专题04 机械与功（复习）--【暑假自学课】2025年新九年级物理暑假提升精品讲义（人教版·2024）

专题04 机械与功 内容导航 考点聚焦：核心考点+中考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1. 功、功率及其计算 2. 机械能的相互转化 3. 杠杆 4. 滑轮及滑轮组 5. 其他简单机械 6. 机械效率 高考考点聚焦 常考考点 真题举例 力做功的必要条件 2023·四川乐山 功的大小比较 2023·山东济南 功、功率的计算 2023·四川资阳 机械能的相互转化 2023·江苏南京 杠杆的平衡条件 2023·四川绵阳 探究杠杆的平衡条件 2023·湖北襄阳 杠杆的最省力问题 2023·辽宁鞍山 滑轮组及其机械效率的计算 2023·四川乐山 斜面模型及其相关计算 2023·四川泸州 测量滑轮组的机械效率 2023·湖南湘潭 知识点1：杠杆 1. 定义：在力的作用下能绕着 固定点 转动的硬棒就叫杠杆。 2. 杠杆的五要素： (1)支点：杠杆绕着转动的点(o) (2)动力：使杠杆转动的力(F1) (3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2) (4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）。 (5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2） 3. 杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作： F1L1=F2L2 ，这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。 4. 杠杆的平衡判断：杠杆在力的作用下保持 静止 或 匀速转动 ，杠杆就处于平衡状态 5. 杠杆力臂的画法 （1）明确支点，用O表示 ； （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3）过支点O作该力的作用线的垂线； （4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)。 6. 杠杆分类及特点： 类型 力臂 受力情况 特点 例子 省力杠杆 L1>L2 F1<F2 省力费距离 开瓶器、羊角锤 费力杠杆 L1<L2 F1>F2 费力省距离 筷子、钓鱼竿 等臂杠杆 L1=L2 F1=F2 既不省力也不省距离 跷跷板、托盘天平 知识点2：滑轮 1. 滑轮的分类 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 中间的轴 位置不动 的滑轮 和重物一起 上升 的滑轮 实质 等臂 杠杆 动力臂为阻力臂2倍的杠杆 知识点3： 功和功率 1. 区分功和功率 公式 单位 物理意义 功 （或） 焦耳（J） 做功的多少 功率 （或） 瓦特（W） 做功的快慢 2. 做功的两个必要条件：（1） 有力作用在物体上 ；（2） 沿力的方向有移动的距离 ； 3. 功的原理：使用任何机械都 不省功 ，对任何机械都适用。 4. 有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功 5. 额外功：克服阻力或对机械设备克服重力做的功 6. 总功： 人或机械设备 拉了做的功，即 绳端 拉力做的功 知识点4：滑轮、滑轮组的机械效率 1.竖直面上滑轮组 （1）总功、有用功和额外功 （2）效率问题 ， 忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：， 滑轮组的机械效率：。 2. 水平面上的滑轮组 设绳子的拉力为F，物体被拉动的摩擦力为f，则克服摩擦力做的功为有用功，滑轮组匀速拉动物体时的机械效率： 知识点5: 动能、势能、机械能 1．动能 物体 由于运动 而具有的能，叫做动能；动能的大小与 质量 和 速度 有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。 　　要点诠释： （1）一切运动的物体都有动能。 （2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 2．重力势能 物体由于 被举高 而具有的能，叫做重力势能；重力势能的大小与 质量 和 高度 有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 　　要点诠释： （1）一切被举高的物体都有重力势能。 （2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3．弹性势能 物体由于发生 弹性形变 而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与 弹性形变的程度 有关。 　　要点诠释： （1）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能 。 （2）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。 4．机械能 动能 、 重力势能 和 弹性势能 统称为机械能。 知识点6：动能和势能之间的相互转化 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，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来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。如跳板跳水运动员，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。 3. 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。 考点1：机械能的相互转化 【典例1】（多选）（2025·江西·中考真题）如图所示，是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，水流向岸上的农田。下列说法正确的是（　　） A．即使筒车转速加快，其机械效率也总是小于1 B．竹筒内的水被提升过程中，其机械能总保持不变 C．竹筒内的水倒入水槽过程中，其重力势能转化为动能 D．水从水槽流向农田过程中，其所受的重力没有做功 【答案】AC 【详解】A．即使筒车转速加快，也有摩擦，克服摩擦做功，有额外功，其机械效率也总是小于1，故A正确； B．竹筒内的水被提升过程中，水的质量不变，高度增大，重力势能增大，如果速度不变，动能不变，机械能包括动能和势能，机械能是变化的，故B错误； C．竹筒内的水倒入水槽过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，其重力势能转化为动能，故C正确； D．水从水槽流向农田过程中，重力的方向竖直向下，水在重力的方向上通过一定的距离，其所受的重力做功，故D错误。 故选AC。 解题归纳： （1）机械能指的是动能、重力势能和弹性势能的总和。 （2）机械能守恒判断方法：①只有动能、重力势能和弹性势能三者间的相互转化，机械能守恒；②当无外力做功时，机械能守恒；③无空气阻力，无摩擦力做功时，机械能守恒。 考点2：功和功率的计算 【典例2】（2025·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。 【答案】 300 12 【详解】[1]由图可知动滑轮上有三段绳子，则拉力移动的距离是物体移动距离的三倍，拉力做的功为 [2]摩擦力大小为 克服摩擦力做的功为有用功，即 滑轮组有用功的功率为 解题归纳： （1）做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上，二是沿力方向有移动距离。 （2）功的计算公式：和。 （3）功率的计算公式：和 考点3：杠杆的最省力问题 【典例3】（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 【答案】 【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图，如下图所示： 解题归纳：将质点O与最长的端点相连，此时有最长的动力臂l1。当动力臂l1最长时，动力F1最小。 考点4：杠杆的动态平衡分析 【典例4】（多选）（2025·贵州贵阳·一模）西江千户苗寨有一种古法小吃——木槌酥。如图所示是商家用木槌捶制木槌酥的场景，若图中商家的手对木槌B点所用力的方向始终与槌柄垂直，不计摩擦和槌柄重。则下列说法正确的是（　　） A．B点是杠杆的支点 B．木槌在刚抬起时是一个省力杠杆 C．要想更省力应将B点的手向上移动 D．向上抬起的过程中，商家在B点对槌柄的力逐渐减小 【答案】CD 【详解】A．捶制木槌酥时，木槌绕A点转动，A点是杠杆的支点，故A错误； B．木槌在刚抬起时动力臂小于阻力臂，是一个费力杠杆，故B错误； C．将B点的手向上移动，阻力和阻力臂不变，动力臂变大，根据杠杆平衡条件，动力减小，更省力，故C正确； D．向上抬起的过程中，若图中商家的手对木槌B点所用力的方向始终与槌柄垂直，则动力臂不变，阻力不变，阻力臂减小，根据杠杆平衡条件，动力减小，则商家在B点对槌柄的力逐渐减小，故D正确。 故选CD。 解题归纳：对于杠杆的动态平衡问题，需要正确做出动力臂和阻力臂，寻找不变量，利用杠杆的平衡条件公式，判断杠杆的动态平衡问题。 考点5：竖直滑轮组及其机械效率的计算 【典例5】（2025·四川达州·中考真题）“奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地，用如图所示机械将400N物体匀速提升12m，用时1min。已知，，人与地面接触总面积为（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．人拉力的功率为80W B．物体上升速度为0.4m/s C．人对地面压强为10000Pa D．该滑轮组机械效率为66.7% 【答案】C 【详解】A．由图可知，此时绳子的股数，空气阻力，摩擦力及绳重不计，此时绳子自由端的拉力 绳子自由端移动的距离 此时拉力做功 拉力做功的功率，故A错误； B．物体上升的距离是12m，用时是1min，物体上升的速度，故B错误； C．人对地面的压力 人对地面的压强，故C正确； D．滑轮组提升重物时的有用功 此时滑轮组的机械效率，故D错误。 故选C。 解题归纳：对于竖直方向的滑轮组，计算其机械效率时，需要着重注意是否徐亚考虑绳子和滑轮间的摩擦。 如果不考虑摩擦，则可以利用： 如果考虑绳子间的摩擦，则上诉公式不成立，只能利用进行计算。 考点6：水平方向滑轮组及其机械效率的计算 【典例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。 解题归纳：对于水平面上的滑轮组，需要注意是否考虑绳子与滑轮间的摩擦。 如果不考虑摩擦，此时的机械效率为100%，没有研究意义。则此时的受力情况有F=nf。 如果考虑绳子与滑轮间的摩擦， 考点7：复杂滑轮组的相关计算 【典例7】（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 【答案】(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【详解】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 解题归纳：此类题型难度较大，需要采用整体法和隔离法队滑轮进行受力分析，利用力的平衡建立方程求解。特别提示，对于同一个绳子，任何一个地方的拉力大小均相等。 考点8：斜面模型及其相关计算 【典例8】（2023·安徽·中考真题）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。 （1）做的有用功； （2）该装置的机械效率。    【答案】（1）1.8J；（2） 【详解】解：（1）有用功为 W有=Gh=6N×0.3m=1.8J （2）总功为 W总=Fs=4N×0.6m=2.4J 所以滑轮组的机械效率为 答：（1）做的有用功是1.8J； （2）该装置的机械效率是。 解题归纳：对于斜面模型问题，需要明确拉力提供物体的总功，物体克服自身重力做功为有用功，克服摩擦力做功为额外功。对于摩擦力的计算，在初中阶段，只能利用求额外功的方法求解。 考点9：机械效率的综合问题 【典例9】（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 【答案】（1）3000Pa；（2）200N；（3）95% 【详解】解：（1）玻璃缸对地面的压力等于玻璃缸的重力加上水的重力，即 则当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强为 （2）将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，则重物甲排开水的体积为 重物甲浸没在水中时所受的浮力为 （3）先做出绳AC拉力的力臂OD，如图，直角三角形ADO中，∠A=30°，，B是OA的中点，，OB=OD 根据杠杆平衡条件 ，绳子AC能承受的最大拉力FA=620N，B点最大拉力FB=620N；滑轮组绳子的最大拉力 物体最大重力 滑轮组的最大机械效率 答：（1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强3000Pa； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力200N； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当∠CAO=30°时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力FA=620N时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是95%。 解题归纳：竖直水平拉物体的滑轮组问题，需要明确有用功的大小等于克服摩擦力做功，并非克服重力做功。其机械效率的算法与竖直面上的滑轮组的计算方向相同。 真题感知 1．（2025·甘肃·中考真题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是（   ） A．火箭加速升空过，卫星的动能转化为重力势能 B．箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能 D．卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输 【答案】D 【详解】A．运载火箭加速升空过程中，卫星质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能变大，此过程不是将动能转化为重力势能，故A错误； B．箭星分离前，火箭和卫星是在一起的，以火箭为参照物，卫星没有位置的变化，卫星是静止的，故B错误； C．卫星上太阳能电池板的作用是将太阳能转化为电能，故C错误； D．电磁波可以传递信息，且可以在真空中传播，卫星是依靠电磁波来实现星地之间的数据传输，故D正确。 故选D。 2．（2025·云南·中考真题）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N C．M端绳子拉力对物体做功为100J D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W 【答案】C 【详解】A．由题意可知， 由于动力臂为ON，阻力臂 为OM，则动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡原理可知， 即动力小于阻力，所以是省力杠杆，故A错误； B．匀速提升物体时，M端绳子拉力等于物体重力，则 根据杠杆平衡条件可得 代入数据 解得 故B错误； C．物体上升0.5m，M端绳子拉力对物体做功为 故C正确； D．拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，则M端绳子拉力对物体做功的功率为 故D错误。 故选C。 3．（2025·山东烟台·中考真题）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 【答案】C 【详解】在使用时，轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动，为定滑轮，定滑轮不能省力，但是可以改变力的方向，动滑轮可以省力，但是不能改变力的方向，故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（2025·四川自贡·中考真题）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦，g取10N／kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是 C．滑轮组的机械效率是 D．若工人的脚与地面接触的总面积为，则他对地面的压强是 【答案】D 【详解】A．图中滑轮组的动滑轮绕2段绳，拉力移动的距离s=2h=2×6m=12m 拉力做的功W总=Fs=300N×12m=3600J 拉力的功率 故A错误； B．绳子末端移动的速度 故B错误； C．有用功W有=Gh=500N×6m=3000J 滑轮组的机械效率 故C错误； D．工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N 工人受到重力、支持力和拉力的作用，地面对工人的支持力F支=G人-F=600N-300N=300N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是相互作用力，大小相等，他对地面的压力F压=F支=300N 他对地面的压强 故D正确。 故选D。 5．（2025·甘肃·中考真题）小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了增大 力；指甲剪的结构简图如图所示，其中OBD为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 【答案】 摩擦 费力 【详解】[1]指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了在压力一定时，增大指甲刀和指甲的摩擦力。 [2]指甲剪的结构简图如图所示，杠杆OBD的支点为O点，B点位动力的作用点，D点为阻力作用点，使用时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。 6．（2025·四川凉山·中考真题）用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示（不计绳重和滑轮与轴的摩擦）。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 %，动滑轮的重力为 N。 【答案】 90 100 【详解】[1]滑轮组提升重物所做的有用功W有用=Gh=900N×5m=4500J 货物以0.5m/s的速度匀速提升到5m的高度，由可知，运动的时间 由图乙可知，此时10s拉力做的总功是5000J，所以滑轮组提升重物的机械效率 [2]由图甲知通过动滑轮绳子段数n=2，所以绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m 由W总=Fs可得拉力 不计绳重和滑轮与轴的摩擦，分析动滑轮的受力情况可得，动滑轮的重力G动=2F-G=2×500N-900N=100N 7．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。 【答案】 0.2 【详解】[1][2]由图可知该滑轮为动滑轮，动滑轮上同一根绳子上的拉力相等，所以；动滑轮可以省一半力，则费两倍距离，若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 8．（2025·山东烟台·中考真题）为了方便快捷地从河中取水，小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”（图甲），其中无盖塑料瓶的质量为110g，容积为2.5L，瓶底有一圆孔，绳子穿过圆孔和瓶口，绳子上系一细棒A，A的长度大于圆孔的直径，绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B，小球体积为，密度为。打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子（图乙）。水满后，将装置提起（图丙），然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动地流进水桶（图丁）。忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10N/kg，。求： (1)小球B的重力； (2)图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的，且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触，当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时，瓶子底部受到细棒的压力； (3)图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。 【答案】(1)3.9N (2)3.4N (3) 【详解】（1）小球B的重力为 （2）小球受到的浮力为 匀速下沉时，小球受力平衡，则小球受到绳子的拉力为 则细棒受到绳子的拉力为 则瓶子底部受到细棒的压力 （3）水满后，将装置提起（图丙），水的质量为 则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率 9．（2025·北京·模拟预测）如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=4∶5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时对地面的压强为Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N，此时他对水平地面的压强为Pa。根据上述条件求：（g取10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计） (1)物体M的质量为多少？ (2)运动员小强所受的重力为多少？ 【答案】(1)37.5kg (2)660N 【详解】（1）如图，因为使用定滑轮改变了动力的方向，不能省力，所以细绳对横杆A端的拉力FA=G 已知LOA∶LOB=4∶5，根据杠杆平衡条件可得FALOA=F1LOB 所以 物体M的质量为 （2）小强用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对水平地面的压强为，则他对地面的压力 分析小强的受力可知他受到向下的重力、向下的压力和向上的支持力，他对水平地面的压力等于地面对他的支持力，即F压=F1+G人 则﹣﹣﹣① 小强站在水平地面上时对地面的压强为，他对水平地面的压力等于他的重力，则他的重力﹣﹣﹣② 由①②联立解得： 则他的重力： 提升专练 10．（2025·北京石景山·一模）小石同学利用圆柱形轻质杠杆、小石块（不吸水）、钩码、细线（体积、质量忽略不计）、刻度尺等器材，制成简易密度计，如图甲所示。他将细线一端固定于杠杆左侧A点，另一端悬挂小石块，将石块完全浸没于水中（不接触容器底和侧壁）。在杠杆右侧悬挂质量为m的钩码，移动钩码到B点时杠杆水平平衡，如图乙所示，在B点标上水的密度值，测得OB的长度为。擦干小石块，再将其浸没在某液体a中（不接触容器底和侧壁）。移动钩码到C点时，杠杆再次水平平衡，如图丙所示，在C点标上液体a的密度值，测得OC的长度为。 实验中，小石发现B、C两点间距离过小，导致测量精度不足。他选择只通过改变钩码质量来提高精度，应增大还是减小钩码质量？写出推导过程。 【答案】见解析 【详解】根据杠杆平衡条件得，石块浸没在水中时 石块浸没在液体a中时 将，代入以上两式，可得 其中，OA、、、不变，若使增大，则须减小，即减小钩码质量。 11．（2025·福建·模拟预测）图甲是我国自主研发的全球唯一一套全海深光电绞车系统“海威GD11000”，用于深海拖曳系统、缆控水下机器人（ROV）等大型系统的布放、回收及拖曳，是科考船的基本配置设备。 (1)“海威GD11000”作业水深超4000m，求：4000m深处的海水产生压强的大小。 (2)如图乙所示，电绞车系统正在将重为5t，体积的设备缓慢向上拉动200m，设备未露出水面，忽略阻力的作用，求：电绞车缆绳做的功。 (3)（2）中的设备离开水面后，在拉力作用下继续匀速上升，如图丙所示。消耗电能与设备上升高度关系如图丁所示，求：该过程中，电绞车工作的效率。 【答案】(1)4×107Pa (2)6×106J (3)62.5% 【详解】（1）4000m深处的海水产生压强为 （2）设备的重力为 设备未露出水面，排开水的体积等于设备的体积，即 此时设备受到的浮力为 设备缓慢被拉动，相当于设备做匀速直线运动，设备在竖直向上的拉力、浮力与竖直向下的重力的作用下处于平衡状态，由平衡力得，电绞车缆绳对设备的拉力为 电绞车缆绳做的功为 （3）当设备上升的高度为h时，电绞车的有用功为 由图丁可知，当 时，设备上升高度为20m，则设备上升的高度为h时，电绞车做的总功为 该过程中，电绞车工作的效率为 12．（2024·安徽合肥·二模）学习来自地球的力后，我们知道质量分布均匀、形状规则的物体的重心，在它的几何中心上。 将一根粗细均匀的铁丝悬挂起来，在A 点悬挂一重为G0的物块，调节悬挂点直到铁丝恰好水平，测得OB=2OA，如图甲所示。 (1)试求铁丝的质量为多大？ (2)将这根铁丝从O 点弯成直角，当直角铁丝静止时，测得短边OA 和竖直方向的夹角为θ （如图乙），阿牛将直角铁丝从O 点分成两段，在各自重心处画出了重力的示意图（如图丙）请你画出它们的力臂； (3)试求 tanθ 的值。 【答案】(1) (2) (3)4 【详解】（1）铁丝的重心在中点，重力的力臂为 根据杠杆的平衡条件知G0×OA=G×0.5OA=mg×0.5OA 解得。 （2）先延长画出力的作用线，从O作两作用线的垂线段，即两个重力的力臂，如图所示： （3）根据图中知，G1的力臂为 G2的力臂为 根据铁丝是均匀的，右侧的长度是左侧的一半，可知OB＝2OA，且G2＝2G1，根据杠杆的平衡条件有G1L1=G2L2 代入数据得 整理得 sinθ=4cosθ 解得 13．（2024·四川资阳·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功W； (2)物体在斜面上受到的摩擦力f； (3)整个装置的机械效率。 【答案】(1)3120J (2)280N (3)62.5% 【详解】（1）不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，则有 则绳子对物体的拉力大小为 物体的重力为1000N，升高的高度为2m，斜面与水平地面的夹角为30°，根据勾股定理知识可知，物体在斜面上移动的距离为s物=4m，绳子拉物体的力为780N，则绳子对物体做的功为 （2）重物移动到高台上的有用功为 克服摩擦力做的额外功为 物体在斜面上受到的摩擦力为 （3）克服物体重力所做的功为有用功，大小为 W有=Gh=1000N×2m=2000J 拉力F所做的功为总功，大小为 W总=Fs=400N×2×4m=3200J 整个装置的机械效率为 14．（2024·湖北·一模）我国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m2，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排水量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。 (1)当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？ (2)当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？ (3)图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设，整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD=20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？ 【答案】(1)1×109N (2)57600m (3)9×106kg 【详解】（1）当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为 （2）由得，“新光华”航行速度为 由得， “新光华”航行2h通过的距离为 （3）依题意得，托举塔顶端对ABC的支持力为 桥梁的一端刚好离开桥墩D时，桥梁相当于以E为支点的杠杆，由杠杆平衡条件得 则 由得，桥梁ABC质量m为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 机械与功 内容导航 考点聚焦：核心考点+中考考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：真题感知+提升专练，全面突破 核心考点聚焦 1. 功、功率及其计算 2. 机械能的相互转化 3. 杠杆 4. 滑轮及滑轮组 5. 其他简单机械 6. 机械效率 高考考点聚焦 常考考点 真题举例 力做功的必要条件 2023·四川乐山 功的大小比较 2023·山东济南 功、功率的计算 2023·四川资阳 机械能的相互转化 2023·江苏南京 杠杆的平衡条件 2023·四川绵阳 探究杠杆的平衡条件 2023·湖北襄阳 杠杆的最省力问题 2023·辽宁鞍山 滑轮组及其机械效率的计算 2023·四川乐山 斜面模型及其相关计算 2023·四川泸州 测量滑轮组的机械效率 2023·湖南湘潭 知识点1：杠杆 1. 定义：在力的作用下能绕着 固定点 转动的硬棒就叫杠杆。 2. 杠杆的五要素： (1)支点：杠杆绕着转动的点(o) (2)动力：使杠杆转动的力(F1) (3)阻力：阻碍杠杆转动的力(F2) (4)动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）。 (5)阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2） 3. 杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂.或写作： F1L1=F2L2 ，这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理。 4. 杠杆的平衡判断：杠杆在力的作用下保持 静止 或 匀速转动 ，杠杆就处于平衡状态 5. 杠杆力臂的画法 （1）明确支点，用O表示 ； （2）通过力的作用点沿力的方向画一条直线； （3）过支点O作该力的作用线的垂线； （4）用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2)。 6. 杠杆分类及特点： 类型 力臂 受力情况 特点 例子 省力杠杆 L1>L2 F1<F2 省力费距离 开瓶器、羊角锤 费力杠杆 L1<L2 F1>F2 费力省距离 筷子、钓鱼竿 等臂杠杆 L1=L2 F1=F2 既不省力也不省距离 跷跷板、托盘天平 知识点2：滑轮 1. 滑轮的分类 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 中间的轴 位置不动 的滑轮 和重物一起 上升 的滑轮 实质 等臂 杠杆 动力臂为阻力臂2倍的杠杆 知识点3： 功和功率 1. 区分功和功率 公式 单位 物理意义 功 （或） 焦耳（J） 做功的多少 功率 （或） 瓦特（W） 做功的快慢 2. 做功的两个必要条件：（1） 有力作用在物体上 ；（2） 沿力的方向有移动的距离 ； 3. 功的原理：使用任何机械都 不省功 ，对任何机械都适用。 4. 有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功 5. 额外功：克服阻力或对机械设备克服重力做的功 6. 总功： 人或机械设备 拉了做的功，即 绳端 拉力做的功 知识点4：滑轮、滑轮组的机械效率 1.竖直面上滑轮组 （1）总功、有用功和额外功 （2）效率问题 ， 忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：， 滑轮组的机械效率：。 2. 水平面上的滑轮组 设绳子的拉力为F，物体被拉动的摩擦力为f，则克服摩擦力做的功为有用功，滑轮组匀速拉动物体时的机械效率： 知识点5: 动能、势能、机械能 1．动能 物体 由于运动 而具有的能，叫做动能；动能的大小与 质量 和 速度 有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。 　　要点诠释： （1）一切运动的物体都有动能。 （2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 2．重力势能 物体由于 被举高 而具有的能，叫做重力势能；重力势能的大小与 质量 和 高度 有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 　　要点诠释： （1）一切被举高的物体都有重力势能。 （2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3．弹性势能 物体由于发生 弹性形变 而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与 弹性形变的程度 有关。 　　要点诠释： （1）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能 。 （2）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。 4．机械能 动能 、 重力势能 和 弹性势能 统称为机械能。 知识点6：动能和势能之间的相互转化 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，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来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。如跳板跳水运动员，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。 3. 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。 考点1：机械能的相互转化 【典例1】（多选）（2025·江西·中考真题）如图所示，是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车，它由一个大型的水轮和许多竹筒组成。当河水冲击水轮转动时，竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中，水流向岸上的农田。下列说法正确的是（　　） A．即使筒车转速加快，其机械效率也总是小于1 B．竹筒内的水被提升过程中，其机械能总保持不变 C．竹筒内的水倒入水槽过程中，其重力势能转化为动能 D．水从水槽流向农田过程中，其所受的重力没有做功 解题归纳： （1）机械能指的是动能、重力势能和弹性势能的总和。 （2）机械能守恒判断方法：①只有动能、重力势能和弹性势能三者间的相互转化，机械能守恒；②当无外力做功时，机械能守恒；③无空气阻力，无摩擦力做功时，机械能守恒。 考点2：功和功率的计算 【典例2】（2025·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为 J，滑轮组有用功的功率为 W。 解题归纳： （1）做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上，二是沿力方向有移动距离。 （2）功的计算公式：和。 （3）功率的计算公式：和 考点3：杠杆的最省力问题 【典例3】（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 解题归纳：将质点O与最长的端点相连，此时有最长的动力臂l1。当动力臂l1最长时，动力F1最小。 考点4：杠杆的动态平衡分析 【典例4】（多选）（2025·贵州贵阳·一模）西江千户苗寨有一种古法小吃——木槌酥。如图所示是商家用木槌捶制木槌酥的场景，若图中商家的手对木槌B点所用力的方向始终与槌柄垂直，不计摩擦和槌柄重。则下列说法正确的是（　　） A．B点是杠杆的支点 B．木槌在刚抬起时是一个省力杠杆 C．要想更省力应将B点的手向上移动 D．向上抬起的过程中，商家在B点对槌柄的力逐渐减小 解题归纳：对于杠杆的动态平衡问题，需要正确做出动力臂和阻力臂，寻找不变量，利用杠杆的平衡条件公式，判断杠杆的动态平衡问题。 考点5：竖直滑轮组及其机械效率的计算 【典例5】（2025·四川达州·中考真题）“奇思妙想”小组的同学在劳动实践基地，用如图所示机械将400N物体匀速提升12m，用时1min。已知，，人与地面接触总面积为（空气阻力、摩擦力及绳重不计）该过程中下列说法正确的是（　　） A．人拉力的功率为80W B．物体上升速度为0.4m/s C．人对地面压强为10000Pa D．该滑轮组机械效率为66.7% 解题归纳：对于竖直方向的滑轮组，计算其机械效率时，需要着重注意是否徐亚考虑绳子和滑轮间的摩擦。 如果不考虑摩擦，则可以利用： 如果考虑绳子间的摩擦，则上诉公式不成立，只能利用进行计算。 考点6：水平方向滑轮组及其机械效率的计算 【典例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% 解题归纳：对于水平面上的滑轮组，需要注意是否考虑绳子与滑轮间的摩擦。 如果不考虑摩擦，此时的机械效率为100%，没有研究意义。则此时的受力情况有F=nf。 如果考虑绳子与滑轮间的摩擦， 考点7：复杂滑轮组的相关计算 【典例7】（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 解题归纳：此类题型难度较大，需要采用整体法和隔离法队滑轮进行受力分析，利用力的平衡建立方程求解。特别提示，对于同一个绳子，任何一个地方的拉力大小均相等。 考点8：斜面模型及其相关计算 【典例8】（2023·安徽·中考真题）如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。 （1）做的有用功； （2）该装置的机械效率。    解题归纳：对于斜面模型问题，需要明确拉力提供物体的总功，物体克服自身重力做功为有用功，克服摩擦力做功为额外功。对于摩擦力的计算，在初中阶段，只能利用求额外功的方法求解。 考点9：机械效率的综合问题 【典例9】（2024·四川达州·中考真题）如图所示，一重为200N底面积为0.4的方形玻璃缸（玻璃缸壁的厚度忽略不计），玻璃缸中装有重1000N的水。上方有一轻质杆OA，在绳子AC的拉力作用下可绕竖直墙上O点转动，现在OA的中点B处悬挂一滑轮组。已知每个滑轮重20N，滑轮组上悬挂着重300N的物体甲，将浸没的重物甲缓慢拉离水面后，玻璃缸中水位下降了5cm，（忽略物体带出的水，，g取10N/kg）求： （1）当重物甲拉离水面后，玻璃缸对地面的压强； （2）重物甲浸没在水中时所受的浮力； （3）滑轮组的绳子不会断裂，当时，杆OA刚好水平，若绳子AC能承受的最大拉力时，利用此装置将重物拉离水面后缓慢上升过程中的最大机械效率是多少。（不计杆OA和绳子的重力及绳与滑轮间的摩擦） 解题归纳：竖直水平拉物体的滑轮组问题，需要明确有用功的大小等于克服摩擦力做功，并非克服重力做功。其机械效率的算法与竖直面上的滑轮组的计算方向相同。 真题感知 1．（2025·甘肃·中考真题）2025年5月17日，朱雀二号改进型遥二运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。关于卫星发射和运行过程，下列说法正确的是（   ） A．火箭加速升空过，卫星的动能转化为重力势能 B．箭星分离前，以火箭为参照物，卫星是运动的 C．卫星上太阳能电池板的作用是将电能转化为机械能 D．卫星依靠电磁波来实现星地实时数据传输 2．（2025·云南·中考真题）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m，忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N C．M端绳子拉力对物体做功为100J D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W 3．（2025·山东烟台·中考真题）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 4．（2025·四川自贡·中考真题）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力为300N。不计绳重和摩擦，g取10N／kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是 C．滑轮组的机械效率是 D．若工人的脚与地面接触的总面积为，则他对地面的压强是 5．（2025·甘肃·中考真题）小宏给爷爷剪指甲时发现，指甲剪磨甲片表面有粗糙的条纹，这是为了增大 力；指甲剪的结构简图如图所示，其中OBD为 （选填“省力”或“费力”）杠杆。 6．（2025·四川凉山·中考真题）用如图甲所示的滑轮组提升物体A。已知被提升物体A的重力为900N，卷扬机施加在绳子自由端的拉力F将物体A以0.5m/s的速度匀速提高了5m。拉力F做的功随时间的变化图象如图乙所示（不计绳重和滑轮与轴的摩擦）。此过程滑轮组提升重物的机械效率为 %，动滑轮的重力为 N。 7．（2025·四川成都·中考真题）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是、，则、的大小关系是 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 m。 8．（2025·山东烟台·中考真题）为了方便快捷地从河中取水，小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”（图甲），其中无盖塑料瓶的质量为110g，容积为2.5L，瓶底有一圆孔，绳子穿过圆孔和瓶口，绳子上系一细棒A，A的长度大于圆孔的直径，绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B，小球体积为，密度为。打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子（图乙）。水满后，将装置提起（图丙），然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动地流进水桶（图丁）。忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10N/kg，。求： (1)小球B的重力； (2)图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的，且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触，当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时，瓶子底部受到细棒的压力； (3)图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。 9．（2025·北京·模拟预测）如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA∶OB=4∶5，系在横杆A端的细绳通过滑轮悬挂着物体M。运动员小强站在水平地面上时对地面的压强为Pa，当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时，他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N，此时他对水平地面的压强为Pa。根据上述条件求：（g取10N/kg，横杆AB与绳的质量均忽略不计） (1)物体M的质量为多少？ (2)运动员小强所受的重力为多少？ 提升专练 10．（2025·北京石景山·一模）小石同学利用圆柱形轻质杠杆、小石块（不吸水）、钩码、细线（体积、质量忽略不计）、刻度尺等器材，制成简易密度计，如图甲所示。他将细线一端固定于杠杆左侧A点，另一端悬挂小石块，将石块完全浸没于水中（不接触容器底和侧壁）。在杠杆右侧悬挂质量为m的钩码，移动钩码到B点时杠杆水平平衡，如图乙所示，在B点标上水的密度值，测得OB的长度为。擦干小石块，再将其浸没在某液体a中（不接触容器底和侧壁）。移动钩码到C点时，杠杆再次水平平衡，如图丙所示，在C点标上液体a的密度值，测得OC的长度为。 实验中，小石发现B、C两点间距离过小，导致测量精度不足。他选择只通过改变钩码质量来提高精度，应增大还是减小钩码质量？写出推导过程。 11．（2025·福建·模拟预测）图甲是我国自主研发的全球唯一一套全海深光电绞车系统“海威GD11000”，用于深海拖曳系统、缆控水下机器人（ROV）等大型系统的布放、回收及拖曳，是科考船的基本配置设备。 (1)“海威GD11000”作业水深超4000m，求：4000m深处的海水产生压强的大小。 (2)如图乙所示，电绞车系统正在将重为5t，体积的设备缓慢向上拉动200m，设备未露出水面，忽略阻力的作用，求：电绞车缆绳做的功。 (3)（2）中的设备离开水面后，在拉力作用下继续匀速上升，如图丙所示。消耗电能与设备上升高度关系如图丁所示，求：该过程中，电绞车工作的效率。 12．（2024·安徽合肥·二模）学习来自地球的力后，我们知道质量分布均匀、形状规则的物体的重心，在它的几何中心上。 将一根粗细均匀的铁丝悬挂起来，在A 点悬挂一重为G0的物块，调节悬挂点直到铁丝恰好水平，测得OB=2OA，如图甲所示。 (1)试求铁丝的质量为多大？ (2)将这根铁丝从O 点弯成直角，当直角铁丝静止时，测得短边OA 和竖直方向的夹角为θ （如图乙），阿牛将直角铁丝从O 点分成两段，在各自重心处画出了重力的示意图（如图丙）请你画出它们的力臂； (3)试求 tanθ 的值。 13．（2024·四川资阳·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功W； (2)物体在斜面上受到的摩擦力f； (3)整个装置的机械效率。 14．（2024·湖北·一模）我国自行研制的“新光华”号半潜船，堪称海上“大力神叉车”，它的甲板面积1.35×104m2，有两个足球场那么大！甲板与水面相平时，排水量达10万吨。它通过本身压载水的调整，把巨大的甲板潜入水中，再用拖轮将所要承运的超大货物（如钻井平台、舰船）拖行到“新光华”甲板正上方，定位后，用压缩空气将压载水舱里的水排出一部分，船身变轻，甲板上浮，将货物托起。 (1)当“新光华”半潜船的甲板与水面相平时，所受的浮力为多少？ (2)当“新光华”半潜船在水面上做匀速直线运动时，水平推进器提供的动力为3×106N时，总输出功率达到24000kW，则“新光华”航行2h通过的距离为多少？ (3)图乙是“新光华”半潜船正在进行跨海大桥的工程建设，整体桥梁ABC质量为m，重心O位于跨度为80m的两个桥墩的中点。此时甲板上的托举塔顶端P刚好接触桥梁，且PD=20m。当压载水舱里的水再排出6×103m3时，桥梁的一端刚好离开桥墩D，求桥梁ABC质量m为多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$