专题02 能量探索（1）——机械能与简单机械（期末知识清单）九年级科学上学期浙教版

该初中科学知识清单系统整合“机械能与简单机械”专题内容，涵盖力学中的功、功率、动能势能、杠杆、滑轮、斜面及机械效率七大核心考点，构建从基础概念辨析到公式计算再到综合应用的递进式学习支架。 清单采用“考点分层+表格对比+题型示例”三维设计，如用表格清晰对比杠杆分类及应用，通过“三种不做功情况”分类强化记忆，培养科学思维与探究实践能力。特别设置机械效率影响因素分析及典型计算题示例，助力学生自主梳理知识体系，教师可精准定位教学重难点，提升复习效率。

专题03 能量探索（1）——机械能与简单机械 考点一 力学中的功 1.功：物体在力的方向上移动了一段距离，表示物体做了功。 2.做功的两个必要因素：⑴作用在物体上的力⑵物体在这个力的方向上移动的距离。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 ⑴有距离无力（不劳无功） ⑵有力无距离（劳而无功） ⑶力与移动方向垂直（垂直无功） 考点二 功的计算 1.功的计算公式：W=Fs。 2.功的单位：牛·米（N·m）或焦耳，简称焦，符号是J，1J=1N·m。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。 考点三 功率 1.功率的定义式： 。 2.功率的单位：焦耳/秒（J/s）或瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s 功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。 3.功率计算的推导公式：P=Fv 考点一 动能和势能 1.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 2.对能的理解：物体做功过程实质上是能量转化的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 3.能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 考点二 动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 考点三 势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体的弹性形变程度和物体本身的材料。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 考点四 机械能及其转化 1.机械能：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。 2.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 考点一 杠杆 1.杠杆是一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，可以是直的，也可以是弯的或其他形状。 2.杠杆五要素 五要素 物理含义及表示方法 支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 动力 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示 阻力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l2”表示 考点二 杠杆平衡条件 1.杠杆平衡：当杠杆处于静止状态或匀速绕支点转动状态时，说明杠杆处于平衡状态。 2.杠杆的平衡条件：F₁l₁=F₂l₂. 考点三 生活中的杠杆 1.杠杆的分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂的大小关系 L1>L2 L1<L2 L1=L2 力的大小关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2 特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板 考点一 定滑轮和动滑轮 1.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 特点 定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 不省力但可以改变方向 动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 不能改变方向，能省一倍的力，费距离 考点二 滑轮组 1.滑轮组：滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.滑轮组的计算： 考点三 斜面 (1)斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离。 (2)特点：在理想情况下，不考虑斜面摩擦， ，即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 考点一 有用功、额外功各总功 1.有用功、额外功和总功 (1)有用功：用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有=Gh。 (2)额外功：用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功。 (3)总功：用W总表示，W总=W有+W额。 考点二 机械效率 1.机械效率 定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示 公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示） 物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大 可变性 机械效率不是固定不变的，有用功不同，机械效率也会不同 特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1 注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关 2.机械效率的计算 机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下： 装置图 计算公式 杠杆 滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时： 水平匀速拉动物体 斜面 （1）；（2） 4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 【考点题型一】动能和势能 【例1】如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　） A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4 C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4 【答案】D 【解答】解：（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同； 甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0， 所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E1＜E2，故A、B错误； （2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0； 不计空气阻力和一切摩擦，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等， 甲小球的动能小于乙小球的动能， 所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故C错误，D正确。 故选：D。 【变式1-1】如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【答案】B 【解答】解：小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，质量相同，B点位置最高，重力势能最大。 故选：B。 【变式1-2】小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（　　） A．h1大于h2 B．h1等于h2 C．h1小于h2 D．无法判断 【答案】C 【解答】解：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量相同时，下落高度越大，重力势能越大，转化成的动能、弹性势能越大，发生的弹性形变越大；圆斑B大，说明h2大，即h1小于h2。 故选：C。 【考点题型二】机械能 【例2】“浙BA”篮球赛正如火如荼地进行着。某球员用击地的方式将篮球传给队友，篮球从距离地面h高处以初速度v斜向下传出。若不计所有能量损耗，则接球的球员可以在图中哪个路径接到篮球（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】B 【解答】解：若不计所有能量损耗，篮球的机械能守恒，篮球沿着乙路径飞出。 故选：B。 【变式2-1】缓震鞋垫能够有效减轻跑步或走路过程中的震动，从而增加舒适感.为检验鞋垫的缓震性能，开展如图所示实验，将鸡蛋从一定高度掉落（不计空气阻力），观察到鸡蛋被弹起，且没有破裂，下列说法正确的是（　　） A．从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋的动能转化为重力势能 B．从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋的机械能不守恒 C．下落到最低点时，鞋垫的弹性势能最大，鸡蛋的机械能最小 D．从最低点上升到刚好离开鞋垫，鸡蛋的动能一直增大 【答案】C 【解答】解：A、从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋下降的速度越来越大，高度降低，鸡蛋的重力势能转化为动能，故A错误； B、不计空气阻力，从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋的机械能守恒，故B错误； C、下落到最低点时，鸡蛋速度为零，高度为0，鸡蛋的机械能最小，鞋垫的弹性势能最大，下落到最低点时，此时鞋垫的形变最大，弹性势能最大，故C正确； D、从最低点上升到刚好离开鞋垫过程中，鸡蛋的重力与受到的弹力相等时，速度最大，之后速度减小，因此，动能先增大后减小，故D错误。 故选：C。 【变式2-2】一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　） A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B．小于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C．大于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 【答案】C 【解答】解：AB、番茄减少的势能不仅转化为溅起水珠撞击过程增加的机械能，还有番茄自身的动能，所以番茄减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，AB错误。 CD、水珠在空中上升过程中，机械能（动能转化为重力势能）的总和其实和撞击过程中增加的机械能总和是相关的，而番茄减少的势能转化为水珠的机械能和自身的动能，因此番茄减少的势能大于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和，故C正确，D错误。 故选：C。 【例3】“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．人从B点运动到C点，重力势能和动能都增加 B．在最高点C时，弹性势能达到最大值 C．人从A点运动到B点，动能减小 D．人上升和下降时最大速度不同 【答案】D 【解答】解：A、人在B点时速度最快，从B点运动到C点，动能减小，故A错误； B、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故B错误； C、人在B点时速度最快，从A点运动到B点，动能增大，故C错误； D、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故D正确。 故选：D。 【变式3】小金系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点自由下落到最低点过程中的速度与时间的关系图像如图所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小金下落到最低点。下列分析正确的是（　　） A．0～t1，小金的机械能不断增大 B．t1～t2，小金的动能不断增大 C．0～t3，小金的重力势能不断增大 D．t2～t3，弹性绳的弹性势能不断减小 【答案】B 【解答】解：小金从最高点自由下落到最低点过程中：第一阶段：0～t1，重力势能转化为动能，在t1时，弹性绳处于自然伸直状态； 第二阶段，t1～t2，弹性绳开始产生弹力，但是弹力较小，小金继续加速，他的重力大于弹力，到t2时刻，速度达到最大值； 第三阶段，t2～t3，小金的速度和高度减小，动能和重力势能减小，机械能减小，弹性势能增大。 A、忽略空气阻力，0～t1，小金的机械能不变；故A错误； B、t1～t2，小金的动能不断增大，故B正确； C、0～t3，小金的重力势能不断减小，故C错误； D、t2～t3，弹性绳的弹性势能不断增大，故D错误。 故选：B。 【考点题型三】功和功率 【例4】如图所示，小科和同学一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2，且G1＞G2，某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1为W2，重力做功的快慢分别为P1、P2，则（　　） A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2 【答案】A 【解答】解：AB、从最高点下摆到最低点的过程中，小科和同学的重力做功为分别为：W1＝G1h，W2＝G2h，因为h相同，且G1＞G2，则W1＞W2，故A正确，B错误。 CD、由可知小科和同学重力做功的功率为：，，因为t相同，且W1＞W2，所以P1＞P2，故C、D错误。 故选：A。 【变式4】如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F（其他力未画出）使同一物体在相同时间内沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分别为Wa、Wb、Wc，功率分别为Pa、Pb、Pc。下列说法正确的是（　　） A．Wa＝Wb＝Wc B．Wa＝Wb＞Wc C．Pa＝Pb＝Pc D．Pa＜Pc＜Pb 【答案】D 【解答】解：a、b、c三种情况下，用大小相同的力F使同一物体在相同时间t内沿不同的轨迹移动了相同的距离s； 如图a，力F在竖直方向上，移动的距离s在水平方向上，F对物体不做功，Wa＝0，做功的功率Pa＝0； 如图b，力F在水平方向上，物体在力的方向上移动的距离为s，F对物体做的功Wb＝Fs，做功的功率Pb； 如图a，力F在竖直方向上，物体在力F的方向上移动的距离h＜s，F对物体做的功Wc＝Fh＜Fs，做功的功率Pc，故Wa＜Wc＜Wb； 由P可知三种情况下拉力做功功率大小为Pa＜Pc＜Pb。 故答案为：D。 【例5】如图甲所示，快递员用推力F将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m距离2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同：快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示，下列分机正确的是（　　） A．0～4s内推力F的功率为800W B．4～12s内快递克服重力做的功为3200J C．4～12s内快递受到的摩擦力为250N D．0～12s内快递克服摩擦力做的功为1200J 【答案】D 【解答】解：A、由图乙可知，0～4s内快递运动的路程s＝4m，由图丙可知，0～4s内推力F＝200N，根据功的计算公式W＝Fs可得0～4s内推力做的功为： W＝Fs＝200N×4m＝800J； 根据功率的计算公式P可得0～4s内推力F的功率为： 200W，故A错误； B、根据克服重力做功的计算公式WG＝Gh可得4～12s内快递克服重力做的功：WG＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图丙可知，4～12s内推力F'＝500N，根据功的计算公式W'＝F's'可得4～12s内推力做的功为： W'＝F's'＝500N×4m＝2000J； 因为4～12s内推力做的功等于克服重力做的功与克服摩擦力做的功之和，即W'＝WG+Wf，所以4～12s内快递克服摩擦力做的功为： Wf＝W'﹣WG＝2000J﹣1600J＝400J； 再根据Wf＝fL可得4～12s内快递受到的摩擦力为： 100N，故C错误； D、由图丙可知，0～4s内推力F＝200N，因为快递在水平面上做匀速直线运动，所以推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即0～4s内快递受到的摩擦力f'＝F＝200N； 根据功的计算公式Wf1＝f's可得0～4s内快递克服摩擦力做的功为： Wf1＝f's＝200N×4m＝800J； 由选项C可知4～12s内快递克服摩擦力做的功Wf＝400J，所以0～12s内快递克服摩擦力做的功为：Wf总＝Wf1+Wf＝800J+400J＝1200J，故D正确。 故选：D。 【变式5】如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块受到的摩擦力为2N。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N B．0～2s内铁块做匀速直线运动 C．2～6s内拉力F做的功是120J D．2～6s内拉力F的功率是40W 【答案】C 【解答】解：A、题干中未提及磁性平板对铁块的吸引力相关信息，无法得出磁性平板对铁块的吸引力等于8N，故A错误； B、由图乙可知，0～2s内铁块的速度随时间增大而增大，所以铁块做加速直线运动，故B错误； C、由图乙可知，2～6s内铁块做匀速直线运动，速度v＝3m/s，根据v可得2～6s内铁块运动的距离为： s＝vt＝3m/s×（6s﹣2s）＝12m；因为铁块匀速直线运动，处于平衡状态，在竖直方向上，拉力F、重力G和摩擦力f满足F＝G+f，已知G＝8N，f＝2N，则竖直向上拉力为：F＝8N+2N＝10N；根据功的计算公式W＝Fs可得2～6s内拉力F做的功为：W＝Fs＝10N×12m＝120J，故C正确； D、根据功率的计算公式P可得2～6s内拉力F的功率为： P30W，故D错误。 故选：C。 【考点题型四】杠杆 【例6】图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，（OA＝40m，AB＝30m），在OA的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，则下列说法正确的是（　　） A．动力F1逐渐减小 B．动力F1是逐渐增大 C．此杠杆先省力后费力 D．此杠杆始终为省力杠杆 【答案】D 【解答】解：AB．由下图所示： 可知当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，由力臂的定义，最大的动力臂是OB，即动力垂直于OB时，动力臂最大，因而动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力先变小后变大，故AB正确； CD、当F1竖直向上时，动力臂的大小等于OA的长，阻力臂是OA的一半，动力臂先变大后变小，而最终动力臂等于AB，大于OA的一半，故动力臂始终大于阻力臂，故始终是省力杠杆，故C错误，D正确。 故选：D。 【变式6-1】如图是中国自主研制的世界上最大起重机“宏海号”龙门吊，可吊起2200吨的重物。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，下图是其工作示意图。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，左支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图象是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：主梁看成是杠杆，以右侧的支柱为支点，左支架对主梁的支持力F为动力，重物对杠杆的拉力为阻力，动力臂为整个主梁的长度，设为l，阻力臂为s，如果考虑主梁的重力G0，根据的平衡条件Fl＝Gs+G0； FG0；左支架对主梁的支持力F与重物移动距离s成一次函数关系，且拉力随s的增大而增大，当s为零，左支架对主梁的支持力不为零，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选：A。 【变式6-2】为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：图中的支点是底座左侧边缘，假设螺钉是动力，则动力臂不变，而横杆的重力与只受到的重力是阻力，指示灯的重力大小不变，分散后重心靠近竖杆，阻力臂较小，图中横杆一端粗，重心靠近较粗的一端，因而粗端固定在竖杆上，阻力臂较小，故D图中的阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件知，阻力和动力臂一定时，阻力臂越小，动力越小，故D图螺钉对支架底座的压力最小。 故选：D。 【例7】同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法不正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.0g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以减小杆秤的量程 【答案】C 【解答】解：A．当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则从O到B点共50个小格，每一小格表示的质量为：m02.0g，故A正确； B．称中药时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明中药的质量大于秤砣指示的示数，根据杠杆平衡条件，可以减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确； C．根据杠杆平衡条件G物×OA＝G砣×OB，如果秤砣磨损了，G砣变小，G物×OA不变，则OB变大，所以测量结果会比真实质量偏大，故C错误； D．若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，根据杠杆平衡条件G物×OA＝G砣×OB，提纽移到O点右侧，G砣不变，左边力臂OA变大，右边力臂OB变小，则G物变小，杆秤的量程量程变小，故D正确。 故选：C。 【变式7】如图甲为某品牌手动榨汁机。小舟放入半个橙子后，手握柄末端向下用力，带动盖子下压橙子，挤压出的橙汁流入漏斗。图乙为手动榨汁机模型图，其中OA＝40厘米，OB＝10厘米。 （1）手动榨汁机榨出的橙汁富含　维生素C　 ，每天适量摄入可防治坏血病。 （2）如图乙，若要使整个榨汁过程中人手对A点的压力最小，则压力的方向应该为　F1 （选填“F1”或“F2”）。 （3）某次榨汁过程中，盖子M从E位置运动到F位置，整个榨汁过程M对水果的平均压力为30牛，不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，人对手柄做的功是　0.9　 焦。 【答案】（1）维生素C； （2）F1； （3）0.9。 【解答】解：（1）手动榨汁机榨出的橙汁富含维生素C，能维持人体正常的新陈代谢，增强抵抗力，每天适量摄入维生素C可防治坏血病。 （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，最长动力臂是从支点到动力作用点的距离，即OA为力臂，因而最小动力垂直于OA，则压力的方向应该为F1。 （3）盖子M从E位置运动到F移动的距离s＝3cm＝0.03m； 盖子M对水果做的功WM＝Fs＝30N×0.03m＝0.9J； 由于不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，根据功的原理，人为人对手柄做的功与盖子对水果做的功相等，即W人＝WM＝0.9J。 故答案为：（1）维生素C； （2）F1； （3）0.9。 【变例8】如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点，有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点别向着麦秸秆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦秸秆在水平方向始终保持平衡，则（　　） A．两蚂蚁的质量一定相等 B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C．两蚂蚁对麦秸秆的压力与其爬行速度大小的乘积一定相等 D．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等 【答案】C 【解答】解：根据杠杆平衡条件：F1L1＝F2L2， 蚂蚁爬行时满足：G1L1＝G2L2，由于爬行的距离不一定相等，故重力和质量不一定相等， 得：m1gv1t＝m2gv2t，m1v1＝m2v2，速度质量不同是，速度也不相等，两蚂蚁对麦秸秆的压力与其爬行速度大小的乘积一定相等，故C正确。 故选：C。 【变式8】如图所示的杠杆两端分别挂有体积相同、质量不等的金属块，杠杆处于平衡状态；将两个金属块浸入两种密度相同的液体中，则杠杆（　　） A．仍旧保持平衡 B．左端下降 C．左端上升 D．无法确定 【答案】B 【解答】解：杠杆水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，m左gL左＝m右gL右，且：L左＜L右； 将两个金属块浸入两种密度相同的液体中，由于体积相等，浮力相等，故减小的拉力等于浮力； 左侧力与力臂的乘积为（m左g﹣F浮）L左＝m左gL左﹣F浮L左； 右侧力与力臂的乘积为（m右g﹣F浮）L右＝m右gL右﹣F浮L右； L左＜L右；故左侧的力与力臂乘积较大，故左侧下沉。 故选：B。 【考点题型五】滑轮 【例9】今年秋游，归小胖和同学们一起去临平科技馆玩升降机如图，升降机结构原理如右图，归小胖体重26kg，两位同学共用200牛的力终于将小胖缓缓拉了起来。下列说法错误的是（　　） A．该升降机此时的效率为32.5% B．如果小胖想要上升0.5米，同学们总共需要做功130J C．同学们倾斜拉着绳子往后走，仍然需要200牛的力才能拉起小胖 D．如果小胖减肥2kg再去玩升降机，升降机的效率会变小 【答案】B 【解答】解：A、由图可知，n＝4，该滑轮组的机械效率为： η100%＝32.5%，故A正确； B、同学们总共需要做的功为： W总＝Fs＝Fnh＝200N×4×0.5m＝400J，故B错误； C、由图可知，自由端与定滑轮相连，定滑轮只能改变力的方向，不能改变力的大小，因此同学们倾斜拉着绳子往后走，拉力大小不变，即仍然需要200牛的力才能拉起小胖，故C正确； D、如果小胖减肥2kg，即小胖质量减小，重力减小，有用功变小，而额外功几乎不变，因此机械效率减小，故D正确。 故选：B。 【变式9-1】如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 【答案】A 【解答】解： AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误； CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。 故选：A。 【变式9-2】如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．F2的功率为0.6W B．弹簧测力计读数为6N C．物体A和地面之间的摩擦力2N D．如果增大F2物体A可能向左运动 【答案】C 【解答】解：ABC、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，fB＝2F2＝2×3N＝6N，根据力作用是相互的可知物体B对物体A的摩擦力向左，大小为6N，A处于静止状态，水平方向上受到水平向右的拉力F1、水平向左的B对A的摩擦力f、地面对A水平向右的摩擦力f'，则物体A和地面之间摩擦力为：f'＝f﹣F1＝6N﹣4N＝2N，故C正确； 不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，由力的平衡条件可得，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N，故B错误； 由图知拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，根据PFv可知F2的功率为： P＝F2v＝3N×0.4m/s＝1.2W，故A错误； D、如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，同理可知，A受到地面的摩擦力也不变，即A的受力情况不变，还是处于静止状态，故D错误。 故选：C。 【变式9-3】如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A为动滑轮，B为定滑轮 B．利用该装置能省力，也能改变力的方向 C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛 D．拉力的功率为80W 【答案】B 【解答】解：A．A滑轮的轴是固定不动的，是定滑轮，B滑轮的轴与物体一起运动，是动滑轮，故A错误； B．由图可知，晾衣架右两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重、绳重及摩擦，人对绳的拉力FG，拉力方向向下，可见，利用该装置既能省力，又能改变力的方向，故B正确； C．由图可知，连接动滑轮绳子的股数n＝4，不计滑轮重绳重及摩擦，静止时绳的拉力：FG总100N＝25N，故C错误； D．由图可知，晾衣架有两个动滑轮，连接动滑轮绳子的股数n＝4，晾衣架上升1m，摇柄端绳子要下降s＝4h＝4×1m＝4m， 不计滑轮重、绳重及摩擦，摇柄对绳做功W＝Fs＝25N×4m＝100J， 拉力的功率：P20W，故D错误。 故选：B。 【考点题型六】斜面 【例10】小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为　3600　 J，拉力F做功的功率为　100　 W，物体受到的摩擦力为　100　 N。 【答案】3600；100；100。 【解答】解：（1）物体重力为：G＝1200N， 高台高为：h＝3m， 小聪做的有用功W有＝Gh＝1200N×3m＝3600J； （2）拉力大小：F＝500N， 长木板长为：s＝9m， 小聪做的总功为：W总＝Fs＝500N×9m＝4500J， 拉力F所做功的功率为： ； （3）小聪做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝4500J﹣3600J＝900J， 物体受到的摩擦力为：f100N； 故答案为：3600；100；100。 【变式10】如图所示物体质量为5kg，在40N的拉力F作用下从斜面底端匀速运动到顶端，已知斜面高3m，长5m。 （1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，该装置的机械效率为 　75%　 。 （2）若此物体到达顶端后撤去拉力，物体又下滑至底端，在下滑过程中物体受到的摩擦力为 　10　 N。 （3）此物体在运动过程中克服摩擦力做功，使它的内能增加，温度升高。若该物体的温度升高了0.1℃，则物体的内能增加了 　1000　 J。[已知物体的比热为2000J/（kg•℃）] 【答案】（1）75%；（2）10；（3）1000 【解答】解：（1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，克服物体重力做的有用功： W有＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×3m＝150J， 拉力做的总功：W总＝Fs＝40N×5m＝200J， 斜面的机械效率：； （2）使用斜面过程中，克服物体所受摩擦力做的额外功：W额＝W总﹣W有＝200J﹣150J＝50J， 根据W＝fs可得，物体所受的摩擦力：f10N， 物体下滑时，物体对斜面的压力和斜面的粗糙程度不变， 故下滑时物体受到的摩擦力与物体上行时受到的摩擦力相等，为10N。 （3）物体吸收的热量，即增加的内能： Q吸＝cmΔt＝2000J/（kg•℃）×5kg×0.1℃＝1000J。 故答案为：（1）75%；（2）10；（3）1000。 【考点题型七】机械效率 【例10】工人用如图所示装置把重为800N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为300N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，整个过程中工人做功的功率为　120　 W，整个装置的机械效率为　66.7%　 ，物体与斜面的摩擦力为　180　 N。 【答案】120；66.7%；180. 【解答】解：由题意知，物体被拉到顶端，物体上升的高度h＝2m，斜面与水平地面的夹角为30°，所以物体在斜面移动距离s＝2×2m＝4m； 滑轮组由2段绳子拉着动滑轮，所以绳端移动的距离为： s绳＝2s＝2×4m＝8m； 所以工人做的功为： W总＝Fs绳＝300N×8m＝2400J； 工人做功的功率为： P总120W； 对物体做的有用功为： W有＝Gh＝800N×2m＝1600J； 则整个装置的机械效率为： η100%≈66.7%； 动滑轮上升的高度与物体在斜面上移动的距离相等，所以工人克服动滑轮重力做的功为： W动＝G动h动＝20N×4m＝80J； 所以克服物体与斜面的摩擦力做的功为： W摩＝W总﹣W有﹣W动＝2400J﹣1600J﹣80J＝720J； 所以f180N。 故答案为：120；66.7%；180. 【变式10-1】某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2.挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H＝2m。（如图乙所示）（取g＝10N/kg）求： （1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压力多大？压强多大？ （2）挖掘机每挖一次泥石并水平移送到岸边，对泥石做功多少？ （3）若发动机的总功率是20kW，挖泥过程中挖掘机做的总功是多少？挖掘机的机械效率多大？ 【答案】（1）挖掘机对地面的压力3×104N，挖掘机对地面的压强为2×104Pa； （2）挖掘机对泥石做的功为1.5×104J； （3）挖泥过程中挖掘机做的总功是1.2×105J，挖掘机的机械效率为12.5%。 【解答】解：（1）挖掘机对地面的压力为 F＝G＝mg＝3000kg×10N/kg＝3×104N， 挖掘机对地面的压强为 P2×104Pa； （2）泥石的重力为 G＝mg＝750kg×10N/kg＝7.5×103N 对泥石做的功为 W有用＝Gh＝7.5×103N×2m＝1.5×104J； （3）挖掘机做的总功为 W总＝Pt＝2×104W×6s＝1.2×105J 挖掘机的机械效率为η12.5%。 答：（1）挖掘机对地面的压力3×104N，挖掘机对地面的压强为2×104Pa； （2）挖掘机对泥石做的功为1.5×104J； （3）挖泥过程中挖掘机做的总功是1.2×105J，挖掘机的机械效率为12.5%。 【变式10-2】如图是一个上肢力量健身器示意图，D滑轮重力为300牛，配重A的质量为140千克，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH＝1：2。（不计杠杆重、绳重及摩擦）。 （1）D滑轮是 　动滑轮　 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 （2）若将A提离地面，人对绳施加的拉力至少为多少？ （3）若健身时需将物体A提升0.2米，则该装置的机械效率为多少？（结果精确到0.1%） 【答案】（1）动滑轮； （2）若将A提离地面，人对绳施加的拉力至少为425N； （3）若健身时需将物体A提升0.2米，则该装置的机械效率为82.4%。 【解答】解：（1）由图可知，D滑轮随重物一起移动，因此是动滑轮； （2）由图可知，n＝2， 滑轮自由端对E点的拉力为： FE（mg+G动）（140kg×10N/kg+300N）＝850N， 根据杠杆的平衡条件可得，人通过细绳施加的拉力： F＝FE850N425N； （3）配重A匀速提升0.2m，则E端拉力上升的距离s＝nh＝2×0.2m＝0.4m， 由OE：OH＝1：2可知，H端人的拉力下降的距离s′＝2s＝2×0.4m＝0.8m， 人的拉力做功：W总＝Fs′＝425N×0.8m＝340J， 有用功为：W有＝Gh＝mgh＝140kg×10N/kg×0.2m＝280J， 则该装置的机械效率为： η100%≈82.4%。 答：（1）动滑轮； （2）若将A提离地面，人对绳施加的拉力至少为425N； （3）若健身时需将物体A提升0.2米，则该装置的机械效率为82.4%。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 能量探索（1）——机械能与简单机械 考点一 力学中的功 1.功：物体在 的方向上移动了一段 ，表示物体做了功。 2.做功的两个必要因素：⑴作用在物体上的 ⑵物体在这个力的方向上移动的 。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 ⑴有 无 （不劳无功） ⑵有 无 （劳而无功） ⑶力与移动方向 （垂直无功） 考点二 功的计算 1.功的计算公式：W= 。 2.功的单位：牛·米（N·m）或 ，简称 ，符号是 ，1J=1N·m。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为 做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为 做功。 考点三 功率 1.功率的定义式： 。 2.功率的单位：焦耳/秒（J/s）或 ，简称 ，符号为 ，即1W=1J/s 功率的常用单位还有千瓦（ ）、兆瓦（ ）。1kW=103W，1MW=106W。 3.功率计算的推导公式： 考点一 动能和势能 1.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有 ，简称 。 （2）在国际单位制中，能量的单位是 （J）。 2.对能的理解：物体做功过程实质上是 转化的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越 。 3.能与功的区别与联系 区别 功是一个 量，能是一个 量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体 做功，而正在做功的物体 具有能量 联系 功是能量变化的 考点二 动能 物体由于 而具有的能叫做 。一切运动的物体都具有 。 考点三 势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到 并处在 时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生 而具有的 叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体的 和 。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越 。 考点四 机械能及其转化 1.机械能： 、 、 统称为机械能。 2.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能 。 考点一 杠杆 1.杠杆是一根硬棒，在 的作用下能绕着固定点O转动，可以是直的，也可以是 或其他形状。 2.杠杆五要素 五要素 物理含义及表示方法 支点 杠杆绕着转动的点，用“ ”表示 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 从支点到动力作用 的距离，用“l1”表示 从支点到动力作用 的距离，用“l2”表示 考点二 杠杆平衡条件 1.杠杆平衡：当杠杆处于 或 时，说明杠杆处于平衡状态。 2.杠杆的平衡条件： 考点三 生活中的杠杆 1.杠杆的分类 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板 考点一 定滑轮和动滑轮 1.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 特点 定滑轮 能够连续转动的 杠杆 不省力但可以改变方向 动滑轮 动力臂是阻力臂 倍的杠杆 不能改变方向，能省一倍的力，费距离 考点二 滑轮组 1.滑轮组：滑轮组既可以 力，又可以改变力的 ，但要费 。 2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.滑轮组的计算： 考点三 斜面 (1)斜面是一种可以省 的简单机械，但费 。 (2)特点：在理想情况下，不考虑斜面摩擦， ，即在斜面高度一定时，斜面越长越省 。 考点一 有用功、额外功各总功 1.有用功、额外功和总功 (1)有用功：用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有 。 (2)额外功：用表示W额。额外功是对人们 。 (3)总功：用W总表示，W总= 。 考点二 机械效率 1.机械效率 定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示 公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示） 物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越 可变性 机械效率不是固定不变的，有用功不同，机械效率也会 特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于 ,只有在理想情况下机械效率才为 注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等 2.机械效率的计算 机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下： 装置图 计算公式 杠杆 滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时： 水平匀速拉动物体 斜面 （1）；（2） 4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越 ，机械效率越 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的 功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 【考点题型一】动能和势能 【例1】如图，甲、乙是完全相同的小球，处于同一水平面上。甲以速度v竖直上抛，乙以与水平面成一定角度、大小也是v的速度斜向右上抛出，到达最高点时小球的动能分别为E1、E2，重力势能分别为E3、E4。若上述运动过程中均不计空气阻力和一切摩擦，比较达到最高点时小球具有的动能E1、E2和重力势能E3、E4，正确的是（　　） A．E1＝E2，E3＝E4 B．E1＝E2，E3＞E4 C．E1＜E2，E3＝E4 D．E1＜E2，E3＞E4 【变式1-1】如图所示是小球从P处落到地面后反复弹起与落下的运动轨迹。A、B、C、D四个位置中，重力势能最大的为（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【变式1-2】小金同学在水平地面上铺一张白纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从h1、h2高度处由静止自由下落，分别在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。下列关于h1、h2大小判断正确的是（　　） A．h1大于h2 B．h1等于h2 C．h1小于h2 D．无法判断 【考点题型二】机械能 【例2】“浙BA”篮球赛正如火如荼地进行着。某球员用击地的方式将篮球传给队友，篮球从距离地面h高处以初速度v斜向下传出。若不计所有能量损耗，则接球的球员可以在图中哪个路径接到篮球（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【变式2-1】缓震鞋垫能够有效减轻跑步或走路过程中的震动，从而增加舒适感.为检验鞋垫的缓震性能，开展如图所示实验，将鸡蛋从一定高度掉落（不计空气阻力），观察到鸡蛋被弹起，且没有破裂，下列说法正确的是（　　） A．从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋的动能转化为重力势能 B．从下落到刚接触鞋垫，鸡蛋的机械能不守恒 C．下落到最低点时，鞋垫的弹性势能最大，鸡蛋的机械能最小 D．从最低点上升到刚好离开鞋垫，鸡蛋的动能一直增大 【变式2-2】一番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（　　） A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B．小于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C．大于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 【例3】“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．人从B点运动到C点，重力势能和动能都增加 B．在最高点C时，弹性势能达到最大值 C．人从A点运动到B点，动能减小 D．人上升和下降时最大速度不同 【变式3】小金系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点自由下落到最低点过程中的速度与时间的关系图像如图所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小金下落到最低点。下列分析正确的是（　　） A．0～t1，小金的机械能不断增大 B．t1～t2，小金的动能不断增大 C．0～t3，小金的重力势能不断增大 D．t2～t3，弹性绳的弹性势能不断减小 【考点题型三】功和功率 【例4】如图所示，小科和同学一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2，且G1＞G2，某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1为W2，重力做功的快慢分别为P1、P2，则（　　） A．W1＞W2 B．W1＝W2 C．P1＜P2 D．P1＝P2 【变式4】如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F（其他力未画出）使同一物体在相同时间内沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分别为Wa、Wb、Wc，功率分别为Pa、Pb、Pc。下列说法正确的是（　　） A．Wa＝Wb＝Wc B．Wa＝Wb＞Wc C．Pa＝Pb＝Pc D．Pa＜Pc＜Pb 【例5】如图甲所示，快递员用推力F将重为800N的快递，先沿水平面推行一段距离，再推至长4m距离2m的斜面顶端，推力始终与快递运动方向相同：快递在整个运动过程中，路程与时间变化关系和推力与时间变化关系分别如图乙、丙所示，下列分机正确的是（　　） A．0～4s内推力F的功率为800W B．4～12s内快递克服重力做的功为3200J C．4～12s内快递受到的摩擦力为250N D．0～12s内快递克服摩擦力做的功为1200J 【变式5】如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块受到的摩擦力为2N。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（　　） A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N B．0～2s内铁块做匀速直线运动 C．2～6s内拉力F做的功是120J D．2～6s内拉力F的功率是40W 【考点题型四】杠杆 【例6】图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，（OA＝40m，AB＝30m），在OA的中点挂一个20N的重物，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，则下列说法正确的是（　　） A．动力F1逐渐减小 B．动力F1是逐渐增大 C．此杠杆先省力后费力 D．此杠杆始终为省力杠杆 【变式6-1】如图是中国自主研制的世界上最大起重机“宏海号”龙门吊，可吊起2200吨的重物。它主要由主梁和支架构成，可以提升和平移重物，下图是其工作示意图。在重物由主梁右端缓慢移到左端的过程中，左支架对主梁的支持力F与重物移动距离s的关系图象是（　　） A． B． C． D． 【变式6-2】为了便于驾驶员观察对应机动车道的信号灯指示状态，许多十字路口都安装了悬臂式红绿灯。下列悬臂式红绿灯设计中，螺钉对支架底座的压力最小的是（　　） A． B． C． D． 【例7】同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法不正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.0g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以减小杆秤的量程 【变式7】如图甲为某品牌手动榨汁机。小舟放入半个橙子后，手握柄末端向下用力，带动盖子下压橙子，挤压出的橙汁流入漏斗。图乙为手动榨汁机模型图，其中OA＝40厘米，OB＝10厘米。 （1）手动榨汁机榨出的橙汁富含 ，每天适量摄入可防治坏血病。 （2）如图乙，若要使整个榨汁过程中人手对A点的压力最小，则压力的方向应该为 （选填“F1”或“F2”）。 （3）某次榨汁过程中，盖子M从E位置运动到F位置，整个榨汁过程M对水果的平均压力为30牛，不计摩擦、杠杆装置自重及其他能量损耗，人对手柄做的功是 焦。 【变例8】如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点，有两只大肚皮的蚂蚁同时从O点别向着麦秸秆的两端匀速爬行，在蚂蚁爬行的过程中麦秸秆在水平方向始终保持平衡，则（　　） A．两蚂蚁的质量一定相等 B．两蚂蚁的爬行速度大小一定相等 C．两蚂蚁对麦秸秆的压力与其爬行速度大小的乘积一定相等 D．两蚂蚁对麦秸秆的压力一定相等 【变式8】如图所示的杠杆两端分别挂有体积相同、质量不等的金属块，杠杆处于平衡状态；将两个金属块浸入两种密度相同的液体中，则杠杆（　　） A．仍旧保持平衡 B．左端下降 C．左端上升 D．无法确定 【考点题型五】滑轮 【例9】今年秋游，归小胖和同学们一起去临平科技馆玩升降机如图，升降机结构原理如右图，归小胖体重26kg，两位同学共用200牛的力终于将小胖缓缓拉了起来。下列说法错误的是（　　） A．该升降机此时的效率为32.5% B．如果小胖想要上升0.5米，同学们总共需要做功130J C．同学们倾斜拉着绳子往后走，仍然需要200牛的力才能拉起小胖 D．如果小胖减肥2kg再去玩升降机，升降机的效率会变小 【变式9-1】如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 【变式9-2】如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．F2的功率为0.6W B．弹簧测力计读数为6N C．物体A和地面之间的摩擦力2N D．如果增大F2物体A可能向左运动 【变式9-3】如图是小金家阳台上的手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为100牛，在拉力作用下5s内使衣服匀速上移了1m，不计滑轮重、绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　） A．A为动滑轮，B为定滑轮 B．利用该装置能省力，也能改变力的方向 C．衣服匀速上升时，摇柄对绳的拉力F为20牛 D．拉力的功率为80W 【考点题型六】斜面 【例10】小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为 J，拉力F做功的功率为 W，物体受到的摩擦力为 N。 【变式10】如图所示物体质量为5kg，在40N的拉力F作用下从斜面底端匀速运动到顶端，已知斜面高3m，长5m。 （1）利用斜面匀速拉动物体的过程中，该装置的机械效率为 。 （2）若此物体到达顶端后撤去拉力，物体又下滑至底端，在下滑过程中物体受到的摩擦力为 N。 （3）此物体在运动过程中克服摩擦力做功，使它的内能增加，温度升高。若该物体的温度升高了0.1℃，则物体的内能增加了 J。[已知物体的比热为2000J/（kg•℃）] 【考点题型七】机械效率 【例10】工人用如图所示装置把重为800N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为300N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，整个过程中工人做功的功率为 W，整个装置的机械效率为 ，物体与斜面的摩擦力为 N。 【变式10-1】某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2.挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H＝2m。（如图乙所示）（取g＝10N/kg）求： （1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压力多大？压强多大？ （2）挖掘机每挖一次泥石并水平移送到岸边，对泥石做功多少？ （3）若发动机的总功率是20kW，挖泥过程中挖掘机做的总功是多少？挖掘机的机械效率多大？ 【变式10-2】如图是一个上肢力量健身器示意图，D滑轮重力为300牛，配重A的质量为140千克，杠杆EH可绕固定点O在竖直平面内转动，且OE：OH＝1：2。（不计杠杆重、绳重及摩擦）。 （1）D滑轮是 （选填“定滑轮”或“动滑轮”）。 （2）若将A提离地面，人对绳施加的拉力至少为多少？ （3）若健身时需将物体A提升0.2米，则该装置的机械效率为多少？（结果精确到0.1%） / 学科网（北京）股份有限公司 $