重难点06 简单机械与功和机械能-2025年中考物理【热点·重点·难点】专练（广东专用）

重难点06 简单机械与功和机械能 考点 三年考情分析 2025考向预测  功的计算和估算、功率的计算、物体运动过程中各种机械能的变化情况、力和力臂的作图、 运用杠杆平衡原理进行计算、 杠杆的分类和应用、 滑轮及其工作特点、 滑轮、滑轮组机械效率的计算、  机械效率的简单计算 近三年广东中考物理功和机械能主要以综合填空题、计算题形式出现，分值约为6-8分不等，简单机械主要以综合选填题、作图题形式出现，分值约为2-6分不等，是中考的重点。 （1）功和机械能：近三年中考都考查功的计算；2024年还考查了物体运动过程中各种机械能的变化情况‌‌。 （2）简单机械：近三年中考都考了杠杆的平衡条件计算或者实验；同时2023年还考查了杠杆的分类、机械效率的简单计算、 滑轮、滑轮组机械效率的计算等‌‌‌ 1、简单机械：结合生活工具考查杠杆五要素、平衡条件及类型判断；或通过塔吊等实例，考滑轮组特点、机械效率计算。 2、功和功率：结合起重机吊物、人推车考功的计算，涉及力与距离对应、克服重力或摩擦力做功；以汽车爬坡、运动员跑步考功率计算。 3、机械能：结合飞机起飞、苹果下落判断动能和势能变化，或通过“探究动能大小的影响因素”实验考查；以过山车、蹦极等分析机械能转化。 【知识必备】 一、功和功率 1、功：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m。 （1）判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离。 （2）不做功的三种情况：有力无距离也叫“劳而无功”、有距离无力也叫“不劳无功”、力和距离垂直也叫“垂直无功”。 2、功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）；或者W=Pt。 3、功率：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。 （1）功率公式：功率=功/时间，即。 （2）功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 4、功率的应用 （1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （2）计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 二、机械能 1、动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 2、势能：弹性势能和重力势能统称为势能。 （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。 （2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。 3、影响动能和势能的大小因素 （1）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小，具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 （2）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。 （3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。 4、机械能：动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。 5、动能和势能的转化 （1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 （2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 6、机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 三、简单机械 1、杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。  2、杠杆的平衡条件 （1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 （2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 3、杠杆中最小力的问题 （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂。 （2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。 4、力臂的画法 （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。  （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。    （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 5、杠杆的分类及应用 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂  人的前臂、理发剪刀 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 不省力、不省距离；不费力、不费距离 天平，定滑轮 6、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分为定滑轮和动滑轮。 7、定滑轮工作特点 （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 （2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 （3）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 7、动滑轮工作特点 （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 （3）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 8、滑轮组及其工作特点 （1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数； （3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 9、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （1）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 （2）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 10、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。计算公式。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 11、机械效率的大小比较 （1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； （3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； （4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 【重难解读】 1、杠杆：重点是理解杠杆平衡条件F1L1 = F2L2 ，比如用撬棒撬石头，利用该公式计算力与力臂。难点在于动态分析，像跷跷板一端加重时，分析力与力臂变化。此外，结合压强、功等知识的综合题也是难点。 2、滑轮：定滑轮重点是不省力但能改变力的方向，而动滑轮是省一半力但不能改变方向。滑轮组重点是省力计算，难点是理解绳子绕法与省力、费距离的关系，如根据“奇动偶定”原则绕线。 3、功：重点是判断力是否做功，关键看力和物体在力方向上有无移动距离，如人推车未动就不做功。难点是功的计算，依据W = Fs，找准对应力和距离，如起重机吊物时准确计算功。 4、功率：重点是理解功率表示做功快慢，掌握。难点是P=Fv的应用，像分析汽车爬坡时，结合速度、力来分析功率。 5、动能和势能：重点是掌握影响因素，动能与质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关，弹性势能和弹性形变有关。难点是分析物体运动中动能和势能转化，如过山车下降时势能转动能。 6、机械能守恒：重点是理解条件，即只有动能和势能相互转化，无其他形式能转化时守恒。难点是应用其分析问题，如小球在光滑斜面上滚动时机械能变化。 一、 功的计算和估算（7小题） 1．（2024·广东广州·三模）如图所示，AB与BD为不同粗糙程度的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动，其中AC段物体做匀速直线运动。AB段拉力F1恒为3N，BC段拉力F2恒为2N，CD段拉力恒为F3，下列说法正确的是（　　） A．物体在CD段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大 B．物体在AB段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大 C．BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功 D．BC段拉力F2对物体所做的功小于CD段拉力F3对物体所做的功 2．（2024·广东汕头·一模）小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，弹簧测力计的示数随时间变化的图像如题图乙所示，木块在内做加速运动，在1-3s内以0.2m/s的速度做匀速直线运动。木块在0-1s内受到的滑动摩擦力为 N。在内，拉力做的功为 J。后，木块不受拉力作用时也不会立即停止运动，这是因为木块具有 。 3．（2024·广东江门·一模）如图甲所示，物体放在粗糙程度不变的水平地面上，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图象分别如乙、丙所示，由图象可知，当t=1s时，物体处于 状态，4s~ 6s内，拉力F所做的功 J，当t=3s时，物体所受摩擦力为 N。 4．（2024·广东·中考真题）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱质量为，在着陆过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s。（） （1）求返回舱在这段时间内 ①平均速度； ②重力做的功； （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为，求它对水平地面的压强。 5．（2022·广东深圳·中考真题）一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问： （1）求车对地面的压强； （2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）； （3）整个过程牵引力做功多少？ 6．（2022·广东·中考真题）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。 7．（2024·广东汕头·二模）人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示，某餐厅送餐机器人的质量为18kg，它与地面的总接触面积为，将餐菜送到15m远的顾客桌上需要20s，g取10N/kg．求： (1)送餐机器人移动的平均速度； (2)送餐机器人托着2kg的餐菜，静止时对水平地面的压强； (3)设楼层高3米，某次送餐后，机器人乘坐匀速下降的电梯从四楼返回一楼，重力对机器人所做的功。 二、功率的计算（5小题） 8．（2023·广东广州·中考真题）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。    （1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1 v2，f1 f2；（均选填“>”“=”“<”） （2）A从M运动到N，F1做的功为 J、功率为 W，A所受重力做的功为 J。 9．（2024·广东惠州·一模）如图所示，用10N的推力将桌面上重20N的物体以0.6m/s的速度由A处水平推动1m到达B处后，撤去推力。物体由于惯性继续向前运动了0.2m，最后掉到地面C处。在此过程中，推力对物体做功 J，推力做功的功率是 W，重力对物体做功 J。 10．（2024·广东广州·三模）形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力，均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动，且毛巾比玻璃粗糙；N对水平面的压力为，受到的摩擦力为；M对水平面的压力为，受到的摩擦力为。    (1)N、M受到摩擦力 （选填“”、“”或“”）；两个实心方块对水平面的压力 （选填“”、“”或“”），判断依据是： ； (2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。 11．（2024·广东阳江·二模）为了减少扬尘，提高空气质量，洒水车经常会为道路或绿化带洒水，如题图所示。一辆洒水车空载时质量为，水罐容积为。当洒完水后，洒水车空载时作匀速直线行驶，受到的摩擦阻力为。（，） (1)满载时，洒水车所受的重力为多少？ (2)满载时，车轮与水平地面的总接触面积为，洒水车对水平地面的压强为多少？ (3)洒水车空载在公路上内匀速直线行驶了，洒水车牵引力做功的功率是多少？ 12．（2024·广东广州·三模）图甲所示，工人将货物搬运到货车上，过程简化为图乙所示：某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中，推力做功的功率大小； (2)货物静止在d点时，对货车的压强大小。 三、物体运动过程中各种机械能的变化情况（5小题） 13．（2024·广东惠州·一模）如图所，小明坐在匀速转动的摩天轮时里，在由最低点到最高点运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小明的动能保持不变 B．小明的重力势能保持不变 C．小明的机械能保持不变 D．小明的动能减小 14．（2024·广东广州·三模）近年广州市某团队新研发的ASF材料具有很强的反弹效果，如图所示，释放铅球，铅球从释放到反弹至最高点过程中（　　） A．动能先增大后减小 B．机械能不变 C．ASF材料弹性势能先减小后增大 D．反弹高度一定小于释放高度 15．（2022·广东深圳·中考真题）（多选）如图为冬奥会男子滑雪过程中，空气阻力不计，下列正确的是（　　） A．①到②，重力势能全部转化为动能 B．③只受到重力作用 C．④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用 D．⑤失去惯性 16．（2024·广东广州·中考真题）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 17．（2022·广东·中考真题）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 18．（2022·广东广州·中考真题）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能 （选填“增大”“不变”“减小”），N 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P 比N高（选填“可能”“不可能”）。 19．（2024·广东江门·二模）人造卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，当它从远地点向近地点运动时，重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。2024年3月20日，搭载探月工程四期鹊桥二号中继星的长征八号遥三运载火箭，在文昌航天发射场点火升空，如图所示。一起加速升空的过程中，以火箭为参照物，中继星是 （选填“静止”或“运动”）的，中继星的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 20．（2024·广东惠州·一模）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景：在此过程中，小孩上升到最高点时的 能最大，上升时是 能转化为 能；小孩在空中下落的过程中 能转化为 能；小孩下落到最低点时蹦蹦床的 能最大。 四、力和力臂的作图（7小题） 21．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 22．（2024·广东湛江·模拟预测）用如图所示装置来提升重物，杠杆ABO可绕O点转动，请在图中画出重物所受重力的示意图和杠杆所受拉力F的力臂l。 23．（2024·广东广州·三模）图（a）是常用的移动指示牌，其侧视图如图（b）所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，AB=80cm，BE=60cm，CD=50cm，且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的，总重力为100N。 (1)如图（c）所示，当有风吹过，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，风力最大作用力不能超过 N； (2)指示牌被风刮倒后如图（d）所示，请在图（d）中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 24．（2024·广东珠海·三模）如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出阻力F2的力臂l2 及施加在A 点的最小动力F1。 25．（2024·广东广州·二模）如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F=120N，大人对跷跷板的作用力F′=250N（图中未画出），跷跷板水平静止。 (1)在图中画出F的力臂l；( ) (2)F'的作用点可能在 （选填“A”、“B”或“C”），依据是 ，作用力F′的方向是竖直 （选填“向上”或“向下”） 五、 运用杠杆平衡原理进行计算（9小题） 26．（2024·广东中山·三模）如题图所示，杠杆在水平位置平衡，O为支点，杠杆上每个小格的长度相等，每个钩码的质量相等。当两边钩码同时向支点移动一格后，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆仍在水平位置保持平衡 B．若在左侧增加一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 C．若在右侧减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 D．若在左右两侧都减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 27．（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。 28．（2024·广东·三模）如图所示，O为跷跷板的支点，小广同学和小东同学压跷跷板时，小广同学对跷跷板的作用力F=120N，小东同学对跷跷板的作用力（图中未画出），跷跷板水平静止。的作用点可能在 （选填“A”“B”或“C”）点，方向竖直 （选填“向上”或“向下”）。如果小广和小东同学同时向中间移动相同的距离，则 （选填“小广”或“小东”）会下降。 29．（2024·广东汕尾·二模）杆秤是中国的传统衡器，凝聚着中国古代人民的智慧。杆秤是根据杠杆平衡条件制成的，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽、秤钩等组成，使用时物体挂在秤钩处，提起秤纽，调节秤位置，通过秤杆的秤星读出被测质量。用如图所示杆秤测物体A的质量，设秤砣的质量为，用手提起秤纽2，当杆秤水平静止时，被测物A和秤砣的挂点沿秤杆到秤纽2的水平距离分别为、。杆秤的质量忽略不计。 (1)、、、应该满足这样的关系： ； (2)若秤砣的质量为100克，被测物A和秤砣到秤纽2的距离分别为0.05米、0.2米（即米，米），则被测物A的质量为 千克； (3)若秤砣因磨损质量减少，则杆秤所示的质量值 （选填“小于”、“等于”或“大于”）被测物的真实质量值； (4)若用手提起秤纽1，为使杆秤仍水平静止，应该将秤砣向 （选填“左”或“右”）移动； (5)若有人换了一个质量为90克的秤砣，用于测量物体D的质量。用手提起秤纽2，称得物体D的质量为0.5千克（秤砣挂在刻度处），则杆秤上刻度处D（图中未画出）到提钮2的距离 米，物体D的实际质量 千克。 30．（2023·广东深圳·中考真题）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 31．（2024·广东江门·一模）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，俗称“立夏秤人”。如图所示，小孩和篮子的总质量为10kg，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时 OA＝3cm，OB＝10cm（g取10N/kg） (1)请你写出一个增大杆秤最大称量值的有效措施。 (2)该秤砣的质量是多少？ (3)若所称小孩和篮子的总质量为18kg，当杆秤水平平衡后，O点到B点的距离是多少？ 32．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。 （2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。 33．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；    （1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）； （2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。 34．（2024·广东云浮·一模）下题图甲是我国古人运送巨木的劳动情境图，他们通过横杆、支架、石块等将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将巨木移到其他地方。若巨木可视为质地均匀的圆柱体，其质量为，长度为，横杆长度为，质量和粗细忽略不计，简化图如下题图乙所示，是横杆与支架的接触点，长为。（取） (1)如上题图甲所示，架在支架上的横杆属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)支架下垫底面积较大石块的目的是 ，巨木下垫圆木的目的是 ； (3)古人下压横杆时，手感觉到疼痛，说明物体间力的作用是 的；使巨木一端刚好离开地面时，古人对横杆的最小动力为 ； (4)如果他们人手不足，无法将巨木拾起，请你提出一个有可能抬起巨木的方案，并简述其中的物理学原理： 。 六、 杠杆的分类和应用（7小题） 35．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 36．（2024·广东汕尾·模拟预测）筷子作为一种被使用了上千年的日常工具，已经成为我们中华民族的一种传统文化，下面有关筷子的说法中正确的是（    ） A．吃饭时，筷子与食物间没有摩擦 B．正常使用的筷子属于费力杠杆 C．正常使用的筷子属于省力杠杆 D．正常使用的筷子属于等臂杠杆 37．（2024·广东肇庆·二模）如图所示，使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，选项中的四种工具与筷子属于同种杠杆的是（　　） A．电线钳剪电线 B．锤子撬钉 C．火钳夹起垃圾 D．起子起瓶盖 38．（2023·广东深圳·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．  汽车方向盘 B．    门把手 C． 小白同学家的水龙头 D．  雨刮器 39．（2024·广东汕尾·模拟预测）如图，某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包相对于 是静止的；自行车的车胎刻有花纹，这是为了 摩擦，自行车的手闸是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 40．（2024·广东广州·二模）如图1，鼠标的左键可看成杠杆OBA（O为支点），当我们的手指在B点按下鼠标左键时，使电路接通完成操作任务。 （1）请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ； （2）在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ； （3）杠杆OBA是 （选填“省力”或“费力”）杠杆，判断依据： 。 41．（2024·广东湛江·二模）我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓，如题图所示。脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点，碓头部较细，是为了增大 。 七、 滑轮及其工作特点（4小题） 42．（2022·广东·中考真题）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 43．（2024·广东·模拟预测）如题图是小明爸爸用滑轮将水泥搬到二楼的示意图，小明爸爸刚开始竖直站在水平地面上，然后缓慢向右移动。小明爸爸质量为60kg，水泥重300N（不计绳重和摩擦，g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．移动前后小明爸爸的拉力都为300N B．小明爸爸利用该滑轮起到了省力的作用 C．移动过程中，水泥的上升高度约为4m D．小明爸爸利用该滑轮在竖直方向能吊起900N的重物 44．（2024·广东汕头·二模）如图，小明看到树被风刮倒，想利用所学知识把树扶正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。此过程中，甲树相当于 （选填“动”或“定”）滑轮，会 （选填“省”或“费”）距离。如不计绳重，小明朝 （选填“A”或“B”）方向拉更省力。 45．（2024·广东汕尾·二模）在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 （选填“定”或“动”）滑轮，它可以改变力的 （选填“大小”或“方向”），但是 （选填“可以”或“不可以”）省力。 八、 滑轮、滑轮组机械效率的计算（8小题） 46．（2023·广东广州·中考真题）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（　　）    A．有用功为300J B．做的功等于做的功 C．做的功小于做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 47．（2024·广东深圳·一模）塔式起重机提升钢材的示意图如下，吊臂前端是滑轮组。当滑轮组在10s内匀速向上拉动重3000N的钢材移动了10m，已知动滑轮重为650N，绳子自由端拉力为2000N。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组所做的有用功为 B．滑轮组绳子自由端的拉力的功率为2000W C．滑轮组克服绳重和摩擦做的额外功为 D．滑轮组的机械效率为75% 48．（2024·广东广州·一模）用两个完全相同的滑轮构成如图甲、乙所示的两个滑轮组，分别将同一重物G提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳端拉力：F甲>F乙 B．绳端拉力做的功：W甲>W乙 C．两个滑轮组的机械效率：η甲=η乙 D．绳端拉力移动的距离：s甲=s乙 49．（2024·广东深圳·模拟预测）图甲所示，使用A、B滑轮组分别匀速提升重均为900N的物体，升高至不同的高度。两滑轮组相关的数据如图乙所示。其中利用A滑轮组做的有用功为1800J，利用B滑轮组做的有用功为1400J。则： (1)①A滑轮组中的物体被提升的高度是 m；②F1的大小 N； (2)使用A滑轮组做的额外功 （选填“大于”、“小于”或“等于”）使用B滑轮组做的额外功。 50．（2024·广东茂名·模拟预测）如图甲是探究滑轮的机械效率的分组实验，分别用动滑轮和定滑轮，将两个完全相同的物体A、B提升到同一高度，对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J，定滑轮的机械效率为 。 51．（2024·广东江门·二模）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。当重500N的工人利用此“车梯”在10s内将重力为900N的物体匀速提升了2m时，工人对绳子施加的拉力F为250N，忽略绳重和机械之间的一切摩擦。则此时工人做功的功率为 W，动滑轮总重为 N。若A点绳子能承受的最大拉力为600N，B点绳子能承受的最大拉力为1500N，该滑轮组的最大机械效率为 。 52．（2024·广东东莞·二模）小雨通过如图所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，在物体露出水面之前他所用拉力150N。物体在空中匀速上升过程中所用拉力为300N，其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90%。不计绳重、摩擦和水的阻力。求： (1)物体在空中上升2m，小雨做的功是多少； (2)动滑轮的重力是多少； (3)物体的密度是多少。 53．（2024·广东汕头·二模）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是1×10-2m2，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时20s，求：（g=10N/kg） (1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 九、  机械效率的简单计算（7小题） 54．（2024·广东广州·二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，物体B在斜面受到的摩擦力为f，则（　　） A．物体B在斜面上受到摩擦力f=F3 B．F2一定小于F1 C．滑轮组的机械效率是 D．F3对物体做的有用功等于F1h 55．（2024·广东佛山·三模）如图所示，某快递员用沿斜面向上500N的推力，将重为800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，已知斜面长4m，高2m，则此过程中的有用功为 J，斜面的机械效率为 。斜面是一种简单的机械，可以 力。（“省力”或“费力”） 56．（2024·广东深圳·一模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N，将2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重和摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为 。 57．（2024·广东珠海·三模）如题图甲、吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业。该事故车总重为1.2×104N，吊车以0.5m/s 的速度先将该车竖直向上匀速吊起3m，再水平向右移动6m后放到道路事故救援车上运回交警队， g 取10N/kg、求： （1）吊车施救过程中对该事故车做的功； （2）起重臂下滑轮组的结构如图乙所示，若钢丝绳上的拉力F为5000N，将该车竖直向上吊起匀速3m 的过程中，则拉力F 的功率及该滑轮组的机械效率。 58．（2024·广东广州·二模）图1中力水平拉动重为的物体A，在水平路面匀速移动了用时，拉力做功的功率是。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了，拉力为（如图2）．求： （1）拉动物体移动的速度； （2）做功多少； （3）力的大小； （4）滑轮组的机械效率。 59．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 60．（2022·广东广州·中考真题）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。 （1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程 ①F的功率；( ) ②斜面的机械效率。( ) （2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点； ①用“●”表示货物，在方框中画出货物在C点的受力示意图；( ) ②货物到A点时为计时起点，在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；( ) （3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）： ①在图4中画出F的力臂l；( ) ②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4 F3（选填“>”、“=”、“＜”）。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点06 简单机械与功和机械能 考点 三年考情分析 2025考向预测  功的计算和估算、功率的计算、物体运动过程中各种机械能的变化情况、力和力臂的作图、 运用杠杆平衡原理进行计算、 杠杆的分类和应用、 滑轮及其工作特点、 滑轮、滑轮组机械效率的计算、  机械效率的简单计算 近三年广东中考物理功和机械能主要以综合填空题、计算题形式出现，分值约为6-8分不等，简单机械主要以综合选填题、作图题形式出现，分值约为2-6分不等，是中考的重点。 （1）功和机械能：近三年中考都考查功的计算；2024年还考查了物体运动过程中各种机械能的变化情况‌‌。 （2）简单机械：近三年中考都考了杠杆的平衡条件计算或者实验；同时2023年还考查了杠杆的分类、机械效率的简单计算、 滑轮、滑轮组机械效率的计算等‌‌‌ 1、简单机械：结合生活工具考查杠杆五要素、平衡条件及类型判断；或通过塔吊等实例，考滑轮组特点、机械效率计算。 2、功和功率：结合起重机吊物、人推车考功的计算，涉及力与距离对应、克服重力或摩擦力做功；以汽车爬坡、运动员跑步考功率计算。 3、机械能：结合飞机起飞、苹果下落判断动能和势能变化，或通过“探究动能大小的影响因素”实验考查；以过山车、蹦极等分析机械能转化。 【知识必备】 一、功和功率 1、功：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m。 （1）判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离。 （2）不做功的三种情况：有力无距离也叫“劳而无功”、有距离无力也叫“不劳无功”、力和距离垂直也叫“垂直无功”。 2、功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）；或者W=Pt。 3、功率：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。 （1）功率公式：功率=功/时间，即。 （2）功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 4、功率的应用 （1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （2）计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 二、机械能 1、动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 2、势能：弹性势能和重力势能统称为势能。 （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。 （2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。 3、影响动能和势能的大小因素 （1）动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小，具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。 （2）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。 （3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。 4、机械能：动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。 5、动能和势能的转化 （1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。 （2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 6、机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 三、简单机械 1、杠杆：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。杠杆可直可曲，形状任意。有些情况下，可将杠杆实际转一下，来帮助确定支点。如：鱼杆、铁锹。  2、杠杆的平衡条件 （1）杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 （2）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 3、杠杆中最小力的问题 （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂。 （2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。 4、力臂的画法 （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。  （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。    （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 5、杠杆的分类及应用 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂  人的前臂、理发剪刀 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 不省力、不省距离；不费力、不费距离 天平，定滑轮 6、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。滑轮分为定滑轮和动滑轮。 7、定滑轮工作特点 （1）定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 （2）定滑轮的特点：通过定滑轮来拉钩码并不省力，通过或不通过定滑轮，弹簧测力计的读数是一样的，可见，使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下，改变力的方向会给工作带来方便。 （3）定滑轮的原理：定滑轮实质是个等臂杠杆，动力臂L1、阻力臂L2都等于滑轮半径，根杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。 7、动滑轮工作特点 （1）动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 （2）动滑轮的特点：使用动滑轮能省一半力，费距离；这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离大于钩码升高的距离，即费了距离。 （3）动滑轮的原理：动滑轮实质是个动力臂（L1）为阻力臂（L2）二倍的杠杆。 8、滑轮组及其工作特点 （1）定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （2）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数； （3）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh（n表示承担物重的绳子的段数）。 9、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （1）轮轴的实质：轮轴相当于一个杠杆，轮和轴的中心O是支点，作用在轮上的力是动力F1，作用在轴上的力是阻力F2，轮半径OA就是杠杆的动力臂l1，轴半径OB就是杠杆的阻力臂l2。 （2）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 10、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。计算公式。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 11、机械效率的大小比较 （1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； （3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； （4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 【重难解读】 1、杠杆：重点是理解杠杆平衡条件F1L1 = F2L2 ，比如用撬棒撬石头，利用该公式计算力与力臂。难点在于动态分析，像跷跷板一端加重时，分析力与力臂变化。此外，结合压强、功等知识的综合题也是难点。 2、滑轮：定滑轮重点是不省力但能改变力的方向，而动滑轮是省一半力但不能改变方向。滑轮组重点是省力计算，难点是理解绳子绕法与省力、费距离的关系，如根据“奇动偶定”原则绕线。 3、功：重点是判断力是否做功，关键看力和物体在力方向上有无移动距离，如人推车未动就不做功。难点是功的计算，依据W = Fs，找准对应力和距离，如起重机吊物时准确计算功。 4、功率：重点是理解功率表示做功快慢，掌握。难点是P=Fv的应用，像分析汽车爬坡时，结合速度、力来分析功率。 5、动能和势能：重点是掌握影响因素，动能与质量、速度有关，重力势能和质量、高度有关，弹性势能和弹性形变有关。难点是分析物体运动中动能和势能转化，如过山车下降时势能转动能。 6、机械能守恒：重点是理解条件，即只有动能和势能相互转化，无其他形式能转化时守恒。难点是应用其分析问题，如小球在光滑斜面上滚动时机械能变化。 一、 功的计算和估算（7小题） 1．（2024·广东广州·三模）如图所示，AB与BD为不同粗糙程度的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动，其中AC段物体做匀速直线运动。AB段拉力F1恒为3N，BC段拉力F2恒为2N，CD段拉力恒为F3，下列说法正确的是（　　） A．物体在CD段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大 B．物体在AB段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大 C．BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功 D．BC段拉力F2对物体所做的功小于CD段拉力F3对物体所做的功 【答案】B 【详解】AC段物体做匀速直线运动，根据二力平衡可知，所受摩擦力大小等于拉力： A．物体在CD段拉力示数为2.8N，由于BD段粗糙度相同，物体对接触面的压力不变，则摩擦力不变，故A错误； B．物体在AB段拉力3N，物体在BC段拉力2N，由于AC段物体做匀速直线运动，物体在AB段和在BC段摩擦力等于各自的拉力，则摩擦力在AB段为3N，在BC段为2N，故B正确； C．BC段拉力F2对物体所做的功为 AB段F1对物体所做的功为 即两段做功相同，故C错误； D．CD段拉力F3对物体所做的功为 则BC段拉力F2对物体所做的功较大，故D错误。 故选B。 2．（2024·广东汕头·一模）小宇用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，弹簧测力计的示数随时间变化的图像如题图乙所示，木块在内做加速运动，在1-3s内以0.2m/s的速度做匀速直线运动。木块在0-1s内受到的滑动摩擦力为 N。在内，拉力做的功为 J。后，木块不受拉力作用时也不会立即停止运动，这是因为木块具有 。 【答案】 0.5 0.2 惯性 【详解】[1]木块在1~3s内做匀速直线运动，木块受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，它们的大小相等。从图像乙中可以看出，在1~3s内，弹簧测力计的示数（即拉力）为0.5N，所以滑动摩擦力也为0.5N。木块在0~1s内做加速运动，由于接触面的粗糙程度和压力大小不变，因此所受滑动摩擦力不变，仍为0.5N。 [2]1~3s内拉力移动的距离 s=vt=0.2m/s×2s=0.4m拉力做的功为 W=Fs=0.5N×0.4m=0.2J[3]惯性是物体保持其运动状态不变的性质。当木块不受拉力作用时，由于惯性，它会保持原来的运动状态继续向前运动一段距离，所以不会立即停止。 3．（2024·广东江门·一模）如图甲所示，物体放在粗糙程度不变的水平地面上，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图象分别如乙、丙所示，由图象可知，当t=1s时，物体处于 状态，4s~ 6s内，拉力F所做的功 J，当t=3s时，物体所受摩擦力为 N。 【答案】 静止 20 5 【详解】[1]由图丙可知，当t=1s时，物体的速度为零，因此处于静止状态。 [2]由图丙可知，4s~6s内，物体的速度为2m/s，通过的路程为 s=vt=2m/s×2s=4m 由图乙可知，4s~6s内，物体受到的拉力为5N，因此拉力F所做的功 W=Fs=5N×4m=20J [3]由上述可知，4s~6s内，物体处于匀速直线运动状态，受力平衡，拉力等于摩擦力，因此滑动摩擦力为5N；t=3s时，物体正在加速运动，因为滑动摩擦力与压力和接触面粗糙程度有关，此时两个因素都不变，因此摩擦力不变，仍为5N。 4．（2024·广东·中考真题）2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示。若返回舱质量为，在着陆过程中，从距地面1m高处竖直向下落地，用时0.4s。（） （1）求返回舱在这段时间内 ①平均速度； ②重力做的功； （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为，求它对水平地面的压强。 【答案】（1）①2.5m/s，②；（2） 【详解】解（1）①这段时间内返回舱的平均速度 ②重力做功 （2）静止在水平地面上的返回舱对地面的压力等于返回舱的重力mg，与水平地面接触面积为，其对水平地面压强 答：（1）返回舱在这段时间内①平均速度为2.5m/s； ②重力做的功为； （2）若返回舱静止时与水平地面的接触面积为，它对水平地面的压强为。 5．（2022·广东深圳·中考真题）一校车质量为30t，车轮与地面总接触面积为0.5m2，水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，校车匀速行驶200米，问： （1）求车对地面的压强； （2）校车2小时内行驶了150km，问平均速度超不超过限速（限速80km/h）； （3）整个过程牵引力做功多少？ 【答案】（1）6×105Pa；（2）不超过；（3）1.8×106J 【详解】解：（1）校车质量 m=30t=3×104kg 校车的重力 校车对地面压强 （2）校车行驶的平均速度 因为75km/h小于限速80km/h，所以校车的平均速度不超过限速。 （3）水平匀速行驶时校车受到的阻力为重力的0.03倍，所以牵引力 整个过程牵引力做功 答：（1）车对地面的压强为6×105Pa； （2）校车2小时内行驶了150km，平均速度不超过限速； （3）整个过程牵引力做功1.8×106J。 6．（2022·广东·中考真题）图中某智能机器人的质量为80kg，其轮子与水平地面接触的总面积为5×10-4m2。在水平地面上工作时，该机器人匀速直线移动的速度为1m/s，所受阻力是机器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg） （1）机器人对水平地面的压强； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功。 【答案】（1）；（2）40N；（3）1200J 【详解】解：（1）机器人的重力 机器人对水平地面的压强 （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时，受平衡力，牵引力等于阻力，则牵引力 （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s移动的距离 此过程中牵引力做的功 答：（1）机器人对水平地面的压强是； （2）机器人在水平地面上匀速直线移动时的牵引力是40N； （3）机器人在水平地面上匀速直线移动30s，此过程中牵引力做的功是1200J。 7．（2024·广东汕头·二模）人工智能逐渐融入我们的生活。如图所示，某餐厅送餐机器人的质量为18kg，它与地面的总接触面积为，将餐菜送到15m远的顾客桌上需要20s，g取10N/kg．求： (1)送餐机器人移动的平均速度； (2)送餐机器人托着2kg的餐菜，静止时对水平地面的压强； (3)设楼层高3米，某次送餐后，机器人乘坐匀速下降的电梯从四楼返回一楼，重力对机器人所做的功。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）送餐机器人移动的平均速度为 （2）送餐机器人托着2kg的餐菜，静止时对水平地面的压强为 （3）重力对机器人所做的功为 二、功率的计算（5小题） 8．（2023·广东广州·中考真题）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。    （1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1 v2，f1 f2；（均选填“>”“=”“<”） （2）A从M运动到N，F1做的功为 J、功率为 W，A所受重力做的功为 J。 【答案】 ＜ ＞ 0.3 0.1 0 【详解】（1）[1]在MN段，A的速度为 在PQ段，A的速度为 则。 [2]A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知 A在水平拉力F2作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知 则。 （2）[3]F1做的功为 [4] F1的功率为 [5]A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。 9．（2024·广东惠州·一模）如图所示，用10N的推力将桌面上重20N的物体以0.6m/s的速度由A处水平推动1m到达B处后，撤去推力。物体由于惯性继续向前运动了0.2m，最后掉到地面C处。在此过程中，推力对物体做功 J，推力做功的功率是 W，重力对物体做功 J。 【答案】 10 6 16 【详解】[1]此过程中，推力对物体做功为 [2]推力做功的功率是 [3]重力对物体做功 10．（2024·广东广州·三模）形状完全相同的N、M两个实心方块分别受到的拉力，均以的初速度分别在玻璃和毛巾水平面做匀速直线运动，且毛巾比玻璃粗糙；N对水平面的压力为，受到的摩擦力为；M对水平面的压力为，受到的摩擦力为。    (1)N、M受到摩擦力 （选填“”、“”或“”）；两个实心方块对水平面的压力 （选填“”、“”或“”），判断依据是： ； (2)拉力对实心物体N做功的功率是 W。 【答案】(1) = > 见解析 (2)30 【详解】（1）[1]N保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即 M保持3m/s的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上它受到的摩擦力等于拉力，即 由此可知，两个摩擦力的关系：。 [2][3]滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，已知N与玻璃之间比较光滑，M与毛巾之间比较粗糙，摩擦力，所以M、N对接触面的压力大小为。 （2）拉力的功率 11．（2024·广东阳江·二模）为了减少扬尘，提高空气质量，洒水车经常会为道路或绿化带洒水，如题图所示。一辆洒水车空载时质量为，水罐容积为。当洒完水后，洒水车空载时作匀速直线行驶，受到的摩擦阻力为。（，） (1)满载时，洒水车所受的重力为多少？ (2)满载时，车轮与水平地面的总接触面积为，洒水车对水平地面的压强为多少？ (3)洒水车空载在公路上内匀速直线行驶了，洒水车牵引力做功的功率是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）满载时，水罐中水的质量为 满载时，洒水车和水的总质量为 则满载时，洒水车所受的重力为 （2）满载时，洒水车对水平地面的压力等于其所受的重力为，洒水车对水平地面的压强为 （3）根据二力平衡知识可知，洒水车空载匀速直线行驶时，受到的牵引力大小等于摩擦阻力为，则洒水车牵引力做功为 洒水车牵引力做功的功率为 12．（2024·广东广州·三模）图甲所示，工人将货物搬运到货车上，过程简化为图乙所示：某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中，推力做功的功率大小； (2)货物静止在d点时，对货车的压强大小。 【答案】(1)120W (2)1000Pa 【详解】（1）货物从a点到b点作匀速运动，受到的推力800N，货物移动的距离为s= 1.5m，速度为 推力做功的功率大小 （2）货物从静止在d点时，对货车的压力跟货物的重力大小相等，得 因为是变长1m的正方体，受力面积为 货物静止在d点时，对货车的压强大小 三、物体运动过程中各种机械能的变化情况（5小题） 13．（2024·广东惠州·一模）如图所，小明坐在匀速转动的摩天轮时里，在由最低点到最高点运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小明的动能保持不变 B．小明的重力势能保持不变 C．小明的机械能保持不变 D．小明的动能减小 【答案】A 【详解】小明坐在匀速转动的摩天轮里时，在由最低点到最高点运动的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，机械能变大，故A正确，BCD错误。 故选A。 14．（2024·广东广州·三模）近年广州市某团队新研发的ASF材料具有很强的反弹效果，如图所示，释放铅球，铅球从释放到反弹至最高点过程中（　　） A．动能先增大后减小 B．机械能不变 C．ASF材料弹性势能先减小后增大 D．反弹高度一定小于释放高度 【答案】D 【详解】AC．铅球下落时，重力势能转化为动能，动能增大；ASF材料发生形变时，铅球的动能转化为ASF材料的弹性势能，铅球动能减小，ASF材料弹性势能增大；ASF材料恢复原状时，弹性势能转化为铅球的动能，ASF材料弹性势能减小，铅球动能增大，铅球上升时，动能转化为重力势能，动能减小，故AC不符合题意； B．铅球和ASF材料发生碰撞的过程中，铅球的一部分机械能转化为ASF材料的弹性势能，同时铅球受到空气阻力的作用，也会消耗机械能，所以铅球的机械能是变化的，故B不符合题意； D．由于空气阻力的影响，铅球的机械能会减小，所以反弹高度一定小于释放高度，故D符合题意。 故选D。 15．（2022·广东深圳·中考真题）（多选）如图为冬奥会男子滑雪过程中，空气阻力不计，下列正确的是（　　） A．①到②，重力势能全部转化为动能 B．③只受到重力作用 C．④到⑤，停下来是因为摩擦力的作用 D．⑤失去惯性 【答案】BC 【详解】A．①到②的过程中，运动员质量不变、高度减小、速度增大，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦，还会有一部分转化为内能，故A错误； B．由于不计空气阻力，在③位置，即运动员在空中，此时运动员只受重力，故B正确； C．④到⑤过程中，因为摩擦力的作用运动员停下来，是摩擦力改变了运动员的运动状态，故C正确； D．惯性是一切物体保持原来运动状态不变的性质，一切物体都具有惯性，因此在⑤位置时，运动员仍有惯性，故D错误。 故选BC。 16．（2024·广东广州·中考真题）如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 【答案】 cm 6 1 2 【详解】（1）[1]根据常见物体的长度可知，篮球直径为24.6cm。 [2]根据G=mg可得，该篮球受到的重力为 （2）[3]忽略空气的作用力，则篮球在乙位置只受重力的作用，重力的方向为竖直向下，因此在篮球的重心处沿竖直方向画一条竖直向下的有向线段，用G来表示，如图所示 （3）[4]根据表格信息可知，篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 [5]由于机械能等于动能与重力势能之和，所以篮球在乙位置时的动能为 17．（2022·广东·中考真题）图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 【答案】 C 等于 变化 【详解】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。 [2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。 [3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。 18．（2022·广东广州·中考真题）如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N。经台面反弹后上升过程球的动能 （选填“增大”“不变”“减小”），N 比M高（选填“可能”“不可能”）。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经反弹后，到达的最高点P 比N高（选填“可能”“不可能”）。 【答案】 减小 可能 不可能 【详解】[1]球经台面反弹后上升的过程中，质量不变，速度变小，高度升高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 [2]球以一定速度从M点抛出，下降过程，重力势能转化为动能，动能增大；球接触台面的过程，动能转化为弹性势能及内能；反弹过程，弹性势能转化为动能，但此时的动能比接触台面时的动能小；上升过程，动能转化为重力势能，到达M点时，重力势能与下降时相同，动能一定比下降时的小，但不一定为0，那么球仍可向上升，直到速度为0，所以N可能比M高。 [3]小球从N点下降时，初速度为0，与台面接触的过程，有部分机械能转化内能，则再次上升过程，速度为0时，高度小于N点。 19．（2024·广东江门·二模）人造卫星在大气层外运动，不受空气阻力作用，只有动能和势能的转化，当它从远地点向近地点运动时，重力势能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。2024年3月20日，搭载探月工程四期鹊桥二号中继星的长征八号遥三运载火箭，在文昌航天发射场点火升空，如图所示。一起加速升空的过程中，以火箭为参照物，中继星是 （选填“静止”或“运动”）的，中继星的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 减小 静止 增大 【详解】[1]当人造卫星从远地点向近地点运动时，其质量是不变的。由于它正在向地球靠近，所以它的高度在逐渐降低。在质量不变的情况下，高度降低会导致重力势能减小。 [2]以火箭为参照物，中继星与火箭之间没有发生位置变化，所以中继星是静止的。 [3]中继星在加速升空时，速度变大，高度变高，质量不变，所以中继星的重力势能增大，动能增大，机械能增大。 20．（2024·广东惠州·一模）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景：在此过程中，小孩上升到最高点时的 能最大，上升时是 能转化为 能；小孩在空中下落的过程中 能转化为 能；小孩下落到最低点时蹦蹦床的 能最大。 【答案】 重力势能 动能 重力势能 重力势能 动能 弹性势能 【详解】[1]小孩上升到最高点时，高度最大，重力势能最大。 [2][3]上升时，高度变大，重力势能增大，速度变小，动能减小，动能转化为重力势能。 [4][5]小孩在空中下落的过程中，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。 [6]小孩下落到最低点时蹦蹦床的形变最大，弹性势能最大。 四、力和力臂的作图（7小题） 21．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出： （1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S' （2）拉力F对应的力臂l（O是支点） 【答案】 【详解】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示： （2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示： 22．（2024·广东湛江·模拟预测）用如图所示装置来提升重物，杠杆ABO可绕O点转动，请在图中画出重物所受重力的示意图和杠杆所受拉力F的力臂l。 【答案】 【详解】重力的方向是竖直向下的，过重物的重心画一条竖直向下的带箭头的有向线段，用G表示，即为其所受重力的示意图；绳子对杠杆的拉力作用在B点，拉力的方向斜向右上方，过支点O作这条拉力作用线的垂线段，即为拉力F的力臂L。故如下图所示： 23．（2024·广东广州·三模）图（a）是常用的移动指示牌，其侧视图如图（b）所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，AB=80cm，BE=60cm，CD=50cm，且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的，总重力为100N。 (1)如图（c）所示，当有风吹过，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，风力最大作用力不能超过 N； (2)指示牌被风刮倒后如图（d）所示，请在图（d）中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 【答案】(1)25 (2) 【详解】（1）根据题意可知，指示牌可以看作杠杆，当指示牌的D端恰好被吹离地面时，动力为F风，支点为C点，阻力为重力。 如图，风力的力臂为 重力的力臂为 根据杠杆平衡条件，有 则 要使指示牌不被吹倒时，风力最大为25N。 （2）要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小。AC为最长动力臂L1时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段就是F1的示意图，如图所示： 24．（2024·广东珠海·三模）如图是关闭水龙头的情景，水龙头手柄可视为一根杠杆（O为支点），请你画出阻力F2的力臂l2 及施加在A 点的最小动力F1。 【答案】 【详解】由支点向阻力作用线作垂线，垂线段即为阻力臂；根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，连接OA，OA即为最长的动力臂，与之垂直的力即为最小动力，阻力使杠杆逆时针转动，所以动力使杠杆顺时针转动，应向下，故作图如下： 25．（2024·广东广州·二模）如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力F=120N，大人对跷跷板的作用力F′=250N（图中未画出），跷跷板水平静止。 (1)在图中画出F的力臂l；( ) (2)F'的作用点可能在 （选填“A”、“B”或“C”），依据是 ，作用力F′的方向是竖直 （选填“向上”或“向下”） 【答案】(1) (2) B 大人作用力大，则力臂应当小，且与小朋友在支点的异侧 向下 【详解】（1）在从支点O向力F的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂，如图 （2）[1][2][3]大人对杠杆的力比小孩对杠杆的力大，根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2知道，大人对杠杆的力的力臂要小于小孩对杠杆的力的力臂，且大人对杠杆的力也朝下，根据“异侧同向”知道，大人应该在支点的左侧，因此作用点只能在B点。 五、 运用杠杆平衡原理进行计算（9小题） 26．（2024·广东中山·三模）如题图所示，杠杆在水平位置平衡，O为支点，杠杆上每个小格的长度相等，每个钩码的质量相等。当两边钩码同时向支点移动一格后，下列说法中正确的是（　　） A．杠杆仍在水平位置保持平衡 B．若在左侧增加一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 C．若在右侧减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 D．若在左右两侧都减少一个钩码，杠杆可恢复水平位置平衡 【答案】D 【详解】设杠杆一格长度为l，一个钩码的重为G；当两边钩码同时向支点移动一格。 A．根据杠杆平衡条件得 所以杠杆的右边下沉，故A错误； B．若在左侧增加一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆不能保持水平平衡，故B错误； C．若在右侧减少一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆不能保持水平平衡，故C错误； D．若在左右两侧都减少一个钩码，则根据杠杆平衡条件有 所以杠杆能保持水平平衡，故D正确。 故选D。 27．（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 28．（2024·广东·三模）如图所示，O为跷跷板的支点，小广同学和小东同学压跷跷板时，小广同学对跷跷板的作用力F=120N，小东同学对跷跷板的作用力（图中未画出），跷跷板水平静止。的作用点可能在 （选填“A”“B”或“C”）点，方向竖直 （选填“向上”或“向下”）。如果小广和小东同学同时向中间移动相同的距离，则 （选填“小广”或“小东”）会下降。 【答案】 B 向下 小广 【详解】[1][2]由杠杆平衡条件可得 由题意可知，，所以，因此的作用点可能在B点。方向竖直向下。 [3]未移动时，根据杠杆平衡条件可得 如果小广和小东同学同时向中间移动相同的距离l，则杠杆左侧为 杠杆右侧为 因 ， 所以 即杠杆左端轻，右端重，因此小广会下降。 29．（2024·广东汕尾·二模）杆秤是中国的传统衡器，凝聚着中国古代人民的智慧。杆秤是根据杠杆平衡条件制成的，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽、秤钩等组成，使用时物体挂在秤钩处，提起秤纽，调节秤位置，通过秤杆的秤星读出被测质量。用如图所示杆秤测物体A的质量，设秤砣的质量为，用手提起秤纽2，当杆秤水平静止时，被测物A和秤砣的挂点沿秤杆到秤纽2的水平距离分别为、。杆秤的质量忽略不计。 (1)、、、应该满足这样的关系： ； (2)若秤砣的质量为100克，被测物A和秤砣到秤纽2的距离分别为0.05米、0.2米（即米，米），则被测物A的质量为 千克； (3)若秤砣因磨损质量减少，则杆秤所示的质量值 （选填“小于”、“等于”或“大于”）被测物的真实质量值； (4)若用手提起秤纽1，为使杆秤仍水平静止，应该将秤砣向 （选填“左”或“右”）移动； (5)若有人换了一个质量为90克的秤砣，用于测量物体D的质量。用手提起秤纽2，称得物体D的质量为0.5千克（秤砣挂在刻度处），则杆秤上刻度处D（图中未画出）到提钮2的距离 米，物体D的实际质量 千克。 【答案】(1) (2)0.4 (3)大于 (4)左 (5) 0.25 0.45 【详解】（1）根据杠杆平衡条件，mA、m0、LAB、LBC应该满足这样的关系 （2）若秤砣的质量为100克，被测物A和秤砣到秤纽2的距离分别为0.05米、0.2米(即AB=0.05米，BC=0.2米)，则被测物A的质量为 （3）若秤砣因磨损质量减少，右边的力减小，右边的力臂应该增大，杠杆才能平衡，杆秤所示的质量值大于被测物的真实质量值。 （4）若用手提起秤纽1，与用秤纽2时比，左边力臂变短；按照杠杆平衡条件，右边的力臂也要变小，应该将秤砣向左移动。 （5）[1]先按照正常的秤砣计算出0.5kg处到秤纽的距离，根据得 [2]用质量为90克的秤砣，测量物体D的质量。用手提起秤纽2，称得物体D的质量为0.5千克(秤砣挂在0 .5kg刻度处)，则 ，所以 30．（2023·广东深圳·中考真题）如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m 【详解】解：（1）木料的体积为，木块的密度为，则木材所受重力 （2）在B端有一木材对绳子的力F1为，由杠杆平衡条件可得 由于 则木料刚好被抬起时，力F2大小 （3）提升的功率为，由 得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度 吊车在10s内可以将该木料提升的高度 答：（1）木材所受重力为2×104N； （2）当F2为2×103N，木料刚好被抬起； （3）吊车在10s内可以将该木料提升的高度为5m。 31．（2024·广东江门·一模）我国民俗活动丰富多彩，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，俗称“立夏秤人”。如图所示，小孩和篮子的总质量为10kg，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时 OA＝3cm，OB＝10cm（g取10N/kg） (1)请你写出一个增大杆秤最大称量值的有效措施。 (2)该秤砣的质量是多少？ (3)若所称小孩和篮子的总质量为18kg，当杆秤水平平衡后，O点到B点的距离是多少？ 【答案】(1)增大秤砣的质量 (2)3kg (3)18cm 【详解】（1）杆秤实质上就是一个杠杆，要增大杆秤的最大称量值，在物体端的力臂和秤砣端的最大力臂一定时，即增大秤砣的质量来增大杆秤的最大称量值；也可以在物体端力臂和秤砣质量一定时，即增大秤砣端的力臂、减小物体端的力臂来增大最大称量值，如将O点左移。 （2）小孩和篮子的总质量为10kg，调整秤砣的位置，此时OA＝3cm，根据杠杆的平衡条件和G＝mg可得： m总g×OA＝m砣g×OB 即 10kg×3cm＝m砣×10cm 解得，该秤砣的质量 m砣＝3kg （3）当所称小孩和篮子的总质量为18kg，杆秤水平平衡后 m总′g×OA＝m砣g×OB′ 即 18kg×3cm＝3kg×OB′ 解得，O点到B点的距离 OB′＝18cm 32．（2023·广东·中考真题）明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳，沿用至今。题图甲是一种辘轳，由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时，用力使大轮转动，小轮随之转动并缠绕井绳，提起水桶。 （1）图甲所示，辘轳可视为不等臂杠杆，为方便提水，它是按照 （选填“省力”或“费力”）杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示，它的支点是“A”“B”或“C”中的 点。 （2）设大轮与小轮的半径比为3:1，水桶受到的总重力为90N。使周长为3m的大轮转动一圈，水桶匀速上升，井绳对水桶做功 J；若要使辘轳静止在图乙所示位置，作用在C点最小的力应为 N。（不计井绳的粗细和自重） （3）图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理，为了更省力，开关应选用 （选填“①”或“②”）。 【答案】 省力 B 90 30 ① 【详解】（1）[1][2]为方便提水，根据题图可知，它是按照省力杠杆来设计的；由于辅围绕B点进行旋转，可知B点为其支点。 （2）[3][4]由于大轮与小轮的半径比为3∶1，当周长为3m的大轮转动一圈，则小轮也转动一圈，且小轮转动的距离为1m，由于木桶匀速上升，则井绳对水桶做功 根据图乙所示，大轮与小轮的半径比为3∶1，当动力臂为BC时，作用在C点的力最小，根据杠杆平衡条件可知，最小的力为 因为，可得 （3）[5]为了更省力，开关应选用动力臂较大的，故开关应选用①。 33．（2023·广东广州·中考真题）图1中工人用工具搬运石头，该工具可简化成图2中杠杆AB，移动支架，可使支点O在AB间移动。杆水平静止，忽略杆重；    （1）人对杆的压力为F1，绳对杆的拉力为F2，F1、F2竖直向下；①在图2中画出F1的力臂l1；②F2的力臂l2 （用F1、F2、l1表示）； （2）同一石头仍悬挂在杆B端，人对杆A端的压力方向不变，只通过移动支点O使该压力变小，杆仍保持水平静止，支点O应向 （选填“A”“B”）端移动。 【答案】 B 【详解】（1）[1]从支点分别作F1、F2的垂线，用大括号分别扩出l1、l2即为动力臂和阻力臂，如下图 F2的力臂 （2）[2]通过移动支点O使该压力变小，因为物体的重力不变，根据 可知只要减小l2，增大l1即可，故O点应该向B端移动。 34．（2024·广东云浮·一模）下题图甲是我国古人运送巨木的劳动情境图，他们通过横杆、支架、石块等将巨木的一端抬起，垫上圆木，以便将巨木移到其他地方。若巨木可视为质地均匀的圆柱体，其质量为，长度为，横杆长度为，质量和粗细忽略不计，简化图如下题图乙所示，是横杆与支架的接触点，长为。（取） (1)如上题图甲所示，架在支架上的横杆属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆； (2)支架下垫底面积较大石块的目的是 ，巨木下垫圆木的目的是 ； (3)古人下压横杆时，手感觉到疼痛，说明物体间力的作用是 的；使巨木一端刚好离开地面时，古人对横杆的最小动力为 ； (4)如果他们人手不足，无法将巨木拾起，请你提出一个有可能抬起巨木的方案，并简述其中的物理学原理： 。 【答案】(1)省力 (2) 减小压强 减小摩擦 (3) 相互 2000 (4)见解析 【详解】（1）由图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。 （2）[1][2]支架对地面的压力一定，在支架下面垫有面积较大的石块，其实质是增大受力面积，减小支架对地面的压强；巨木下面垫上圆木是通过变滑动为滚动的方式来减小摩擦力。 （3）[1]物体间力的作用是相互的，下压横杆时，手会受到横杆的反作用力，手感觉到疼痛，说明物体间力的作用是相互的。 [2]巨木可视为质地均匀的圆柱体，巨木的重力为 要将一段提起，此时对一端施加的最小力为F1，巨木的长度为L，故 故 此时在A点向下的力为12000N，设人对横杆的压力为F2，根据杠杆平衡条件可知 代入数据解得。 （4）将支架移近巨木，缩短阻力臂、增大动力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力一定的情况下，减小阻力臂，增大动力臂，可以省力。 六、 杠杆的分类和应用（7小题） 35．（2024·广东·中考真题）如图为某款剪刀的示意图。握住手柄修剪树枝时，剪刀可视为杠杆，该杠杆的特点是（　　） A．省力 B．费力 C．省功 D．省距离 【答案】A 【详解】该剪刀属于杠杆，支点是O点，动力作用在A点，阻力作用在手柄处，使用时动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 36．（2024·广东汕尾·模拟预测）筷子作为一种被使用了上千年的日常工具，已经成为我们中华民族的一种传统文化，下面有关筷子的说法中正确的是（    ） A．吃饭时，筷子与食物间没有摩擦 B．正常使用的筷子属于费力杠杆 C．正常使用的筷子属于省力杠杆 D．正常使用的筷子属于等臂杠杆 【答案】B 【详解】A．吃饭时，筷子与食物间存在相对运动趋势，具有静摩擦力，故A错误； BCD．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B正确，CD错误。 故选B。 37．（2024·广东肇庆·二模）如图所示，使用筷子夹起物体时，筷子可以视作杠杆，选项中的四种工具与筷子属于同种杠杆的是（　　） A．电线钳剪电线 B．锤子撬钉 C．火钳夹起垃圾 D．起子起瓶盖 【答案】C 【详解】筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆； A．电线钳剪电线过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意； B．图中所示锤子撬钉过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意； C．火钳夹起垃圾过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故C符合题意； D．起子起瓶盖过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 38．（2023·广东深圳·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．  汽车方向盘 B．    门把手 C． 小白同学家的水龙头 D．  雨刮器 【答案】D 【详解】ABC．汽车方向盘、门把手、水龙头属于轮轴，是轮转动带动轴转动，动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故ABC不符合题意； D．雨刮器属于轮轴，是轴转动带轮转动，故阻力臂大于动力臂，相当于费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 39．（2024·广东汕尾·模拟预测）如图，某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包相对于 是静止的；自行车的车胎刻有花纹，这是为了 摩擦，自行车的手闸是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”）。 【答案】 自行车 增大 省力 【详解】[1]某同学骑着共享单车上学，他肩上的书包和自行车一起运动，所以以自行车为参照物，他肩上的书包的位置没有发生变化，故他肩上的书包相对于自行车是静止的。 [2]自行车的车胎刻有花纹，增大了接触面的粗糙程度，所以这是通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力。 [3]在捏自行车的手闸时，动力臂大于阻力臂，所以自行车的手闸是一个省力杠杆。 40．（2024·广东广州·二模）如图1，鼠标的左键可看成杠杆OBA（O为支点），当我们的手指在B点按下鼠标左键时，使电路接通完成操作任务。 （1）请在简图2中画出在B点按下鼠标左键时所需要的最小动力F1的示意图及其力臂l1 ； （2）在图2中画出A端所受阻力F2的示意图 ； （3）杠杆OBA是 （选填“省力”或“费力”）杠杆，判断依据： 。 【答案】 见解析 见解析 费力 动力臂小于阻力臂 【详解】（1）[1]O是支点，动力F1作用在B点，当OB为动力臂时，动力臂最长，在阻力与阻力臂不变时，根据杠杆的平衡条件可知，此时动力最小，动力的方向垂直于OB向下，过B点做垂直与OB向下的带箭头的直线，即为最小动力F1，如图所示： （2）[2]金属弹片对杠杆的力为阻力F2，从作用点A做竖直向上的带箭头的直线表示阻力F2的示意图，如图所示： （3）[3][4]鼠标在使用过程中，动力臂小于阻力臂，则杠杆OBA是费力杠杆。 41．（2024·广东湛江·二模）我国古代科技著作《天工开物》记载了脚踏碓，如题图所示。脚向下踏时，脚踏碓属于 杠杆；为了省力些，可将脚踩点适当 （选填“远离”或“靠近”）O点，碓头部较细，是为了增大 。 【答案】 费力 远离 压强 【详解】[1]由图可知，脚踏碓使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 [2]根据杠杆平衡条件可知，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，所以，为了省力些，可将脚踩点适当远离O点。 [3]碓头部较细，是为了通过减小受力面积来增大压强。 七、 滑轮及其工作特点（4小题） 42．（2022·广东·中考真题）分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=3，则拉力 B．不计滑轮重、绳重和摩擦，承重绳子的段数n=2，则拉力 C．定滑轮相当于等臂杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 D．动滑轮相当于省力杠杆，不计滑轮重、绳重和摩擦，则拉力 综上，四种装置匀速提升同一重物，则最省力的是A中的装置。 故选A。 43．（2024·广东·模拟预测）如题图是小明爸爸用滑轮将水泥搬到二楼的示意图，小明爸爸刚开始竖直站在水平地面上，然后缓慢向右移动。小明爸爸质量为60kg，水泥重300N（不计绳重和摩擦，g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．移动前后小明爸爸的拉力都为300N B．小明爸爸利用该滑轮起到了省力的作用 C．移动过程中，水泥的上升高度约为4m D．小明爸爸利用该滑轮在竖直方向能吊起900N的重物 【答案】A 【详解】AB．因为定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以移动前后小明爸爸对绳子的拉力都为300N，故A正确，B错误； C．根据三角形关系可知，移动后，绳子自由端的距离是5m，则绳子自由端移动的距离是2m，因此物体上升距离为2m，故C错误； D．小明爸爸的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N 因此不计绳重和摩擦，他最多只能吊起600N的重物，故D错误。 故选A。 44．（2024·广东汕头·二模）如图，小明看到树被风刮倒，想利用所学知识把树扶正。他把绳子的一端系在乙树上，然后绕过甲树用力拉绳子。此过程中，甲树相当于 （选填“动”或“定”）滑轮，会 （选填“省”或“费”）距离。如不计绳重，小明朝 （选填“A”或“B”）方向拉更省力。 【答案】 动 费 A 【详解】[1][2]拉动绳子把树扶正的过程中，甲树会随绳子一起运动，则甲树相当于动滑轮；动滑轮可以省力，但费距离。 [3]动滑轮的实质是省力杠杆，在阻力和阻力臂不变时，沿A方向拉比沿B方向拉动力臂大，根据杠杆的平衡条件可知，小明朝A方向拉更省力。 45．（2024·广东汕尾·二模）在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 （选填“定”或“动”）滑轮，它可以改变力的 （选填“大小”或“方向”），但是 （选填“可以”或“不可以”）省力。 【答案】 定 方向 不可以 【详解】[1][2][3]旗杆顶部的滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，旗杆顶部的定滑轮只能改变力的方向，而不能省力。 八、 滑轮、滑轮组机械效率的计算（8小题） 46．（2023·广东广州·中考真题）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（　　）    A．有用功为300J B．做的功等于做的功 C．做的功小于做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．做的功为有用功，大小为 故A错误，不符合题意； BC．做的功为总功，大小为 故BC错误，不符合题意； D．滑轮组的机械效率为 故D正确，符合题意。 故选D。 47．（2024·广东深圳·一模）塔式起重机提升钢材的示意图如下，吊臂前端是滑轮组。当滑轮组在10s内匀速向上拉动重3000N的钢材移动了10m，已知动滑轮重为650N，绳子自由端拉力为2000N。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组所做的有用功为 B．滑轮组绳子自由端的拉力的功率为2000W C．滑轮组克服绳重和摩擦做的额外功为 D．滑轮组的机械效率为75% 【答案】D 【详解】A．滑轮组所做的有用功为 故A错误； B．滑轮组由两段绳子吊着动滑轮，绳子自由端移动的距离为 绳子自由端的拉力做的有用功为 拉力的功率为 故B错误； C．滑轮组克服动滑轮重做的额外功为 滑轮组克服绳重和摩擦做的额外功为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 48．（2024·广东广州·一模）用两个完全相同的滑轮构成如图甲、乙所示的两个滑轮组，分别将同一重物G提升相同的高度。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳端拉力：F甲>F乙 B．绳端拉力做的功：W甲>W乙 C．两个滑轮组的机械效率：η甲=η乙 D．绳端拉力移动的距离：s甲=s乙 【答案】C 【详解】A. 若不计绳重和摩擦，绳端拉力 由公式可知，物重和动滑轮重相等时，绳子段数n越大，拉力F越小；由题可知，物重和动滑轮重相等，由图可知，甲图中绳子段数大于乙图中绳子段数，所以F甲<F乙，故A错误； B.不计绳重和摩擦，额外功为对动滑轮做的功 有用功为 绳端拉力做的功即为总功 由题可知，物重G、动滑轮重G动、提升高度h均相等，故绳端拉力做功相等，故B错误； C. 不计绳重和摩擦，滑轮组机械效率为 由题可知，物重G、动滑轮重G动均相等，故两次机械效率相等，故C正确； D. 绳端移动距离s与物体提升高度h及绳子段数n的关系为 已知物体提升高度h相等，但绳子段数n不同，故绳端拉力移动的距离s不等，故D错误。 故选C。 49．（2024·广东深圳·模拟预测）图甲所示，使用A、B滑轮组分别匀速提升重均为900N的物体，升高至不同的高度。两滑轮组相关的数据如图乙所示。其中利用A滑轮组做的有用功为1800J，利用B滑轮组做的有用功为1400J。则： (1)①A滑轮组中的物体被提升的高度是 m；②F1的大小 N； (2)使用A滑轮组做的额外功 （选填“大于”、“小于”或“等于”）使用B滑轮组做的额外功。 【答案】(1) 2 400 (2)等于 【详解】（1）[1]由得，A滑轮组中的物体被提升的高度是 [2]由得，A滑轮组做的总功为 由图得，A滑轮组承担物重绳子的股数是 拉力移动的距离为 由得，F1的大小 （2）A滑轮组做的额外功 B滑轮组做的额外功 则使用A滑轮组做的额外功等于使用B滑轮组做的额外功。 50．（2024·广东茂名·模拟预测）如图甲是探究滑轮的机械效率的分组实验，分别用动滑轮和定滑轮，将两个完全相同的物体A、B提升到同一高度，对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J，定滑轮的机械效率为 。 【答案】 20 5 80% 【详解】[1]由图乙可知，对物体A做总功 ， 有用功 [2]将两个完全相同的物体A、B提升到同一高度、定滑轮做的有用功相同，由图乙可知，对物体B做总功 对物体B做的额外功 [3]定滑轮的机械效率 51．（2024·广东江门·二模）图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。当重500N的工人利用此“车梯”在10s内将重力为900N的物体匀速提升了2m时，工人对绳子施加的拉力F为250N，忽略绳重和机械之间的一切摩擦。则此时工人做功的功率为 W，动滑轮总重为 N。若A点绳子能承受的最大拉力为600N，B点绳子能承受的最大拉力为1500N，该滑轮组的最大机械效率为 。 【答案】 200 100 93.75% 【详解】[1]由图可知提起动滑轮的绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离 s=nh=4×2m=8m 工人对绳子施加的拉力F为250N，工人做的总功 W=Fs=250N×8m=2000J 工人做功的功率 [2]忽略绳重和机械之间的一切摩擦，动滑轮的重力 G动=nF-G=4×250N-900N=100N [3]当工人向下拉绳子的最大拉力F'=500N时，物重 G'=nF-G动=4×500N-100N=1900N 由于B点的绳子能承受的最大拉力为 1500N<1900N 不计绳重和摩擦时，B点绳端能提起物体的最大重力为G最大=1500N，此时，由于A点绳子能承受的最大拉力为600N，而绳子自由端最大拉力为 因为 400N<600N 故A点绳子未断开，故当提起的物体重力G最大=1500N时，该滑轮组的机械效率最大为 52．（2024·广东东莞·二模）小雨通过如图所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，在物体露出水面之前他所用拉力150N。物体在空中匀速上升过程中所用拉力为300N，其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为90%。不计绳重、摩擦和水的阻力。求： (1)物体在空中上升2m，小雨做的功是多少； (2)动滑轮的重力是多少； (3)物体的密度是多少。 【答案】(1)1800J (2)90 N (3)1.8×103 kg/m3 【详解】（1）由图可知，3段绳子承重，物体在空中上升2m，小雨做的功为 （2）则物体在空中上升2m所做的有用功 由可得，物体的重力 不计绳重、摩擦，根据，可得动滑轮重力为 （3）在物体露出水面之前他所用拉力 则物体受到的浮力 根据可得，物体的体积 物体的质量 则物体的密度 53．（2024·广东汕头·二模）小明家装修房屋，一箱质量为80kg的建筑材料放在水平地面上，它与水平地面的接触面积是1×10-2m2，装修工人用500N的拉力F通过如图所示的滑轮组将建筑材料匀速提升3m，用时20s，求：（g=10N/kg） (1)建筑材料放在水平地面上时对地面的压强； (2)拉力F的功率； (3)滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2)150W (3)80% 【详解】（1）建筑材料的重力 建筑材料对水平地面的压力 建筑材料对地面的压强 （2）由图可知，绳子承重段数n=2，绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力做功的功率 （3）拉力做的有用功 滑轮组的机械效率 九、  机械效率的简单计算（7小题） 54．（2024·广东广州·二模）如图，人借助滑轮组或斜面可以把重均为G的物体A、B匀速提升相同高度h，绳子对A的拉力为F1，F3平行于斜面，物体B在斜面受到的摩擦力为f，则（　　） A．物体B在斜面上受到摩擦力f=F3 B．F2一定小于F1 C．滑轮组的机械效率是 D．F3对物体做的有用功等于F1h 【答案】D 【详解】A．物体B在斜面上受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力，平行于斜面的拉力和摩擦力的作用，处于平衡状态，由于重力和支持力不平衡，所以拉力和摩擦力也不平衡，，故A不符合题意； B．由图知滑轮组的动滑轮绕绳子段数n=3，在滑轮组中，A匀速上升，则F1=G，由于未知滑轮组的效率，根据 可知无法判断F2和F1的大小关系，故B不符合题意； C．由图可知，滑轮组绳子的有效段数n=3，滑轮组的机械效率为 故C不符合题意； D．把重均为G的物体A匀速提升，物体A受平衡力作用，即拉力F1等于物体A的重力G，拉物体B沿斜面向上运动时，所做有用功为 W有=Gh=F1h 故D符合题意。 故选D。 55．（2024·广东佛山·三模）如图所示，某快递员用沿斜面向上500N的推力，将重为800N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，已知斜面长4m，高2m，则此过程中的有用功为 J，斜面的机械效率为 。斜面是一种简单的机械，可以 力。（“省力”或“费力”） 【答案】 1600 80% 省力 【详解】[1]此过程中的有用功 W有用=Gh=800N×2m=1600J[2]推力做的总功 W总=Fs=500N×4m=2000J斜面的机械效率 [3]斜面也是一种简单机械，可以省力，但是费距离。 56．（2024·广东深圳·一模）如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N，将2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重和摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 J，塔吊的机械效率为 。 【答案】 4 8400 70% 【详解】[1]重物被提升的高度为 [2]塔吊提升建筑材料做的有用功为 [3]由图可知与动滑轮连接的绳子段数n＝3，绳子自由端移动的距离为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 57．（2024·广东珠海·三模）如题图甲、吊车正在对一辆交通事故车实施救援作业。该事故车总重为1.2×104N，吊车以0.5m/s 的速度先将该车竖直向上匀速吊起3m，再水平向右移动6m后放到道路事故救援车上运回交警队， g 取10N/kg、求： （1）吊车施救过程中对该事故车做的功； （2）起重臂下滑轮组的结构如图乙所示，若钢丝绳上的拉力F为5000N，将该车竖直向上吊起匀速3m 的过程中，则拉力F 的功率及该滑轮组的机械效率。 【答案】（1）；（2）， 【详解】解：（1）将事故车吊起时对车做功，水平移动时不做功，吊车施救过程中对该事故车做的功为 （2）由图可知， 由3段绳子吊着动滑轮，吊起事故车时，绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 拉力做功的时间为 拉力做功的功率为 该滑轮组的机械效率为 答：（1）吊车施救过程中对该事故车做的功为； （2）拉力F 的功率为，该滑轮组的机械效率为。 58．（2024·广东广州·二模）图1中力水平拉动重为的物体A，在水平路面匀速移动了用时，拉力做功的功率是。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了，拉力为（如图2）．求： （1）拉动物体移动的速度； （2）做功多少； （3）力的大小； （4）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）0.5m/s；（2）1000J；（3）200N；（4）55.6% 【详解】解：（1）F1拉动物体移动的速度 （2）F1做功 W1=P1t=100W×10s=1000J （3）由W=Fs可得拉力 （4）改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了5m，拉力做的有用功等于直接拉动物体做的功 W有=W1=1000J 由图知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=3，拉力端移动距离 s2=3s=3×5m=15m 拉力做的总功 W总=F2s2=120N×15m=1800J 滑轮组的机械效率 答：（1）F1拉动物体移动的速度为0.5m/s； （2）F1做功为1000J； （3）力F1的大小为200N； （4）滑轮组的机械效率约为55.6%。 59．（2024·广东广州·中考真题）如图，吊车在建筑工地进行作业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑轮组在1s内，将重为的建筑材料沿竖直方向匀速提升1m，滑轮组上钢丝绳自由端受到的拉力F为； （1）支腿做成“”形而非“”形的作用是： ； （2）求钢丝绳自由端的移动速度； （3）求拉力F的功率和滑轮组的机械效率。 【答案】 减小压强 3m/s ，60% 【详解】 （1）[1]根据知，在压力不变时，增大受力面积减小压强。所以支腿做成“”形而非“”形的作用是减小吊车对地面的压强。 （2）[2]由图知物体有3段绳子承担，n=3，钢丝绳移动的距离 钢丝绳自由端的移动速度 （3）[3][4]此时该滑轮组做的总功 拉力F的功率 使用该滑轮组做的有用功 此时该滑轮组做的机械效率 60．（2022·广东广州·中考真题）如图1，工人将重500N的货物推入静止的货柜中（忽略空气阻力，g取10Nkg）。 （1）在斜面上货物受到沿斜面向上250N的推力F。从P点匀速运动到Q点用时4s。求此过程 ①F的功率；( ) ②斜面的机械效率。( ) （2）在货柜的同一水平底面上，货物受到水平向右100N的推力F，从A点匀速运动到B点用时1s，在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点； ①用“●”表示货物，在方框中画出货物在C点的受力示意图；( ) ②货物到A点时为计时起点，在图2中画出0~1.2s货物所受摩擦力的大小随时间变化的图象；( ) （3）图3中的尾板等效成图4中以O为支点的杠杆，处于水平静止，尾板自重为G、受到绳的拉力为F（忽略绳重）： ①在图4中画出F的力臂l；( ) ②绳长一定，绳按图5方式悬挂，尾板仍处于水平静止，则此时尾板受到绳的拉力F4 F3（选填“>”、“=”、“＜”）。 【答案】 125W 50% = 【详解】（1）[1]货物沿斜面运动的速度 则F的功率 P1=F1v1=250N×0.5m/s=125W [2]克服重物的重力做的有用功 W有=Gh=500N×0.5m=250J 推力做的总功 W总=F1s1=250N×2m=500J 斜面的机械效率 （2）[3]在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，此过程中货物受到竖直向下的500N的重力；竖直向上500N的支持力；水平方向上受到向左的摩擦力。由于货物在100N的水平向右的推力作用下匀速运动，则货物与货柜之间的摩擦力为100N，滑行时压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即向右滑行时受到水平向左100N的摩擦力。如图所示： [4]从A点匀速运动到B点用时1s，则0~1s货物所受摩擦力和推力是一对平衡力，大小为 f=F=100N 在B点撤去F，货物持续运动0.5s停在D点，则货物在0.2s内处于滑行阶段，受到的摩擦力为滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，则所受摩擦力的大小不变，即0~1.2s货物所受摩擦力一直为100N，则绘制f-t图像如下： （3）[5]过支点O作力F3的垂线段即为绳子的拉力F的力臂l，如图所示： [6]图4和图5中，尾板都处于水平静止，动力臂为两次三角形斜边上的高线，由于绳长一定，图4和图5中两个三角形是全等三角形，由数学知识可知，两次的动力臂是相等的，由于阻力和阻力臂的大小不变，根据杠杆平衡条件可知，F4等于F3。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$