火仪中的棉花 C．“探究影响电阻大小的因素”中的电阻丝 （4）小明又利用金属球做了图丁实验，将球放在左侧轨道上放手后沿轨道运动，图中虚线为球离开轨道b点后的部分运动轨迹，a、c两点等高。则金属球在a、c两点的速度大小关系是 。 考点三 杠杆 【真题研析】 ►考法01 杠杆的识别与作图 1．（2023·湖南益阳·中考真题）下列设施设备中，在使用过程中属于费力杠杆的是（　　） A．  喷水壶的压缩手柄 B．  船桨 C．  水龙头旋柄 D．  碾磨的推杆 2．（2024·山东青岛·中考真题）如图所示，小明用手提起哑铃，这一动作从生物学的视角，可以认为桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动；从物理学的视角，可以认为是一个杠杆在工作．下列说法正确的是（　　） A．此杠杆的支点为A点 B．此杠杆的阻力是哑铃受到的重力 C．此杠杆是一个费力杠杆 D．肱二头肌的收缩距离大于哑铃的移动距离 3．（2024·江苏南通·中考真题）钓鱼活动深受人们喜爱。如图是钓鱼的情景，你认为最合理的拉起鱼竿的方式是（　　） A． B． C． D． 4．（2024·广东广州·中考真题）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 （1）B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在B时，A点受到的支持力最小，请说明理由： ，若衣服重为，则此支持力最小值为 N； （2）请在图乙中：①画出B点受到衣服的拉力F，②画出拉力F的力臂l。 5．（2024·山东日照·中考真题）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。 ►考法02 杠杆平衡条件的应用 6．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明家有一把杆秤，如图所示，秤钩上不挂物体时提住秤纽，将秤砣移动至定盘星处时，秤杆恰能水平平衡，当秤钩挂上物体移动秤砣使秤杆再次水平平衡时，即可通过秤砣所对应刻度读出物体质量。下列说法正确的是（　　） A．定盘星是秤杆的支点 B．杆秤是一种等臂杠杆 C．所挂物体加重时，秤砣向右移，秤杆才能再次水平平衡 D．使用已磨损的秤砣测量时，测量值比真实值偏小 7．（2024·四川巴中·中考真题）如图所示，小王站在水平地面上，将长为0.6米，质量可忽略不计的木棒搁在肩上，支点O距离后端A处为0.2米，A处挂一个重40N的物体，他用手竖直压住前端B处使木棒保持水平平衡。若小王的质量为50kg，双脚与地面的总接触面积约为400cm2，下列说法正确的是（   ） A．手对木棒的压力大小为40N B．肩对木棒的支持力大小为80N C．地面对人的支持力大小为560N D．人对地面的压强大小约为1.35×104Pa 8．（2024·山东济南·中考真题）杆秤是我国发明的人类最早的衡器，是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后，在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外，其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比（　　） A．偏小 B．不变 C．偏大 D．无法判断 9．（2024·陕西·中考真题）如图1，是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔，其简化示意图如图2所示。该装置工作时，可利用“坠石”的重力，帮助人们轻松地从井中提水。 （1）不改变支点O的位置和“坠石”的重力，想要提水时更省力，可以将“坠石”悬挂点B适当 （选填“靠近”或“远离”）支点O； （2）若OA的长度为1m，OB的长度为1.5m，“坠石”的重力为100N，桶的重力为20N，不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦，若要竖直匀速提起180N的水，人还需要施加 N的拉力，此过程中，“坠石”下降的高度为3m，则“坠石”的重力做功为 J。 ►考法03 探究杠杆的平衡条件 10．（2022·浙江绍兴·中考真题）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　） A．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向左移动 B．图甲中平衡螺母向左调节；图乙中右侧钩码向右移动 C．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向左移动 D．图甲中平衡螺母向右调节；图乙中左侧钩码向右移动 11．（2022·黑龙江哈尔滨·中考真题）在探究“杠杆平衡条件”的实验中，杠杆在 位置平衡最便于测力臂。如图所示，杠杆已经平衡，如果在右侧钩码下增加一个钩码，杠杆将失去平衡，由此可以猜想：杠杆平衡可能与力的 有关。 12．（2024·江苏淮安·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”实验中： （1）请在图甲中画出的力臂； （2）的力臂为 。当的大小为时，竖直向上拉杠杆，仍使杠杆在水平位置平衡， N； （3）小明学过杠杆知识后自制了一根杆秤（自重不计），如图乙所示，要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？ （写出一种方法即可），小明猜想制作的杆秤刻度是均匀的，请你通过推理证实。 （写出推理过程，涉及的物理量用图中字母表示）。 13．（2024·青海·中考真题）“权衡”一词，在古代分别指秤砣和秤杆，现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后，“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究： 活动一：了解杆秤的构造及物理原理： 如图甲所示，杆秤由秤盘（放置待称量的物体）、秤砣、秤杆（标有刻度，可读取被称物体质量）、提纽组成； （1）参照图乙，图甲中提纽相当于杠杆的 ，结合“秤砣虽小压千斤”这句话，此时杆秤相当于 杠杆； 活动二：自制简易杆秤： 该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中：秤砣质量为200g，A点为秤盘挂绳位置，B点为提纽挂绳位置，C点为0刻度线位置； （2）由图甲可知，利用该杆秤最多可称量 g的物体，D点处的刻度数为 g； （3）忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响，用表示秤砣质量，表示物体和秤盘质量，表示B、C之间的距离，表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件，当秤砣在C点处平衡时，将满足 （用上述物理量表示），由此可得，秤盘的质量为 g； （4）若想测量质量更大的物体，你可采取的办法是 （只写一条即可）。 【核心精讲】 知识点03 杠杆 知识 概念 理解 杠杆 （1）描述杠杆特征的五个要素： 支点、动力、阻力、动力臂与阻力臂。 （2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2 （3）生活中的杠杆 ①若l1＞l2，则F1＜F2，为 杠杆； ②若l1= l2，则F1=F2，为 杠杆； ③若l1＜l2，则F1＞F2，为 杠杆。 杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 【命题预测】 1．【新情境】体育赛事在巴黎奥运会皮划艇静水女子500米双人划艇决赛中，中国皮划艇队卫冕成功。如图，是两名运动员在比赛中奋力划桨的情景。下列说法正确的是（　　） A．出发前，皮划艇和运动员保持静止状态，此时皮划艇受到的重力和浮力是一对平衡力 B．运动员划桨时，水对桨的力大于桨对水的力 C．停止划水后皮划艇能继续前进，是因为皮划艇受到惯性的作用 D．运动员划桨时，桨相当于一个费力杠杆 2．【跨学科】人体构造如图为人腿简化图，当股四头肌群收缩且提供方向不变的动力F1时，会拉动小腿绕膝关节固定点O从图示位置缓慢升至水平位置，小腿所受重力G为阻力，则此过程中（　　） A．F1在变小 B．阻力在变小 C．图l1为动力F1的力臂 D．当小腿伸至水平位置时可看作费力杠杆 3．【新素材】古代文献《天工开物》是中国明代科学家宋应星于1637年编写的一部综合性科技著作，被誉为中国古代的“百科全书”。这本书详细记录了明代的农业、手工业和工艺技术，是研究中国古代科技和经济史的重要文献。也为现代机械的发展奠定了一定的基础，下列选项中的物体在正常使用时可以省力的是（   ） A．定滑轮 B．镊子 C．筷子 D．老虎钳 4．【新情境】度量衡杆秤是我国古代的衡器，并沿用至今。如图所示，某次用秤钩挂住物体称重时，提纽O处是支点，AO为5cm，秤砣重500g，秤砣移至距O点20cm的B处，秤杆恰好在水平位置平衡，若g取，不计秤杆和秤钩的质量，这时从秤杆上读得的被称物体的质量是（　　） A．0.8kg B．2.5kg C．2kg D．5kg 5．【新情境】交通信号为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　） A． B． C． D． 6．在测量液体质量的实验中，盛水的烧杯静置于水平桌面上，水对烧杯底的压力与桌面对烧杯的支持力 （选填“是”或“不是”）一对平衡力；夹取砝码的镊子是 杠杆。 7．【模型建构】如图所示，AC为刻度间隔相等的轻质杠杆，B处挂4N的物体。为使杠杆在水平位置平衡，则在C端施加的最小力是 N，方向是 。若在A端施加一个拉力F，刚好使杠杆在水平位置平衡时为等臂杠杆，请回答是否存在拉力F？如存在，准确写出拉力F的方向；如不存在，试说明理由： 、 。 8．【新情境】生产实践如图所示是一种切蛋器，按下图中的把手，就能将鸡蛋切开，切蛋器上的细钢丝非常锋利，是通过 的方式增大压强的。使用切蛋器切蛋时，切蛋器相当于一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 9．【核心素养】科学探究某同学用杠杆、铁架台、若干钩码等器材探究杠杆的平衡条件。 （1）实验前杠杆静止在如图甲所示的位置，此时应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 3 5.0 1.5 10.0 2 1.5 10.0 1.5 10.0 3 1 15.0 1.5 10.0 4 3 5.0 2 7.5 5 3 5.0 1 15.0 6 0.5 10.0 1 5.0 …… （2）实验中，该同学先在杠杆支点两侧悬挂上不同个数的钩码，移动钩码的位置使杠杆在水平位置平衡，记录第1组数据。然后保持阻力和阻力臂不变，改变动力、动力臂，进行了第2、3次实验；再用同样方法将 保持不变，改变另外两个量，进行了第4、5次实验。再改变四个量进行了多次实验，实验数据记录如表所示。 分析第1、2、3组数据发现，当杠杆的阻力和阻力臂保持不变时，动力与动力臂的 是不变的，分析第1，4，5组数据也得到了类似的结论。通过综合分析数据后得出杠杆的平衡条件为 ； （3）回家后，该同学找到两个质量不同的玩具小车，如图乙所示，以刻度尺的中点为支点，将两小车放到刻度尺上，调节小车的位置使刻度尺在水平位置平衡，可知 侧小车的质量较大（选填“左”或“右”）。若将两小车向支点移动相同的距离后，刻度尺会 （选填“保持平衡”“左端下降”或“右端下降”）。 10．【新情境】科学实践杆秤是前些年我们家中常用的测量重量的工具，小刚所在的实践创新小组对家中的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示是我们家中常用的杆秤，这个杆秤有两个提纽，当小刚使用提纽1时杆秤最大能称量20kg的物体，当他使用提纽2时杆秤能称量物体的最大重量会 （选填“大于”、“小于”或“等于”）20kg。使用这两个提纽时，零刻度线的位置 （选填“相同”或“不相同”）。 （2）已知杆秤粗细不均匀，小刚通过分析可知，杆秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的；若某次称量时小刚只使用了提纽1，称量了同一物体两次，当他第二次换用质量更大的秤砣时，第二次秤砣在杆秤上的位置会 （选填“靠近”或“远离”）提纽的位置。 （3）如图乙所示，小刚用一根长为1m、分度值为1cm、质量不计的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作过程如下： ①他分别在直尺上5cm和10cm刻度处钻了一个小孔，各穿了一根细绳作为秤钩和提纽（秤钩和提纽的质量均忽略不计）； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； 当小刚用这个自制的杆秤称量物体时，这个杠杆的支点是 （选填“提纽”或“秤钩”）所在的位置，当在秤钩上挂一重物时，秤砣的位置在如图乙所示位置，则秤钩上挂的重物的质量为 kg。 考点四 滑轮 【真题研析】 ►考法01 滑轮 1．（2024·山东东营·中考真题）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB=2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率是三者中最低的 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 2．（2024·山东淄博·中考真题）在“观察滑轮的使用”实验中，用如图所示的两种方式将同一物体匀速提升20cm（不计绳重和摩擦）．下列说法正确的是（    ） A．物体所受的重力是3.6N B．图乙中弹簧测力计上升20cm C．图乙中弹簧测力计的示数是物重的一半 D．图甲中滑轮的机械效率比图乙中的高 3．（2023·辽宁阜新·中考真题）学校每周一举行的升旗仪式中，升旗手在国歌声中将国旗升到旗杆顶端（如图所示），下列说法正确的是（　　） A．升旗手拉绳子用的力是国旗所受重力的一半 B．旗杆顶端的定滑轮用来改变力的方向 C．国旗匀速上升过程中机械能守恒 D．滑轮越多滑轮组的机械效率越高 4．（2024·江苏徐州·中考真题）如图所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以 。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为 J，动滑轮的机械效率为 。 5．（2023·湖北十堰·中考真题）如图是某电梯的工作原理图，A、B为滑轮，F为电动机对滑轮组施加的拉力。其中滑轮 （选填“A”或“B”）能省力，某次电梯以1m/s速度将60kg的人匀速提升，电动机输出功率为1960W，则人所受重力与 力是一对平衡力，此次电梯的机械效率为 。 ►考法02 滑轮组的判断及特点 6．（2024·青海西宁·中考真题）如图所示，虚线框内是由两个滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组拉动重960N的物体M在水平面上做匀速直线运动。物体所受的摩擦力是物重的0.1倍，绳子自由端的水平拉力为40N，物体M移动的距离为4m（不计绳重和滑轮重）。则（   ） A．物体M所受的拉力为960N B．绳子自由端移动的距离是8m C．滑轮组拉动物体M做的有用功是160J D．滑轮组的机械效率是80% 7．（2024·甘肃兰州·中考真题）如图所示是塔吊吊起重物的情景，在拉力F的作用下，重为的重物被竖直向上匀速吊起，已知动滑轮重200N，重物在8s内上升了10m，不计绳重与摩擦，下列说法中不正确的是（　　） A．拉力F大小为400N B．拉力F的功率为1250W C．克服动滑轮重力做功2000J D．滑轮组的机械效率约为83.3% 8．（2024·江苏无锡·中考真题）如图所示，用滑轮组匀速提升重为200N的物体，拉力F为125N，物体升高的高度为4m，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．总功为800J B．动滑轮重为5N C．绳端移动的距离为4m D．滑轮组的机械效率为80% 9．（2024·山东菏泽·中考真题）用如图所示的滑轮组将重540N的建筑材料从地面拉到四楼，建筑材料上升10m，绳端拉力为200N（不计绳重和滑轮与绳之间的摩擦），则动滑轮重 N，此过程该滑轮组的机械效率为 。 10．（2024·甘肃白银·中考真题）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，B重，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） ►考法03 探究滑轮组机械效率的影响因素 11．（2022·内蒙古呼和浩特·中考真题）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据： 动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升距离 h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离 s/m 滑轮组机械效率 η 1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7% 2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5% 3 0.5 4 0.1 1.5 0.3 （1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法 ； （2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ； （3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。 12．（2022·江苏南通·中考真题）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）每次实验绳端移动距离为 cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ； （3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ； （4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【核心精讲】 知识点04 滑轮 知识 概念 理解 滑轮 （1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。 （3）定滑轮和动滑轮的特点 使用定滑轮不省 ，也不省距离，但可以改变 。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费 。 （4）滑轮组 ①使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向。 ②使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力 F= G，拉力移动的距离 定滑轮实质上是一个等臂杠杆；动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 【命题预测】 1．某滑轮组（不计绳重、摩擦和滑轮重力）如图所示，用力F向下拉动滑轮可以把的物体匀速提升，则F的大小是（   ） A．300N B．200N C．100N D．400N 2．【新情境】生产实践如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 3．如图所示为使用同一个滑轮拉升相同物体的两种不同方式（不计绳重和摩擦），关于滑轮的两种使用方式，下列说法错误的是（　　） A．图甲为动滑轮，图乙为定滑轮 B．， C．图乙滑轮的实质是等臂杠杆 D．图甲机械效率大于图乙机械效率 4．【新情境】科学小实验用如图装置“测量大气压”时，发现弹簧秤的量程太小，无法拉开紧贴在地面上的吸盘。于是加了一个轻质滑轮，若不计滑轮自重和摩擦，下列操作最有可能完成实验的是（　　） A． B． C． D． 5．【新情境】科学小实验在已有探究动滑轮工作特点的实验后，小明进行了“再探定滑轮”实验，按图组装动滑轮，用弹簧测力计拉动动滑轮，使挂在它下面的钩码缓缓上升，分别测量相应的物理量，进而比较拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功是否相等，下列说法中正确的是（　　） A．实验中还需要使用秒表 B．确保弹簧测力计拉着绳子处于静止时读数 C．实验中还需要改变钩码的数量进行多次实验 D．拉绳所做的功可能比动滑轮拉钩码所做的功小 6．如图甲所示，旗杆顶部的装置A其实是 滑轮，使用它的好处是可以改变施力 。工人师傅用图乙所示的 滑轮将重600N的木箱吊到阳台上，至少要用 N的拉力。 7．如图为一组滑轮装置，此滑轮装置可以 。A、B物块都由同一种物质制成。先用弹簧测力计测出A物块在水平桌面上匀速直线运动时的示数为100N，以及A物块的重力为200N，则B物块重 N时，能拉动A物块匀速直线运动；若将此时的A、B两物块调换位置，则B物块做 （匀速直线/加速/减速）运动。 8．如图所示装置中，不计滑轮重、绳重及绳子摩擦的情况下，若拉力，则甲弹簧秤的读数为 N。 9．如图所示，摩擦、绳重和动滑轮自重忽略不计，两图中物体重力相同，则F甲∶F乙＝ 。 10．【核心素养】科学探究在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中： （1）在探究定滑轮工作的特点时，如图乙所示，使用弹簧测力计的操作方法是 （填序号）。①随意拉动钩码②拉着钩码保持静止③匀速向下拉动。 实验次序 1 2 3 （2）在探究定滑轮工作的特点时，按照图乙操作，觉得读数不方便，于是把弹簧测力计倒过来，即弹簧测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，弹簧测力计的示数会 （变大/不变/变小），其理由是 。 （3）在探究动滑轮工作的特点时，先测出 的总重力，然后按照图丙组装动滑轮，实验时， 拉弹簧测力计，使钩码 上升，读出弹簧测力计的示数。根据实验步骤将记录表格的第一行栏目补充完整 （不要求填入实验记录数据）；该实验至少要测量三组数据的目的是 ；此次实验能否直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论？答： 。 考点五 机械效率 【真题研析】 ►考法01 斜面 1．（2024·山东威海·中考真题）下列对生产、生活中涉及到的物理知识解释错误的是（    ） A．锅炉水位计显示炉内水位——连通器原理 B．保险丝保护电路——电流的热效应 C．火箭用液态氢作燃料——液态氢的热值大 D．盘山公路蜿蜒曲折——斜面可以省功 2．（2023·四川遂宁·中考真题）用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A． B．  C． D．   3．（2022·山东威海·中考真题）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（　　） A．沿斜面推动更省力 B．沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多 C．无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同 D．沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大 4．（2023·内蒙古赤峰·中考真题）如图所示，将重5N的物体分别沿光滑的两个斜面由底端匀速拉到顶端，F1=2.1N，F2=3.5N。根据实验数据，写出斜面的一条特点： 。 5． （2023·四川泸州·中考真题）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P= W，斜面的机械效率η= %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f= N。 ►考法02 机械效率 6．（2024·内蒙古·中考真题）如图所示，固定的斜面长s=2m，高h=0.5m，沿斜面向上用50N的拉力在4s内把一个重60N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，这一过程中（　　） A．对物体做的有用功为120J B．物体受的摩擦力为50N C．拉力做功的功率为25W D．斜面的机械效率为70% 7．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 8．（2023·吉林长春·中考真题）如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（dui）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石臼内的谷物。该槽碓（　　） A．机械效率可达100% B．是杠杆 C．机械效率可超过100% D．是热机 9．（2022·陕西·中考真题）如图，这是一种塔式起重机，已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时，滑轮组的机械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和计算错误的是（　　） A．起重机的吊臂AOB可视为杠杆 B．增加起吊物体的质量，滑轮组的机械效率将减小 C．物体上升2m，滑轮组所做有用功是6.6×103J D．物体上升2m，滑轮组所做总功是1.1×104J 10．（2023·湖南娄底·中考真题）如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率为 。 11．（2023·湖北宜昌·中考真题）如图为某景区的盘山公路，汽车行驶过程中遇到陡坡时司机常常要换用低速档，这样做是因为在发动机的输出功率一定时可以增大 。一辆总重为1×105N的汽车经过某一长为200m的路段时，竖直高度上升了20m，如果汽车的牵引力恒为2.5×104N，此过程中盘山公路斜面的机械效率为 。 【核心精讲】 知识点05 机械效率 知识 概念 理解 机械效率 （1）将有用功跟总功的比值叫做机械效率。 （2）计算公式：η＝ （3）滑轮组的机械效率 机械效率：η＝＝ 不计绳重、摩擦力时，机械效率 η＝＝＝＝ （4）斜面的机械效率 η＝＝ （5）杠杆的机械效率 η＝ 机械效率总是小于1。机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素无关。 机械效率的测量 【命题预测】 1．【新情境】生产实践我国是多山之国，修建了很多盘山公路，尤其在西南和中部地区。如图所示，盘山公路修得弯弯曲曲，主要目的是为了（　　） A．省距离 B．省力 C．省功 D．省力和省功 2．知识梳理是一种有效的学习方法。考试前，小明整理错题时梳理出几个结论，其中不正确的是（   ） A．功率越大，做功越快 B．动滑轮可以省力，但不可以省功 C．做功越少，功率越小 D．功率的大小与机械效率无关 3．【模型建构】如图，小明在匀速水平移动和匀速竖直提升重为10N的物体M时分别进行了以下操作，甲没有使用机械，乙、丙、丁使用了机械（绳长不变），并测得拉力如表所示，则（　　） F甲 2N F乙 5N F丙 11N F丁 6N A．乙的机械效率比丁的小 B．丙、丁的机械效率相同 C．使用机械乙、丙、丁都不省力 D．测得的数据无法算出乙、丙、丁的机械效率 4．【新情境】科学实践有一批花盆需要运送到3楼办公室，花盆总重200N，有三种方案（如图所示）可供选择： 方案一：人直接提上去 方案二：用轻质绳、5N的动滑轮以及10N的铁桶吊上去 方案三：用轻质绳、5N的动滑轮以及2N的布袋吊上 三种方法中有用功最少的是（　　） A．方案一 B．方案二 C．方案三 D．三种方案都相同 5．要想提高动滑轮的机械效率，下列具体措施中不可行的一项是（   ） A．尽可能使物体向上做加速运动 B．尽量选用轻质的动滑轮 C．在动滑轮中间的转轴处加些润滑油 D．适当增大被提升的物体重 6．小明在探究“滑轮组的机械效率与什么因素有关”的实验中，组装了如图所示的装置。小明用4N的力将重10N的物体匀速竖直提升了10cm，则小明做的有用功为 J，装置的机械效率是 （结果保留一位小数）；若用此装置提升20N的物体，其机械效率会 （选填“升高”“降低”或“不变”）。 7．【新素材】古代机械如图是我国古代劳动者利用简易机械将巨木抬起施工的情景。这些劳动者竖直向下施力，将横杆一端压下，使巨木的重心上升，则该简易机械对巨木做的有用功为 ，机械效率为 。（取） 8．如图所示，粗细均匀的杠杆，在水平位置平衡，，，物重，作用在A点竖直向上的拉力为 N，属于 杠杆；不计摩擦，将拉力分别作用在点A和杠杆的中点，先后将重物提升同样的高度时，杠杆的机械效率将 。 9．【新情境】生产实践如图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为 %，货物受到的摩擦力为 N，判断出使用斜面可以省力的依据是 。当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时，机械效率提高，则应使a变 。 10．在探究滑轮组机械效率影响因素实验中，用同一个滑轮组分别按图甲、乙、丙装置进行实验。 （1）甲、乙装置可以探究滑轮组机械效率和 关系； （2）若忽略绳重和摩擦力，测得乙和丙的机械效率是一样大，分析原因是： 。 11．【核心素养】科学探究小明想要探究影响斜面机械效率的因素，对此他猜想：“斜面坡度一定时，物体越重，斜面机械效率越高”。小红不赞同小明的猜想，于是他们一起设计实验检验小明的猜想是否正确。 （1）他们准备了长木板、木块，带凹槽和挂钩的滑块、质量相同的钩码若干个、刻度尺和仪器a，仪器a是 ； （2）请帮小红写出实验步骤和判断小明的猜想是否正确的依据： ①测量滑块、钩码的重力：用仪器a在空中沿 方向提起滑块，保持静止，记录滑块的重力G；用同样的方法测量出1个钩码的重力为；将1个钩码放入滑块的凹槽，计算出滑块和1个钩码的总重力； ②搭建斜面：在长木板上画四条线A、B、C、D（如图），测量出 （选填“AC”“AD”“BC”或“BD”）间距离为斜面的长度s，用木块撑起长木板，测出这两点间的高度差h，固定木块和木板保持斜面坡度不变； ③测量拉力：把滑块放在斜面上，用仪器a 拉动滑块，测出拉力； ④改变物重：再放1个钩码到滑块的凹槽中，计算出总重力为， ； ⑤重复步骤③，记录测力计的示数为； ⑥判断小明的猜想是否正确的依据： 。 12．如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。将杠杆从如图甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为，拉力。试求： （1）力F做的有用功是多大？ （2）将重物匀速提升时，杠杆的机械效率是多大？ （3）若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力G杆是多少N？ 1 / 41 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$