第8章 简单机械 功和能（举一反三专项训练）物理沪科版（五四学制）八年级下册

第8章 简单机械 功和能 【题型训练】 题型一、杠杆与杠杆作图 1 题型二、杠杆的平衡条件 3 题型三、杠杆的应用 7 题型四、定滑轮与动滑轮 10 题型五、功 16 题型六、功率 19 题型七、动能 24 题型八、势能 27 题型九、动能与势能的互相转化 29 题型十、机械效率 33 题型一、杠杆与杠杆作图 1. （23-24八年级下·浦东新区·期中）古希腊科学家 说过这样一句名言：“假如给我一个支点，我将撬动整个地球！”他依据的就是杠杆使用特点。所谓杠杆就是指在 绕固定点转动的硬棒，从支点到 的距离叫做动力臂。使用杠杆时，如果杠杆静止或 ，那么杠杆就处于平衡状态。 【答案】 阿基米德 力的作用下 动力作用线的距离 匀速转动 【详解】希腊科学家阿基米德说过，假如给我一个支点，我将撬动整个地球，他的依据是杠杆的平衡条件。 杠杆指在力的作用下绕固定点转动的硬棒；动力臂指从支点到动力作用线的距离。 杠杆平衡时，杠杆处于静止或匀速转动状态。 2. 下列物体中不能看成是杠杆的是（　　） A．钓鱼竿 B．镊子 C．气球 D．理发剪刀 【答案】C 【详解】在力的作用下，能绕固定点转动的硬棒叫杠杆。钓鱼竿、镊子、理发剪刀符合杠杆的定义，且在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；气球材质柔软，不能看做硬棒，因此不是杠杆，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 3. （25-26九年级上·浦东新区·期中）“节约用水，人人有责”，如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力F2的力臂l2以及施加在A点的最小动力F1的示意图。 【答案】见下图。 【详解】延长F2的作用线，过O点作阻力F2作用线的垂线，即为阻力F2对支点O的力臂l2；在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，OA为最长动力臂时，动力最小，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如图所示： 4. 如图所示，根据动力臂L1和阻力F2画出杠杆的动力F1的示意图和阻力臂L2。 【答案】见右图。 【详解】力臂是支点到力的作用线的距离，如L2所示为F2的力臂；过L1的下端点作L1的垂线，与杠杆的交点为动力作用点，根据杠杆平衡，动力F1方向向下，如图所示。 5. （24-25八年级下·黄浦·期末）人体很多关节可以看作由肌肉和骨骼组成的杠杆模型。如图（a）所示，用手向上托着铅球静止时，人的前臂（桡骨、尺骨和手掌组成）可以等效为图（b）所示的杠杆。 （1）请在图（b）中正确画出动力臂l1和阻力F2。 （2）由此可知，前臂相当于一个 杠杆；假设小臂的长度为0.3m， 水平托起一个重力为20N的铅球，动力臂的长为5cm，则肱二头肌对前臂拉力为 N（不考虑此杠杆模型自重及摩擦）。 【答案】(1)见下图；(2)费力，120 【详解】（1）力臂是支点到力的作用线的距离，所以由O点像F1的作用线作垂线便是动力臂l1，铅球对B点的压力为阻力，方向竖直向下，如图所示： （2）由（1）中图可知，动力臂小于阻力臂，因此前臂相当于一个费力杠杆。 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F1×0.05m=20N×0.3m 解得F1=120N。 二、杠杆的平衡条件 1. （25-26九年级上·上海·期中）图所示是自行车刹车手柄结构图，O为刹车把的支点。 （1）判断：刹车把是 杠杆。（选填“省力”“费力”或“等臂”） （2）在图中画出动力臂l1、阻力臂l2。 （3）手捏刹车把不动时，阻力F2大小为150牛，动力臂与阻力臂之比为3∶1，求动力F1的大小。 【答案】(1)省力；(2)见下图；(3)50N 【详解】（1）如图，车把上的刹车把手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 （2）过支点O做动力F1作用线的垂线段OB即为动力臂l1，过支点O做阻力F2作用线的垂线段OA即为阻力臂l2，如图 （3）根据杠杆的平衡条件可得，动力F1的大小为 2．（24-25八年级下·静安·期末）如图所示，悬挂在墙壁上的书架可以看作杠杆（质量忽略不计），绳子对杠杆OA的拉力可以看作动力F1，书对OA的压力可以看作阻力F2。 （1）在图中画出动力臂l1； （2）若阻力F2为20N，阻力臂l2为0.3m，动力臂l1为0.6m，求动力F1的大小。 【答案】(1)见解析；(2)10N 【详解】（1）过支点O作动力作用线的垂直线段l1，即为动力臂，如图所示 （2）根据杠杆的平衡条件有，故有解得： 3．（24-25八年级下·普陀·阶段练习）如图所示，剪刀使用时可以视为杠杆，支点为O。 （1）小明在剪较厚的纸时，手在A点向下用力为F1，在图中画出F1对应的力臂L1，以及B点所受阻力F2； （2）小明发现随着纸被剪开，阻力作用点会移至C点，在此过程中，F1的大小_________。 A．变大 B．不变 C．变小 【答案】(1)见下图；(2)A 【详解】（1）由图可见，当用力F1时，剪刀将沿顺时针方向转动，所以B点所受阻力F2的方向应为向下，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，过O点作力F1作用线的垂线段，即为F1对应的力臂L1，如图所示： （2）随着纸被剪开，阻力作用点会由B点移至C点，此时阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1= F2L2可知，动力F1的大小将变大。故A符合题意，BC不符合题意。故选A。 4. （24-25九年级下·上海·月考）如图所示，一轻质杆OC能绕O轴转动，A为中点，每个钩码重1牛。用弹簧测力计在C处沿竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。 （1）求弹簧测力计读数F1 ； （2）再将弹簧测力计沿CB斜向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为F1′，则F1______F1′（选填“>”、“＜”或“=”），请写出分析过程 。 【答案】(1)1N；(2)＜，见解析 【详解】（1）由题意可知，A为中点，动力臂 阻力臂，每个钩码重1N，钩码作用在杠杆上的阻力F2=2N，根据杠杆平衡条件 可得 （2）再将弹簧测力计沿CB斜向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，此过程动力臂会变小，根据杠杆平衡条件可知，动力变大，所以弹簧测力计的示数为F1′变大，则F1＜F1′。 分析过程：将弹簧测力计沿CB斜向上拉，动力臂会变小；阻力和阻力臂不变，阻力和阻力臂乘积不变，根据杠杆平衡条件，动力和动力臂的乘积也不变；由于动力臂变小，所以动力变大。 5. （24-25八年级下·上海·期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲所示的是小红在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，脚尖与地面接触点为支点O，对手的力作用在B点，小红的重心在A点。已知小红的体重为600N，OA长为1m，OB长为1.5m。 （1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小 。 （2）如下图所示的是小红手扶长椅做俯卧撑保持静止时的情景，此时她的身体与水平地面成一定角度，长椅对手的力F1与她的身体垂直，且仍作用在B点，根据上图分析可知F1＇ F1，（选填“大于”“等于”或“小于”），并说明理由：（说理） 。 【答案】(1)400N；(2)小于；阻力不变，阻力臂变小，动力臂不变，据杠杆平衡条件知，动力变小 【详解】（1）小红做俯卧撑时，杠杆的支点为O，阻力为小红的重力G=600N，阻力臂为OA=1m；动力为地面对手的力F1​，动力臂为OB=1.5m。根据杠杆平衡条件F1​×OB=G×OA F1的大小为 （2）当小红手扶长椅做俯卧撑时，阻力（重力G）不变，阻力臂变小（身体与地面成一定角度，重力的力臂即支点到重力作用线的垂直距离减小）；长椅对手的力F1与她的身体垂直，且仍作用在B点，则动力臂不变，由杠杆平衡条件 因为G不变，l2′减小，OB不变，所以F1′​< F1。 6．（24-25八年级下·青浦·期末）体育课上，一名中学生做俯卧撑，如图所示，若他的质量为60kg，A点为该同学的重心。求： （1）该同学所受的重力G； （2）如图状态时地面对手的作用力F。 【答案】(1)600N；(2)400N 【详解】（1）已知该同学的质量为60kg，则所受的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N （2）如图可认为是一个以脚尖为支点的杠杆，根据杠杆平衡的条件可得G×L1=F×L2 则600N×0.9m=F×(0.9m+0.45m) 解得F=400N 7．（24-25八年级下·上海·期中）如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆的重力）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为120N的物体。为使杠杆平衡，应在杠杆施加的最小作用力为 N；如在C点施力，为使杠杆水平平衡，此力的方向必须 。 【答案】 30 向下 【详解】[1]物体挂在B点，对杠杆拉力的力臂是OB，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂最大时，动力最小。由图可知，最大动力臂是OA，可得 则 [2]由图可知，物体对杠杆的拉力是使杠杆逆时针转动，为使杠杆水平平衡，作用在C点的力的方向必须使杠杆顺时针转动，方向应向下。 8. （24-25八年级下·金山·月考）在“探究杠杆平衡的条件”的实验中 （1）实验器材有带有刻度的横杆、铁架台、钩码、线（弹簧夹）和 等。如图所示杠杆静止，它 平衡状态（选“是”或“不是”）。 （2）实验前需向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使它在水平位置平衡；实验中通过改变钩码的 或 使杠杆水平位置平衡，其目的是 。 （3）如图所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； 【答案】 刻度尺 是 左 位置 个数 便于测量力臂 变小 【详解】（1）实验时要用弹簧测力计测量力的大小，实验时要使用弹簧测力计。 杠杆静止在如图所示位置，因为此时杠杆处于静止状态，所以杠杆是处于平衡状态。 （2）由图可知，杠杆左端偏高，可将杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。 实验中则通过改变钩码的位置或个数（改变力和力臂的大小）使杠杆水平平衡，因重力方向竖直向下，根据力臂的定义，此时力臂的大小等于力的作用点与支点的距离，其目的是便于测量力臂。 （3）图丙中，现将弹簧测力计从C位置移到D位置，要保持杠杆仍在水平位置平衡，则拉力F将变小，这是因为，当拉力由倾斜变成垂直时，阻力、阻力臂不变，拉力F力臂变大，相应的力会变小，这样才能继续平衡。 题型三、杠杆的应用 1．（2025·杨浦·三模）如图所示的简单机械在使用时，可以省距离的是（　　） A．钓鱼竿 B．切纸刀 C．核桃夹 D．钢丝钳 【答案】A 【详解】A．钓鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离，故A符合题意； BCD．切纸刀、核桃夹、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，省力但费距离，故BCD不符合题意。 故选A。 2．（2025·闵行·二模）图示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A． 滑轮 B．核桃夹 C．钢丝钳 D．镊子 【答案】D 【详解】A．如图A所示，国旗顶端是定滑轮，定滑轮是等臂杠杆，故A不符合题意； B．如图B所示，核桃夹的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．如图C所示，钢丝钳的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意； D．如图D所示，镊子的动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 3．小鹏想帮助爸爸修剪家里的盆景，需要用到园林修剪时专用的树枝剪，如图所示，请提出如何最省力的使用建议（    ） A．树枝靠近支点，手握在远离支点的手柄一端 B．树枝远离支点，手握在远离支点的手柄一端 C．树枝靠近支点，手握在靠近支点的手柄一端 D．树枝远离支点，手握在靠近支点的手柄一端 【答案】A 【详解】根据杠杆的平衡条件知，要使杠杆更省力，应该让剪刀的动力臂比阻力臂更大些；所以让树枝靠近支点，减小阻力臂；手握在远离支点的手柄一端，增大动力臂，这样会更省力些。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 4.（2025·静安·二模）如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的A点挂一重为60N的物体甲，在B端施加一个力F1，已知OA、OB的长度分别为0.1m、0.3m。为使杠杆水平平衡，作用在B端的力F1的最小值 N，方向为 ，此时该杠杆属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 【答案】 20 竖直向上 省力 【详解】O为支点，F1为动力，物体的重力为阻力，OA为阻力臂，当阻力和阻力臂一定，动力臂越长，动力越小，因而当F1竖直向上时，动力臂最长为OB，动力最小，此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；根据杠杆的平衡条件F1×OB=G×OA 代入数据有F1×0.3m=60N×0.lm 解得F1=20N。 5．（23-24八年级下·浦东新区·期中）如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，A端挂重为G的物体，图中能使杠杆在水平位置平衡的拉力有 ，其中最小拉力是 ，且该拉力 大于G（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。 【答案】 F1、F2、F3 F1 一定 【详解】[1]由杠杆平衡条件知道，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力；由图可知支点到F1作用线的距离为三格的长度；支点到F2作用线的距离小于三格的长；支点到F3作用线的距离为二格的长度；作用在杠杆上的F4和阻力作用效果一样（都会使杠杆逆时针转动），因此无法使杠杆平衡，所以能使杠杆在水平位置平衡的拉力有F1、F2、F3。 [2]由杠杆平衡条件知道，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小、越省力。由图知道，支点到F1作用线的距离为三格的长度；支点到F2作用线的距离小于三格的长；支点到F3作用线的距离为二格的长度；作用在杠杆上的F4和阻力作用效果一样（都会使杠杆逆时针转动），因此无法使杠杆平衡，所以，最小拉力是F1。 [3] 由于动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件知道，拉力一定大于物体的重力。 6．（24-25八年级下·黄浦·期末）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。 （1）如图（a）所示，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小黄应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移；在杠杆两侧挂上钩码，通过调节 ， 使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出 。 （2）桔棒是我国古代的取水工具，如图（b），在井边竖一根树杈，架上 一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图（c）。 若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左” 或“右”）移动杠杆的支点。 【答案】(1)平衡，右，钩码位置，力臂；(2) ，增大，左 【详解】（1）物体静止时处于平衡状态，因为杠杆静止，所以杠杆处于平衡状态。 由图（a）知，杠杆右端翘起，说明左端重，应向右移动螺母。 在杠杆两端挂上钩码，调整钩码的位置，使杠杆重新再水平位置平衡，此时钩码到支点的距离即为对应的力臂，这样做是为了方便直接在杠杆上读出力臂。 （2）水桶盛满水后，阻力与阻力臂的乘积变大，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以增大石块的质量。 水桶盛满水后，阻力变大，可以减小阻力臂，增大动力臂，应向左移动杠杆的支点，从而减小人向上提水的拉力。 类型四、定滑轮与动滑轮 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．F1和F2是一对平衡力 D．F2和G是一对平衡力 【答案】A 【详解】AB．为定滑轮相当于一个等臂杠杆，力臂均为轮的半径，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，则 故A 正确，B错误； CD．二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，F1和F2、F2和G均不满足“方向相反、作用在同一条直线上”这一条件，所以都不是一对平衡力，故C、D错误。 故选A。 2．（23-24八年级下·徐汇·阶段练习）如图所示是滑轮的两种使用方法，以下说法中正确的是（　　） A．甲是动滑轮，使用时不能省力 B．乙是动滑轮，使用时可以省力 C．甲是定滑轮，使用时可以省力 D．乙是定滑轮，使用时不能省力 【答案】D 【详解】AC．由图可知，甲是动滑轮，能省力，但不能改变力的方向，故AC错误； BD．由图可知，乙是定滑轮，改变力的方向，但不能省力，故B错误，D正确； 故选D。 3．如图，物体A重20牛顿，滑轮重2牛顿，物体B重12牛顿，则弹簧测力计的读数和A对地的压力为（ ） A．12牛顿，20牛顿 B．26牛顿，8牛顿 C．24牛顿，20牛顿 D．24牛顿，8牛顿 【答案】B 【分析】物体A受到向上的拉力等于物体B的重力，A对地面的压力等于重力减去拉力；弹簧测力计的示数等于下面2倍物体B的重力加上动滑轮的重力． 【详解】如图的滑轮，绳子对物体A、B的拉力相等，所以物体A受到向上的拉力F=GB=12N； 处于静止状态，对地面的压力为；F压=GA-F=20N-12N=8N； 弹簧测力计的示数等于两侧绳子拉力之和，再加上滑轮的重，所以： F′=2F+G轮=2×12N+2N=26N． 故选B． 4．如图所示，分别用力F1、F2匀速提升相同质量的物体。其中可以看作等臂杠杆的是图 中的滑轮（选填“甲”或“乙”），使用该滑轮的好处是可以 ； 图中滑轮的支点在滑轮轴的位置（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；若不计滑轮重及摩擦，拉力F1的大小为20N，则F2大小的大小为 N。 【答案】 甲 改变力的方向 甲 10 【详解】甲图中滑轮在力的作用下围绕固定点O点转动，是定滑轮，它的好处是可以改变力的方向，其中动力是F1，阻力是物体M受到的重力GM，对应的动力臂和阻力臂是该滑轮的半径，则阻力臂和动力臂相等，故可以看做为等臂杠杆，支点在滑轮的轴O点位置；乙图在力的作用下围绕O点转动，支点在O点，不在该滑轮轴的位置。 不计滑轮重及摩擦，甲图中有 乙图中动滑轮可以省力，则有 5．（23-24八年级下·奉贤·期中）如图所示，物体A的质量为2千克，在力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2米/秒，弹簧测力计的示数为5牛，则拉力F为 牛，A受到的摩擦力为 牛，拉力的功率是 瓦（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）。 【答案】 5 10 20 【详解】[1]由图可知，该滑轮为动滑轮，则拉力的大小 [2]不计滑轮的重力及滑轮的摩擦，因物体A受到两股绳子向左的拉力和向右的摩擦力而做匀速直线运动，所以，物体A受到的摩擦力 [3]物体A的速度为2m/s，则绳端移动的速度 故拉力的功率 6. （2024·金山·二模）如图1所示，用力F匀速提起重为20牛的物体，不计滑轮的重力和摩擦，力F的大小为 牛，物体的动能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；甲、乙两辆车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的图像如图2所示，当两车相距150米时，两车运动 秒。 【答案】 10 不变 30 【详解】[1]不计滑轮的重力和摩擦，使用动滑轮可以省一半的力，所以力F的大小为 [2]物体匀速上升，质量不变，动能不变。 [3]由图可知，甲、乙的速度分别为 设当两车相距150米时，运动时间为t，则 代入数据可得10m/s×t-5m/s×t=150m，解得：t=30s。 7．定滑轮可以看成是变形的杠杆，在如图所示滑轮上画出它所对应的杠杆示意图，并标出支点O，画出动力F1和阻力F2的力臂。 【答案】见右图。 【详解】定滑轮的支点在其转轴上，过支点分别向动力F1作用线和阻力F2作用线画垂线段，即为动力F1和阻力F2的力臂，如图。 8. 某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 （1）比较（a）、（b）两图可知： ；、 （2）比较（b）、（c）、（d）三图可知： 【答案】 使用动滑轮提升重物时，可以省一半的力，但不能改变用力方向 使用动滑轮匀速提升相同重物时，拉力方向与竖直方向的夹角越大，拉力越大 【详解】（1）分析比较图（a）、（b）可知：物体和动滑轮的总重为2.2N，使用动滑轮时，拉力为1.1N，可见使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但不能改变用力方向。 （2）分析比较图（b）、（c）、（d）可知：使用动滑轮匀速提起相同钩码，可以省力，但拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大。 9. （24-25八年级下·金山·阶段练习）某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按如图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小记录在表一、二中。 表一：G滑=2牛 实验序号 G物（牛） F（牛） 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 4 6 4.0 5 8 5.0 表二：G滑=4牛 实验序号 G物（牛） F（牛） 6 2 3.0 7 4 4.0 8 6 5.0 9 8 6.0 10 10 7.0 (1)分析比较表一或表二中F与G物的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：使用同一动滑轮匀速提起物体， 。 (2)分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，所用竖直向上拉力F越大。 (3)分析比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为F= ，由此可判断：按如图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 。 (4)该小组同学做多次实验的目的是_____________。（选填“A”或“B”） A．取平均值，减小误差。 B．从实验数据中得到普遍规律。 【答案】(1) G物越大，F越大；(2)2和6、3和7、4和8、5和9；(3) G物＞G滑；(4)B 【详解】（1）分析表一或表二中数知，动滑轮的重力相同，被提升的物重不同，且G物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F与G物的数据及相关条件，当G滑相同时，G物越大，F越大，可得出的初步结论是：使用同一动滑轮匀速提起物体，G物越大，F越大。 （2）由表中实验2和6、3和7、4和8、5和9数据，被提升的物重相同，动滑轮重力不同，且G滑越大，F越大；故分析比较实验2和6、3和7、4和8、5和9序号等相关条件及相关数据，可得出初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，G物相同，G滑越大，F越大。 （3）由表一数据有第1次实验 第2次实验 第5次实验 由表二数据有第5实验 第6实验 第10次实验 故得出F与G滑、G物的关系为 根据表一、二中前三列的数据可知，当G物等于G滑时，F=G物，当G物＞G滑时，F＜G物；即按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若有省力，需满足的条件是G物＞G滑。 （4）实验分为探究性实验和测量型实验，测量型实验的目的是取平均值减小误差，而此实验是探究性实验，多次测量的目的是寻找普遍规律，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 题型五、功 1．（24-25八年级下·金山·阶段练习）在如图所示的几个情形中的力没有做功的是（   ） A．用滑轮提升货物 B．拉着小车水平运动 C．小孩从滑梯上滑下来 D．用力搬石头石块没动 【答案】D 【详解】A．用滑轮提升货物，将货物从地面拉到高处，人给货物一个向上的拉力，货物在拉力的方向上通过了距离，所以力对物体做功，故A不符合题意； B．小车在拉力作用下运动起来，对小车有力的作用，小车在拉力作用下移动了距离，拉力对小车做功，故B不符合题意； C．小孩从滑梯上滑下来，有力的作用，在力的方向上移动了距离，则力有做功，故C不符合题意； D．人用力搬石头但没有搬动，有力作用在石头上，但没有在力的方向上通过距离，所以力对物体不做功，故D符合题意。 故选D。 2．（21-22八年级下·青浦·期中）某同学手持一只鸡蛋从一楼走到二楼，此过程中该同学对鸡蛋所做功的大小最接近的是（　　） A．0.15焦 B．1.5焦 C．15焦 D．150焦 【答案】B 【详解】一只鸡蛋大约50g，则其重力大小为 一楼走到二楼，克服鸡蛋的重力做功为 故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 3．（22-23八年级下·嘉定·期末）如图所示是小明同学扔实心球的情景（包含四个过程），其中手对实心球做功的是（　　） A．①③ B．②④ C．①②④ D．①③④ 【答案】A 【详解】某力对物体做功的前提是有力的作用，且在力的方向移动了一段距离，图①和③中，人对球有力的作用且在力的方向移动了一段距离，所以①和③中手对实心球做功。②中有力的作用但是没有移动距离，④中球和人不再接触，所以没有力的作用。故选A。 4. （24-25八年级下·金山·阶段练习）如图所示，用大小为10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，则木块受到的摩擦力是 N，若木块沿水平方向移动0.5m，则拉力做功 J，重力做功 J。 【答案】 10 5 0 【详解】[1]木块匀速直线运动，木块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，摩擦力f=F=10N [2]拉力做功W=Fs=10N×0.5m=5J [3]木块在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0。 5. （23-24八年级下·徐汇·阶段练习）如图所示，小明同学在做俯卧撑，他的体重为500N，A点为重心。当他缓慢撑起身体时，地面对双手的作用力为 N，小明肩膀向上移动的距离为0.5m，则地面对小明的支持力做的功为 J。 【答案】 300 150 【详解】[1]如图，可以把脚尖作为支点，地面对双手的作用力为动力，人的重力为阻力，则动力臂 L1=0.9m+0.6m=1.5m 阻力臂L2=0.9m，根据杠杆平衡条件可得：FL1=GL2，代入数据有 F×1.5m=500N×0.9m 解得：F=300N。 [2]地面对小明做功W=Fs=300N×0.5m=150J 6. 为了研究拉力做功的多少与哪些因素有关，某同学把不同质量的物体匀速提升到不同的高度，记录的实验数据如下表所示，已知表一所示实验拉力做功最多，表二其次，表三所示实验拉力做功最少。每一表格所示实验拉力做功多少相同。 表一 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 1 50 0.8 2 80 0.5 3 200 0.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表二 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 4 50 0.4 5 80 0.25 6 100 0.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表三 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 7 20 0.5 8 40 0.25 9 100 0.1 （1）分析比较实验序号 ，可以得出的初步结论是：在拉力相同的情况下，拉力方向上通过的距离越多，拉力做的功越多； （2）分析比较实验序号2与7（或3与6或5与8），可以得出的初步结论是： ； （3）请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论： （a）分析表一、表二或表三中的数据可得 ； （b）分析表一、表二和表三中的数据可得 。 【答案】 1与4 当拉力方向上通过的距离相等时，拉力越大，拉力做功越多 当拉力与拉力方向上通过的距离的乘积相等时，拉力做功相同 当拉力与拉力方向上通过的距离的乘积越大时，拉力做功越多 【详解】（1）要得出“在拉力相同的情况下，拉力方向上通过的距离越多，拉力做的功越多”的结论，就要让拉力相同，距离不同，比较做功的多少，故1与4或2与5或6与9符合题意。 （2）比较实验序号2与7（或3与6或5与8），发现提升的高度相同，拉力不同，拉力大的做功多，故可得出，当拉力方向上通过的距离相等时，拉力越大，拉力做功越多。 （3）分析表一、表二或表三中的数据可知，拉力不同，提升高度也不同，但是乘积相同，做功也相同，故可得出，当拉力与拉力方向上通过的距离的乘积相等时，拉力做功相同；表一所示实验拉力做功最多，表二其次，表三所示实验拉力做功最少，故又可得出，当拉力与拉力方向上通过的距离的乘积越大时，拉力做功越多。 7．如图所示，是某举重运动员在1分钟内做了两次由支撑到起立将杠铃缓慢举起。此过程中拍摄的两张照片，由照片和表格中所提供的信息，求： （1）杠铃的重力； （2）运动员由支撑到起立过程中对杠铃所做的功。 【答案】（1）980N；（2）784J 【详解】（1）由题意及G=mg可得，杠铃的重力为 （2）由题意及W=Fs可得，运动员由支撑到起立过程中对杠铃所做的功为 题型六、功率 1．一人从底楼奔上四楼，共用8秒的时间，该人上楼时克服重力做功的平均功率最接近于（　　） A．10瓦 B．50瓦 C．100瓦 D．500瓦 【答案】D 【详解】人体重力约为500N，从底楼到四楼上升的高度约为h=8m，则克服重力做功的平均功率约为 故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 2．甲、乙两台抽水机的功率分别为500W和800W，当它们都正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．甲抽水机做功比较少 B．乙抽水机做功时间短 C．甲抽水机做功比较快 D．乙抽水机做功比较快 【答案】D 【详解】AB．由W=Pt可知，不知道做功时间，无法比较功的大小，故AB错误； CD．甲抽水机的功率为500W，乙抽水机的功率为800W，甲的功率小于乙的功率，说明甲做功比乙慢，故C错误，D正确。故选D。 3．下列关于功率的说法中，正确的是（    ） A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功时间越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，功率越大 【答案】C 【详解】A．由P=W/t可知，物体做功越多，时间未知，功率不一定越大，故A错误； B．由P=W/t可知，物体做功时间越短，做功多少未知，功率不一定越大，故B错误； C．功率表示做功的快慢，物体做功越快，功率越大，故C正确； D．由P=W/t可知，物体做功时间越长，做功多少未知，功率不一定越大，故D错误。 故选C。 4. （23-24八年级下·嘉定·期末）将一物体挂在弹簧测力计下，两次以不同的速度拉着其沿竖直向上的方向运动了相同的距离，图是它两次运动的s-t图像。若第一次、第二次拉力所做的功分别为 W₁、W₂，功率分别为P₁、P₂，则下列判断正确的是（　　） A．W₁＜W₂ B．W₁＞W₂ C．P₁＜P₂ D．P₁＞P₂ 【答案】D 【详解】AB．物体两次运动的s-t图像都为过原点的直线，说明同一物体两次都做匀速直线运动，由二力平衡条件可知，拉力大小都等于重力，上升的高度相同，根据可知做功相同，即W₁=W₂，故AB错误； CD．由图知，相同时间内第一次通过的距离大，根据v=s/t知，第一次的速度较大，根据可知P₁＞P₂，故C错误，D正确。 故选D。 5．物体自由下落过程中，运动的速度会越来越大。如图所示，某物体由A点自由下落，经过B、C两点，若AB=BC，AB段、BC段重力做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，则（　　） A．W1=W2 P1=P2 B．W1=W2 P1<P2 C．W1>W2 P1>P2 D．W1<W2 P1=P2 【答案】B 【详解】因为AB=BC，根据W=Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1=W2；由于小球在自由下落时做加速运动，由t=s/v可知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P=W/t可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1<P2。故选B。 6．（24-25八年级下·上海·期末）登楼是一项锻炼的好方法，自1996年以来，每年元旦在上海东方明珠都要举办元旦登楼活动。其终点设在位于259米高的观光层，小红从底层起点出发到达终点，花费时间为20分钟。 （1）为了求小红登高的功率，写出还需要测量的物理量。 （2）问题（1）中的物理量用X表示，登楼的高度用h表示，时间用t表示，求小红整个登楼过程中的功率P。（用字母表示结果，不要计算具体数据） 【答案】(1)小红的质量；(2) 【详解】（1）根据功率公式P=W/t，需要测量克服重力做功，即W=Gh=mgh 已知登楼高度h=259m和时间t=20min，但题目未提供小红的质量m，因此需补充测量小红的质量。 （2）设问题（1）中的物理量为质量X，则功W=Xgh，功率表达式为 7．（24-25八年级下·宝山·期末）“精准吊装”测试是机器人性能考核的一个环节。测试机器人需将长短不一的长方体（横截面为正方形）木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放在水平试验平台上，如图所示。已知木块横截面的边长均为l=0.2m，密度均为ρ=0.5×103kg/m3，长度分别为1m、2m、3m、4m……。（g取10N/kg）求： （1）第一块木块叠放好后，木块对水平试验平台的压强p。 （2）若该平台能够承受的最大压强，则平台上最多能叠放几块木块? （3）表5为“精准吊装”测试考核要求。某款机器人顺利完成“任务②叠放第二块木块”测试任务，则此机器人的机械功率至少为多少瓦? 表5 任务 任务内容 完成时间（不超过） ① 叠放第一块木块 5秒 ② 叠放第二块木块 10秒 ③ 叠放第三块木块 20秒 ④ 叠放第四块木块 35秒 ⑤ …… …… 【答案】(1)1000Pa；(2)5块；(3)8W 【详解】（1）第一块木块的体积 第一块木块的质量 第一块木块的受到的重力 第一块木块对水平实验台的压力 第一块木块与水平实验台的接触面积S1=1m×0.2m=0.2m2 第一块木块对水平实验台的压强 （2）同上述求解第一块木块受到的重力的方法可知，第二、三、四、五块木块受到的重力分别为、、、 平台上最多能承受的压力 平台上放置的五块木块的总重力 故平台上最多能放5块木块。 （3）叠放第二块木块时机器人做的功 此过程需要的时间，故此机器人的机械功率至少为 8. （2025·嘉定·二模）智能机器人正改变着我们的生活。某机器人沿竖直方向匀速抬起重为100牛的箱子，2秒内抬高了1米。求：此过程中机器人对箱子做的功和功率。 【答案】100J，50W 【详解】因为箱子竖直向上做匀速直线运动，，此过程中机器人对箱子做的功， 此过程中机器人对箱子做的功的 功率 9. （2025·青浦·二模）小车在100N的水平拉力作用下沿拉力方向做直线运动，其s-t图像如图所示。求 （1）小车运动的速度v； （2）5s拉力所做的功W及功率P。 【答案】(1)2m/s；(2)1000J；200W 【详解】（1）由图像可知，物体的速度为 （2）5s物体运动的距离为 5s拉力所做的功 功率为 10. 某同学研究物体做功的快慢与哪些因素有关，他选用三台电动机匀速提升重物，发现电动机甲做功最快，乙其次，丙最慢，分别将每次吊运重物的牵引力和速度记录在三个表格中。 表一  甲                                   表二  乙                       表三  丙 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 1 2 4 4 2 3 7 2 2 2 4 2 5 4 1.5 8 4 1 3 8 1 6 8 0.75 9 8 0.5 ①分析比较实验序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是 ； ②分析比较实验序号 的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当速度相同时，牵引力越大，物体做功越快； ③进一步分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论： （a）分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出： ； （b）分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出： 。 【答案】 牵引力相同时，吊车速度越大，吊车做功越快 2、7或3、8 当牵引力和速度的乘积相同时，做功快慢相同 当牵引力和速度的乘积越大时，做功越快 【详解】①已知电动机甲做功最快，乙其次，丙最慢，比较1与4与7或2与5与8或3与6的数据，结合速度大小可知：牵引力相同时，吊车做功越慢的原因是吊车速度变小了，所以可得结论是：牵引力相同时，吊车速度越大，吊车做功越快。 ②实验序号2、7或3、8中速度相同，而牵引力不同，结合已知条件，故分析比较实验序号2、7或3、8中的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当速度相同时，牵引力越大，物体做功越快。 ③分析表一、表二或表三中的数据可知，在牵引力和吊车速度都不一样的情况下，做功的快慢是一样的，求出牵引力和速度的乘积可以发现，乘积是相同的，由此得出：当牵引力和速度的乘积相同时，做功快慢相同。 综合分析表一、表二和表三，可以发现表二、表三中牵引力和速度的乘积是不同的，而做功的快慢也是不同的（电动机甲做功最快，乙其次，丙最慢），由此得出：当牵引力和速度的乘积越大时，做功越快。 题型七、动能 1．下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【答案】D 【详解】A．一个物体没有做功，可能具有能量，例如：静止在高处的苹果具有重力势能，故A错误；   B．物体能够做功，表示这个物体具有能量，能够做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是动能越大，也有可能是重力势能，或其他形式的能，故B错误；   C．一个物体具有能量，说明它具有做功本领，但物体不一定做功，故C错误；   D．一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能，故D正确。   故选D。 2．（2023·静安·二模）今年6月，上海和苏州的轨道交通即将互通。在地铁列车减速驶入车站过程中（　　） A．列车的惯性一定减小 B．列车的动能一定减小 C．列车的惯性可能增大 D．列车的动能可能增大 【答案】B 【详解】AC．惯性的唯一衡量标准是质量，地铁列车减速驶入车站过程中质量不变，则惯性不变，故AC错误； BD．动能大小的影响因素是质量和速度。在地铁列车减速驶入车站过程中，质量不变，速度减小，则动能减小。故B正确，D错误。 故选B。 3．质量相同的甲、乙两小车同时同地做匀速直线运动，它们运动的s-t图像如图所示。由图像可知，甲小车（ ） A．具有的惯性大 B．所受的合力大 C．具有的动能大 D．具有的势能大 【答案】C 【详解】质量相同的甲、乙两小车同时同地做匀速直线运动，惯性一样，所受合力为0.它们运动的s-t图像如图所示．由图像可知，甲的速度大于乙的速度，所以甲车的动能大． 4．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的 能。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中，清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将 （选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。 【答案】 动 变大 【详解】开车上坡，车的质量不变，如果提高车速，则车的动能会增大。 因清洁车沿街道匀速行驶，车的速度不变，在清扫垃圾过程中，车的质量增加，所以车的动能将变大。 5．（2023·金山·二模）小明在央视科技频道看到：如图，柔软的水经过多级增压后喷射出来的水流竟然能切割各种材料，甚至是金刚石、不锈钢等坚硬的材料，觉得不可思议。为了进一步了解，小明查阅资料后得知： （a）超高压水切割又称“水刀”，其应用的原理是基于高速水流具有极大的切割能量； （b）切割能量越大，对切割面产生的压强越大，切割能力越强； （c）在水中加砂使之成为加砂“水刀”（ρ砂>ρ水），其具有更大的切割能量，可以切割硬度更大的材料。下表是某高压水切割机的部分技术参数：    压强 (Pa) 喷嘴横截面积 (㎡) 排量 (L/min) 3×108 5×10-8 2.7 （1）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力为 牛； （2）高速水流能切割坚硬材料的物体，是因为高速水流具有很大的 ；（选填“动能”或“重力势能”） （3）结合所学的知识及上述信息，从能量角度解释“加砂水刀可以切割硬度更大的材料”的原因是： 。 【答案】 15 动能 加砂水刀具有更大的动能 【详解】（1）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力F =pS=3×108×5×10-8=15N （2）由于高速水流速度很大，因此排量一定的情况下，水刀具有的动能很大。 （3）由于加砂水的密度大于水的密度，同体积的加砂水的质量更大，则同体积的加砂水刀的动能大于不加砂水刀，因此可以切割硬度更大的材料。 6．（23-24八年级下·浦东新区·期中）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）。 （1）图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与 无关； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。 【答案】(1)质量；(2)甲、乙，小球下滑高度，同一位置；(3)小于，在物体质量一定时，速度越大，动能越大 【详解】（1）甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 （2）要探究动能大小与物体质量的关系应该控制小球下滑高度相同，改变小球的质量，所以应选用甲、乙两图。 实验中应保证小球下滑高度相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是：让小球从斜面的同一位置静止释放。 （3）乙、丙两图，小球的质量相同，θ1＜θ2，所以丙图小球的速度更大；图丙中木块C滑行得更远些，说明在物体质量一定时，速度越大，动能越大 题型八、势能 1．下列选项中，物体具有弹性势能的是（　　） A．被跳水运动员压弯的跳板 B．矗立在高山上的巨石 C．水平地面上行驶的汽车 D．空中上升的篮球 【答案】A 【详解】A．被跳水运动员压弯的跳板由于发生弹性形变具有弹性势能，故A符合题意； B．矗立在高山上的巨石具有重力势能，故B不符合题意； C．水平地面上行驶的汽车由于运动具有动能，故C不符合题意； D．空中上升的篮球具有动能和重力势能，故D不符合题意。 故选A。 2. 如图，无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药。此过程无人机的（　　） A．动能不变、重力势能不变 B．动能不变、重力势能减小 C．动能减小、重力势能减小 D．动能减小、重力势能不变 【答案】C 【详解】动能和质量以及速度有关，在速度一定时，质量越小动能越小，重力势能和质量以及高度有关，在高度一定时，质量越小，重力势能越小，无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药时，质量减小，速度不变，高度不变，所以动能减小，重力势能也减小。故选C。 3. 如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（　　） A．在A点时大 B．在B点时大 C．在两点时一样大 D．条件不足，无法判定 【答案】B 【详解】由题图可看出，A点所在的海拔为995m，B点所在的海拔为1040m，而对同一个物体，它的位置越高，重力势能越大，故物体在B点时重力势能大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4. 唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的 ，后一句表明长江水具有丰富的 。（均选填“动能”或“势能”） 【答案】 势能 动能 【详解】“黄河远上白云间”表明黄河之水高高在上，具有一定的高度，从而表明黄河水蕴藏着大量的重力势能。“不尽长江滚滚来”说明长江之水在快速流动，具有较大的速度，从而表明长江水具有丰富的动能。 5. （22-23八年级下·松江·期中）如图所示，在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红把小桌放在透明的沙箱中，让同一重物从不同高度落下，打击小桌。 （1）实验中，通过 反映物体重力势能的大小； （2）分析图中信息及相关条件，可归纳得出的结论是： ； （3）小红想要探究重力势能与质量的关系，她应该保持 相同，改变 。 【答案】 小桌陷入沙子中的深度 当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大 高度 物体的质量 【详解】（1）实验中用到了转换法，把无法测量的物体重力势能的大小转换为可以测量的小桌陷入沙子中的深度。 （2）由图可知，同一重物从不同高度落下，重物的质量相同，释放的高度越高，桌腿进入沙子越深，说明它的重力势能较大，故得出的结论是：当物体质量一定时，高度越高，重力势能越大。 （3）重力势能与两个因素有关，一是物体质量，二是物体被举高度，小红想要探究重力势能与质量的关系，根据控制变量法，她应该保持高度相同，改变物体的质量。 6. 小李同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 序号 橡皮条宽 （厘米） 橡皮条长 （厘米） 弹射的水平距离（米） 1 0.50 20.00 10.10 2 0.50 30.00 8.20 3 1.00 20.00 14.00 （1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较实验序号1和2是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的 的关系； （3）比较实验序号1和3可知： ； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．宽而短         B．宽而长          C． 窄而短 D．窄而长 【答案】 弹射的水平距离 长度 见解析 A 【详解】（1）探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”实验中，需要探究橡皮条宽和长对势能的影响，根据转换法的思想，比较弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小。 （2）比较实验序号1和2，橡皮条厚度相同、橡皮条宽相同，长度不同，所以是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度的关系。 （3）比较实验序号1和3可知：用同种材料同厚度和长度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，宽度越大，橡皮条的弹性势能越大。 （4）比较实验序号1和2和3可知：用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是宽而短。 故选A。 题型九、动能与势能的互相转化 1．（23-24八年级下·奉贤·期末）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，成功升空并进入地月转移轨道，开启全球首次月球背面采样任务。如图所示是嫦娥六号在随火箭加速上升的情景，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号的重力势能变大，动能变大 B．嫦娥六号的重力势能变小，动能变大 C．嫦娥六号的动能转化为重力势能 D．嫦娥六号的重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】嫦娥六号在随火箭加速上升时，它的质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，它的动能和重力势能之间没有发生相互转化，故A正确，BCD错误。故选A。 2. 中法建交60周年之际，2024年6月22日15时0分，长征二号丙运载火箭在西昌卫 星发射中心点火起飞，将中法天文卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 关于火箭刚起飞时加速上升阶段说法正确的是（　　） A．卫星克服重力做的功越来越多 B．卫星重力势能增加，动能减少 C．卫星受平衡力作用 D．若外力全部消失，卫星将会保持静止 【答案】A 【详解】A．火箭刚起飞时加速上升阶段，卫星的高度增加，克服重力做功越来越多，故A正确； B．火箭刚起飞时加速上升阶段，卫星的高度增加，质量不变，重力势能增加，速度增大，动能增大，故B错误； C．卫星的速度变化，卫星处于非平衡态，受非平衡力，故C错误； D．若外力全部消失，运动的卫星将保持原来的运动状态，做匀速直线运动。故D错误。 故选A。 3. 如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的 能转化为小球的 能，继而再转化为 能。 【答案】 弹性势 动 重力势 【详解】如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的弹性形变变小，弹簧的弹性势能转化为小球的动能； 小球弹起过程中，动能减小，重力势能增大，因此小球的动能继而转化为小球的重力势能． 4. 如图所示，摆球由C点静止释放，经过最低点O到达B点，C、B两点等高（不计阻力），则由C点到B点，摆球的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）； 点摆球的动能最大，当中的能量转化是 。 【答案】 不变 O 动能和重力势能可以相互转化 【详解】[1]摆球由C点静止释放，经过最低点O到达B点，C、B两点等高，不计阻力，说明摆球在运动过程中没有能量损失，摆球在摆动过程中机械能守恒，所以由C点到B点，摆球的机械能不变。 [2]摆球从C点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能，O点处于最低点，重力势能最小，所以动能最大。 [3]由O点到B点的过程中，摆球的质量不变，高度增大，重力势能逐渐增大，速度减小，动能逐渐减小，因此摆球的动能转化为重力势能。说明整个过程中能量转化是：动能和重力势能可以相互转化。 5. （24-25八年级下·上海宝山·期末）如图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。如图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车在 点动能最大，B点重力势能的大小 C点重力势能的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”），D点重力势能的大小 E点动能的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）。在这个过程中，过山车的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。 【答案】 C 大于 小于 减小 【详解】由图甲可知，C点在地面上，由图乙可知，过山车的动能在C点最大，在B点的动能最小，B点的重力势能最大，C点的重力势能为零，B点重力势能大于C点重力势能，D点重力势能小于E点动能。 由于机械能等于动能和势能的总和，由图乙可知，从B到C点、再到D点、最后到达E点的过程中，重力势能与动能之和越来越小，所以在这个过程中，过山车的机械能减小。 6．（2024·上海·二模）如图（a）所示为某座山峰的立体图，其中的环状线为海拔高度相等的相邻各点所连成的闭合曲线，我们称之为“等高线”。将等高线投影到平面图上如图（b）所示，其中射线与等高线垂直。 （1）若山坡表面光滑，则静止的物体沿 方向运动时，动能会增大； （2）若将同一物体在山峰上重力势能相等的相邻各点连成闭合曲线构成“等势线”，则“等势线”可以看作图（b）中的 （选填“等高线”或“射线”）。理由是： ；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明： 【答案】(1)射线；(2) 等高线，见解析，见解析 【详解】（1）环状线上各点海拔高度相等，射线与等高线垂直，所以若山坡表面光滑，则静止的物体沿射线方向运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能会增大。 （2）重力势能大小与质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；所以，同一物体在山峰上重力势能相等时，则高度相等，故“等势线”可以看作图（b）中的等高线。 赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，浆给水一个向后的力，同时水给浆一个向前的力，船就能前进，说明力的作用是相互的。 7．（23-24八年级下·杨浦·期末）为了研究“动能与重力势能的转化”，小明将一个小球从高空静止释放。用频闪照相记录了小球刚开始下落一段时间、落地前一段时间的运动过程， 分别如图（a）（b）所示。 （1）小明观察图（a）现象后，推断“小球从高空下落时，其重力势能会转化为动能”。请分析图（a）现象，小明判断依据是 ； （2）小明阅读课本后，得知：重力势能转化为动能的过程，常常是通过重力做功来实现的。他认为：“小球下落过程中，其动能改变的量等于其重力做的功”。请根据实验现象，判断小明的观点是否合理，并写出简要分析∶ 。 【答案】 见解析 不合理，理由见解析 【详解】（1）由（a）图可知，小球从高空下落时，所处高度减小，重力势能减小；小球相同时间内，运动距离增大，运动越来越快，即速度增大，动能增大。因此小明判断小球的重力势能转化为动能。 （2）不合理。由（b）图可知，小球在相同时间内运动距离相同，小球运动速度不变，同一小球的动能不变，即小球动能改变的量为零；而小球仍在下落，重力做功大于零。因此动能改变的量不一定等于重力做功。 题型十、机械效率 1．用滑轮组提高重物，下述几种方法中能够提高机械效率的是（　　） A．改变绳子的缠绕方法 B．增加重物提升高度 C．增加动滑轮质量 D．增加重物质量 【答案】D 【详解】A．改变绳子的缠绕方法，对重物被拉升没有影响，即对有用功没影响；对动滑轮的拉升、动滑轮转动时的摩擦也没有影响，即不影响额外功。所以改变绕绳方式不影响机械效率。A不符题意； B．增加重物提升高度的时候，绳端被拉升的距离也变长了，根据 可知，机械效率并不受影响。故B不符合题意； C．增加动滑轮质量，对有用功没影响，额外功增加了，所以机械效率降低了，故C不符合题意； D．增加重物的质量，即增加了重物的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了。故D符合题意。 故选D。 2. 如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，已知在匀速起吊6000N的物体时，滑轮组的机械效率是80%，使物体上升5m，所做的有用功是______J，总功是______J，绳端的拉力F是______N。 【答案】 2500 【详解】[1]由题意知，将物体提升5m的高度，该过程拉力做的有用功为 [2]由可得，拉力做的总功为 [3]由图知，动滑轮承载绳子的股数为 n=3拉力端移动距离为 s=nh=3×5m=15m由W=Fs可得，拉力大小为 3. 救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，拉力F做的功为 ；整个装置的机械效率为 。    【答案】 2×104 2.5×104J 80% 【详解】小车质量m＝1t＝1000kg 其重力G＝mg＝1000kg×10N/kg＝1×104N 钢绳做的有用功W有用＝Gh＝1×104N×2m＝2×104J 不计车长，拉力端移动距离s＝2L＝2×5m＝10m 拉力做的总功W总＝Fs＝2.5×103N×10m＝2.5×104J 整个装置的机械效率 4. 如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以 ；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知 的机械效率较高。 【答案】 改变力的方向，但不能省力 甲 【详解】[1]从甲图中可以看出，三次拉力的方向都不相同，在实验过程中不断改变拉力的方向，观察测力计的示数都为1N，等于物重，故可得出结论：定滑轮可以改变力的方向，但不能省力。 [2]由甲图中数据可知，定滑轮的机械效率为 由乙图中数据可知，动滑轮的机械效率为 可知η定>η动，即甲的机械效率高。 5. 学完杠杆和滑轮两类简单机械后，针对杨浦大桥和卢浦大桥的引桥都比较长，小李同学提出使用长坡道有什么好处?为此，他用弹簧测力计、长木板、物块、小车、刻度尺等器材，进行实验探究，步骤如下: （1）如图 (a) 所示，用测力计测取小车所受重力G为8牛; （2）将长木板和物块组成一个斜面(代表坡道)，如图 (b)所示，并用刻度尺测取斜面长度L和斜面高度H； （3）用弹簧测力计拉着小车沿长木板匀速向上运动，记下测力计的示数F； （4）改变物块的水平位置(即改变斜面的长度L)，重复步骤(2)和(3)的操作，并将测得数据全部记录在表中。 实验序号 斜面高度H(厘米) 斜面长度L(厘米) 拉力F(牛) 1 30 50 4.9 2 30 80 3.2 3 30 100 2.7 ①将表中每一次测得拉力F与小车的重力G进行大小比较发现：用平行于斜面的拉力匀速拖动小车时，拉力F 小车的重力G (选填“大于”、“等于”或“小于”)，由此得出结论：使用斜面可以 。 ②分析比较表中实验序号1、2和3中的实验数据，可得出的初步结论是：对于同一个斜面，当斜面高度相同时， 。 【答案】 小于 省力 斜面越长，拉力越小． 【详解】①由表一可知，物重8N，匀速拉动小车在斜面上运动，小车所受的拉力和摩擦力是一对平衡力，每次拉力都小于重力； 表一中的数据知，斜面越长，所用的拉力越小，说明使用斜面可以省力； ②表中实验序号1、2和3中的实验数据可得，对于同一斜面，当斜面高度相同时，斜面越长，拉力越小． 6. （24-25八年级下·上海·期末）如图所示，用力F沿水平方向拉动物体，物体做匀速直线运动。已知物体受到的重力为40N，与水平面间的滑动摩擦力为20N，绳子的拉力F为12N。求： （1）若绳子自由端在拉力F的作用下10s内通过距离为6m。计算10s内拉力F做的功W和功率P； （2）求该过程的机械效率η。 【答案】(1)72J；7.2W；(2)83.3% 【详解】（1）拉力F做的功 功率 （2）由图可知，该滑轮为动滑轮，物体移动的距离 克服水平面摩擦做的有用功为 该过程的机械效率 7. （24-25八年级下·金山·期末）如图（a）为塔式起重机简易示意图，图（b）所示滑轮是起重机的重要部件之一。 若滑轮a自重为200N，将重为1800N的货物用该滑轮由地面沿竖直方向匀速提升20m，用时40s，不计滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）拉力做功W； （2）拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率。 【答案】(1)4×104J；(2)1000W；(3)90% 【详解】（1）图中连接动滑轮绳子的股数是2股，不计滑轮与绳之间的摩擦，绳末端的拉力为 绳末端移动的距离为 拉力做功为 （2）拉力的功率为 （3）动滑轮的机械效率为 8. （24-25八年级下·黄浦·期末）如图所示，小黄用竖直向上大小为250牛的拉力，通过滑轮在10秒内匀速将箱子提升6米。已知箱子重为400牛（若不计绳重和摩擦等），求： （1）拉力的功率； （2）滑轮的机械效率为多少？ （3）若要提升该滑轮的机械效率，下列方法中可行的是（　　） A．减少箱子的重力 B．增大箱子的重力 C．换用重力更小的滑轮 D．换用重力更大的滑轮 【答案】(1)300W；(2)80%；(3)BC 【详解】（1）由图可知，动滑轮上绳子的股数n=2，则绳子自由端移动的距离为s=nh=2×6m=12m 则拉力的功率 （2）滑轮的机械效率为 （3）AB．减小木箱所受的重力，有用功会减小，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率会减小；相反的，如果增大木箱所受的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A不符合题意，B符合题意； CD．换用质量更小的动滑轮，额外功减少，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率增大；相反的，换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故C符合题意，D不符合题意。 故选BC。 9.（24-25八年级下·宝山·期末）小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力驰、重物的重力和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率。 【答案】(1)动滑轮的重力小于物体的重力；(2)；(3)60% 【详解】（1）分析表1和表2中的数据，当动滑轮的重力小于物重时，施加的拉力小于物体的重力，否则不省力，因此“省力”的条件是动滑轮的重力小于物体的重力。 （2）表1和表2数据中，每组数据中物体的重力与动滑轮重力总和的一半为绳末端的拉力，因此所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式为 （3）动滑轮连接绳子的股数为2，验序号6，匀速提升重物的机械效率为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第8章 简单机械 功和能 【题型训练】 题型一、杠杆与杠杆作图 1 题型二、杠杆的平衡条件 2 题型三、杠杆的应用 5 题型四、定滑轮与动滑轮 6 题型五、功 9 题型六、功率 12 题型七、动能 14 题型八、势能 16 题型九、动能与势能的互相转化 17 题型十、机械效率 20 题型一、杠杆与杠杆作图 1. （23-24八年级下·浦东新区·期中）古希腊科学家 说过这样一句名言：“假如给我一个支点，我将撬动整个地球！”他依据的就是杠杆使用特点。所谓杠杆就是指在 绕固定点转动的硬棒，从支点到 的距离叫做动力臂。使用杠杆时，如果杠杆静止或 ，那么杠杆就处于平衡状态。 2. 下列物体中不能看成是杠杆的是（　　） A．钓鱼竿 B．镊子 C．气球 D．理发剪刀 3. （25-26九年级上·浦东新区·期中）“节约用水，人人有责”，如图所示是用水后及时关闭水龙头的情景，水龙头手柄可以视为一根杠杆。请画出阻力F2的力臂l2以及施加在A点的最小动力F1的示意图。 4. 如图所示，根据动力臂L1和阻力F2画出杠杆的动力F1的示意图和阻力臂L2。 5. （24-25八年级下·黄浦·期末）人体很多关节可以看作由肌肉和骨骼组成的杠杆模型。如图（a）所示，用手向上托着铅球静止时，人的前臂（桡骨、尺骨和手掌组成）可以等效为图（b）所示的杠杆。 （1）请在图（b）中正确画出动力臂l1和阻力F2。 （2）由此可知，前臂相当于一个 杠杆；假设小臂的长度为0.3m， 水平托起一个重力为20N的铅球，动力臂的长为5cm，则肱二头肌对前臂拉力为 N（不考虑此杠杆模型自重及摩擦）。 二、杠杆的平衡条件 1. （25-26九年级上·上海·期中）图所示是自行车刹车手柄结构图，O为刹车把的支点。 （1）判断：刹车把是 杠杆。（选填“省力”“费力”或“等臂”） （2）在图中画出动力臂l1、阻力臂l2。 （3）手捏刹车把不动时，阻力F2大小为150牛，动力臂与阻力臂之比为3∶1，求动力F1的大小。 2．（24-25八年级下·静安·期末）如图所示，悬挂在墙壁上的书架可以看作杠杆（质量忽略不计），绳子对杠杆OA的拉力可以看作动力F1，书对OA的压力可以看作阻力F2。 （1）在图中画出动力臂l1； （2）若阻力F2为20N，阻力臂l2为0.3m，动力臂l1为0.6m，求动力F1的大小。 3．（24-25八年级下·普陀·阶段练习）如图所示，剪刀使用时可以视为杠杆，支点为O。 （1）小明在剪较厚的纸时，手在A点向下用力为F1，在图中画出F1对应的力臂L1，以及B点所受阻力F2； （2）小明发现随着纸被剪开，阻力作用点会移至C点，在此过程中，F1的大小_________。 A．变大 B．不变 C．变小 4. （24-25九年级下·上海·月考）如图所示，一轻质杆OC能绕O轴转动，A为中点，每个钩码重1牛。用弹簧测力计在C处沿竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡。 （1）求弹簧测力计读数F1 ； （2）再将弹簧测力计沿CB斜向上拉，仍使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为F1′，则F1______F1′（选填“>”、“＜”或“=”），请写出分析过程 。 5. （24-25八年级下·上海·期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲所示的是小红在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情景，她的身体与地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，脚尖与地面接触点为支点O，对手的力作用在B点，小红的重心在A点。已知小红的体重为600N，OA长为1m，OB长为1.5m。 （1）图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，求F1的大小 。 （2）如下图所示的是小红手扶长椅做俯卧撑保持静止时的情景，此时她的身体与水平地面成一定角度，长椅对手的力F1与她的身体垂直，且仍作用在B点，根据上图分析可知F1＇ F1，（选填“大于”“等于”或“小于”），并说明理由：（说理） 。 6．（24-25八年级下·青浦·期末）体育课上，一名中学生做俯卧撑，如图所示，若他的质量为60kg，A点为该同学的重心。求： （1）该同学所受的重力G； （2）如图状态时地面对手的作用力F。 7．（24-25八年级下·上海·期中）如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆的重力）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为120N的物体。为使杠杆平衡，应在杠杆施加的最小作用力为 N；如在C点施力，为使杠杆水平平衡，此力的方向必须 。 8. （24-25八年级下·金山·月考）在“探究杠杆平衡的条件”的实验中 （1）实验器材有带有刻度的横杆、铁架台、钩码、线（弹簧夹）和 等。如图所示杠杆静止，它 平衡状态（选“是”或“不是”）。 （2）实验前需向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使它在水平位置平衡；实验中通过改变钩码的 或 使杠杆水平位置平衡，其目的是 。 （3）如图所示，小明在A位置挂一个弹簧测力计，在B位置挂了2个钩码。现将弹簧测力计从C位置移到D位置，在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡，则弹簧测力计示数 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； 题型三、杠杆的应用 1．（2025·杨浦·三模）如图所示的简单机械在使用时，可以省距离的是（　　） A．钓鱼竿 B．切纸刀 C．核桃夹 D．钢丝钳 2．（2025·闵行·二模）图示的工具中，属于费力杠杆的是（　　） A． 滑轮 B．核桃夹 C．钢丝钳 D．镊子 3．小鹏想帮助爸爸修剪家里的盆景，需要用到园林修剪时专用的树枝剪，如图所示，请提出如何最省力的使用建议（    ） A．树枝靠近支点，手握在远离支点的手柄一端 B．树枝远离支点，手握在远离支点的手柄一端 C．树枝靠近支点，手握在靠近支点的手柄一端 D．树枝远离支点，手握在靠近支点的手柄一端 4.（2025·静安·二模）如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，在杠杆的A点挂一重为60N的物体甲，在B端施加一个力F1，已知OA、OB的长度分别为0.1m、0.3m。为使杠杆水平平衡，作用在B端的力F1的最小值 N，方向为 ，此时该杠杆属于 杠杆（选填“省力”或“费力”）。 5．（23-24八年级下·浦东新区·期中）如图所示，O为轻质杠杆AB的支点，A端挂重为G的物体，图中能使杠杆在水平位置平衡的拉力有 ，其中最小拉力是 ，且该拉力 大于G（选填“一定”、“可能”或“一定不”）。 6．（24-25八年级下·黄浦·期末）实验小组通过探究杠杆的平衡条件，来解释桔棒的使用原理。 （1）如图（a）所示，杠杆静止时处于 （选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，小黄应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移；在杠杆两侧挂上钩码，通过调节 ， 使杠杆重新在水平位置平衡，这样做的目的是便于直接在杠杆上读出 。 （2）桔棒是我国古代的取水工具，如图（b），在井边竖一根树杈，架上 一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图（c）。 若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以 （选填“增大”或“减小”）石块的质量或向 （选填“左” 或“右”）移动杠杆的支点。 类型四、定滑轮与动滑轮 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．F1和F2是一对平衡力 D．F2和G是一对平衡力 2．（23-24八年级下·徐汇·阶段练习）如图所示是滑轮的两种使用方法，以下说法中正确的是（　　） A．甲是动滑轮，使用时不能省力 B．乙是动滑轮，使用时可以省力 C．甲是定滑轮，使用时可以省力 D．乙是定滑轮，使用时不能省力 3．如图，物体A重20牛顿，滑轮重2牛顿，物体B重12牛顿，则弹簧测力计的读数和A对地的压力为（ ） A．12牛顿，20牛顿 B．26牛顿，8牛顿 C．24牛顿，20牛顿 D．24牛顿，8牛顿 4．如图所示，分别用力F1、F2匀速提升相同质量的物体。其中可以看作等臂杠杆的是图 中的滑轮（选填“甲”或“乙”），使用该滑轮的好处是可以 ； 图中滑轮的支点在滑轮轴的位置（选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；若不计滑轮重及摩擦，拉力F1的大小为20N，则F2大小的大小为 N。 5．（23-24八年级下·奉贤·期中）如图所示，物体A的质量为2千克，在力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，速度为2米/秒，弹簧测力计的示数为5牛，则拉力F为 牛，A受到的摩擦力为 牛，拉力的功率是 瓦（不计滑轮的重力及滑轮的摩擦）。 6. （2024·金山·二模）如图1所示，用力F匀速提起重为20牛的物体，不计滑轮的重力和摩擦，力F的大小为 牛，物体的动能 （选填“变大”、“不变”或“变小”）；甲、乙两辆车同时同地同方向做匀速直线运动，它们的图像如图2所示，当两车相距150米时，两车运动 秒。 7．定滑轮可以看成是变形的杠杆，在如图所示滑轮上画出它所对应的杠杆示意图，并标出支点O，画出动力F1和阻力F2的力臂。 8. 某同学研究动滑轮的使用特点，他每次都匀速提起钩码，研究过程如图所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。已知动滑轮的重为0.2牛。 （1）比较（a）、（b）两图可知： ；、 （2）比较（b）、（c）、（d）三图可知： 9. （24-25八年级下·金山·阶段练习）某小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按如图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重G滑、物体重G物和拉力F的大小记录在表一、二中。 表一：G滑=2牛 实验序号 G物（牛） F（牛） 1 1 1.5 2 2 2.0 3 4 3.0 4 6 4.0 5 8 5.0 表二：G滑=4牛 实验序号 G物（牛） F（牛） 6 2 3.0 7 4 4.0 8 6 5.0 9 8 6.0 10 10 7.0 (1)分析比较表一或表二中F与G物的变化情况及相关条件，可得出的初步结论是：使用同一动滑轮匀速提起物体， 。 (2)分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，所用竖直向上拉力F越大。 (3)分析比较表中F与G滑、G物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为F= ，由此可判断：按如图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 。 (4)该小组同学做多次实验的目的是_____________。（选填“A”或“B”） A．取平均值，减小误差。 B．从实验数据中得到普遍规律。 题型五、功 1．（24-25八年级下·金山·阶段练习）在如图所示的几个情形中的力没有做功的是（   ） A．用滑轮提升货物 B．拉着小车水平运动 C．小孩从滑梯上滑下来 D．用力搬石头石块没动 2．（21-22八年级下·青浦·期中）某同学手持一只鸡蛋从一楼走到二楼，此过程中该同学对鸡蛋所做功的大小最接近的是（　　） A．0.15焦 B．1.5焦 C．15焦 D．150焦 3．（22-23八年级下·嘉定·期末）如图所示是小明同学扔实心球的情景（包含四个过程），其中手对实心球做功的是（　　） A．①③ B．②④ C．①②④ D．①③④ 4. （24-25八年级下·金山·阶段练习）如图所示，用大小为10N的水平拉力，拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，则木块受到的摩擦力是 N，若木块沿水平方向移动0.5m，则拉力做功 J，重力做功 J。 5. （23-24八年级下·徐汇·阶段练习）如图所示，小明同学在做俯卧撑，他的体重为500N，A点为重心。当他缓慢撑起身体时，地面对双手的作用力为 N，小明肩膀向上移动的距离为0.5m，则地面对小明的支持力做的功为 J。 6. 为了研究拉力做功的多少与哪些因素有关，某同学把不同质量的物体匀速提升到不同的高度，记录的实验数据如下表所示，已知表一所示实验拉力做功最多，表二其次，表三所示实验拉力做功最少。每一表格所示实验拉力做功多少相同。 表一 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 1 50 0.8 2 80 0.5 3 200 0.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表二 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 4 50 0.4 5 80 0.25 6 100 0.2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表三 实验序号 拉力（牛） 提升高速（米） 7 20 0.5 8 40 0.25 9 100 0.1 （1）分析比较实验序号 ，可以得出的初步结论是：在拉力相同的情况下，拉力方向上通过的距离越多，拉力做的功越多； （2）分析比较实验序号2与7（或3与6或5与8），可以得出的初步结论是： ； （3）请进一步综合分析表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论： （a）分析表一、表二或表三中的数据可得 ； （b）分析表一、表二和表三中的数据可得 。 7．如图所示，是某举重运动员在1分钟内做了两次由支撑到起立将杠铃缓慢举起。此过程中拍摄的两张照片，由照片和表格中所提供的信息，求： （1）杠铃的重力； （2）运动员由支撑到起立过程中对杠铃所做的功。 题型六、功率 1．一人从底楼奔上四楼，共用8秒的时间，该人上楼时克服重力做功的平均功率最接近于（　　） A．10瓦 B．50瓦 C．100瓦 D．500瓦 2．甲、乙两台抽水机的功率分别为500W和800W，当它们都正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．甲抽水机做功比较少 B．乙抽水机做功时间短 C．甲抽水机做功比较快 D．乙抽水机做功比较快 3．下列关于功率的说法中，正确的是（    ） A．物体做功越多，功率越大 B．物体做功时间越短，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，功率越大 4. （23-24八年级下·嘉定·期末）将一物体挂在弹簧测力计下，两次以不同的速度拉着其沿竖直向上的方向运动了相同的距离，图是它两次运动的s-t图像。若第一次、第二次拉力所做的功分别为 W₁、W₂，功率分别为P₁、P₂，则下列判断正确的是（　　） A．W₁＜W₂ B．W₁＞W₂ C．P₁＜P₂ D．P₁＞P₂ 5．物体自由下落过程中，运动的速度会越来越大。如图所示，某物体由A点自由下落，经过B、C两点，若AB=BC，AB段、BC段重力做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，则（　　） A．W1=W2 P1=P2 B．W1=W2 P1<P2 C．W1>W2 P1>P2 D．W1<W2 P1=P2 6．（24-25八年级下·上海·期末）登楼是一项锻炼的好方法，自1996年以来，每年元旦在上海东方明珠都要举办元旦登楼活动。其终点设在位于259米高的观光层，小红从底层起点出发到达终点，花费时间为20分钟。 （1）为了求小红登高的功率，写出还需要测量的物理量。 （2）问题（1）中的物理量用X表示，登楼的高度用h表示，时间用t表示，求小红整个登楼过程中的功率P。（用字母表示结果，不要计算具体数据） 7．（24-25八年级下·宝山·期末）“精准吊装”测试是机器人性能考核的一个环节。测试机器人需将长短不一的长方体（横截面为正方形）木块按长度从小到大依次吊装并对称叠放在水平试验平台上，如图所示。已知木块横截面的边长均为l=0.2m，密度均为ρ=0.5×103kg/m3，长度分别为1m、2m、3m、4m……。（g取10N/kg）求： （1）第一块木块叠放好后，木块对水平试验平台的压强p。 （2）若该平台能够承受的最大压强，则平台上最多能叠放几块木块? （3）表5为“精准吊装”测试考核要求。某款机器人顺利完成“任务②叠放第二块木块”测试任务，则此机器人的机械功率至少为多少瓦? 表5 任务 任务内容 完成时间（不超过） ① 叠放第一块木块 5秒 ② 叠放第二块木块 10秒 ③ 叠放第三块木块 20秒 ④ 叠放第四块木块 35秒 ⑤ …… …… 8. （2025·嘉定·二模）智能机器人正改变着我们的生活。某机器人沿竖直方向匀速抬起重为100牛的箱子，2秒内抬高了1米。求：此过程中机器人对箱子做的功和功率。 9. （2025·青浦·二模）小车在100N的水平拉力作用下沿拉力方向做直线运动，其s-t图像如图所示。求： （1）小车运动的速度v； （2）5s拉力所做的功W及功率P。 10. 某同学研究物体做功的快慢与哪些因素有关，他选用三台电动机匀速提升重物，发现电动机甲做功最快，乙其次，丙最慢，分别将每次吊运重物的牵引力和速度记录在三个表格中。 表一  甲                                   表二  乙                       表三  丙 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 序号 牵引力（牛） 速度（米/秒） 1 2 4 4 2 3 7 2 2 2 4 2 5 4 1.5 8 4 1 3 8 1 6 8 0.75 9 8 0.5 ①分析比较实验序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是 ； ②分析比较实验序号 的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当速度相同时，牵引力越大，物体做功越快； ③进一步分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论： （a）分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出： ； （b）分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出： 。 题型七、动能 1．下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 2．（2023·静安·二模）今年6月，上海和苏州的轨道交通即将互通。在地铁列车减速驶入车站过程中（　　） A．列车的惯性一定减小 B．列车的动能一定减小 C．列车的惯性可能增大 D．列车的动能可能增大 3．质量相同的甲、乙两小车同时同地做匀速直线运动，它们运动的s-t图像如图所示。由图像可知，甲小车（ ） A．具有的惯性大 B．所受的合力大 C．具有的动能大 D．具有的势能大 4．司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的 能。清扫路面垃圾的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中，清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过程中，车的动能将 （选填“变大”、“变小”或“保持不变”）。 5．（2023·金山·二模）小明在央视科技频道看到：如图，柔软的水经过多级增压后喷射出来的水流竟然能切割各种材料，甚至是金刚石、不锈钢等坚硬的材料，觉得不可思议。为了进一步了解，小明查阅资料后得知： （a）超高压水切割又称“水刀”，其应用的原理是基于高速水流具有极大的切割能量； （b）切割能量越大，对切割面产生的压强越大，切割能力越强； （c）在水中加砂使之成为加砂“水刀”（ρ砂>ρ水），其具有更大的切割能量，可以切割硬度更大的材料。下表是某高压水切割机的部分技术参数：    压强 (Pa) 喷嘴横截面积 (㎡) 排量 (L/min) 3×108 5×10-8 2.7 （1）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，此水切割机喷射出的高压水流对切割面产生的压力为 牛； （2）高速水流能切割坚硬材料的物体，是因为高速水流具有很大的 ；（选填“动能”或“重力势能”） （3）结合所学的知识及上述信息，从能量角度解释“加砂水刀可以切割硬度更大的材料”的原因是： 。 6．（23-24八年级下·浦东新区·期中）利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB，（mA＜mB）。 （1）图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与 无关； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论： 。 题型八、势能 1．下列选项中，物体具有弹性势能的是（　　） A．被跳水运动员压弯的跳板 B．矗立在高山上的巨石 C．水平地面上行驶的汽车 D．空中上升的篮球 2. 如图，无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药。此过程无人机的（　　） A．动能不变、重力势能不变 B．动能不变、重力势能减小 C．动能减小、重力势能减小 D．动能减小、重力势能不变 3. 如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（　　） A．在A点时大 B．在B点时大 C．在两点时一样大 D．条件不足，无法判定 4. 唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的 ，后一句表明长江水具有丰富的 。（均选填“动能”或“势能”） 5. （22-23八年级下·松江·期中）如图所示，在“探究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，小红把小桌放在透明的沙箱中，让同一重物从不同高度落下，打击小桌。 （1）实验中，通过 反映物体重力势能的大小； （2）分析图中信息及相关条件，可归纳得出的结论是： ； （3）小红想要探究重力势能与质量的关系，她应该保持 相同，改变 。 6. 小李同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 序号 橡皮条宽 （厘米） 橡皮条长 （厘米） 弹射的水平距离（米） 1 0.50 20.00 10.10 2 0.50 30.00 8.20 3 1.00 20.00 14.00 （1）实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； （2）比较实验序号1和2是为了探究橡皮条的弹性势能与橡皮条的 的关系； （3）比较实验序号1和3可知： ； （4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．宽而短         B．宽而长          C． 窄而短 D．窄而长 题型九、动能与势能的互相转化 1．（23-24八年级下·奉贤·期末）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，成功升空并进入地月转移轨道，开启全球首次月球背面采样任务。如图所示是嫦娥六号在随火箭加速上升的情景，下列说法正确的是（　　） A．嫦娥六号的重力势能变大，动能变大 B．嫦娥六号的重力势能变小，动能变大 C．嫦娥六号的动能转化为重力势能 D．嫦娥六号的重力势能转化为动能 2. 中法建交60周年之际，2024年6月22日15时0分，长征二号丙运载火箭在西昌卫 星发射中心点火起飞，将中法天文卫星顺利送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 关于火箭刚起飞时加速上升阶段说法正确的是（　　） A．卫星克服重力做的功越来越多 B．卫星重力势能增加，动能减少 C．卫星受平衡力作用 D．若外力全部消失，卫星将会保持静止 3. 如图所示，当松手时，小球被弹簧弹起，弹簧的 能转化为小球的 能，继而再转化为 能。 4. 如图所示，摆球由C点静止释放，经过最低点O到达B点，C、B两点等高（不计阻力），则由C点到B点，摆球的机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）； 点摆球的动能最大，当中的能量转化是 。 5. （24-25八年级下·上海宝山·期末）如图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。如图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车在 点动能最大，B点重力势能的大小 C点重力势能的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”），D点重力势能的大小 E点动能的大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）。在这个过程中，过山车的机械能 （选填“增加”、“不变”或“减少”）。 6．（2024·上海·二模）如图（a）所示为某座山峰的立体图，其中的环状线为海拔高度相等的相邻各点所连成的闭合曲线，我们称之为“等高线”。将等高线投影到平面图上如图（b）所示，其中射线与等高线垂直。 （1）若山坡表面光滑，则静止的物体沿 方向运动时，动能会增大； （2）若将同一物体在山峰上重力势能相等的相邻各点连成闭合曲线构成“等势线”，则“等势线”可以看作图（b）中的 （选填“等高线”或“射线”）。理由是： ；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明： 7．（23-24八年级下·杨浦·期末）为了研究“动能与重力势能的转化”，小明将一个小球从高空静止释放。用频闪照相记录了小球刚开始下落一段时间、落地前一段时间的运动过程， 分别如图（a）（b）所示。 （1）小明观察图（a）现象后，推断“小球从高空下落时，其重力势能会转化为动能”。请分析图（a）现象，小明判断依据是 ； （2）小明阅读课本后，得知：重力势能转化为动能的过程，常常是通过重力做功来实现的。他认为：“小球下落过程中，其动能改变的量等于其重力做的功”。请根据实验现象，判断小明的观点是否合理，并写出简要分析∶ 。 题型十、机械效率 1．用滑轮组提高重物，下述几种方法中能够提高机械效率的是（　　） A．改变绳子的缠绕方法 B．增加重物提升高度 C．增加动滑轮质量 D．增加重物质量 2. 如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，已知在匀速起吊6000N的物体时，滑轮组的机械效率是80%，使物体上升5m，所做的有用功是______J，总功是______J，绳端的拉力F是______N。 3. 救援车工作原理如图所示，当车载电机对钢绳施加的拉力F大小为2.5×103N时，小车A恰能匀速缓慢地沿斜面上升。已知小车A的质量为1t，斜面高为2m，斜面长为5m（不计车长、钢绳重、动滑轮重、钢绳与滑轮间的摩擦和滑轮与轴间的摩擦，g＝10N/kg）在小车A由水平路面被拖上救援车的过程中，钢绳所做的有用功为 J，拉力F做的功为 ；整个装置的机械效率为 。    4. 如图甲和乙所示为研究定滑轮和动滑轮特点的装置和实验操作；实验证明：使用定滑轮可以 ；使用动滑轮可以省力，但不改变力的方向；分析可知 的机械效率较高。 5. 学完杠杆和滑轮两类简单机械后，针对杨浦大桥和卢浦大桥的引桥都比较长，小李同学提出使用长坡道有什么好处?为此，他用弹簧测力计、长木板、物块、小车、刻度尺等器材，进行实验探究，步骤如下: （1）如图 (a) 所示，用测力计测取小车所受重力G为8牛; （2）将长木板和物块组成一个斜面(代表坡道)，如图 (b)所示，并用刻度尺测取斜面长度L和斜面高度H； （3）用弹簧测力计拉着小车沿长木板匀速向上运动，记下测力计的示数F； （4）改变物块的水平位置(即改变斜面的长度L)，重复步骤(2)和(3)的操作，并将测得数据全部记录在表中。 实验序号 斜面高度H(厘米) 斜面长度L(厘米) 拉力F(牛) 1 30 50 4.9 2 30 80 3.2 3 30 100 2.7 ①将表中每一次测得拉力F与小车的重力G进行大小比较发现：用平行于斜面的拉力匀速拖动小车时，拉力F 小车的重力G (选填“大于”、“等于”或“小于”)，由此得出结论：使用斜面可以 。 ②分析比较表中实验序号1、2和3中的实验数据，可得出的初步结论是：对于同一个斜面，当斜面高度相同时， 。 6. （24-25八年级下·上海·期末）如图所示，用力F沿水平方向拉动物体，物体做匀速直线运动。已知物体受到的重力为40N，与水平面间的滑动摩擦力为20N，绳子的拉力F为12N。求： （1）若绳子自由端在拉力F的作用下10s内通过距离为6m。计算10s内拉力F做的功W和功率P； （2）求该过程的机械效率η。 7. （24-25八年级下·金山·期末）如图（a）为塔式起重机简易示意图，图（b）所示滑轮是起重机的重要部件之一。 若滑轮a自重为200N，将重为1800N的货物用该滑轮由地面沿竖直方向匀速提升20m，用时40s，不计滑轮与绳之间的摩擦，求： （1）拉力做功W； （2）拉力的功率P； （3）动滑轮的机械效率。 8. （24-25八年级下·黄浦·期末）如图所示，小黄用竖直向上大小为250牛的拉力，通过滑轮在10秒内匀速将箱子提升6米。已知箱子重为400牛（若不计绳重和摩擦等），求： （1）拉力的功率； （2）滑轮的机械效率为多少？ （3）若要提升该滑轮的机械效率，下列方法中可行的是（　　） A．减少箱子的重力 B．增大箱子的重力 C．换用重力更小的滑轮 D．换用重力更大的滑轮 9.（24-25八年级下·宝山·期末）小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力驰、重物的重力和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力和重物的重力之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $