专题01 简单机械和功(期中复习讲义)九年级物理上学期新教材苏科版
2025-11-13
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理苏科版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 功及其计算,简单机械及机械效率 |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.24 MB |
| 发布时间 | 2025-11-13 |
| 更新时间 | 2025-11-13 |
| 作者 | 教物理的n老师 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-09-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54113879.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题01 简单机械和功(期中复习讲义)
核心考点
内容要点
命题趋势
杠杆及其平衡条件
1. 杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念及确定方法。
2. 杠杆平衡条件的探究实验:实验步骤、注意事项、数据处理、结论()。
3. 杠杆的分类及应用:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点及实例分析。
1. 以选择题、填空题形式考查杠杆五要素的识别,如给定杠杆情境,要求指出支点、动力臂等。
2. 实验探究题考查杠杆平衡条件的探究过程,包括实验操作、数据处理、误差分析等。
3. 结合生活实例,以选择题或简答题形式考查杠杆的分类及应用,判断生活中常见杠杆属于哪种类型。
滑轮及滑轮组
1. 定滑轮、动滑轮的工作特点:定滑轮不省力但能改变力的方向,动滑轮省力但费距离。
2. 滑轮组省力情况分析:根据承担物重的绳子段数n判断省力倍数(,G总=G物+G动),绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系()。
3. 滑轮组绕线方法:根据省力要求和绳子起始端方向进行绕线。
1. 选择题、填空题考查定滑轮、动滑轮的特点,如比较定滑轮和动滑轮在不同情境下的力、距离变化。
2. 计算题考查滑轮组省力情况的计算,常结合机械效率,给定物重、动滑轮重等条件,求拉力大小、绳子自由端移动距离等。
3. 作图题考查滑轮组的绕线,根据给定的省力要求和条件,画出正确的绕线方式。
功
1. 功的概念:功的定义(力与物体在力的方向上移动距离的乘积)、公式()、单位(焦耳,J)。
2. 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。判断物体是否做功的实例分析。
1. 选择题、填空题考查功的概念和单位,如判断某个力是否做功,给出情境计算功的大小。
2. 计算题结合简单机械,考查功的计算,如利用杠杆、滑轮组提升物体时,计算拉力做的功。
功率
1. 功率的概念:表示做功快慢的物理量,定义(单位时间内所做的功)、公式()、单位(瓦特,W)。
2. 功率与速度的关系推导()及应用,结合实际情境分析功率与速度、力之间的关系。
1. 选择题、填空题考查功率的概念、单位及简单计算,比较不同物体做功快慢。
2. 计算题结合物体运动情况,利用计算功率,或已知功率求力、速度等。
机械效率
1. 有用功、额外功、总功的概念及计算:有用功(为达到目的而做的功,如提升物体时W有=Gh),额外功(克服机械自重和摩擦等做的功),总功(动力对机械做的功,W总=Fs)。
2. 机械效率的定义()、计算及提高机械效率的方法(减轻机械自重、减小摩擦等)。
3. 探究滑轮组机械效率的实验:实验器材、步骤、影响因素分析。
1. 选择题、填空题考查有用功、额外功、总功及机械效率的概念理解,判断不同情况下机械效率的变化。
2. 实验探究题考查滑轮组机械效率的探究过程,包括实验操作、数据处理、影响因素分析等。
3. 计算题结合滑轮组、杠杆等简单机械,计算机械效率,给定条件求有用功、总功、机械效率等,并分析提高机械效率的措施。
核心概念
知识点01 杠杆
杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。
动力:使杠杆转动的力,用“”表示。
阻力:阻碍杠杆转动的力,用“”表示。
动力臂:从支点到动力作用线的距离,用“”表示。
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用“”表示。
知识点02 滑轮
定滑轮:轴固定不动的滑轮,实质是等臂杠杆,不省力,但可以改变力的方向。
动滑轮:轴随物体一起移动的滑轮,实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆,能省一半力,但不能改变力的方向。
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成,既能省力又能改变力的方向。
知识点03 功和功率
功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
功率:表示做功快慢的物理量,单位时间内所做的功叫做功率。
知识点04 机械效率
机械效率:有用功跟总功的比值叫做机械效率。由于额外功不可避免,所以机械效率总小于1。
重要公式
1. 杠杆平衡条件: ,可变形为 ,通过此公式可分析杠杆的省力、费力情况。当 时,,省力杠杆;当 时,,费力杠杆;当 时,,等臂杠杆。
2. 功的计算公式: ,其中 W 表示功,单位是焦耳(J);F 表示力,单位是牛顿(N);s 表示物体在力的方向上移动的距离,单位是米(m)。
3. 功率的计算公式:
· 定义式: ,P 表示功率,单位是瓦特(W);W 表示功,单位是焦耳(J);t 表示时间,单位是秒(s)。
· 推导式: (v 是物体运动的速度,单位是m/s),此公式在分析机车等功率运行问题时常用。
4. 机械效率的计算公式:
(1)对于提升重物:
· 有用功:W有用=Gh (G 是物体重力,h 是物体被提升的高度)
· 总功:W总=Fs (F 是作用在绳子自由端的拉力,s 是绳子自由端移动的距离)。对于滑轮组, (n 是承担物重的绳子段数)
(2)对于水平拉物体:
· 有用功:W有用=fs(f 是物体受到的摩擦力,s 是物体移动的距离)
· 总功:W总=Fs (F 是作用在绳子自由端的拉力,s 是绳子自由端移动的距离)
解题思路与技巧
1. 杠杆问题解题步骤:
· 确定杠杆:明确哪根硬棒是杠杆,找到支点位置。
· 分析力:找出动力和阻力,明确力的作用点和方向。
· 画力臂:从支点向力的作用线作垂线,标出力臂和。
· 列杠杆平衡方程:根据求解未知量,常涉及到的未知量有力的大小、力臂长度等。如果是动态杠杆问题,关键分析杠杆转动过程中力臂的变化,从而确定力的变化情况。
2. 滑轮组问题解题技巧:
· 判断绳子段数n:在动滑轮和定滑轮之间画一条横线,数横线与动滑轮相连的绳子段数,即为n。
· 计算拉力F:若不考虑绳重和摩擦,对于动滑轮和物体的总重G总=G + G动(G是物体重力,G动是动滑轮重力),则。
· 计算绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系:。
· 判断滑轮组省力情况和费距离情况:n越大越省力,但绳子自由端移动距离越长。
3. 功、功率和机械效率综合问题解题思路:
· 明确研究对象和物理过程:确定是哪个物体在做功,以及做功的具体过程。
· 计算有用功:根据具体问题,按照上述有用功的计算公式确定W有用。例如提升重物时,W有用=Gh;水平拉物体克服摩擦力做功时,W有用=fs。
· 计算总功:找到动力F和动力作用点移动的距离s,根据W总=Fs计算总功。
· 计算功率:若已知做功时间t,根据计算功率;若已知速度v,可根据计算功率。
· 计算机械效率:将计算出的有用功和总功代入得出机械效率。分析机械效率的变化时,关键看有用功和总功如何变化,如增加物重,有用功增加,额外功不变,总功增加幅度小于有用功增加幅度,机械效率提高;动滑轮重力增加,额外功增加,有用功不变,总功增加,机械效率降低。
【典例1】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)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沉的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A.图甲和图乙中右端的平衡螺母都向左调节;
B.图甲中右端平衡螺母向右调节,图乙中右侧钩码向右移动
C.图甲中右端平衡螺母向左调节;图乙中左侧钩码向左移动
D.图甲中右端平衡螺母向左调节;图乙中友侧钩码向右移动
【答案】C
【详解】根据研究杠杆平衡条件的实验步骤,由图甲可知,是在探究之前,因此应将平衡螺母向左调节;由图乙可知,是在探究过程中,应将钩码向左移动。
故选C。
【典例2】(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)如图是学生设计的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖,非常方便、卫生。下列说法正确的是( )
A.该装置中左边是定滑轮,右边是动滑轮
B.使用该装置中的滑轮可以省力
C.该装置中的两个滑轮都属于动滑轮
D.使用该装置中的滑轮可以改变力的方向
【答案】D
【详解】A.由题意可知,本题中的垃圾投放装置只需为了方便而改变力的方向即可,所以该装置中左、右两边均为定滑轮,故A错误;
B.因为本题中的装置只有定滑轮,根据定滑轮的特点可知,本装置不能省力,故B错误;
C.由题意可知,该装置中的两个滑轮都属于定滑轮,故C错误;
D.使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,本装置中的滑轮均为定滑轮,所以可以根据需要来改变力的方向,故D正确。
故选D。
解|题|技|巧
1.杠杆问题:确定支点并标注;沿动力、阻力作用方向用虚线延长力的作用线;从支点向力的作用线作垂线,标直角符号,支点到垂足距离为力臂,标上动力臂或阻力臂符号。
2.杠杆平衡条件计算题:读题找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂中的已知量,将已知量代入公式算,注意单位统一。
3.杠杆动态平衡分析题:明确杠杆初始受力及力臂情况杠杆阻力、阻力臂、动力臂变化情况,从而分析动力的变化情况;根据杠杆平衡条件比较变化前后小关系,判断杠杆转动方向。
4.定滑轮与动滑轮特点分析题:观察滑轮轴是否固定,轴固定为定滑轮,不省力但可改变力方向;轴随物体移动为动滑轮,不考虑相关因素时省力情况不同,且费距离。若忽略绳重和摩擦,绳子自由端的拉力。绳子自由端移动距离s与物体移动距离h相等,即。
5.滑轮组绕线及相关计算题:先按试题要求或根据已知条件确定绳子段数n;根据n值以及具体要求,如站在地上拉绳、用最小力拉绳,和奇动偶定原则绕线;确定n后代入公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。绳子自由端移动距离。
【即时检测1】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图,在筷子盒A处施力时,筷子从出口滚出,以下哪个选项能正确表示在A处施力时该装置的杠杆模型( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A处施加的动力的方向是向下的,支点在杠杆的最左侧,所以阻力的方向是向上的,故D符合题意。
故选D。
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏盐城·期中)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体,不计绳重和摩擦,则该同学所用的拉力F的可能值是( )
A.30N B.35N C.40N D.45N
【答案】D
【详解】动滑轮之所以能省一半的力,是因为其相当于杠杆的变形,轮的直径相当于动力臂,轮的半径相当于阻力臂,这样动力臂是阻力臂的二倍,自然就能省一半的力;而这一关系成立的前提条件是:必须竖直向上拉绳子;计绳重和摩擦,重物和动滑轮的总重由2段绳子承担,沿竖直方向拉动时,拉力
图中斜向上拉绳子时,动力臂和阻力臂都会减小,但动力臂会小于阻力臂的二倍,而阻力不变,由杠杆平衡条件可知,动力就会增大,因此所用拉力变大,则拉力F的范围是
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【典例3】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品,如图所示,是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景,解开模框后,抬起泥坯,使它竖立在地面上,晾干一个月,待上面的泥坯硬了,再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是( )
A.工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功
B.工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功
C.工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,对泥坯不做功
【答案】D
【详解】做功的两个必要条件:一是物体要受到力的作用,二是在力的方向上通过一定的距离。
A.工人将泥坯抬起的过程中,在竖直方向上,有力的作用又在力的方向上通过一定的距离,所以对泥坯做功,故A错误;
B.工人沿水平方向搬运泥坯,泥坯的重力的方向竖直向下,工人运动的距离是水平方向,力的方向与运动方向垂直,所以工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯不做功,故B错误;
C.工人将下面的泥坯翻上来时,在竖直方向上,有力的作用又在力的方向上通过一定的距离,所以对泥坯做功,故C错误;
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,工人对泥坯施加了力的作用,但在力的方向上没有距离,所以对泥坯不做功,故D正确。
故选D。
【典例4】(24-25九年级上·江苏镇江·期中)跳绳是镇江多地中小学体能测试项目之一,根据镇江市中小学体能测试评分标准,初中学生1min跳绳不低于160次可得满分。如图所示,小智同学今年参加中考,他的质量为50kg,每次跳起高度约6cm。要想获得满分,小智1min跳绳的功率至少是( )
A.0.8W B.8W C.80W D.800W
【答案】C
【详解】小智重力
跳绳一次克服重力做的功
小智要得满分,1min跳绳不低于160次,做的功不少于
功率至少为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
解|题|技|巧
1.功的计算题:找出力F和物体在力方向上移动的距离s,力与移动方向垂直则该力不做功;注意单位统一,代入公式计算功。
2.功率计算题:已知做功和时间用公式计算;已知力和速度用 P = Fv计算,注意单位统一。
【即时检测1】(2024·江苏连云港·中考真题)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为,功率的大小分别为,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】由题知,同一个人先后两次用同样的力,分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离,根据W=Fs可知,拉力的大小相同,在力的方向上移动的距离相同,则拉力做功相同,即
W1=W2
由题知,做功用的时间相同,根据可知,两次做功的功率相同,即
P1=P2
故ABD错误,C正确。
故选C。
【即时检测1】下列关于功率的说法,正确的是( )
A.做功所用时间越短,功率越大
B.单位时间内所做的功越多,功率越大
C.速度越大,功率越大
D.功率大的机器所做的功一定比功率小的机器多
【答案】B
【详解】A.功率,功率大小与做功多少和所用的时间有关,做功所用时间越短,功率不一定越大,故A错误;
B.根据功率,单位时间内所做的功越多,功率越大,故B正确;
C.由公式P=Fv可知,因作用力大小未知,速度越大,功率不一定越大,故C错误;
D.由于做功时间未知,所以由W=Pt可知,功率大的机器所做的功不一定多,故D错误。
故选B。
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏镇江·期中)小明捧着一摞质量为3kg的书从教学楼1楼匀速走到4楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A.1W B.9W C.20W D.30W
【答案】B
【详解】每层楼高大约3m,从1楼到4楼的高度约为
他上楼时对书做的功约为
则他上楼时对书做功的功率约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【典例5】(24-25九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,工人师傅用20N的拉力F向上拉动绳子,使物体在2s内匀速提升了2m,若动滑轮重6N,不计绳重和摩擦,则物体自身的重力为 N,工人拉力做的功为 J,功率为 W,滑轮组的机械效率为 %。
【答案】 54 120 60 90
【详解】[1]由图可知,由3段绳子吊着动滑轮,不计绳重和摩擦,则物体自身的重力为
[2]绳子自由端移动的距离为
工人拉力做的功为
[3]拉力的功率为
[4]拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
解|题|技|巧
3.滑轮组机械效率计算题:计算滑轮组机械效率,将代入可得;若不计绳重和摩擦,考虑动滑轮自重,还可变形为。
4.影响机械效率因素的分析题目:对滑轮组分析动滑轮自重、物体重力、绳重及摩擦等因素对斜面分析,倾斜程度、粗糙程度等因素对机械效率的影响。
分析影响机械效率因素时,对于同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越高,因为额外功主要是克服动滑轮重力等做的功,基本不变,有用功增大,机械效率增大;提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越低,因为额外功增大,有用功不变,机械效率降低。对于杠杆,杠杆自重、摩擦等会影响额外功,从而影响机械效率。对于斜面,倾斜程度越大、粗糙程度越小,机械效率越高,因为这两个因素都会影响摩擦力的大小。
【即时检测1】(24-25九年级下·江苏南通·期中)如图所示,用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m,作用在绳端的拉力F为5N。利用以上信息不能求解的物理量是( )
A.滑轮组的有用功 B.动滑轮的重力
C.滑轮组的额外功 D.滑轮组的机械效率
【答案】B
【详解】A.有用功是对我们有用的功,对于滑轮组提升物体来说,有用功等于克服物体重力所做的功,计算公式为W 有= Gh。已知物体重力G=12N,提升高度h=0.2m,因此可以计算出有用功W 有= Gh=12N×0.2m=2.4J
故A不符合题意;
B.动滑轮的重力需要根据额外功来计算,而额外功包括克服动滑轮重力做的功和克服摩擦力、绳子重力做的功,即额外功不仅包含克服动滑轮重力的功,还有其他未知的额外功,所以无法单独求出动滑轮的重力,故B符合题意;
C.总功是作用在绳端的拉力所做的功,计算公式为W 总=Fs,其中s是绳端移动的距离。由于有三段绳子承担物重,所以绳端移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m
已知拉力F=5N,可算出总功W总=Fs=5N×0.6m=3J
额外功等于总功减去有用功,即W额= W总-W有=3J-2.4J=0.6J
因此可以求出额外功,故C不符合题意;
D.机械效率是有用功跟总功的比值,机械效率
可以求出机械效率,故D不符合题意。
故选B。
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度,绳重和所有摩擦力忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )
A.甲图更省力,做功更少,机械效率甲图大 B.甲图更省力,做功一样多,机械效率一样大
C.乙图更省力,做功更多,机械效率乙图大 D.甲图更省力,做功更多,机械效率一样大
【答案】B
【详解】图甲中滑轮组的动滑轮绕3段绳,乙图中滑轮组的动滑轮绕2段绳,绳重和所有摩擦力忽略不计,物体的重力相同,由可知甲图中拉力较小,甲图更省力;升高相同的高度,由W有=Gh可知有用功相等,克服滑轮组做的功为额外功,相同的滑轮,升高相同的高度,由W额=G动h可知额外功相等,总功等于有用功和额外功之和,所以总功相等,由可知滑轮组的机械效率相等。
故选B。
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2025·吉林长春·中考真题)以下情境中人对物体做功的是( )
A.推桌子未推动 B.搬石头未搬起
C.提着水桶上楼 D.举着杠铃静止
【答案】C
【详解】A.推桌子未推动,桌子没有在推力的方向上移动距离,人对桌子没有做功,故A不符合题意;
B.搬石头未搬起,石头没有在力的方向上移动距离,人对石头没有做功,故B不符合题意;
C.提着水桶上楼,水桶在手的拉力的方向上移动了距离,人对水桶做了功,故C符合题意;
D.举着杠铃静止,杠铃没有在力的方向上移动距离,人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选C。
2.(24-25九年级上·江苏·期中)如图所示,用四个拉力分别匀速提升同一物体,下列说法错误的是( )
A.
B.额外功等于0
C.定滑轮的实质是一个等臂杠杆
D.方向不同,说明使用定滑轮能改变施力的方向
【答案】B
【详解】AC.定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮的实质是一个等臂杠杆,则使用定滑轮不能省力,所以F1、F2、F3、F4一样大,故AC正确,不符合题意;
B.由于拉物体上升时,要克服绳重和摩擦做额外功,所以额外功不等于零,故B错误,符合题意;
D.使用定滑轮向不同方向都能使物体上升,说明使用定滑轮能改变施力的方向,故D正确,不符合题意。
故选B。
3.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,工人用动滑轮提升重物,下列说法正确的是( )
A.克服动滑轮重力做的功是有用功 B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等 D.增加重物,动滑轮的机械效率变大
【答案】D
【详解】A.提升重力,克服重物的重力做的功是有用功,提升动滑轮克服动滑轮重力做的功是额外功,故A错误;
B.使用动滑轮省力,费距离,由图可知,动滑轮上绳子股数n=2,物体升高h,人手拉绳子移动的距离,故B错误;
C.t时间内重物升高h,重物移动的速度
人手拉绳子移动的
故C错误;
D.影响滑轮组机械效率的主要因素包括物体重和动滑轮重。该动滑轮的重力一定,其机械效率与被提升的物体重有关,被提升的物体越重,动滑轮的机械效率变大,故D正确。
故选D。
4.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)如图甲是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,此时夹子可近似看作 (省力/费力/等臂)杠杆。如图乙所示,手柄 (粗/细)一些的螺 丝刀用起来更省力;螺纹 (密/稀)一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 等臂 粗 密
【详解】[1]由图甲知,用力摁住C点打开夹子时,AC是绕着B点转动的,C点受到的力是动力,A点受到的力是阻力,所以支点是B点。由题意知,AB=BC,即动力臂等于阻力臂,所以是等臂杠杆。
[2]如图乙知,螺丝刀在作用时相当于轮轴,手柄相当于动力臂,作用在手柄上的力是动力,据杠杆的平衡条件知,在阻力和阻力臂不变时,使用手柄粗一些的螺丝刀,相当于增大动力臂,可以减少动力,即更省力。
[3]螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面,螺纹密一些的螺丝钉,相当于在斜面的高度不变时,增大斜面的长度,起到省力的作用。
5.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,可以将重物拉举到所需的高度。如图所示为这种引重车的侧面示意图。若用该引重车将重为1000N的木箱从斜面的底端匀速拉到顶端。已知斜板长2m,此时后轮轴上绳子受到的拉力为500N(不计绳重、轴处的摩擦),拉力做功 J,如果此过程中斜面的机械效率是80%,则有用功是 J。由数据可知使用斜面 省力, 省功(选填“可以”或“不可以”)。
【答案】 1000 800 可以 不可以
【详解】[1]后轮轴上绳子受到的拉力为500N,斜板长2m,则拉力做功
[2]斜面的机械效率是80%,则有用功
[3][4]由于木箱重为1000N,绳子受到的拉力为500N,使用任何机械都不能省功,所以使用斜面可以省力,不可以省功。
重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(2025·广东广州·中考真题)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上,运动员用水平推力从a点推动冰壶,经过b点时松手,冰壶到达c点停止运动,由a到b和由b到c的过程中,设冰壶受到的滑动摩擦力分别为和,运动员对冰壶做的功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.由a到b和由b到c的过程中,水平面的粗糙程度相同,冰壶对水平面的压力等于冰壶的重力,重力相同,所以压力相同,则摩擦力相同,即,故A错误,B正确;
CD.由a到b运动员对冰壶做的功,由b到c冰壶脱离了运动员的手,运动员对冰壶不做功即,因此,故C错误,D错误。
故选B。
2.(2025·山东济南·中考真题)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
【答案】A
【详解】以O点为支点,重物对小车的拉力为阻力,阻力大小等于重物的重力,在转动过程中阻力大小不变;阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离,随着小车绕O点转动,阻力臂逐渐变小。力F为动力,动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离,由于F始终垂直挡板,动力臂大小始终等于挡板的长度,保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”,动力臂和阻力大小不变,阻力臂变小,所以动力F的大小一直减小。故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
3.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m,拉力F为200N,不计绳重和摩擦。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.有用功为200J B.额外功为20J C.动滑轮的机械效率为80% D.拉力F的功率为20W
【答案】B
【详解】用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m,拉力F为200N,有用功为
总功为
拉力F的功率为
额外功为
动滑轮的机械效率为
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
4.(24-25九年级上·江苏·期中)重为600N的建筑工人用如图所示的滑轮组,将重为450N的货物沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速提升了4m,建筑工人做功的功率为200W。不计滑轮轴的摩擦,下列说法正确的是( )
A.建筑工人所用的拉力为500N
B.建筑工人所做的有用功是1800J
C.建筑工人所做的额外功是300J
D.提升货物的过程中地面对工人的支持力为350N
【答案】B
【详解】A.由图可知n=2,绳子自由端移动的速度v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s
由可知,工人的拉力
故A错误;
B.提升货物所做的功为有用功W有=Gh=450N×4m=1800J
故B正确;
C.绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m=8m
工人做的总功W总=Fs=250N×8m=2000J
则额外功W额=W总-W有=2000J-1800J=200J
故C错误;
D.工人在竖直方向上受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和地面竖直向上的支持力,由力的平衡条件可知,地面对工人的支持力F支=F+G人=250N+600N=850N
故D错误。
故选B。
5.(2025·甘肃兰州·中考真题)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.02m/s B.滑轮组的有用功为0.5J
C.拉力F的功率为0.05W D.滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】B
【详解】A.由图可知,在0~5s的时间内,绳端移动的距离为s=0.3m,物体上升的高度为h=0.1m,绳子自由端移动的速度
故A错误;
B.滑轮组对物体做的有用功W有=Gh=mgh=0.5kg×10N/kg×0.1m=0.5J
故B正确;
C.拉力做的总功W总=Fs=2.5N×0.3m=0.75J
拉力F的功率
故C错误;
D.滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
6.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)图甲中,升旗手向下拉绳,国旗就上升,这是由于旗杆顶部有 滑轮;图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手,,其使用方法如图丙、丁所示,该工具使用时会 (选填“费力”或“省力”),图 (选填“丙”或“丁”)中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
【答案】 定 省力 丙
【详解】[1]旗杆顶部的滑轮固定不动,所以是定滑轮。
[2][3]内六角螺丝的扳手是一种轮轴工具,拧螺丝可以省力,因此会费距离,要想使用更小的力,就要使轮半径更大,因此把长柄作为轮,把短柄作为轴,转动长柄拧螺丝可以更省力,即图丙中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,质地均匀的圆柱体在拉力F的作用下由实线所示位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直(OA为圆柱体横截面的一条直径),圆柱体在转动过程中不打滑.下列分析正确的是( )
A.拉力F逐渐变小
B.圆柱体的重力和重力的力臂的乘积保持不变
C.拉力F的力臂逐渐变大
D.因为拉力F的力臂始终保持最长,所以拉力F的大小保持不变
【答案】A
【详解】如图所示,阻力即重力的作用点重心在圆柱体几何中心上,由实线所示位置匀速转到虚线所示位置,动力保持切线方向,则动力的力臂始终相当于圆的直径,保持不变,重力的作用线不断的靠近O点,则阻力臂减小,根据杠杆平衡条件,动力臂、重力即阻力不变,阻力臂减小,圆柱体的重力和重力的力臂的乘积变小,则动力F减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
2.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随物重变化的图像如图乙,若10s内将重300N的物体匀速提升3m,不计绳重和摩擦。则( )
A.拉力做功的功率为99W
B.绳子自由端的拉力为100N
C.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
D.该滑轮组的机械效率为90%
【答案】A
【详解】由图乙可知,不计绳重和摩擦时
将G=270N,η=90%代入上式可得:G动=30N;
ABC.由图甲可知,绳子段数n=3,绳子拉力为
自由端移动距离为
s=3h=3×3m=9m
自由端移动速度为
故拉力的功率为
P=Fv=110N×0.9m/s=99W
故A符合题意,BC不符合题意。
D.该滑轮组的机械效率为
故D不符合题意。
故选A。
3.(2025·四川·中考真题)如图所示,用的拉力,在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体上升的速度为 B.滑轮的机械效率为62.5%
C.滑轮的机械效率为80% D.滑轮的机械效率为83.3%
【答案】C
【详解】物体上升的速度
由图可知,动滑轮上绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,滑轮的机械效率
由以上解析可知滑轮的机械效率为80%,故C正确,ABD错误。
故选C。
4.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用甲、乙两个滑轮组成甲、乙两个滑轮组分别将两个物体G1、G2在相同时间内匀速提升相同高度,拉力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,机械效率分别为η1和η2,若此过程中η1<η2,(不计绳重和摩擦)则下列说法一定正确的是( )
A.若G1=G2,则F1=F2 B.若G1<G2,则F1<F2
C.若G1=G2,则P1>P2 D.若G1<G2,则P1>P2
【答案】C
【详解】AB.由图可知,若G1=G2,不计绳重和摩擦,则
由于两个动滑轮的重力大小未知,故不能确定F1、F2的大小关系,故AB错误;
C.两个物体在相同时间内匀速提升相同高度,若G1=G2,则两个滑轮组的有用功相同,又因为此过程中η1<η2,则甲滑轮组的额外功较大,即甲滑轮组的总功大于乙滑轮组的总功,即根据公式可知,P1>P2,故C正确;
D.两个物体在相同时间内匀速提升相同高度,若G1<G2,则甲滑轮组的有用功较小,但由于η1<η2,故无法比较两个滑轮组的总功,进而无法比较功率大小。故D错误。
故选C。
5.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图甲所示,一木箱重400N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功W有与木箱运动距离s的关系如图乙所示,整个过程的额外功是440J,则拉力F= N,物体上升的高度h= m,斜面的机械效率η= ,木箱所受的摩擦力f= N。
【答案】 125 1.4 56% 55
【详解】[1]由计算拉力大小为
[2]由计算物体上升高度为
[3]由计算斜面机械效率为
[4]由计算木箱所受的摩擦力
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专题01 简单机械和功(期中复习讲义)
核心考点
内容要点
命题趋势
杠杆及其平衡条件
1. 杠杆的五要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂的概念及确定方法。
2. 杠杆平衡条件的探究实验:实验步骤、注意事项、数据处理、结论()。
3. 杠杆的分类及应用:省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆的特点及实例分析。
1. 以选择题、填空题形式考查杠杆五要素的识别,如给定杠杆情境,要求指出支点、动力臂等。
2. 实验探究题考查杠杆平衡条件的探究过程,包括实验操作、数据处理、误差分析等。
3. 结合生活实例,以选择题或简答题形式考查杠杆的分类及应用,判断生活中常见杠杆属于哪种类型。
滑轮及滑轮组
1. 定滑轮、动滑轮的工作特点:定滑轮不省力但能改变力的方向,动滑轮省力但费距离。
2. 滑轮组省力情况分析:根据承担物重的绳子段数n判断省力倍数(,G总=G物+G动),绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系()。
3. 滑轮组绕线方法:根据省力要求和绳子起始端方向进行绕线。
1. 选择题、填空题考查定滑轮、动滑轮的特点,如比较定滑轮和动滑轮在不同情境下的力、距离变化。
2. 计算题考查滑轮组省力情况的计算,常结合机械效率,给定物重、动滑轮重等条件,求拉力大小、绳子自由端移动距离等。
3. 作图题考查滑轮组的绕线,根据给定的省力要求和条件,画出正确的绕线方式。
功
1. 功的概念:功的定义(力与物体在力的方向上移动距离的乘积)、公式()、单位(焦耳,J)。
2. 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。判断物体是否做功的实例分析。
1. 选择题、填空题考查功的概念和单位,如判断某个力是否做功,给出情境计算功的大小。
2. 计算题结合简单机械,考查功的计算,如利用杠杆、滑轮组提升物体时,计算拉力做的功。
功率
1. 功率的概念:表示做功快慢的物理量,定义(单位时间内所做的功)、公式()、单位(瓦特,W)。
2. 功率与速度的关系推导()及应用,结合实际情境分析功率与速度、力之间的关系。
1. 选择题、填空题考查功率的概念、单位及简单计算,比较不同物体做功快慢。
2. 计算题结合物体运动情况,利用计算功率,或已知功率求力、速度等。
机械效率
1. 有用功、额外功、总功的概念及计算:有用功(为达到目的而做的功,如提升物体时W有=Gh),额外功(克服机械自重和摩擦等做的功),总功(动力对机械做的功,W总=Fs)。
2. 机械效率的定义()、计算及提高机械效率的方法(减轻机械自重、减小摩擦等)。
3. 探究滑轮组机械效率的实验:实验器材、步骤、影响因素分析。
1. 选择题、填空题考查有用功、额外功、总功及机械效率的概念理解,判断不同情况下机械效率的变化。
2. 实验探究题考查滑轮组机械效率的探究过程,包括实验操作、数据处理、影响因素分析等。
3. 计算题结合滑轮组、杠杆等简单机械,计算机械效率,给定条件求有用功、总功、机械效率等,并分析提高机械效率的措施。
核心概念
知识点01 杠杆
杠杆:一根在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒。
支点:杠杆绕着转动的固定点,用字母“O”表示。
动力:使杠杆转动的力,用“”表示。
阻力:阻碍杠杆转动的力,用“”表示。
动力臂:从支点到动力作用线的距离,用“”表示。
阻力臂:从支点到阻力作用线的距离,用“”表示。
知识点02 滑轮
定滑轮:轴固定不动的滑轮,实质是等臂杠杆,不省力,但可以改变力的方向。
动滑轮:轴随物体一起移动的滑轮,实质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆,能省一半力,但不能改变力的方向。
滑轮组:由定滑轮和动滑轮组合而成,既能省力又能改变力的方向。
知识点03 功和功率
功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。 做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
功率:表示做功快慢的物理量,单位时间内所做的功叫做功率。
知识点04 机械效率
机械效率:有用功跟总功的比值叫做机械效率。由于额外功不可避免,所以机械效率总小于1。
重要公式
1. 杠杆平衡条件: ,可变形为 ,通过此公式可分析杠杆的省力、费力情况。当 时,,省力杠杆;当 时,,费力杠杆;当 时,,等臂杠杆。
2. 功的计算公式: ,其中 W 表示功,单位是焦耳(J);F 表示力,单位是牛顿(N);s 表示物体在力的方向上移动的距离,单位是米(m)。
3. 功率的计算公式:
· 定义式: ,P 表示功率,单位是瓦特(W);W 表示功,单位是焦耳(J);t 表示时间,单位是秒(s)。
· 推导式: (v 是物体运动的速度,单位是m/s),此公式在分析机车等功率运行问题时常用。
4. 机械效率的计算公式:
(1)对于提升重物:
· 有用功:W有用=Gh (G 是物体重力,h 是物体被提升的高度)
· 总功:W总=Fs (F 是作用在绳子自由端的拉力,s 是绳子自由端移动的距离)。对于滑轮组, (n 是承担物重的绳子段数)
(2)对于水平拉物体:
· 有用功:W有用=fs(f 是物体受到的摩擦力,s 是物体移动的距离)
· 总功:W总=Fs (F 是作用在绳子自由端的拉力,s 是绳子自由端移动的距离)
解题思路与技巧
1. 杠杆问题解题步骤:
· 确定杠杆:明确哪根硬棒是杠杆,找到支点位置。
· 分析力:找出动力和阻力,明确力的作用点和方向。
· 画力臂:从支点向力的作用线作垂线,标出力臂和。
· 列杠杆平衡方程:根据求解未知量,常涉及到的未知量有力的大小、力臂长度等。如果是动态杠杆问题,关键分析杠杆转动过程中力臂的变化,从而确定力的变化情况。
2. 滑轮组问题解题技巧:
· 判断绳子段数n:在动滑轮和定滑轮之间画一条横线,数横线与动滑轮相连的绳子段数,即为n。
· 计算拉力F:若不考虑绳重和摩擦,对于动滑轮和物体的总重G总=G + G动(G是物体重力,G动是动滑轮重力),则。
· 计算绳子自由端移动距离s与物体上升高度h的关系:。
· 判断滑轮组省力情况和费距离情况:n越大越省力,但绳子自由端移动距离越长。
3. 功、功率和机械效率综合问题解题思路:
· 明确研究对象和物理过程:确定是哪个物体在做功,以及做功的具体过程。
· 计算有用功:根据具体问题,按照上述有用功的计算公式确定W有用。例如提升重物时,W有用=Gh;水平拉物体克服摩擦力做功时,W有用=fs。
· 计算总功:找到动力F和动力作用点移动的距离s,根据W总=Fs计算总功。
· 计算功率:若已知做功时间t,根据计算功率;若已知速度v,可根据计算功率。
· 计算机械效率:将计算出的有用功和总功代入得出机械效率。分析机械效率的变化时,关键看有用功和总功如何变化,如增加物重,有用功增加,额外功不变,总功增加幅度小于有用功增加幅度,机械效率提高;动滑轮重力增加,额外功增加,有用功不变,总功增加,机械效率降低。
【典例1】(24-25九年级上·江苏扬州·期中)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沉的现象。为使杠杆水平平衡,下列操作正确的是( )
A.图甲和图乙中右端的平衡螺母都向左调节;
B.图甲中右端平衡螺母向右调节,图乙中右侧钩码向右移动
C.图甲中右端平衡螺母向左调节;图乙中左侧钩码向左移动
D.图甲中右端平衡螺母向左调节;图乙中友侧钩码向右移动
【典例2】(24-25九年级上·江苏宿迁·期中)如图是学生设计的一种垃圾投放装置的示意图,人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖,非常方便、卫生。下列说法正确的是( )
A.该装置中左边是定滑轮,右边是动滑轮
B.使用该装置中的滑轮可以省力
C.该装置中的两个滑轮都属于动滑轮
D.使用该装置中的滑轮可以改变力的方向
解|题|技|巧
1.杠杆问题:确定支点 并标注;沿动力、阻力作用方向用虚线延长力的作用线;从支点向力的作用线作垂线,标直角符号,支点到垂足距离为力臂,标上动力臂或阻力臂符号。
2.杠杆平衡条件计算题:读题找出支点、动力、动力臂、阻力、阻力臂中的已知量,将已知量代入公式算,注意单位统一。
3.杠杆动态平衡分析题:明确杠杆初始受力及力臂情况杠杆阻力、阻力臂、动力臂变化情况,从而分析动力的变化情况;根据杠杆平衡条件比较变化前后小关系,判断杠杆转动方向。
4.定滑轮与动滑轮特点分析题:观察滑轮轴是否固定,轴固定为定滑轮,不省力但可改变力方向;轴随物体移动为动滑轮,不考虑相关因素时省力情况不同,且费距离。若忽略绳重和摩擦,绳子自由端的拉力。绳子自由端移动距离s与物体移动距离h相等,即。
5.滑轮组绕线及相关计算题:先按试题要求或根据已知条件确定绳子段数n;根据n值以及具体要求,如站在地上拉绳、用最小力拉绳,和奇动偶定原则绕线;确定n后代入公式求拉力F和绳子自由端移动距离s。绳子自由端移动距离。
【即时检测1】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图,在筷子盒A处施力时,筷子从出口滚出,以下哪个选项能正确表示在A处施力时该装置的杠杆模型( )
A. B. C. D.
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏盐城·期中)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体,不计绳重和摩擦,则该同学所用的拉力F的可能值是( )
A.30N B.35N C.40N D.45N
【典例3】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品,如图所示,是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景,解开模框后,抬起泥坯,使它竖立在地面上,晾干一个月,待上面的泥坯硬了,再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是( )
A.工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功
B.工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功
C.工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功
D.工人想一口气搬起五块泥坯没搬动,对泥坯不做功
【典例4】(24-25九年级上·江苏镇江·期中)跳绳是镇江多地中小学体能测试项目之一,根据镇江市中小学体能测试评分标准,初中学生1min跳绳不低于160次可得满分。如图所示,小智同学今年参加中考,他的质量为50kg,每次跳起高度约6cm。要想获得满分,小智1min跳绳的功率至少是( )
A.0.8W B.8W C.80W D.800W
解|题|技|巧
1.功的计算题:找出力F和物体在力方向上移动的距离s,力与移动方向垂直则该力不做功;注意单位统一,代入公式计算功。
2.功率计算题:已知做功和时间用公式计算;已知力和速度用 P = Fv计算,注意单位统一。
【即时检测1】(2024·江苏连云港·中考真题)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为,功率的大小分别为,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B. C. D.
【即时检测1】下列关于功率的说法,正确的是( )
A.做功所用时间越短,功率越大
B.单位时间内所做的功越多,功率越大
C.速度越大,功率越大
D.功率大的机器所做的功一定比功率小的机器多
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏镇江·期中)小明捧着一摞质量为3kg的书从教学楼1楼匀速走到4楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A.1W B.9W C.20W D.30W
【典例5】(24-25九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,工人师傅用20N的拉力F向上拉动绳子,使物体在2s内匀速提升了2m,若动滑轮重6N,不计绳重和摩擦,则物体自身的重力为 N,工人拉力做的功为 J,功率为 W,滑轮组的机械效率为 %。
解|题|技|巧
3.滑轮组机械效率计算题:计算滑轮组机械效率,将代入可得;若考虑动滑轮自重,还可变形为。
4.影响机械效率因素的分析题目:对滑轮组分析动滑轮自重、物体重力、绳重及摩擦等因素对斜面分析,倾斜程度、粗糙程度等因素对机械效率的影响。
分析影响机械效率因素时,对于同一滑轮组,提升物体重力越大,机械效率越高,因为额外功主要是克服动滑轮重力等做的功,基本不变,有用功增大,机械效率增大;提升相同重物时,动滑轮越重,机械效率越低,因为额外功增大,有用功不变,机械效率降低。对于杠杆,杠杆自重、摩擦等会影响额外功,从而影响机械效率。对于斜面,倾斜程度越大、粗糙程度越小,机械效率越高,因为这两个因素都会影响摩擦力的大小。
【即时检测1】(24-25九年级下·江苏南通·期中)如图所示,用滑轮组将重为12N的物体匀速提升0.2m,作用在绳端的拉力F为5N。利用以上信息不能求解的物理量是( )
A.滑轮组的有用功 B.动滑轮的重力
C.滑轮组的额外功 D.滑轮组的机械效率
【即时检测2】(24-25九年级上·江苏无锡·阶段练习)如图所示,用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物并升高相同高度,绳重和所有摩擦力忽略不计,在物体匀速上升的过程中( )
A.甲图更省力,做功更少,机械效率甲图大 B.甲图更省力,做功一样多,机械效率一样大
C.乙图更省力,做功更多,机械效率乙图大 D.甲图更省力,做功更多,机械效率一样大
基础通关练(测试时间:10分钟)
1.(2025·吉林长春·中考真题)以下情境中人对物体做功的是( )
A.推桌子未推动 B.搬石头未搬起
C.提着水桶上楼 D.举着杠铃静止
2.(24-25九年级上·江苏·期中)如图所示,用四个拉力分别匀速提升同一物体,下列说法错误的是( )
A.
B.额外功等于0
C.定滑轮的实质是一个等臂杠杆
D.方向不同,说明使用定滑轮能改变施力的方向
3.(2025·江苏扬州·中考真题)如图,工人用动滑轮提升重物,下列说法正确的是( )
A.克服动滑轮重力做的功是有用功 B.重物与人手移动的距离相等
C.重物与人手移动的速度相等 D.增加重物,动滑轮的机械效率变大
4.(22-23九年级上·江苏盐城·期中)如图甲是同学们常用的燕尾夹,AB=BC,当用力摁住C点打开该夹子时,此时夹子可近似看作 (省力/费力/等臂)杠杆。如图乙所示,手柄 (粗/细)一些的螺 丝刀用起来更省力;螺纹 (密/稀)一些的螺丝钉拧起来更省力。
5.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,可以将重物拉举到所需的高度。如图所示为这种引重车的侧面示意图。若用该引重车将重为1000N的木箱从斜面的底端匀速拉到顶端。已知斜板长2m,此时后轮轴上绳子受到的拉力为500N(不计绳重、轴处的摩擦),拉力做功 J,如果此过程中斜面的机械效率是80%,则有用功是 J。由数据可知使用斜面 省力, 省功(选填“可以”或“不可以”)。
6.(24-25九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,工人师傅用20N的拉力F向上拉动绳子,使物体在2s内匀速提升了2m,若动滑轮重6N,不计绳重和摩擦,则物体自身的重力为 N,工人拉力做的功为 J,功率为 W,滑轮组的机械效率为 %。
重难突破练(测试时间:10分钟)
1.(2025·广东广州·中考真题)在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上,运动员用水平推力从a点推动冰壶,经过b点时松手,冰壶到达c点停止运动,由a到b和由b到c的过程中,设冰壶受到的滑动摩擦力分别为和,运动员对冰壶做的功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
2.(2025·山东济南·中考真题)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力,使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力,此过程中力的大小( )
A.一直减小 B.一直增大 C.先减小后增大 D.先增大后减小
3.(2025·江苏无锡·中考真题)如图所示,用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m,拉力F为200N,不计绳重和摩擦。则在此过程中,下列说法中正确的是( )
A.有用功为200J B.额外功为20J C.动滑轮的机械效率为80% D.拉力F的功率为20W
4.(24-25九年级上·江苏·期中)重为600N的建筑工人用如图所示的滑轮组,将重为450N的货物沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速提升了4m,建筑工人做功的功率为200W。不计滑轮轴的摩擦,下列说法正确的是( )
A.建筑工人所用的拉力为500N
B.建筑工人所做的有用功是1800J
C.建筑工人所做的额外功是300J
D.提升货物的过程中地面对工人的支持力为350N
5.(2025·甘肃兰州·中考真题)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离和物体上升的高度随时间变化的关系分别如图线a、b所示。已知物体的质量为0.5kg,动滑轮的质量为0.1kg,绳子自由端的拉力F为2.5N。则在0~5s的时间内,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的速度为0.02m/s B.滑轮组的有用功为0.5J
C.拉力F的功率为0.05W D.滑轮组的机械效率为83.3%
6.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)图甲中,升旗手向下拉绳,国旗就上升,这是由于旗杆顶部有 滑轮;图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手,,其使用方法如图丙、丁所示,该工具使用时会 (选填“费力”或“省力”),图 (选填“丙”或“丁”)中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
综合拓展练(测试时间:15分钟)
1.(23-24九年级上·江苏无锡·期中)如图所示,质地均匀的圆柱体在拉力F的作用下由实线所示位置匀速转到虚线所示位置,整个过程中,拉力F始终作用于A点且与OA保持垂直(OA为圆柱体横截面的一条直径),圆柱体在转动过程中不打滑.下列分析正确的是( )
A.拉力F逐渐变小
B.圆柱体的重力和重力的力臂的乘积保持不变
C.拉力F的力臂逐渐变大
D.因为拉力F的力臂始终保持最长,所以拉力F的大小保持不变
2.(23-24九年级上·江苏苏州·期中)工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼,滑轮组的机械效率随物重变化的图像如图乙,若10s内将重300N的物体匀速提升3m,不计绳重和摩擦。则( )
A.拉力做功的功率为99W
B.绳子自由端的拉力为100N
C.绳子自由端移动的速度为0.3m/s
D.该滑轮组的机械效率为90%
3.(2025·四川·中考真题)如图所示,用的拉力,在20s内将重为400N的物体匀速提升了4m,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.物体上升的速度为 B.滑轮的机械效率为62.5%
C.滑轮的机械效率为80% D.滑轮的机械效率为83.3%
4.(24-25九年级上·江苏镇江·期中)如图所示,用甲、乙两个滑轮组成甲、乙两个滑轮组分别将两个物体G1、G2在相同时间内匀速提升相同高度,拉力分别为F1、F2,功率分别为P1、P2,机械效率分别为η1和η2,若此过程中η1<η2,(不计绳重和摩擦)则下列说法一定正确的是( )
A.若G1=G2,则F1=F2 B.若G1<G2,则F1<F2
C.若G1=G2,则P1>P2 D.若G1<G2,则P1>P2
5.(24-25九年级上·江苏苏州·期中)如图甲所示,一木箱重400N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功W有与木箱运动距离s的关系如图乙所示,整个过程的额外功是440J,则拉力F= N,物体上升的高度h= m,斜面的机械效率η= ,木箱所受的摩擦力f= N。
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