专题05 简单机械 功和能（专项训练）（上海专用）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题05 简单机械 功和能（专项训练） 目 录 01·趋势领航练 1 02·考点通关练 7 基础通关 7 通关01 杠杆 7 通关02 滑轮 9 通关03 功 13 通关04 功率 14 通关05 机械能及其转化 16 通关06 机械效率 20 能力通关 23 03·真题诊断练 26 1．【新考法·力做功的必要因素】如图所示是小华同学扔实心球的情景（包含四个过程）。其中，手对球做功的是（　　）      A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 【答案】B 【详解】①小华将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故手对球做功，故①符合题意； ②将球举起停在空中不动，有力，但球没有在力的方向上移动距离，故没有做功，②不符合题意； ③小华挥动球，有力作用在球上，球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离，故手对球做功，故③符合题意； ④球飞出去，球由于惯性向前运动，小华没有对球施加力，小华没有对球做功，故④不符合题意。 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．【新情景·简单机械综合】图1（a）所示为港珠澳大桥。 (1)如图1（b）所示，是小西制作的大桥如图1（a）中方框部分结构简化模型，可以把桥面看作杠杆，点A为支点，桥面AC受到的重力看作阻力，斜拉索的拉力看作动力，请在图（b）中画出动力的力臂。 (2)若适当增加塔柱的高，则可以 斜拉索承受的拉力。（选填“增大”或“减小”）理由是： 。 (3)建设大桥用到如图2（a）的塔式起重机，图2（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，不计滑轮与绳之间的摩擦，求： ①拉力做的功； ②滑轮的机械效率。 【答案】(1)见下图；(2)减小，见解析；(3)；90% 【详解】（1）力臂是从支点 A 到动力 F1作用线的垂直距离，从A作F1的垂线段。如图所示： （2）增加塔柱高度时，动力臂 l1增大，阻力 F2和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件 F1l1=F2l2 可知，动力 F1（斜拉索拉力）减小。 （3）图 2（b）中滑轮为动滑轮，承担物重的绳子段数n=2。 ① 拉力 绳子自由端移动距离s=2h=2×20m=40m 拉力做的总功 ② 有用功 机械效率 3．【新考法·杠杆的分类与杠杆平衡的计算】人体是一个巨大的机械装置，其中蕴含着各种各样的杠杆。正是这些杠杆的相互协调工作，使得我们人类可以完成各种复杂的动作。同时人体又是一个巨大的能量体，工作和生活中无时无刻不在发生着做功和能量转化。 （1）图（a）、（b）分别是人体脚部和手臂的解剖示意图。将足关节和肘关节看作支点，人体的这些部分可以视为杠杆，上述物理方法我们称之为 ，若把肌肉产生的力作为动力F1，把物体或人体产生的压力作为阻力F2.，脚部可看作是一个 杠杆；手臂可看作是一个 杠杆，手臂这样的结构的好处是： ； （2）如图（b）所示，铅球的质量为5kg，肘关节到肱二头肌与桡骨连接点OA之间的距离为3cm，肱二头肌与桡骨连接点到铅球压力的作用点AB的距离为24cm，要保持前臂处于水平静止状态，求肱二头肌对桡骨的拉力大小F1。 【答案】(1)模型法，省力，费力，省距离；(2)450N 【详解】（1）在物理研究中，当研究对象较为复杂时，常会忽略次要因素，抓住主要特征，将其抽象成简单的、易于研究的“模型”，这种方法称为模型法。本题中，足关节和肘关节本身结构复杂，我们将其看作支点，把人体相关部分视为杠杆，正是忽略了人体结构的次要细节，突出“杠杆”的主要特征，因此运用的物理方法是模型法。 根据图（a）可知，若把肌肉产生的力作为动力F1，把物体或人体产生的压力作为阻力F2，则对应的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，脚部可看作是一个省力杠杆。 前臂使用时，对应的力臂，根据杠杆的平衡条件可知，手臂可看作是一个费力杠杆，手臂这样的结构的好处是省距离。 （2）如图（b）所示，铅球的质量为5kg，肘关节到肱二头肌与桡骨连接点OA之间的距离为3cm，肱二头肌与桡骨连接点到铅球压力的作用点AB的距离为24cm，故阻力臂OB的长度L2=27cm，要保持前臂处于水平静止状态，则 根据杠杆的平衡条件可知F1L1＝F2L2，肱二头肌对桡骨的拉力大小 4．【新考法·滑轮的特点】在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： （1）图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮 （选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是 ； （2）如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； （3）如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； （4）如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 【答案】(1) C，可以省力；(2)49N；(3)①；②；(4)见解析，4、3 【详解】（1）图（a）、（b）中属于C滑轮随物体一起运动，属于动滑轮。使用动滑轮C的好处是可以省力。 （2）不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： 如图（a）所示，要匀速提起配重，一块配重的重力 A滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮，使用定滑轮不能省力，此时对滑轮A施加力的大小 由于力的作用是相互的，滑轮B对滑轮A的力等于滑轮A对滑轮B的力， 同理， （3）如图（b）所示要匀速提起配重，不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： ①滑轮C是动滑轮，对滑轮C施加力的大小 滑轮D是定滑轮，不能省力， ②若将配重提起0.5m，绳子自由端移动距离 力所做的功 （4）小华的力量较大，为了使需要的配重个数最少，可以利用不省力的图（a）装置，配重的重力 配重的质量 需要4块配重； 小丽的力量较小，利用图（b）装置，配重的重力 配重的质量 需要3块配重。 5. 【新情景·功率、机械能综合】上海的洋山深水港的集装箱吞吐量连续多年位居世界第一。如图（a）所示的龙门吊臂将一台重约2×105N的集装箱缓慢提升15m用时100s，则它所做功的功率为 W；如图（b）所示，集装箱在平移过程中，绳索拉力 （“A做了功”或“B．不做功”）；在匀速下降过程中它的机械能 （“A增大”或“B．减小”）。 【答案】 3×104 B B 【详解】绳索拉力所做的功 绳索拉力所做功的功率 在集装箱平移过程中，绳索对集装箱的拉力方向是竖直向上的，而集装箱是在水平方向上移动，即在拉力的方向上没有移动距离，所以绳索拉力不做功，应选B。 集装箱匀速下降，质量不变，速度不变，可知动能不变。集装箱下降过程中，质量不变，高度降低，可知重力势能减小。机械能等于动能与重力势能之和，因为动能不变，重力势能减小，所以机械能减小，应选B。 6．【新情景·浮力与杠杆综合】图为水箱示意图，和均为自身质量不计的杠杆。其中端连接按钮，为轻质活塞，与端通过细绳相连；端连接浮球，端连接针阀，针阀能将进水口堵住。已知和两点间水平距离相等，上表面处的深度为，浮球排开水的体积为。 （1）请在图中画出杠杆的动力、阻力、动力臂和阻力臂 ； （2）若轻质活塞即将被拉起时，细绳上的拉力为，求此时作用在按钮上的竖直向下压力的大小 ； （3）求水对活塞上表面的压强 ； （4）求浮球所受浮力的大小 ； （5）若浮球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力相等时，针阀恰好将进水口堵住，放水后水箱中水位下降，浮球浸在水中的体积减小，受到的浮力 （选填“增大”或“减小”），浮球向 运动（选填“上”或“下”），促使杠杆绕 时针转动（选填“顺”或“逆”），针阀被拉起。水从进水口进入水箱，此时杠杆为 杠杆。 【答案】(1)见下图；(2)；(3)；(4)；(5)减小，下，顺，省力 【详解】（1）由题可知，在杠杆中，动力是作用在按钮上的力，阻力是细绳对端的拉力。动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，阻力臂是从支点到阻力作用线的垂直距离，如图所示： （2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2，和两点间水平距离相等，且细绳上的拉力为，所以 （3）根据液体压强公式，可得水对活塞上表面的压强为 （4）根据阿基米德公式，可得浮球所受浮力为 （5）当浮球浸在水中的体积减小时，根据，受到的浮力减小。 根据二力平衡关系，在重力不变的条件下，浮力小于重力，则浮球向下运动，促使杠杆 绕顺时针转动，针阀被拉起，此时，动力臂大于阻力臂，所以杠杆为省力杠杆。 通关01 杠杆 1. 小张同学假期中经常在家里做些力所能及的家务。在家中，他发现如筷子、剪刀、食品钳、开瓶器、钢丝钳、镊子等工具都可以看作他在物理课中所学的“杠杆”。如图所示工具，使用时属于费力杠杆的是（      ） A．羊角锤 B．扳手 C．筷子 D．核桃夹 【答案】C 【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 2．（2024·上海·二模）如图所示，O为轻质杠杆的支点，B点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点或在A点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．F1方向 B．F2方向 C．F3方向 D．F4方向 【答案】A 【详解】由图可知，O为支点，B点挂一重物，阻力方向向下；要使该力最小，由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小；由图可知，OB对应的动力臂最长，所以该力应沿F1方向。故选A。 3．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。 4．小新和小佳同学在做“探究杠杆平衡条件”实验： （1）实验前，他们把杠杆中心支在支架上，杠杆在图（a）中所示位置静止时 处于平衡状态（选填“是”或“不是”）；小新将右端的平衡螺母向右调，小佳认为也可以将左端的平衡螺母向 调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡； （2）实验中，他们多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 ； （3）如图（b）所示，杠杆始终保持在水平位置平衡，小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时，测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 是 右 寻找普遍规律 变小 【详解】（1）只要杠杆处于静止状态或者匀速转动，即为杠杆平衡，如图（a）杠杆左边下沉，说明左边重，故需要将平衡螺母向右调。 （2）多次实验得到多组数据，目的是从多组数据中寻找普遍规律，避免偶然性。 （3）小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时，力臂越变越大，根据F1L1＝F2L2可知，F2L2不变，L1变大，那么弹簧测力计的示数变小。 5．小华研究可绕支点转动的硬棒在水平位置平衡时，动力的大小与作用点和方向之间的关系。实验过程如图所示，“动力的方向”用拉力F1与水平位置之间的夹角θ表示（已知θ1>θ2>θ3）。请仔细观察下列各图中的操作和测量结果： （1）分析比较图（A）和（B）中动力F1的大小与动力作用点到支点距离的关系，可得到初步结论：当阻力的大小、方向、作用点都相同，且 。 （2）分析比较图（A）和（C）和（D）中动力F1的大小与动力方向之间的关系，可得到初步结论： 。 【答案】 动力的作用点、方向与杠杆的夹角不变时，动力臂越大，动力越小 当阻力的大小、方向、作用点都相同时，动力作用点不变，动力与杠杆的夹角越小，动力越大 【详解】（1）分析比较图（A）和（B），θ=90°时，力的作用点到支点的距离就是力臂，根据杠杆平衡条件，在阻力阻力臂不变的条件下，动力臂越大，动力越小。 （2）从图A到C再到D，夹角θ依次减小，拉力也依次增大，故可得到初步结论，当阻力的大小、方向、作用点都相同时，且动力作用点不变，动力与杠杆的夹角越小，动力越大。 通关02 滑轮 1. 如图3所示，分别用力F₁、F₂、F₃匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则（    ） A．     B． C．      D．    【答案】A 【详解】左图为定滑轮，根据定滑轮的特点可知，不省力，可以改变力的方向，不计滑轮重与摩擦，则可得 右图为动滑轮，根据动滑轮的特点可知，省力费距离，则，所以 F1=F2>F3 故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 2．用下列轻质简单机械缓慢提起同一物体，不计摩擦、机械自重及绳的重，用力最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】不计摩擦、机械自重及绳的重。 A．图中滑轮是定滑轮，拉力； B．图中滑轮是动滑轮，拉力； C．设杠杆一格长为L，由杠杆平衡条件得F3×2L=G×5L D．设杠杆一格长为L，由杠杆平衡条件得 F4×3L=G×2L 由此分析比较可知F2最小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．如图（a）、（b）所示，物体A、B重均为20牛，不计滑轮重及摩擦，当用力F1以速度v1匀速提升物体A时，力F1为 牛；当用力F2以速度v1匀速提升物体B时，力F2为 牛；若用力F3以速度v2匀速提升物体B，且v1＜v2，则F2 F3（选填“＞”“＝”或“＜”）。 【答案】 20 10 = 【详解】[1]定滑轮实质是等臂杠杆，不计摩擦时，不省力也不费力，所以 F1＝GA＝20N [2]不计滑轮重及摩擦，使用动滑轮可以省一半力，即 [3]匀速拉动物体上升时，拉力的大小不变，F2＝F3。 4．如图所示，工人用滑轮缓慢地将物体甲放入水中，此滑轮为 滑轮；物体甲的体积为5×10-3米3，此时其受到的浮力大小为 牛，下降过程中，甲物体下、上表面受到的水的压力差 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】 动 50 不变 【详解】由图可知，滑轮的位置随物体下降而下降，因此是动滑轮。 根据阿基米德原理可知，物体甲受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×5×10-3m3×10N/kg=50N 由图知，下降过程中，物体排开水的体积不变，因此受到的浮力不变，据浮力产生的原因可知，浮力等于物体下、上表面受到的水的压力差，因此下降过程中，甲物体下、上表面受到的水的压力差不变。 5．为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码。（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量与对应拉力的变化量，记录在表格的最后两列中。 实验序号 G（牛） F（牛） L（米） s（米） （牛） （牛） 1 1 0.7 0.05 0.1 0 0 2 2 1.2 0.1 0.2 1 0.5 3 3 1.7 0.05 0.1 2 1.0 4 4 2.2 0.2 0.4 3 1.5 （1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为 牛； （4）分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论： ； （5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用 继续进行实验。 【答案】 物重越大，拉力越大 绳子自由端通过的距离为物体上升距离的2倍 0.4 增加的物重为增加的拉力的2倍 不同重力的滑轮 【详解】（1）由表中数据可知，当物重增大时，对应的拉力也变大。因此可得出使用动滑轮匀速提升物体时，物重越大，拉力越大。 （2）由表中数据可知，当物体升高距离为L时，对应的绳子自由端移动的距离为2L。可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时，绳子自由端通过的距离为物体上升距离的2倍。 （3）根据动滑轮的特点，由第一组数据可得，动滑轮的重力为 （4）由表中数据可知，当物重增加时，拉力增加 因此可得增加的物重为增加的拉力的2倍。 （5）为了得到普遍的规律，应多次实验，由于探究的动滑轮的工作特点，故应选用不同重力的滑轮进行实验。 通关03 功 1．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．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】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 拉力做功W=Fs=10N×0.5m=5J 木块在重力的方向上没有移动距离，重力做功为0。 3. “外卖”为人们的生活带来了便捷。某骑手接到一个订单，在送货的某一路段中，电瓶车以额定功率沿直线匀速行驶了300米，用时1分钟。求： 车辆类型 电瓶车 整车质量（千克） 40 额定功率（瓦） 400 （1）该电瓶车在这个行驶过程中牵引力所做的功W； （2）该电瓶车在这个行驶过程中受到的水平牵引力F。 【答案】（1）24000J；(2)80N 【详解】（1）由表中数据知道，电瓶车的功率是400W，该电瓶车在这个行驶过程中牵引力所做的功 （2）该电瓶车在这个行驶过程中受到的水平牵引力 4．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 答：（1）重力为980N；（2）所做的功为784J。 通关04 功率 1．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W=Gh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P=Fv可知P₁＞P₂，故C错误，D正确。 故选D。 2. 在学习了功率的知识后，小华和小明准备做“估测登楼时的功率”的实验。 （1） 他们分别测量身体质量m、登楼高度h和登楼时间t。利用所测物理量计算功率的表达式是P= （物理量用相关字母表示）。 （2） 下表为小华和小明测量后记录的数据表格（均为匀速登楼）∶ 姓名 质量m（千克） 登楼高度h（米） 登楼时间t（秒） 小华 50 15 30 小明 60 12 24 分析表中数据可知：登楼功率较大的是 ，他做功 较快（选填“一定”或“可能”）。 【答案】 小明 一定 【详解】（1）登楼时要克服重力做功，功率是 （2）由表格数据可知，小华的功率是 小明的功率是 所以登楼功率较大的是小明，功率是表示做功快慢的物理量，所以，他做功一定较快。 3．甲乙两辆牵引力大小相同的小车同时沿同一平直公路直线行驶，他们的路程-时间图像如图所示，则（　　） A．甲车牵引力做功大于乙车 B．甲车牵引力做功等于乙车 C．甲车牵引力功率大于乙车 D．甲车牵引力功率等于乙车 【答案】C 【详解】AB．由图像可知，甲乙两辆小车同时沿同一平直公路做匀速直线运动，由W=Fs可知，因为不知两车运动时间，所以不能确定牵引力做功的大小，故AB不符合题意； CD．由图像可知，相同时间内甲通过的路程大，则甲的速度大，由P =Fv得，牵引力相同，所以甲车牵引力功率大于乙车 ，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 4．小明同学发现，当汽车在平直的公路上匀速行驶时，满载状态下的车速要比空载时的车速要小。为了弄清其原因，他查阅到了如下资料：①汽车行驶时，其输出功率恒定；②汽车在同一平直路面行驶时，受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大；③汽车在恒定功率下行驶时，速度v与所受牵引力F的相关数据如下表所示。 F（N） 2000 1000 500 400 200 v（m/s） 5 10 20 25 50 （1）分析比较上表中速度v与所受牵引力F的变化关系，可得出的初步结论是：当汽车在恒定功率下行驶时， ； （2）请分析汽车在同一平直路面行驶，满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。 【答案】 v与F成反比 见解析 【详解】（1）由表中数据可得 所以可得当汽车在恒定功率下行驶时，v与F成反比。 （2）相比空载汽车满载时汽车总重力较大，因为压力F等于重力G，所以汽车所受阻力较大，又因为汽车匀速行驶时，受到的牵引力等于阻力，所以牵引力较大，根据第（1）小题结论可知，满载时行驶速度较小。 通关05 机械能及其转化 1. 如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 【答案】B 【详解】A．起跳时动能不仅转化为重力势能，还会使撑杆弯曲变形，一部分还会转化为撑杆的弹性势能，同时空气有阻力，通过摩擦生热消耗一部分动能，故A不符合题意； B．撑杆跳高能跳得更高，主要是因为运动员通过撑杆的弯曲将自身能量储存为弹性势能，随后撑杆反弹时将这部分能量转化为人体上升的机械能，故B符合题意； C．在最高点时，虽然竖直方向速度为零，但为完成过杆动作，人体仍需保持水平方向的速度，水平速度不为0，因此动能不为零，故C不符合题意； D．撑杆跳高过程中，人体的机械能会与撑杆的弹性势能相互转化（起跳时人体机械能转化为撑杆弹性势能，撑杆反弹时弹性势能又转化为人体机械能），因此单纯考虑人体的机械能是不守恒的，故D不符合题意。 故选B。 2．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。 3. 如图所示，斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（　　） A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P向M运动过程中，动能减少 C．小物块从M向N运动过程中，弹簧的弹性势能减少 D．小物块从N向M运动过程中，动能增加 【答案】A 【详解】A．小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，重力势能减小，故A符合题意； B．小物块从P向M运动过程中，重力势能转化为动能，所以动能增大，重力势能减小，故B不符合题意； C．小物块从M向N运动过程中，弹簧形变程度越来越大，弹性势能逐渐增大，故C不符合题意； D．小物块从N向M运动过程中，由于摩擦力的作用，其速度比最大速度时减小了，所以其动能会减小，故D不符合题意。 故选A。 4．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。 5. 在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小松设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止： （1）小球到达水平面时所具有的动能是由 能转化而来的。到达水平面时，三个小球速度vA、vB、vC的大小关系是 。 （2）在上述情境中，我们认为C球所具有的动能最大，其依据是 。 （3）分析乙、丙两图，得到的实验结论是 ，由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样， （选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h。 【答案】(1) 重力势，vA＜vB=vC；(2)C球推动木块移动的距离最大；(3)在速度相同时，物体的质量越大，动能越大 大客车 【详解】（1）小球从斜面上由静止滚下，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，所以小球到达水平面时所具有的动能是由重力势能转化而来的。 小球从斜面上同一高度由静止滑下时，到达水平面的速度是相同的， 甲图中球的高度小于乙、丙图中球的高度，乙、丙图中球的高度相同，所以到达水平面时，三个小球速度大小关系是vA＜vB=vC。 （2）实验中通过观察木块被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小，运用了转换法；丙图中木块移动的距离最大，说明C球对木块做的功最多， 则C球所具有的动能最大。 （3）分析乙、丙两图，球从同一高度由静止滑下，则到达水平面的速度相同，丙图中球的质量大，木块被撞击后移动的距离大，说明在速度相同时，物体的质量越大，动能越大。 大客车的质量大，在速度相同时，动能大，所以限制的速度要小，小轿车的质量小，限制的速度可以大一些，高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，“100”字样应该是大客车的限速。 6．小华在上体育课时发现，将排球拍打在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同，于是他想探究排球反弹高度与哪些因素有关，并做了如下猜想： ①可能与排球下落时的高度有关；②可能与接触面的材质有关。 （1）为了验证猜想，小华选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖地面、实木地面、毛毯地面）进行实验，他将排球从不同高度由静止下落到不同接触面，实验数据如表所示： 实验序号 接触面的材质 排球下落时的高度（米） 排球反弹的高度（米） 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知， 相同时，排球下落时的高度越大，反弹的高度越 ； ②通过分析 三组实验数据可知，排球反弹的高度与接触面的材质有关； （2）排球反弹高度还可能与 有关（写出一种即可）； （3）通过实验小华还发现，无论地面是什么材质，排球都无法反弹到原有的高度。这是因为除碰撞时有能量损失外，排球还受到 （选填“重力”、“弹力”或“空气阻力”）作用； （4）在工业生产中，有一种检测硬度的方法，它的原理是使用具有一定质量的物体冲击被检测物体表面，测量该物体在距被测物表面1毫米处的冲击前速度大小和冲击后的反弹速度大小，从而计算出被测物体的硬度。请根据以上实验及所学知识分析：反弹速度大小变化越 （选填“大”或“小”），被测物体硬度越大。 【答案】 接触面的材质 大 2、4、5 见解析 空气阻力 小 【详解】（1）①通过分析1、2、3三组实验数据可知，接触面的材质相同，排球下落的高度不同，反弹的高度不同，可以得到接触面的材质相同时，排球下落时的高度越大，反弹的高度越大。 ②研究排球反弹的高度与接触面的材质的有关，自由下落的高度相同，接触面材质不相同，即应分析2、4、5三组实验。 （2）排球反弹高度可能与排球充气的程度有关，其它条件相同，充气足一些，充气不足的排球，反弹的高度可能不同。 （3）由于空气阻力的存在，机械能减小，所以排球都无法反弹到原有的高度。 （4）被测物体硬度越大，接触时间越短，能量损失越小，反弹速度大小变化越小。 通关06 机械效率 1．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 2. 在没有起重机的情况下，工人要将木箱搬运上汽车，常常需要搭一块木板作为斜面。斜面也是一种常用的简单机械，使用斜面可以省力。为了探究沿斜面拉力的大小与斜面长度的关系，小华选用弹簧测力计、重为4牛的物体和长度分别为0.5米、1.1米和1.5米的木板进行了三次实验，斜面的高度均为0.2米，沿斜面用弹簧测力计缓慢拉动物体。测得沿斜面方向向上的拉力大小分别如图甲和乙和丙所示。    （1）请你帮小华将表格填写完整，并把实验数据记录在表格中； 实验序号 序号物体重力（牛） 斜面高度（米） 1 4 0.2 2 4 0.2 3 4 0.2 （2）分析比较图中甲与乙与丙及相关条件，可得出的初步结论是： ； （3）实际上，载货汽车车厢底部离地面的高度不同，沿斜面拉力的大小还可能与斜面高度有关。请你设计实验，写出具体的实验方案： 。 【答案】 见解析 见解析 见解析 【详解】（1）实验数据记如下表格： 实验序号 物体重力（牛） 斜面高度（米） 拉力（牛） 斜面长度（米） 机械效率（%） 1 4 0.2 2 0.5 80 2 4 0.2 1 1.1 73 3 4 0.2 0.8 1.5 53 （2）从实验数据可以看出，在物体重力和斜面高度相同时，弹簧测力计的示数随斜面长度的增大而减小。 （3）具体的实验方案：控制物体重力和斜面长度度相同，改变斜面的高度，沿不同斜面用弹簧测力计缓慢拉动物体，测得沿斜面方向向上的拉力大小，并把实验数据记录在如下表格中： 3. 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。 4. 小红和小华在游戏中注意到：小球能静止在水平面上，但不能静止在斜面上，若对小球施加一个沿斜面向上的拉力，就能使小球静止在斜面上，为了探究这个“沿斜面向上的拉力的大小”，小红和小华用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进行实验，每一次实验时，他们改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上。他们记录的实验数据如表一、表二所示。 表一小球重为3牛 实验序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 1 30° 1.5 2 45° 2.1 3 53° 2.4 表二小球重为5牛 实验序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 4 37° 3.0 5 45° 3.5 6 60° 4.3 ①分析比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力 。 ② 分析比较实验序号 的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ一定时，小球的重力大，使小球静止的沿斜面向上的拉力大。 ③ 小华发现：当斜面与水平面的夹角θ一定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的。为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验。他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目。 表三 实验序号 测力计的示数（牛） 7 / 8 / 9 / 【答案】 随斜面与水平面的夹角θ增加而增大 2和5 夹角θ为30° 小球的重力（牛） 5 10 15 【详解】分析比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数，可以发现斜面与水平面的夹角，拉力越大，所以得到的结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力，随斜面与水平面的夹角θ增加而增大。 分析比较实验序号2和5的测力计示数、斜面与水平面夹角，可知当斜面与水平面的夹角θ一定时，小球的重力大，使小球静止的沿斜面向上的拉力大。 要想验证，当斜面与水平面的夹角θ一定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的，需要控制夹角一定，故可选夹角θ为30°，保持物体的重力不同，测出拉力大小。 所以序号789的重力要不同，故可选5N，10N，15N。 1．小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（　　） A．动能增加，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能不变，机械能增加 C．动能不变，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能不变，机械能不变 【答案】C 【详解】动能与物体的质量和速度有关，由于物体质量不变，但是在竖直方向上速度大小不变，故动能不变。重力势能与物体的质量和高度有关，物体质量不变，但是高度增加，故其重力势能增加，机械能增加。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 2．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2 C．0﹣6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2 D．0﹣6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 【答案】C 【详解】A．由图像可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，所以v1＞v2，故A错误． B．同一物体重力相等，对水平面的压力相等，在同一水平面接触面的粗糙程度相同，因此两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等．由于物体做匀速直线运动，所受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两次物体所受的拉力：F1=F2，故B错误． C．由图像可知，0-6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又因为F1=F2，根据W=Fs可得，0-6s两次拉力对物体所做的功：W1>W2，故C正确． D．0-6s两次拉力对物体所做的功：W1>W2，时间相同，由P=W/t可得，0-6s两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2，故D错误． 答案为C． 3．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。 4．质量相同的甲、乙两物体各自在竖直拉力的作用下，在竖直方向上做直线运动，它们的s﹣t图像如图所示，则下列判断正确的是（    ）    A．甲的速度等于乙的速度 B．甲和乙的机械能可能相等 C．甲和乙的动能可能相等 D．对甲做的功一定大于对乙做的功 【答案】B 【详解】A．由图像可知，甲和乙的路程和时间都成正比，都是做匀速直线运动。同样在6s内甲运动了2.4m，乙运动了0.6m，相同时间比路程，所以甲的速度大于乙的速度，故A错误； BC．甲、乙两物体质量相同,在竖直方向上做直线运动由上知，甲的速度大于乙的速度，则甲的动能大于乙的动能;但上升高度不确定，所以甲的重力势能可能小于乙的重力势能，因此甲的机械能可能等于乙的机械能，故B正确，C错误； D．由题意知两个物体质量相同，所受重力相同，也就是竖直向上施加的拉力相同，但通过的距离不确定，由公式W = Gh知做功多少不能确定，故D错误。 故选B。 5．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4N的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力  （　　） A．可能是6N B．可能是1N C．一定是2N D．一定是4N 【答案】A 【详解】设杠杆每一格长度是l，当B处的作用力与杠杆垂直时，力臂最大，此时作用力最小，由杠杆平衡条件可得 解得 当作用在B处的力与杠杆不垂直时，力臂小于4l，作用力大于2N，因此要使杠杆平衡，作用在B处的力 ，故BCD不符合题意， A符合题意。故选A。 6．利用如图所示的轻质杠杆提升重物G，支点是O，动力作用在A点，那么使用它（　　） A．一定是省力杠杆 B．一定是费力杠杆 C．不可能是等臂杠杆 D．可能是等臂杠杆 【答案】D 【详解】图中杠杆水平平衡，阻力和阻力臂一定，由于动力的作用方向不确定，使得动力臂的大小可能大于阻力臂（为省力杠杆）、可能等于阻力臂（为等臂杠杆）、也可能小于阻力臂（为费力杠杆），故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 7. 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。 命题点01 滑轮的特点 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，下列说法正确的是（　　） A．F1=F2=F3 B．F2> G 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】A．图示是定滑轮，定滑轮相当于等臂杠杆，滑轮的轴为支点，轴到轮边缘的距离为力臂，提升的物体重力不变，阻力及阻力臂不变，动力臂不变，则向各方向的拉力相等，故A正确； B．在忽略绳重和摩擦时，F2=G，不忽略绳重和摩擦时，F2>G，故B错误； C．F1和F2的方向不相反，不是一对平衡力，故C错误； D．F2和G的方向不相反，不是一对平衡力，故D错误。 故选A。 2．（2022·上海·中考真题）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为 20 牛的物体 A，滑轮处于静止状态，相当于一个 杠杆，力 F 的大小为 牛，此时物体 A 所受到的合力大小为 牛。 【答案】 省力 10 0 【详解】[1]如图所示，滑轮随着物体一起运动，故是动滑轮，省一半的力，相当于一个省力杠杆。 [2]一共有2段绳子分担动滑轮重，故动滑轮省一半的力，力 F 的大小为 [3]滑轮处于静止状态，则物体A也处于静止状态，处于平衡状态，故合力为0。 命题点02 杠杆计算题 3．（2024·上海·中考真题）在杠杆平衡时，阻力F2的大小为90N，阻力臂L2为0.2m，动力臂L1为0.6m，求动力F1的大小。 【答案】30N 【详解】由杠杆平衡条件​得 答：动力F1的大小为30N。 命题点03 功、功率的计算 4.（2025·上海·中考真题）某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米，求此过程中拉力所做的功W和功率P。 【答案】4×105J，4×103W 【详解】用5×104牛的力将某物体提升8米，则拉力所做的功 用时100秒，则拉力所做的功的功率 5．（2024·上海·中考真题）一个小车往斜坡向上运动时，它的s-t图，如下图所示。它在30s内通过的路程为 米，在此过程，小车的动能 （选填“变大”或“不变”或“变小”）的。若小车突然急刹车，则它的惯性 （选填“变大”或“不变”或“变小”）。 【答案】 90 不变 不变 【详解】[1]由图像可知，小车在30s内通过的路程为90m。 [2]由图像可知，小车的s-t图像是一条过原点的斜直线，小车做匀速直线运动，小车在运动过程中，质量和速度都不变，因此动能不变。 [3]惯性只与物体的质量有关，若小车突然急刹车，小车的质量不变，则它的惯性不变。 6. （2024·上海·中考真题）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是 ，的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104N，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时间为50s，则拉力做功为 焦，功率为 瓦。 【答案】 运动 4×105 8×103 【详解】重物相对于地面的位置在不断变化，所以以地面为参照物，重物是运动的。 拉力做的功为 功率为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 简单机械 功和能（专项训练） 目 录 01·趋势领航练 1 02·考点通关练 4 基础通关 4 通关01 杠杆 4 通关02 滑轮 6 通关03 功 7 通关04 功率 8 通关05 机械能及其转化 10 通关06 机械效率 12 能力通关 14 03·真题诊断练 16 1．【新考法·力做功的必要因素】如图所示是小华同学扔实心球的情景（包含四个过程）。其中，手对球做功的是（　　）      A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 2．【新情景·简单机械综合】图1（a）所示为港珠澳大桥。 (1)如图1（b）所示，是小西制作的大桥如图1（a）中方框部分结构简化模型，可以把桥面看作杠杆，点A为支点，桥面AC受到的重力看作阻力，斜拉索的拉力看作动力，请在图（b）中画出动力的力臂。 (2)若适当增加塔柱的高，则可以 斜拉索承受的拉力。（选填“增大”或“减小”）理由是： 。 (3)建设大桥用到如图2（a）的塔式起重机，图2（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，不计滑轮与绳之间的摩擦，求： ①拉力做的功； ②滑轮的机械效率。 3．【新考法·杠杆的分类与杠杆平衡的计算】人体是一个巨大的机械装置，其中蕴含着各种各样的杠杆。正是这些杠杆的相互协调工作，使得我们人类可以完成各种复杂的动作。同时人体又是一个巨大的能量体，工作和生活中无时无刻不在发生着做功和能量转化。 （1）图（a）、（b）分别是人体脚部和手臂的解剖示意图。将足关节和肘关节看作支点，人体的这些部分可以视为杠杆，上述物理方法我们称之为 ，若把肌肉产生的力作为动力F1，把物体或人体产生的压力作为阻力F2.，脚部可看作是一个 杠杆；手臂可看作是一个 杠杆，手臂这样的结构的好处是： ； （2）如图（b）所示，铅球的质量为5kg，肘关节到肱二头肌与桡骨连接点OA之间的距离为3cm，肱二头肌与桡骨连接点到铅球压力的作用点AB的距离为24cm，要保持前臂处于水平静止状态，求肱二头肌对桡骨的拉力大小F1。 4．【新考法·滑轮的特点】在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： （1）图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮 （选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是 ； （2）如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； （3）如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； （4）如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 5. 【新情景·功率、机械能综合】上海的洋山深水港的集装箱吞吐量连续多年位居世界第一。如图（a）所示的龙门吊臂将一台重约2×105N的集装箱缓慢提升15m用时100s，则它所做功的功率为 W；如图（b）所示，集装箱在平移过程中，绳索拉力 （“A做了功”或“B．不做功”）；在匀速下降过程中它的机械能 （“A增大”或“B．减小”）。 6．【新情景·浮力与杠杆综合】图为水箱示意图，和均为自身质量不计的杠杆。其中端连接按钮，为轻质活塞，与端通过细绳相连；端连接浮球，端连接针阀，针阀能将进水口堵住。已知和两点间水平距离相等，上表面处的深度为，浮球排开水的体积为。 （1）请在图中画出杠杆的动力、阻力、动力臂和阻力臂 ； （2）若轻质活塞即将被拉起时，细绳上的拉力为，求此时作用在按钮上的竖直向下压力的大小 ； （3）求水对活塞上表面的压强 ； （4）求浮球所受浮力的大小 ； （5）若浮球受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力相等时，针阀恰好将进水口堵住，放水后水箱中水位下降，浮球浸在水中的体积减小，受到的浮力 （选填“增大”或“减小”），浮球向 运动（选填“上”或“下”），促使杠杆绕 时针转动（选填“顺”或“逆”），针阀被拉起。水从进水口进入水箱，此时杠杆为 杠杆。 通关01 杠杆 1. 小张同学假期中经常在家里做些力所能及的家务。在家中，他发现如筷子、剪刀、食品钳、开瓶器、钢丝钳、镊子等工具都可以看作他在物理课中所学的“杠杆”。如图所示工具，使用时属于费力杠杆的是（      ） A．羊角锤 B．扳手 C．筷子 D．核桃夹 2．（2024·上海·二模）如图所示，O为轻质杠杆的支点，B点挂一重物，为使杠杆在水平位置平衡，若在B点或在A点施加一个力并使该力最小，该力应沿（　　） A．F1方向 B．F2方向 C．F3方向 D．F4方向 3．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 。 4．小新和小佳同学在做“探究杠杆平衡条件”实验： （1）实验前，他们把杠杆中心支在支架上，杠杆在图（a）中所示位置静止时 处于平衡状态（选填“是”或“不是”）；小新将右端的平衡螺母向右调，小佳认为也可以将左端的平衡螺母向 调（选填“左”或“右”），使杠杆在水平位置平衡； （2）实验中，他们多次在杠杆两端加挂钩码，并调节钩码位置，使杠杆保持水平平衡，记录多组数据，这样做的目的是 ； （3）如图（b）所示，杠杆始终保持在水平位置平衡，小新将弹簧测力计从位置②移动到位置①时，测力计的示数将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 5．小华研究可绕支点转动的硬棒在水平位置平衡时，动力的大小与作用点和方向之间的关系。实验过程如图所示，“动力的方向”用拉力F1与水平位置之间的夹角θ表示（已知θ1>θ2>θ3）。请仔细观察下列各图中的操作和测量结果： （1）分析比较图（A）和（B）中动力F1的大小与动力作用点到支点距离的关系，可得到初步结论：当阻力的大小、方向、作用点都相同，且 。 （2）分析比较图（A）和（C）和（D）中动力F1的大小与动力方向之间的关系，可得到初步结论： 。 通关02 滑轮 1. 如图3所示，分别用力F₁、F₂、F₃匀速提起同一重物。若不计滑轮重与摩擦，则（    ） A．     B． C．      D．    2．用下列轻质简单机械缓慢提起同一物体，不计摩擦、机械自重及绳的重，用力最小的是（　　） A． B． C． D． 3．如图（a）、（b）所示，物体A、B重均为20牛，不计滑轮重及摩擦，当用力F1以速度v1匀速提升物体A时，力F1为 牛；当用力F2以速度v1匀速提升物体B时，力F2为 牛；若用力F3以速度v2匀速提升物体B，且v1＜v2，则F2 F3（选填“＞”“＝”或“＜”）。 4．如图所示，工人用滑轮缓慢地将物体甲放入水中，此滑轮为 滑轮；物体甲的体积为5×10-3米3，此时其受到的浮力大小为 牛，下降过程中，甲物体下、上表面受到的水的压力差 （选填“变大”“不变”或“变小”）。 5．为了探究动滑轮的使用特点，某小组同学用如图所示的装置进行实验，每次用测力计匀速提升钩码。（滑轮摩擦力不计）钩码重力为G，拉力为F，钩码移动的距离为L，绳子自由端移动的距离为s。实验数据记录在表格中。为了进一步研究，他们计算了每次实验中物体所受重力的变化量与对应拉力的变化量，记录在表格的最后两列中。 实验序号 G（牛） F（牛） L（米） s（米） （牛） （牛） 1 1 0.7 0.05 0.1 0 0 2 2 1.2 0.1 0.2 1 0.5 3 3 1.7 0.05 0.1 2 1.0 4 4 2.2 0.2 0.4 3 1.5 （1）分析比较表中第二列与第三列中的数据及图中相关条件可得出动滑轮的使用特点：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （2）分析比较表中第四列与第五列中的数据及相关条件，可得出初步结论：使用动滑轮匀速提升物体时， ； （3）由表中数据可计算出滑轮自身重力为 牛； （4）分析比较表中最后两列的数据可得出初步结论： ； （5）为了得到普遍的物理规律，小组同学还将选用 继续进行实验。 通关03 功 1．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．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。 3. “外卖”为人们的生活带来了便捷。某骑手接到一个订单，在送货的某一路段中，电瓶车以额定功率沿直线匀速行驶了300米，用时1分钟。求： 车辆类型 电瓶车 整车质量（千克） 40 额定功率（瓦） 400 （1）该电瓶车在这个行驶过程中牵引力所做的功W； （2）该电瓶车在这个行驶过程中受到的水平牵引力F。 4．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。 通关04 功率 1．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 2. 在学习了功率的知识后，小华和小明准备做“估测登楼时的功率”的实验。 （1） 他们分别测量身体质量m、登楼高度h和登楼时间t。利用所测物理量计算功率的表达式是P= （物理量用相关字母表示）。 （2） 下表为小华和小明测量后记录的数据表格（均为匀速登楼）∶ 姓名 质量m（千克） 登楼高度h（米） 登楼时间t（秒） 小华 50 15 30 小明 60 12 24 分析表中数据可知：登楼功率较大的是 ，他做功 较快（选填“一定”或“可能”）。 3．甲乙两辆牵引力大小相同的小车同时沿同一平直公路直线行驶，他们的路程-时间图像如图所示，则（　　） A．甲车牵引力做功大于乙车 B．甲车牵引力做功等于乙车 C．甲车牵引力功率大于乙车 D．甲车牵引力功率等于乙车 4．小明同学发现，当汽车在平直的公路上匀速行驶时，满载状态下的车速要比空载时的车速要小。为了弄清其原因，他查阅到了如下资料：①汽车行驶时，其输出功率恒定；②汽车在同一平直路面行驶时，受到阻力f随汽车对地面压力的增大而增大；③汽车在恒定功率下行驶时，速度v与所受牵引力F的相关数据如下表所示。 F（N） 2000 1000 500 400 200 v（m/s） 5 10 20 25 50 （1）分析比较上表中速度v与所受牵引力F的变化关系，可得出的初步结论是：当汽车在恒定功率下行驶时， ； （2）请分析汽车在同一平直路面行驶，满载时的行驶速度一般比空载时小的原因。 通关05 机械能及其转化 1. 如图所示是撑竿跳高时的情景，运动员从助跑到越过横杆的过程中，用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中以下有关能量转换正确说法的是（　　） A．起跳时动能全部转换成重力势能 B．撑杆跳高比普通跳高跳的高的原因主要是撑杆跳高在空中还消耗了人自身的能量最终转化成了人体的机械能 C．人体在最高点时动能为0 D．若忽略空气的阻力，人在撑杆跳高的过程中人体的机械能是守恒的 2．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 3. 如图所示，斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长时右端在N点，小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点，则（　　） A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少 B．小物块从P向M运动过程中，动能减少 C．小物块从M向N运动过程中，弹簧的弹性势能减少 D．小物块从N向M运动过程中，动能增加 4．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 。 5. 在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，小松设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平木板上的木块相碰，铁球与木块在水平木板上共同移动一段距离后静止： （1）小球到达水平面时所具有的动能是由 能转化而来的。到达水平面时，三个小球速度vA、vB、vC的大小关系是 。 （2）在上述情境中，我们认为C球所具有的动能最大，其依据是 。 （3）分析乙、丙两图，得到的实验结论是 ，由此联想到高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样， （选填“大客车”或“小轿车”）的限速为100km/h。 6．小华在上体育课时发现，将排球拍打在水泥地面、塑胶地面和草坪上反弹的高度各不相同，于是他想探究排球反弹高度与哪些因素有关，并做了如下猜想： ①可能与排球下落时的高度有关；②可能与接触面的材质有关。 （1）为了验证猜想，小华选用家中三种不同材质的接触面（瓷砖地面、实木地面、毛毯地面）进行实验，他将排球从不同高度由静止下落到不同接触面，实验数据如表所示： 实验序号 接触面的材质 排球下落时的高度（米） 排球反弹的高度（米） 1 瓷砖 0.5 0.4 2 瓷砖 1 0.75 3 瓷砖 1.5 1.2 4 实木 1 0.5 5 毛毯 1 0.15 ①通过分析1、2、3三组实验数据可知， 相同时，排球下落时的高度越大，反弹的高度越 ； ②通过分析 三组实验数据可知，排球反弹的高度与接触面的材质有关； （2）排球反弹高度还可能与 有关（写出一种即可）； （3）通过实验小华还发现，无论地面是什么材质，排球都无法反弹到原有的高度。这是因为除碰撞时有能量损失外，排球还受到 （选填“重力”、“弹力”或“空气阻力”）作用； （4）在工业生产中，有一种检测硬度的方法，它的原理是使用具有一定质量的物体冲击被检测物体表面，测量该物体在距被测物表面1毫米处的冲击前速度大小和冲击后的反弹速度大小，从而计算出被测物体的硬度。请根据以上实验及所学知识分析：反弹速度大小变化越 （选填“大”或“小”），被测物体硬度越大。 通关06 机械效率 1．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。 2. 在没有起重机的情况下，工人要将木箱搬运上汽车，常常需要搭一块木板作为斜面。斜面也是一种常用的简单机械，使用斜面可以省力。为了探究沿斜面拉力的大小与斜面长度的关系，小华选用弹簧测力计、重为4牛的物体和长度分别为0.5米、1.1米和1.5米的木板进行了三次实验，斜面的高度均为0.2米，沿斜面用弹簧测力计缓慢拉动物体。测得沿斜面方向向上的拉力大小分别如图甲和乙和丙所示。    （1）请你帮小华将表格填写完整，并把实验数据记录在表格中； 实验序号 序号物体重力（牛） 斜面高度（米） 1 4 0.2 2 4 0.2 3 4 0.2 （2）分析比较图中甲与乙与丙及相关条件，可得出的初步结论是： ； （3）实际上，载货汽车车厢底部离地面的高度不同，沿斜面拉力的大小还可能与斜面高度有关。请你设计实验，写出具体的实验方案： 。 3. 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。 4. 小红和小华在游戏中注意到：小球能静止在水平面上，但不能静止在斜面上，若对小球施加一个沿斜面向上的拉力，就能使小球静止在斜面上，为了探究这个“沿斜面向上的拉力的大小”，小红和小华用两个重力不同的光滑小球和弹簧测力计等器材按图进行实验，每一次实验时，他们改变斜面与水平面的夹角θ，并保持拉力的方向始终沿斜面向上。他们记录的实验数据如表一、表二所示。 表一小球重为3牛 实验序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 1 30° 1.5 2 45° 2.1 3 53° 2.4 表二小球重为5牛 实验序号 斜面与水平面的夹角θ 测力计的示数（牛） 4 37° 3.0 5 45° 3.5 6 60° 4.3 ①分析比较实验序号1、2和3或4、5和6的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出的初步结论是：重力一定的小球静止在斜面时，它受到沿斜面向上的拉力 。 ② 分析比较实验序号 的测力计示数、斜面与水平面夹角，可得出初步结论是：当斜面与水平面的夹角θ一定时，小球的重力大，使小球静止的沿斜面向上的拉力大。 ③ 小华发现：当斜面与水平面的夹角θ一定时，使小球静止的沿斜面向上的拉力与重力的比值是相等的。为了验证这一发现，他们添加了一些器材继续实验。他们设计了表三用以记录相关数据，请你完成表三中空缺的栏目。 表三 实验序号 测力计的示数（牛） 7 / 8 / 9 / 1．小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（　　） A．动能增加，重力势能增加，机械能增加 B．动能增加，重力势能不变，机械能增加 C．动能不变，重力势能增加，机械能增加 D．动能不变，重力势能不变，机械能不变 2．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（　　） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2 C．0﹣6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2 D．0﹣6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 3．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 4．质量相同的甲、乙两物体各自在竖直拉力的作用下，在竖直方向上做直线运动，它们的s﹣t图像如图所示，则下列判断正确的是（    ）    A．甲的速度等于乙的速度 B．甲和乙的机械能可能相等 C．甲和乙的动能可能相等 D．对甲做的功一定大于对乙做的功 5．如图所示为等刻度的轻质杠杆，在A处挂一个重为4N的物体，若要使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力  （　　） A．可能是6N B．可能是1N C．一定是2N D．一定是4N 6．利用如图所示的轻质杠杆提升重物G，支点是O，动力作用在A点，那么使用它（　　） A．一定是省力杠杆 B．一定是费力杠杆 C．不可能是等臂杠杆 D．可能是等臂杠杆 7. 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： 。 命题点01 滑轮的特点 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，下列说法正确的是（　　） A．F1=F2=F3 B．F2> G C．F1和F2是一对平衡力 D．F2和G是一对平衡力 2．（2022·上海·中考真题）用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为 20 牛的物体 A，滑轮处于静止状态，相当于一个 杠杆，力 F 的大小为 牛，此时物体 A 所受到的合力大小为 牛。 命题点02 杠杆计算题 3．（2024·上海·中考真题）在杠杆平衡时，阻力F2的大小为90N，阻力臂L2为0.2m，动力臂L1为0.6m，求动力F1的大小。 命题点03 功、功率的计算 4.（2025·上海·中考真题）某机器用5×104牛的力在100秒时间内将某物体提升8米，求此过程中拉力所做的功W和功率P。 5．（2024·上海·中考真题）一个小车往斜坡向上运动时，它的s-t图，如下图所示。它在30s内通过的路程为 米，在此过程，小车的动能 （选填“变大”或“不变”或“变小”）的。若小车突然急刹车，则它的惯性 （选填“变大”或“不变”或“变小”）。 6. （2024·上海·中考真题）塔吊吊起重物，在竖直方向匀速上升时，若以地面为参照物，则此重物是 ，的（选填“运动”或“静止”）；若拉力为1×104N，重物上升的距离为40m，重物上升所用的时间为50s，则拉力做功为 焦，功率为 瓦。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $