专题11 简单机械和功（专项训练）（江苏专用）2026年中考物理一轮复习讲练测

专题11 简单机械与功（原卷版） 目 录 1 7 考点一 杠杆 7 考点二 滑轮 11 考点三 功 14 考点四 功率 16 考点五 机械效率 20 考点六 实验：探究杠杆平衡条件 23 26 26 1．（2025·淮安模拟）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（　　） 新情境 A． B． C． D． 2．（2025•江都区二模）如图所示，用瓶起子开瓶盖时，下列对应的图示正确的是（　　） 新考法 A． B． C． D． 3．（2025•靖江市模拟）如图，被固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点。保持杠杆水平静止，一辆玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动，其中一个传感器的示数F与小车运动的路程s的关系如图所示。已知：BC＝2AB＝2m，忽略小车的体积，下列说法正确的是（　　） 跨学科 A．小车运动过程中，传感器2的示数保持不变 B．玩具小车的重量为1.5N C．图2中，图像与纵坐标交点 F0＝1N D．小车运动过程中，两传感器示数之差逐渐变大 4．（2025•泗洪县二模）利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 新考法 （1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆左端的平衡螺母向 　　 调节，使杠杆在水平位置平衡，这样可以避免杠杆自重对实验的影响，同时便于测量 　　 。 （2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 　　 个相同的钩码，使杠杆仍然在水平位置平衡。 （3）如图乙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，若弹簧测力计逐渐向右倾斜，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1﹣F1的关系图象，如图丙所示。请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 　　 N。 （5）如图丁，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，此过程中肱二头肌收缩的距离 　　 （填“大于”、“等于”或“小于”）手移动的距离。 5．（2025•常州模拟）如图，O为轻质杠杆的支点，左端挂一重物，杠杆在图示位置平衡，请作出最小动力F1的示意图和阻力的力臂l2。 新考法 6．（2025•仪征市一模）抛掷实心球是某市近几年体育中考主要项目之一，如图所示是小明同学扔实心球的情景（包含四个过程）。其中，手对实心球做功的过程是（　　） 跨学科 A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③ 7．（2025•常州模拟）第9届亚冬会比赛中，如图所示，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中推力做功的大小是（　　） 跨学科 A．45J B．54J C．225J D．270J 8．（2025•盐城二模）利用同一个滑轮，分别按照如图所示的甲、乙两种方式提升重物，在相同时间内将同一物体G匀速提升相同的高度h，拉力分别为F1和F2（滑轮的重力小于物体重力，不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） 新考法 A．拉力F1等于拉力F2 B．F1向下拉的距离s1大于F2向上拉的距离s2 C．甲、乙两个装置做的有用功相同 D．使用过程中，乙装置的机械效率更大 9．（2025•无锡一模）如图所示为三峡升船机，升船机塔楼主要由塔柱、承船厢、滑轮组和两组平衡重等构成，承船厢装满水时总质量为15400吨，其工作原理是：船只由航道进入装满水的承船厢，此时滑轮组无驱动力，平衡重借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止；关闭闸门后，再由带驱动力的滑轮组和两组平衡重共同将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承船厢驶出航道。（g取10N/kg） 跨学科 （1）一艘总质量为4000吨的货轮驶入装满水的承船厢，待其平衡时从承船厢排开　 N的水；关闭闸门后，承船厢的总质量为　　 吨； （2）为了减少升船机的耗能，三峡升船机的一侧的平衡重的质量应设置为　　 吨。 10．（2025•南京二模）如图甲，“胶囊胃镜”被誉为完美胃部检查的胶囊内镜机器人，其质量只有5g。医生可以实时操控体外的磁场来控制它在胃内的运动，并通过它的摄像头对胃黏膜进行扫描。 跨学科 （1）检查时患者需吞服一个胶囊机器人，其长度约2.7　　 （填单位）； （2）如图乙，胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功　 J； （3）若医生想扫描更大范围应操作机器人　　 （选填“靠近”或“远离”）此区域。 11．（2025•江苏一模）用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 新考法 12．（2025•苏州模拟）如图所示，利用动滑轮提升货物。用大小为250N的拉力F将重为420N的货物在20s的时间内匀速提升5m。求： 新考法 （1）有用功W有； （2）拉力F的功率P； （3）若此过程中克服绳重和摩擦所做的功占总功的4%，则动滑轮的重为？ 13．（2025•江苏一模）如图甲所示，将重600N、底面积为0.4m2的箱子放在水平地面上。现利用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（如图乙）。已知拉力F为480N，箱子沿木板移动了5m，在竖直方向上升高了3m，用时40s。求： 新情境 （1）箱子对水平地面的压强； （2）上移过程中拉力做功的功率； （3）箱子受到的木板摩擦力大小。 14．（2025•淮安二模）某款国产高性能电动汽车，性能卓越、外形美观，部分参数如下。车轮与地面的接触面积为0.05m2，某次行驶过程中，电动车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，受到的平均阻力是360N，g取10N/kg，求： 跨学科 车型 轿跑 整车质量/kg 500 工作电压/V 440 百公里耗电量/kW•h 20 （1）该汽车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）10min内电动汽车克服阻力做的功是多少？ （3）该过程中，电动车将电能转化为机械能的效率是多少？ 考点一 杠杆 1．（2025•常州）花生大丰收，小明用手剥壳，手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”，用手对上面硬棒施加压力，即可压碎花生壳。下列图中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025•徐州模拟）如图，在探究杠杆平衡条件时，左边的钩码个数和位置保持不变，右边弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是（　　） A． B． C． D． 3．（2025•无锡模拟）如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量，水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡，其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上，得出杠杆平衡条件：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，为了反驳此观点，小红设计了（a）和（b）两种方案，使塑料板始终水平平衡，关于这两种方案（　　） A．只有（a）能 B．只有（b）能 C．（a）（b）都能 D．（a）（b）都不能 4．（2025•常州模拟）如图为可绕O点转动的杠杆AOB，在A点悬挂一重物，B点施加一个竖直向下的拉力F使杠杆平衡。保持杠杆在原来的位置静止不动，使拉力的方向从图所示位置，绕B点沿虚线CD转动，则（　　） A．逆时针转动，F先变大后变小 B．逆时针转动，F逐渐变大 C．顺时针转动，F先变大后变小 D．顺时针转动，F逐渐变大 5．（2025•金坛一模）为解决停车难的问题，设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”，其工作原理如图乙。电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动，B端悬挂存车架A。小汽车从乙图所示位置（CB⊥OB）缓慢下降到水平地面的过程中，钢丝绳对B点的拉力将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变大后变小 6．（2025•常州模拟）如图1所示，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，期冀孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为12kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA＝9cm，OB＝36cm。下列说法不正确的是（　　） A．该秤砣的质量为3kg B．该杆秤的悬挂点O是称量时的支点 C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更小的秤砣 D．若换称质量较大的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点右边 7．（2025•无锡三模）杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量为10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．秤砣的质量为0.4kg B．称2kg的荔枝，应提起C秤纽，秤砣移到离C秤纽20cm处 C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg D．若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的 8．（2025•安徽）图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在B点的动力F1＝15N，测得l1＝12cm，l2＝4cm，则阻力F2＝　　 N。 9．（2025•南京玄武区模拟）如图甲所示是一款压饺子皮的工具，使用时压压杆可以看作一个杠杆。图乙是简化示意图，图中O为支点，F2是压杆上B点在下压时受到的阻力。请在乙图上画出阻力臂l2、作用在杠杆A点需要施加的最小动力F1。 10．（2025•高邮市二模）如图，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆。在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的均匀正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求： （1）合金块M的密度为多少kg/m3。 （2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小是多少N？ （3）取下合金块M，放在1m2的水平地面上，则合金块对地面的压强是多少Pa？ 11．（2025•无锡二模）钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲为钓箱，该钓箱长50cm、宽20cm、高40cm，它带有四只可升降脚，每只脚的高度都可以独立调节，使箱体上表面呈水平状态，方便人坐，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）如图甲，若每只脚的着地面积为10cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是多少？ （2）空箱时，若将四只脚都收回箱内，钓箱可以近似看作是一个长方体，试通过计算说明，若将此钓箱放入水中静止时受到的浮力是多少？ （3）在有风的天气，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。若风从左往右，整个装置的简图如图乙（无人坐），除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心，遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方25cm处，已知遮阳伞承受风压的面积为1.2m2，某时刻风压为40N/m2（即1m2承受的风力大小为40N），风压作用点可视为M点，当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少kg的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计） 考点二 滑轮 12．（2025•江阴市模拟）工人用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360N的物体匀速提升4m。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端的拉力为120N B．绳端拉动的速度为0.8m/s C．拉力做功的功率为144W D．该滑轮组的机械效率为92.3% 13．（2025•苏州模拟）如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 14．（2025•常州一模）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% 15．（2025•德阳）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为 　　 W，该滑轮组的机械效率为 　　 。 16．（2025•崇川区校级一模）如图，请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 17．（2025•苏州工业园区二模）如图所示是一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，质量为50kg的人站在地上用力向下为绳，用220N的力提起重为600N的物体，3秒使重物上升1米，求： （1）在图中画出滑轮组的绕绳方法（要求三个滑轮都要使用）。 （2）若不计摩擦和绳重，求动滑轮的重力以及绳子自由端移动速度。 （3）该同学拉起重物的最大重力。 18．（2025•苏州一模）图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示。训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表（g取10N/kg），试求： （1）在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？ （2）在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？ （3）试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？ 组次 配重质量/kg 每只手施加的拉力/N 配重上升情况 1 20 110 匀速 2 20 120 ______ 3 40 220 匀速 考点三 功 19．（2025•苏州工业园区模拟）如图所示，是小明在水平地面搬箱子的过程。下列说法中正确的是（　　） A．发力阶段，小明对箱子做功 B．上升阶段，小明对箱子做功 C．站立阶段，小明对箱子做功 D．前行阶段，小明对箱子做功 20．（2025•常州天宁区一模）“双11”期间，两快递小哥同时送货到同一单元。甲提着5kg的货物从1楼爬到5楼，然后在5楼水平地面走了4m；乙提着10kg的货物从1楼爬到3楼，然后在3楼水平地面走了3m。若按对货物做功多少计算运费，则（　　） A．甲的运费高 B．乙的运费高 C．甲、乙运费相同 D．无法确定 21．（2025•江阴市二模）如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的力F作用向右运动，利用频闪照片每隔0.2s记录物体运动状况。已知物体在MO段做匀速直线运动，下面说法不正确的是（　　） A．MO段的平均速度为2.5m/s B．MO段的摩擦力为5N C．O点右侧地面较粗糙 D．OQ段拉力做的功为12.5J 22．（2025•镇江丹徒区模拟）如图所示，光滑斜面AB、AC，AB＜AC，沿斜面AB、AC分别将同一重物从底部匀速拉到顶部，所需拉力分别为F1、F2，所做的功分别为W1、W2，则（　　） A．F1＞F2，W1＝W2 B．F1＞F2，W1＞W2 C．F1＜F2，W1＜W2 D．F1＝F2，W1＝W2 23．（2025•常州钟楼区二模）如图所示，铁块重5N，吸附在竖直的磁性黑板上，用竖直向上8N的力F1推动铁块，恰能使其匀速向上运动2m，则推力F1对铁块所做的功为 　　 J。若撤去F1，改用另一个平行于黑板的力F2使铁块匀速下降，则F2＝ 　　 N，方向 　　 。 24．（2025•宜兴市二模）某商场中有阶梯式扶梯，如图所示为小明乘坐这种电动扶梯匀速运动的情景，以扶梯为参照物，他是 　　 （运动/静止）的，乘坐扶梯的过程中，扶梯对人 　　 （有/没有）摩擦力，扶梯对人的支持力 　　 （做功/不做功）。 25．（2025•连云港东海县二模）为了倡导绿色出行，我市投放了大量的共享自行车，小明的质量为50kg，车的重力为100N，小明在水平路面上骑车时两个轮胎与地面的接触面积共100cm2，小明骑车的平均速度为5m/s，假设骑行时受到的阻力为总重的0.2倍，g取10N/kg，求： （1）小明的重力； （2）小明骑行时自行车对地面的压强； （3）小明骑行1min克服阻力做的功。 考点四 功率 26．（2025•阜宁县一模）如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＜W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 27．（2025•南通模拟）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W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 28．（2025•句容市一模）如图所示是科技馆里“最速降线”的示意图。两条轨道，一条为直道，一条为弧形弯道，将甲、乙两个完全相同的小球同时从两个轨道的同一高度A由静止释放，弧形轨道上的乙球先到达终点B。下列说法正确的是（　　） A．甲球和乙球下滑过程中动能保持不变 B．甲球动能增加量大于其重力势能减少量 C．全程中重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功 D．甲球全程重力做功的功率小于乙球全程重力做功的功率 29．（2025•润州区校级模拟）跳绳是校运会的比赛项目之一，如图是体重为480N的某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像．由图可知，她每跳一次克服自身重力所做的功为 　　 J，她1min内跳绳 　　 次，克服重力做功的平均功率为 　　 W。 30．（2025•南京浦口区三模）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为120N，在4s～8s这段时间内，木箱通过的路程是　　 m，受到的推力的功率是　　 W，在8s﹣10s内木箱受到的摩擦力大小是　　 N（忽略空气阻力），在4s﹣10s内木箱机械能的变化情况是　　 。 31．（2025•仪征市二模）如图甲所示，两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上，在水平拉力F1＝15N的作用下，一起向右做匀速直线运动，则a受到的摩擦力为 　　 N；如图乙所示，将a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动，则F2＝　　 N，a对b的推力的功率是 　　 W。 32．（2025•南京一模）图中大桥是世界上跨度最大的高速铁路桥——南京大胜关铁路大桥，它全长约9500m，一列匀速行驶，速度为200km/h的动车组列车完全通过该桥用时3分钟，功率为10MW，则该列车的长度为 　　 m，列车的牵引力为 　 N。以车上的行李箱为参照物，大桥是 　　 的。某一时刻，乘客发现原本静止在水平桌面上的玻璃球突然向列车前进方向滚动，说明此时列车开始向前 　　 速。 33．（2025•扬州二模）引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，小星同学能连续做10个规范的引体向上动作。综合实践活动小组的同学想估测小星同学做10个规范动作时的功率。 （1）所需要的测量器材有体重计、　　 和　　 ； （2）下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格，表格a处应填上：　　 ；（表格第二行空格不需要填写数据） 小星的质量/kg a 总时间t/s 功率P/W （3）小星同学做引体向上的功率表达式P＝　　 （利用表中物理量的符号表示）； （4）新考法：在实验后反思交流中，小天同学提出也可以通过记下1min内做引体向上的次数来测量做引体向上的功率的大小，小天提出的测量方式与综合实践活动小组的测量方式相比，你觉得哪个更好？并简述理由：　 　 。 34．（2025•南京鼓楼区三模）在一次水上演习中，解放军出动了履带式水陆两栖突击车．该车总质量为25t，装配有输出功率为1.2×106W的发动机． （1）该车在水平沙滩上静止时，两条履带与沙滩的总接触面积为5m2，求该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，求它排开的水的体积； （3）若该车以21.6km/h的速度在水面上匀速行驶，求该车受到的阻力为多少？ 35．（2025•连云港东海县二模）2024年6月25日，嫦娥六号返回舱携带月壤返回地球，成功着陆内蒙古四王子旗，实现世界首次月球背面采样。返回舱总重为300kg，当距离地面10km时弹出减速伞减速，若减速阶段全程的平均速度为12.5m/s。求：（g取10N/kg） （1）嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间。 （2）嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率。 考点五 机械效率 36．（2025•南通海安市一模）某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 37．（2025•扬中市一模）小明家周末乔迁新居，家中柜子因搬运不便，小红提出利用滑轮组来完成，其设计方案如图甲所示，乙图为滑轮组的连接方式。已知柜子A的重力为760N，动滑轮的重力为40N，柜子匀速下降的竖直高度为6m，下降过程用时1min（不计绳重与摩擦）。小红对此工作过程及装置作出以下判断，其中正确的是（　　） A．柜子下降过程中，绳子自由端的拉力为380N B．使用该滑轮组时的机械效率为90% C．在下降过程中，绳子自由端的移动速度为0.3m/s D．在下降过程中，拉力的功率为80W 38．（2025•无锡模拟）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用拉力FA、FB在相同时间内将重为GA、GB的两个物体匀速提升相同高度，拉力的功率为PA、PB，绳子自由端移动的距离为sA，sB，不计绳重和摩擦，下列推理中正确的是（　　） A．若GA＝GB，则FA＝FB B．若GA＞GB，则sA＞sB C．若FA＜FB，则PA＜PB D．若FA＝FB，则η甲＞η乙 39．（2025•徐州铜山区三模）如图所示，A、B两物体质量相等，在平行于斜面的推力作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%。则将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，机械效率为（　　） A．70% B．72% C．75% D．78% 40．（2025•苏州模拟）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 41．（2025•扬州一模）如图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重G＝600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为 　　 %，货物受到的摩擦力为 　　 N，当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时，机械效率提高，则应使α变 　　 。 42．（2025•南京玄武区一模）如图甲是农民捣谷用的“舂”，图乙是其结构示意图。AOB为碓（duì）杆，O为支点，AO长1.5m，OB长0.3m，舂相当于简单机械中的 　　 杠杆。A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷。若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，则每踩一次克服锥头重力做功是 　　 J。若不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用 　　 N的力才可以将碓头抬起。若1min将B处踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是 　　 W。 43．（2025•南京秦淮区二模）用斜面和杠杆均可提升重物。 （1）如图甲，用长为1m的斜面匀速提升物体，拉力F1沿斜面向上、大小为2N，斜面机械效率为60%，则提升该物体做的总功是　　 J，物体与斜面间的摩擦力是　　 N。 （2）如图乙，在C点用方向始终竖直向上、大小恒为4N的力F2拉动杠杆，使重为5N的物体匀速上升0.3m（不计摩擦），杠杆机械效率为75%，则动力作用点C上升　　 m。将物体移到B点，保持F2方向不变，再次拉动杠杆使作用点C仍然匀速上升相同距离，则与物体挂在A点相比，F2大小的变化情况是　　 ，机械效率的变化情况是　　 。 44．（2025•常州钟楼区二模）生产生活中，简单机械有着十分重要的作用： （一）杠杆 （1）在“探究杠杆平衡条件”实验中，小明把杠杆支在支架上，发现杠杆左端低右端高，应将杠杆的平衡螺母向 　　 （选填“左”或“右”）端调节； （2）在“探究杠杆平衡条件”实验中，老师提出要进行多次实验、测量多组数据，其目的是 　　 。 （二）滑轮组 （3）小华用图乙的实验装置探究滑轮组机械效率，实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表： 验次数 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 2 4 0.1 0.3 83.3% 3 6 0.1 2.2 0.3 90.9% ①第2次实验中，弹簧测力计的拉力F应为 　　 N； ②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 　　 。 （三）斜面 （4）小明用图丙的实验装置探究斜面的机械效率，某次实验测得物重G＝6N、斜面长s＝1m、高h＝0.2m、拉力F＝1.5N，则物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为 　　 N，此过程中斜面的机械效率为 　　 %。 考点六 实验：探究杠杆平衡条件 45．（2025•南京一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 　　 移动。 （2）如图乙所示，在杠杆左边挂钩码，保持杠杆仍在水平位置平衡，当弹簧测力计由a转向b时，其示数将 　 。 （3）如图丙所示，在杠杆左侧挂一轻质小桶，桶里装满水，测力计示数为0.8N时，杠杆平衡，则水的质量为 　　 g，若保持小桶和弹簧测力计的位置不变，改装满另一种液体时，测力计示数变为1N，则这种液体的密度为 　　 g/cm3。根据此原理，可以制作杠杆密度计，要使其测量精度更高一些，应选择容积更 　　 的空桶。 46．（2025•常州一模）学科实践小组同学利用简易支架、金属螺母、两个相同的塑料量杯设计了如图所示的液体密度计，其使用步骤如下：，g取10N/kg。 ①在支架两端悬挂螺母，左右移动螺母使支架在水平位置平衡。 ②将两个量杯对称挂于简易支架两侧使支架在水平位置平衡。 ③在左侧量杯中倒100mL待测液体，在右侧量杯中加水至支架水平平衡后，即可将右侧量杯上的体积刻度转化成所测液体密度刻度。 （1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向 　　 （左/右）调节，直到横杆在水平位置平衡，对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，此时左右两侧的液体 　　 相等。 （2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定后，密度值 　　 （上小下大/上大下小）。 （3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是多少？（通过计算说明） （4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，将导致测量值 　　 （＞/＜）真实值。依据下表指标，对该液体密度计进行评价，应评为 　　 。（待改进/良好/优秀） 等级 待改进 良好 优秀 刻度分布 无规律 有规律但不均匀 有规律且均匀 47．（2025•泰州一模）《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示的杆秤有两个提纽，使用　　 （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些； （2）请你通过分析判断：杆秤的刻度是　　 （选填“均匀”或“不均匀”）的； （3）如图乙所示，小明用一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.2kg的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作方法如下： ①他分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处各钻了一个小孔，并穿了细绳（质量忽略不计）来作为秤钩和提纽； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③小明认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线。则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上　 cm的刻度线处，该自制杆秤的最大测量值为　 kg。 1．（2025•巴中）晾晒相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是（　　） A． B． C． D． 2．（2025•云南）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，OM：ON＝1：2，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m。忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N C．M端绳子拉力对物体做功为100J D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W 3．（2025•镇江）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（　　） A．重物可能先加速再减速 B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功 C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间 D．重物的动能转化为重力势能 4．（2025•无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的　　 能，实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越　　 ，小车在水平木板上运动时，所受重力对小车　　 （选填“做功”或“不做功”）。 5．（2025•青岛）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 6．（2025•日照）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W C．在上升过程中，起重机的机械效率为100% D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J 7．（2025•自贡）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力F为300N。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是0.5m/s C．滑轮组的机械效率是78.5% D．若工人的脚与地面接触的总面积为300cm2，则他对地面的压强是1.0×104Pa 8．（2025•四川）小珍同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品。若她用20N的水平推力，推着推车水平移动10m，用时20s。其推力做功为 　　 J，做功的功率为 　　 W。 9．（多选）（2025•成都）工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。如表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB＝CF，BC＝FH，HK＝2m，FG＝1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力（N） 10 117 10 时间（s） 13 20 12 A．工人的推力在AB段做功为26J B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等 C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力 D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6：5 10．（2025•德州）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 （1）请在指定的位置画出货物所受重力G的示意图。 （2）已知此斜面长s＝3m，高h＝1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为　　W，斜面的机械效率为　 ，物体在斜面上运动时所受摩擦力为 　　 N。 11．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② （1）实验时应该竖直向上 　　 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 　　 ；第3次实验中，机械效率②为 　　 。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 　　 。（选填“省力”或“费力”） 12．（2025•淄博）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。 （2）拉力F的功率。 （3）滑轮组的机械效率。 13．（2025•眉山）“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约2.1×104t，吃水深度可达9m，动力系统中，主机功率13200kW。g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求： （1）“雪龙”号满载时受到的浮力； （2）水面下5m深处船壁受到海水的压强； （3）如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供多大的动力。 14．（2025•济南）蒸汽机发明以后，为了衡量蒸汽机做功的快慢，人们把蒸汽机与马匹进行比较，于是“马力”应运而生，后来“马力”作为功率的单位经常应用在工程技术领域。当蒸汽机1min抬高重物做4.41×104J的功时，蒸汽机做功的功率就是1“马力”。请用功率的公式计算回答，1“马力”等于多少瓦？ 15．（2025•常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在40s内，质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m，此过程中，工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦，g取10N/kg，求： （1）工人对绳端施加的拉力。 （2）滑轮受到的重力。 （3）此过程中，滑轮的机械效率。 16．（2025•宁夏）小华利用图1装置，探究杠杆的平衡条件，用到的实验器材有：杠杆、支架、细线和质量为50g的钩码若干。（g取10N/kg） （1）实验前，平衡螺母向　　 端调节，使杠杆在水平位置平衡；实验时，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，是为了便于直接读取　　 。 （2）实验数据如下表，多次实验的目的是　 　 。分析数据得出杠杆的平衡条件是　 。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 10.0 1.0 5.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 2.0 10.0 1.0 20.0 （3）如图2是电视剧《西游记》中沙僧用宝杖挑行李的场景。如果增加沙僧后面行李的质量，为使宝杖平衡，他应如何操作？请说出理由。（忽略宝杖自重） 17．（2025•辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。 （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。 （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂　　 阻力×阻力臂。 （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。 （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。 （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线　　 （填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量　　 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以　　 力。 （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变　　 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论：F3l3＝　 。（用表中字母表示） 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 简单机械与功（解析版） 目 录 1 12 考点一 杠杆 12 考点二 滑轮 20 考点三 功 27 考点四 功率 31 考点五 机械效率 38 考点六 实验：探究杠杆平衡条件 46 50 50 1．（2025·淮安模拟）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（　　） 新情境 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】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，而横杆的重力与指示灯受到的重力是阻力，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。 2．（2025•江都区二模）如图所示，用瓶起子开瓶盖时，下列对应的图示正确的是（　　） 新考法 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】用瓶起子开瓶盖时，支点在起子的一端，动力的方向竖直向上，阻力的方向竖直向下，所以选B； 3．（2025•靖江市模拟）如图，被固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点。保持杠杆水平静止，一辆玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动，其中一个传感器的示数F与小车运动的路程s的关系如图所示。已知：BC＝2AB＝2m，忽略小车的体积，下列说法正确的是（　　） 跨学科 A．小车运动过程中，传感器2的示数保持不变 B．玩具小车的重量为1.5N C．图2中，图像与纵坐标交点 F0＝1N D．小车运动过程中，两传感器示数之差逐渐变大 【答案】C 【详解】A．如果以A为支点，车对杠杆的作用力大小不变，当小车向左运动过程中，其力臂变大，传感器2对杠杆的作用的力臂不变，根据杠杆平衡条件，传感器2的示数变大，故A错误； BC．根据图像可知，不计杠杆的自重，小车在B点时，传感器2示数为小车重力，传感器1应无示数，故传感器的示数F与小车运动的路程s的关系图中传感器应为传感器2，当小车移动到C点时，移动距离为2m，对应的传感器2的拉力为3N，以A为支点，根据杠杆平衡条件可得G×CA＝F×AB，则小车的重力为G1N； 故玩具小车的重量为1N，则图像与纵坐标交点 F0＝1N，故B错误，C正确； D．杠杆始终处于平衡状态，受力平衡，传感器2向上的拉力与重力和传感器1向下拉力平衡，即F2＝F1+G，故小车运动过程中，两传感器示数之差等于小车的重力，故D错误。 故选：C。 4．（2025•泗洪县二模）利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”。 新考法 （1）实验前，杠杆如图甲所示，可将杠杆左端的平衡螺母向 　　 调节，使杠杆在水平位置平衡，这样可以避免杠杆自重对实验的影响，同时便于测量 　　 。 （2）杠杆平衡后，如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，可在杠杆的D点挂 　　 个相同的钩码，使杠杆仍然在水平位置平衡。 （3）如图乙所示，用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆水平平衡，若弹簧测力计逐渐向右倾斜，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （4）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1﹣F1的关系图象，如图丙所示。请根据图象推算，当l1为0.6m时，F1为 　　 N。 （5）如图丁，手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，此过程中肱二头肌收缩的距离 　　 （填“大于”、“等于”或“小于”）手移动的距离。 【答案】（1）右；力臂的大小；（2）4；（3）变大；（4）0.5；（5）小于。 【详解】（1）实验前，杠杆静止时右端较低，这时杠杆也是出于平衡状态；接下来应向右调节杠杆两端的螺母，使杠杆保持水平并静止调节杠杆在水平位置平衡，这是为了便于在杠杆上直接读出力臂的大小； （2）设一钩码的重力为G，杠杆上一格为L，根据杠杆的平衡条件可知：3G×4L＝FD×3L；详解得到： FD＝4G， 所以需要在D点挂4个钩码； （3）由图可知，若弹簧测力计向右倾斜时，拉力不再与杠杆垂直，这样力臂相应会变短，根据杠杆的平衡条件，阻力与阻力臂不变，动力臂减小，拉力会相应变大，才能是杠杆继续保持平衡； （4）由于题中的阻力和阻力臂不变，根据F2L2＝F1L1可知，利用图象中任意一组数据都可得出：F2L2＝F1L1＝0.1m×3N＝0.3N•m。 故当l1为0.6m时，有：； （5）手提起物体时，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，动力臂小于阻力臂，此过程中肱二头肌收缩的距离小于手移动的距离。 故答案为：（1）右；力臂的大小；（2）4；（3）变大；（4）0.5；（5）小于。 5．（2025•常州模拟）如图，O为轻质杠杆的支点，左端挂一重物，杠杆在图示位置平衡，请作出最小动力F1的示意图和阻力的力臂l2。 新考法 【答案】见试题详解内容 【详解】 重物对杠杆的拉力为阻力F2，从支点O作力F2作用线的垂线，可得阻力臂l2； 由图可知，支点为O，杠杆上距离支点O最远的点为杠杆右端A点，OA为最长的动力臂，从A点垂直OA向下画出带箭头的线段可得动力F1的示意图，如图所示； 。 6．（2025•仪征市一模）抛掷实心球是某市近几年体育中考主要项目之一，如图所示是小明同学扔实心球的情景（包含四个过程）。其中，手对实心球做功的过程是（　　） 跨学科 A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③ 【答案】A 【详解】①小明将地上的球捡起来，有力作用在球上，球在力的方向上通过了一定的距离，故有力做功，故①符合题意。 ②小明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，故②不符合题意； ③小明挥动球，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，故有力做功，故③符合题意； ④球飞出去，球由于惯性向前运动，小明没有对球施加力，小明没有对球做功，故④不符合题意。 可见，手对球做功的过程有①③。 故选：A。 7．（2025•常州模拟）第9届亚冬会比赛中，如图所示，运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N，冰壶运动中受到水平方向的阻力，大小恒定为1.5N。从A点到O点冰壶沿直线运动，此过程中推力做功的大小是（　　） 跨学科 A．45J B．54J C．225J D．270J 【答案】B 【详解】运动员的推力对冰壶做的功为：W＝Fs＝9N×6.0m＝54J，故ACD错误，B正确。 故选：B。 8．（2025•盐城二模）利用同一个滑轮，分别按照如图所示的甲、乙两种方式提升重物，在相同时间内将同一物体G匀速提升相同的高度h，拉力分别为F1和F2（滑轮的重力小于物体重力，不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（　　） 新考法 A．拉力F1等于拉力F2 B．F1向下拉的距离s1大于F2向上拉的距离s2 C．甲、乙两个装置做的有用功相同 D．使用过程中，乙装置的机械效率更大 【答案】C 【详解】由题知，两种方式提升重物时，物重G相同，提升的高度h相同，所用时间t相同； A、左图为定滑轮，使用定滑轮不能改变力的大小（即不能省力），不计绳重和摩擦，因此F1＝G；右图为动滑轮，使用动滑轮可以省一半力，因此F2（G+G动），因为滑轮的重力小于物体重力，不计绳重和摩擦，所以拉力F1大于F2，故A错误； B、左图为定滑轮，F1向下拉的距离s1＝h，右图为动滑轮，F2向上拉的距离s2＝2h，因此F1向下拉的距离s1小于F2向上拉的距离s2，故B错误； C、甲、乙两个装置做的有用功相同，均为W有用＝Gh，故C正确； D、使用定滑轮，不计绳重与摩擦，拉力做的功等于克服物体重力做的功，即W1＝Gh； 使用动滑轮，不计绳重与摩擦，拉力做的功等于克服物体重力和动滑轮重力做的功，即W2＝（G+G动）h； 所以，使用动滑轮所做的功大于使用定滑轮所做的功，即使用动滑轮所做的总功大， 根据W有＝Gh可知两者所做有用功相同，由于使用动滑轮所做的总功大，所以由η100%可知，动滑轮的机械效率要小于定滑轮的机械效率，即甲装置的机械效率更高，故D错误。 故选：C。 9．（2025•无锡一模）如图所示为三峡升船机，升船机塔楼主要由塔柱、承船厢、滑轮组和两组平衡重等构成，承船厢装满水时总质量为15400吨，其工作原理是：船只由航道进入装满水的承船厢，此时滑轮组无驱动力，平衡重借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止；关闭闸门后，再由带驱动力的滑轮组和两组平衡重共同将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承船厢驶出航道。（g取10N/kg） 跨学科 （1）一艘总质量为4000吨的货轮驶入装满水的承船厢，待其平衡时从承船厢排开　 N的水；关闭闸门后，承船厢的总质量为　　 吨； （2）为了减少升船机的耗能，三峡升船机的一侧的平衡重的质量应设置为　　 吨。 【答案】（1）4×107；15400；（2）7700。 【详解】（1）货轮漂浮在水中，由漂浮条件知，货轮受到的浮力大小等于货轮受总重力大小，再由阿基米德原理可知，货轮漂在水面时，受到水的浮力等于它排开的水所受的重力，故承船厢会排开4000吨的水，所受重力为G＝mg＝4000×103kg×10N/kg＝4×107N； 关闭承船厢的闸门后，货轮和承船厢的总重为15400吨； （2）与承船厢相连绳子股数为2股，定滑轮的作用是只改变力的方向，因此三峡升船机的平衡重组设置重量应为：15400吨＝7700吨。 故答案为：（1）4×107；15400；（2）7700。 10．（2025•南京二模）如图甲，“胶囊胃镜”被誉为完美胃部检查的胶囊内镜机器人，其质量只有5g。医生可以实时操控体外的磁场来控制它在胃内的运动，并通过它的摄像头对胃黏膜进行扫描。 跨学科 （1）检查时患者需吞服一个胶囊机器人，其长度约2.7　　 （填单位）； （2）如图乙，胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功　 J； （3）若医生想扫描更大范围应操作机器人　　 （选填“靠近”或“远离”）此区域。 【答案】（1）cm；（2）5×10﹣4；（3）远离。 【详解】 （1）胶囊机器人可吞服，长度较小，结合实际，其长度约2.7cm； （2）已知胶囊质量m＝5g＝5×10﹣3kg， 根据公式G＝mg＝5×10﹣3kg×10N/kg＝0.05N， 胶囊机器人在胃中每竖直下降1cm，重力做功W＝Fs＝Gh＝0.05N×1×10﹣2m＝5×10﹣4J； （3）摄像头相当于凸透镜，根据凸透镜成像规律，物距越大，像距越小，像越小，扫描范围越大；物距越小，像距越大，像越大，扫描范围越小。所以若想扫描更大范围，应操作机器人远离此区域，增大物距，减小像的大小，从而增大扫描范围。 故答案为：（1）cm；（2）5×10﹣4；（3）远离。 11．（2025•江苏一模）用如图所示的滑轮组将水桶匀速提升，请画出连接滑轮组最省力的绕法。 新考法 【答案】 【详解】要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子数最多，由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，最多能绕出由3段绳子承担物重，所以要从定滑轮绕起，绕绳方法如下： 12．（2025•苏州模拟）如图所示，利用动滑轮提升货物。用大小为250N的拉力F将重为420N的货物在20s的时间内匀速提升5m。求： 新考法 （1）有用功W有； （2）拉力F的功率P； （3）若此过程中克服绳重和摩擦所做的功占总功的4%，则动滑轮的重为？ 【答案】（1）有用功W有是2100J； （2）拉力F的功率P是125W； （3）若此过程中克服绳重和摩擦所做的功占总功的4%，则动滑轮的重为60N。 【详解】（1）拉力做的有用功： W有＝Gh＝420N×5m＝2100J； （2）动滑轮绳端移动的距离：s＝nh＝2×5m＝10m， 拉力做的总功：W总＝Fs＝250N×10m＝2500J， 拉力F的功率： P125W； （3）总额外功W额＝W总﹣W有＝2500J﹣2100J＝400J， 克服绳重和摩擦所做的额外功W额1＝4%W总＝4%×2500J＝100J， 克服动滑轮重力所做的额外功W额2＝W额﹣W额1＝400J﹣100J＝300J， 由W额2＝G动h可得，动滑轮重： G动60N。 答：（1）有用功W有是2100J； （2）拉力F的功率P是125W； （3）若此过程中克服绳重和摩擦所做的功占总功的4%，则动滑轮的重为60N。 13．（2025•江苏一模）如图甲所示，将重600N、底面积为0.4m2的箱子放在水平地面上。现利用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（如图乙）。已知拉力F为480N，箱子沿木板移动了5m，在竖直方向上升高了3m，用时40s。求： 新情境 （1）箱子对水平地面的压强； （2）上移过程中拉力做功的功率； （3）箱子受到的木板摩擦力大小。 【答案】（1）箱子对水平地面的压强为1500Pa； （2）上移过程中拉力做功的功率为60W； （3）箱子受到的木板摩擦力大小为120N。 【详解】（1）箱子对水平地面的压强为； （2）上移过程中拉力做的功为W总＝F拉s拉＝480N×5m＝2400J， 则其做功的功率为P60W； （3）由题意可知，整个过程中拉力F所做的有用功为W有用＝Gh＝600N×3m＝1800J， 克服摩擦力做的功为W额＝fs＝W总﹣W有用＝2400J﹣1800J＝600J， 所以可得摩擦力的大小为。 答：（1）箱子对水平地面的压强是1500Pa； （2）上移过程中拉力做功的功率是60W； （3）箱子受到的木板摩擦力大小为120N。 14．（2025•淮安二模）某款国产高性能电动汽车，性能卓越、外形美观，部分参数如下。车轮与地面的接触面积为0.05m2，某次行驶过程中，电动车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，受到的平均阻力是360N，g取10N/kg，求： 跨学科 车型 轿跑 整车质量/kg 500 工作电压/V 440 百公里耗电量/kW•h 20 （1）该汽车静止时对水平地面的压强是多少？ （2）10min内电动汽车克服阻力做的功是多少？ （3）该过程中，电动车将电能转化为机械能的效率是多少？ 【答案】（1）该汽车静止时对水平地面的压强是1×105Pa； （2）10min内电动汽车克服阻力做的功是4.32×106J； （3）该过程中，电动车将电能转化为机械能的效率是50%。 【详解】（1）该汽车静止时对水平地面的压力F＝G＝mg＝500kg×10N/kg＝5000N，则对水平地面的压强； （2）汽车匀速行驶时，牵引力为F牵＝f＝360N，行驶距离为s＝vt＝20m/s×10×60s＝12000m， 克服阻力做的功为； （3）消耗的电能为， 则电动车将电能转化为机械能的效率。 故答案为：（1）该汽车静止时对水平地面的压强是1×105Pa； （2）10min内电动汽车克服阻力做的功是4.32×106J； （3）该过程中，电动车将电能转化为机械能的效率是50%。 考点一 杠杆 1．（2025•常州）花生大丰收，小明用手剥壳，手指又酸又痛。他用硬棒自制“碎壳神器”，用手对上面硬棒施加压力，即可压碎花生壳。下列图中，最省力的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】小明使用硬棒自制“碎壳神器”必须是省力杠杆才行，并且在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长越省力。AB是省力杠杆，CD是费力杠杆，A的动力臂最长，最省力，故A正确，BCD错误。 故选：A。 2．（2025•徐州模拟）如图，在探究杠杆平衡条件时，左边的钩码个数和位置保持不变，右边弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】当测力计和杠杆的角度从0度逐渐增加到90度时，动力臂越来越大，动力越来越小，当测力计和杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，当测力计和杠杆的角度从90度逐渐增加到180度时，角度越大，动力臂越小，动力越大；由于θ不能达到180°，所以拉力不可能减小到零，故C正确。 故选：C。 3．（2025•无锡模拟）如图小明不断改变钩码悬挂点位置和钩码数量，水平面上的轻质方形塑料板始终水平平衡，其中A、B、O、C、D五个点在同一水平线上，得出杠杆平衡条件：动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离，为了反驳此观点，小红设计了（a）和（b）两种方案，使塑料板始终水平平衡，关于这两种方案（　　） A．只有（a）能 B．只有（b）能 C．（a）（b）都能 D．（a）（b）都不能 【答案】C 【详解】动力×支点到动力作用点的距离＝阻力×支点到阻力作用点的距离”，是杠杆在水平位置平衡且动力和阻力的方向都是竖直向下的条件下得出的； （a）中，E\D\F动力作用点不同，支点到动力作用点的距离改变，力臂相同，但塑料板始终保持水平平衡，说明与支点到动力作用点的距离无关，所以能反驳小明的观点； （b）中，动力作用点相同，动力方向不同，力臂大小不同，动力的大小不同，但塑料板始终保持水平平衡，所以能反驳小明的观点；故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 4．（2025•常州模拟）如图为可绕O点转动的杠杆AOB，在A点悬挂一重物，B点施加一个竖直向下的拉力F使杠杆平衡。保持杠杆在原来的位置静止不动，使拉力的方向从图所示位置，绕B点沿虚线CD转动，则（　　） A．逆时针转动，F先变大后变小 B．逆时针转动，F逐渐变大 C．顺时针转动，F先变大后变小 D．顺时针转动，F逐渐变大 【答案】B 【详解】如右图；连接OA，此时OA是最长动力臂； 已知阻力（物重）不变，阻力臂不变；由杠杆的平衡条件：F动L动＝F阻L阻，知： 在F阻L阻不变的情况下，动力臂越长越省力； 因此以OA为动力臂时，动力F最小； 由图可知：当绳从图示位置沿顺时针方向旋转时，力F先变小后变大。 沿逆时针方向旋转时，力F变大。 故选：B。 5．（2025•金坛一模）为解决停车难的问题，设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”，其工作原理如图乙。电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动，B端悬挂存车架A。小汽车从乙图所示位置（CB⊥OB）缓慢下降到水平地面的过程中，钢丝绳对B点的拉力将（　　） A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．保持不变 D．先变大后变小 【答案】B 【详解】小汽车从乙图所示位置（CB⊥OB）缓慢下降到水平地面的过程中，图中拉力与OB垂直，拉力的力臂最大，当慢慢放下时，动力的力臂L1逐渐变小，汽车远离支点，阻力臂L2变大，且阻力不变（阻力为车架和汽车的总重力），根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2 可知，在此过程中作用在B点的动力逐渐变大，故B正确。 故选：B。 6．（2025•常州模拟）如图1所示，在立夏时节，有的地方会给孩子称体重，期冀孩子健康成长，俗称“立夏秤人”。如图2，小孩和篮子的总质量为12kg，调整秤砣的位置，使杆秤处于水平平衡状态（忽略绳重和杆重），此时OA＝9cm，OB＝36cm。下列说法不正确的是（　　） A．该秤砣的质量为3kg B．该杆秤的悬挂点O是称量时的支点 C．要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更小的秤砣 D．若换称质量较大的孩子，当秤杆水平平衡后，秤砣的悬挂点在B点右边 【答案】C 【详解】A．根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：12kg×10N/kg×9cm＝m秤砣×10N/kg×36cm 解得该秤砣的质量m秤砣＝3kg，故A正确，不符合题意； B．支点是杠杆发生作用时绕着转动的点，该杆秤的悬挂点O是称量时的支点，故B正确，不符合题意； C．由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得：G人和篮×OA＝m秤砣g×OB 解得：，所以要使该杆秤的量程变大，应该换用质量更大的秤砣，故C错误，符合题意； D．若换称下一个体重较大的孩子，秤砣和篮子等都不变，则作用在杠杆A点的力变大，动力臂不变，作用在杠杆B点的力不变，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知阻力臂会变大，所以调到水平平衡后秤砣的悬挂点应在B点右边，故D正确，不符合题意。 故选：C。 7．（2025•无锡三模）杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量为10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．秤砣的质量为0.4kg B．称2kg的荔枝，应提起C秤纽，秤砣移到离C秤纽20cm处 C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg D．若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的 【答案】B 【详解】 A、当提着B处秤纽、秤砣挂在D点、A点秤钩挂着质量为10kg的物体时，秤杆可以在水平位置平衡，根据杠杆平衡条件可得GA×AB＝G秤砣×BD，由G＝mg可得mAg×AB＝m秤砣g×BD，则m秤砣0.4kg，故A正确； B、当提起C处秤纽时，根据杠杆的平衡条件可列式：G×AC＝G秤砣×CE，由G＝mg可得mg×AC＝m秤砣g×CE，称2kg的荔枝，25cm，故B错误； C、当提起B处秤纽时，阻力臂为AB＝2cm，动力臂BD′＝3cm+12.5cm＝15.5cm， 根据杠杆的平衡条件可列式：G×AB＝G秤砣×BD′，由G＝mg可得mg×AB＝m秤砣g×BD′， 则m3.1kg， 当提起C处秤纽时，阻力臂为AC＝AB+BC＝2cm+3cm＝5cm，动力臂CD′＝12.5cm， 根据杠杆的平衡条件可列式：G×AC＝G秤砣×CD′，由G＝mg可得mg×AC＝m秤砣g•×CD′， 则m1kg，故C正确； D、秤杆粗细不均匀，则上面的刻度是均匀的，故D正确。 故选：B。 8．（2025•安徽）图甲所示为自行车的手闸，将其OAB部分简化为如图乙所示的杠杆，忽略杠杆自身的重力，当杠杆平衡时，施加在B点的动力F1＝15N，测得l1＝12cm，l2＝4cm，则阻力F2＝　　 N。 【答案】45 【详解】根据杠杆平衡条件得到F1l1＝F2l2，即15N×12cm＝F2×4cm，阻力F2＝45N。故答案为：45。 9．（2025•南京玄武区模拟）如图甲所示是一款压饺子皮的工具，使用时压压杆可以看作一个杠杆。图乙是简化示意图，图中O为支点，F2是压杆上B点在下压时受到的阻力。请在乙图上画出阻力臂l2、作用在杠杆A点需要施加的最小动力F1。 【答案】 【详解】反向延长F2画出阻力作用线，从支点O作阻力F2作用线的垂线，则支点到垂足的距离为阻力臂l2； 由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长；在压制饺子皮时，动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示： 10．（2025•高邮市二模）如图，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆。在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的均匀正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求： （1）合金块M的密度为多少kg/m3。 （2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小是多少N？ （3）取下合金块M，放在1m2的水平地面上，则合金块对地面的压强是多少Pa？ 【答案】（1）合金块M的密度为3.3×103kg/m3； （2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小为300N； （3）合金块对地面的压强是104Pa。 【详解】（1）边长为30cm的匀质正方体合金块M的体积为V＝（30cm）3＝2.7×104cm3＝0.027m3， 合金块M的密度为ρ3.3×103kg/m3； （2）根据杠杆的平衡条件可知FA×OA＝GM×OB， 则拉力FA的大小为FA300N； （3）合金块对地面的压力等于自身重力， 合金块对地面的压强p104Pa。 答：（1）合金块M的密度为3.3×103kg/m3； （2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小为300N； （3）合金块对地面的压强是104Pa。 11．（2025•无锡二模）钓鱼是目前最受欢迎的户外休闲活动之一。如图甲为钓箱，该钓箱长50cm、宽20cm、高40cm，它带有四只可升降脚，每只脚的高度都可以独立调节，使箱体上表面呈水平状态，方便人坐，空箱时，整箱质量仅5kg，轻便易携，还可以安装遮阳伞等配件。（g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3） （1）如图甲，若每只脚的着地面积为10cm2，空箱时，钓箱对水平地面的压强是多少？ （2）空箱时，若将四只脚都收回箱内，钓箱可以近似看作是一个长方体，试通过计算说明，若将此钓箱放入水中静止时受到的浮力是多少？ （3）在有风的天气，安装遮阳伞后，钓箱容易发生翻倒。若风从左往右，整个装置的简图如图乙（无人坐），除遮阳伞外，钓箱（包括箱内的物品）重心可近似看做在钓箱的几何中心，遮阳伞（包括伞杆）的质量为4kg，重心在M点下方25cm处，已知遮阳伞承受风压的面积为1.2m2，某时刻风压为40N/m2（即1m2承受的风力大小为40N），风压作用点可视为M点，当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放多少kg的重物？（空气对遮阳伞的升力忽略不计） 【答案】（1）（1）空箱时，钓箱对水平地面的压强是12500Pa； （2）将此钓箱放入水中静止时，钓箱受到的浮力F浮为50N； （3）当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放23.8kg的重物。 【详解】（1）空箱时，钓箱对水平地面的压力等于自身的重力，即 F＝G＝mg＝5kg×10N/kg＝50N 空箱时，钓箱对水平地面的压强 p12500Pa （2）钓箱浸没时受到的浮力： F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×50×20×40×10﹣6m3＝400N＞50N， 将此钓箱放入水中，浸没时其受到的浮力大于重力，钓箱会上浮，静止时，钓箱将会处于漂浮状态所以漂浮时，浮力等于重力为50N； （3）遮阳伞承受风压的面积为1.2m2，某时刻风压为40N/m2，则风力的大小为： F1＝1.2m2×40N/m2＝48N， 根据杠杆平衡条件可得G0L0＝F1L1， 即G048N×（105cm+40cm+5cm）， 解方程可得G0＝288N， 钓箱内放重物的质量：m′23.8kg。 答：（1）空箱时，钓箱对水平地面的压强是12500Pa； （2）将此钓箱放入水中静止时，钓箱受到的浮力F浮为50N； （3）当人离开钓箱后，为了使钓箱不翻倒，至少应该在钓箱内放23.8kg的重物。 考点二 滑轮 12．（2025•江阴市模拟）工人用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360N的物体匀速提升4m。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端的拉力为120N B．绳端拉动的速度为0.8m/s C．拉力做功的功率为144W D．该滑轮组的机械效率为92.3% 【答案】D 【详解】B、由图甲可知n＝3，由s＝nh和v可得，绳端拉动的速度：v1.2m/s，故B错误； D、由图像可知，提起重270N的物体时，滑轮组的机械效率为90%， 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η， 即：90%， 解得：G动＝30N； 当匀速提升重360N的物体时，滑轮组的机械效率：η′100%≈92.3%，故D正确； AC、不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：F（G′+G动）（360N+30N）＝130N，故A错误； 则拉力做功的功率：PFv＝130N×1.2m/s＝156W，故C错误。 故选：D。 13．（2025•苏州模拟）如图甲所示是欧洲中世纪使用的吊车，如图乙所示是我国古人使用的绞车。关于吊车与绞车的认识，下列说法错误的是（　　） A．图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合 B．图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度 C．图乙的绞车是轮轴与定滑轮、动滑轮的组合 D．图乙中的定滑轮改变了施力方向 【答案】C 【详解】A.图甲的吊车是轮轴与定滑轮的组合，故A正确，不符合题意； B.图甲中工人脚踩巨轮走过的距离一定大于重物上升的高度，故B正确，不符合题意； C.图乙的绞车是轮轴与两个定滑轮的组合，故C错误，符合题意； D.图乙中的定滑轮改变了施力方向，故D正确，不符合题意； 故选：C。 14．（2025•常州一模）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800N C．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90% 【答案】D 【详解】A、由图乙可知，货物上升的速度：v物， 图中滑轮为动滑轮，则绳子自由端移动的速度：v＝2v物＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、不计绳重和摩擦，拉力F（G+G动）400N，故B错误； C、拉力F的功率：PFv＝400N×1m/s＝400W，故C错误； D、动滑轮的机械效率：η90%，故D正确。 故选：D。 15．（2025•德阳）塔吊是工程建设中常用的装置，其起吊部分的结构可简化为如图所示的滑轮组。用200N的拉力F，将480N的重物在10s内竖直匀速提升2m，则拉力F的功率为 　　 W，该滑轮组的机械效率为 　　 。 【答案】120；80% 【详解】由图可知，滑轮组中动滑轮上的绳子段数为n＝3， 拉力F做的总功：W＝Fs＝Fnh＝200N×3×2m＝1200J， 拉力F的功率：P120W； 拉力做的有用功：W有＝Gh＝480N×2m＝960J， 该滑轮组的机械效率：η100%＝80%。 故答案为：120；80%。 16．（2025•崇川区校级一模）如图，请画出滑轮组的绕法，实现既省力又改变力的方向。 【答案】 【详解】要求使用该滑轮组提升重物时既省力又能改变力的方向，说明绳端拉力的方向应向下，所以绳子最后通过定滑轮，由此从外向内依次完成绕线，如图所示： 17．（2025•苏州工业园区二模）如图所示是一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，质量为50kg的人站在地上用力向下为绳，用220N的力提起重为600N的物体，3秒使重物上升1米，求： （1）在图中画出滑轮组的绕绳方法（要求三个滑轮都要使用）。 （2）若不计摩擦和绳重，求动滑轮的重力以及绳子自由端移动速度。 （3）该同学拉起重物的最大重力。 【答案】（1）见详解图； （2）若不计摩擦和绳重，动滑轮的重力为60N，绳子自由端移动速度为1m/s； （3）该同学拉起重物的最大重力是1440N。 【详解】（1）由题知，人站在地上用力向下拉绳，绳子的自由端应向下，按照从外往内依次绕绳，三个滑轮都要使用，最后有三段绳子承担物重，即n＝3，如下图所示： ； （2）不计摩擦和绳重，由F（G物+G动）可得，动滑轮的重力为： G动＝nF−G物＝3×220N−600N＝60N； 绳子自由端移动速度为： v1m/s； （3）人对滑轮组最大拉力等于人的重力，即F最大＝G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N， 若不计摩擦和绳重，则该同学拉起重物的最大重力为： G最大＝nF最大−G动＝3×500N−60N＝1440N。 答：（1）见详解图； （2）若不计摩擦和绳重，动滑轮的重力为60N，绳子自由端移动速度为1m/s； （3）该同学拉起重物的最大重力是1440N。 18．（2025•苏州一模）图甲是运动员训练背部及肩部力量时常用的高位下拉器，其简化装置如图乙所示。训练中，运动员两手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起20cm，某次训练中的三组情况记录如下表（g取10N/kg），试求： （1）在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为多大？ （2）在第2组训练中，配重向上做什么样的运动？ （3）试通过数据分析该套设施中，是否存在绳子重力和摩擦的影响？ 组次 配重质量/kg 每只手施加的拉力/N 配重上升情况 1 20 110 匀速 2 20 120 ______ 3 40 220 匀速 【答案】（1）在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为40J； （2）在第2组训练中，配重向上做加速运动； （3）存在绳子重力和摩擦的影响。 【详解】（1）由表中数据知，第一组训练中配重的重力G配重1＝m配重1g＝20kg×10N/kg＝200N， 滑轮提升配重所做的功W＝G配重1h＝200N×0.2m＝40J； （2）由表中情况记录知，第1组训练中配重匀速上升，所以滑轮对配重拉力F与配重重力平衡，则F拉＝G配重1， 第2组训练中配重质量不变，重力不变，每只手施加的拉力比第1组大，则滑轮组对配重拉力F拉′＞F拉，故F拉′＞G配重1，所以配重加速上升； （3）由图知，下拉器中的滑轮组中通过动滑轮绳子段数n＝2，若无绳重和摩擦力影响， 第1组训练中，每只手拉力F1（G配重1+G动），即：110N（200N+G动）， 解得：G动＝20N， 第3组训练中，配重的重力G配重2＝m配重2g＝40kg×10N/kg＝400N， 每只手拉力F3（G配重3+G动），即：220N（400N+G动）， 解得：G动＝40N， 两次训练中得到动滑轮重力不相等，说明假设不成立，所以存在绳重和摩擦影响。 答：（1）在第1组训练中，滑轮提升配重所做的功为40J； （2）在第2组训练中，配重向上做加速运动； （3）存在绳子重力和摩擦的影响。 考点三 功 19．（2025•苏州工业园区模拟）如图所示，是小明在水平地面搬箱子的过程。下列说法中正确的是（　　） A．发力阶段，小明对箱子做功 B．上升阶段，小明对箱子做功 C．站立阶段，小明对箱子做功 D．前行阶段，小明对箱子做功 【答案】B 【详解】A、发力阶段，箱子受到小明力的作用，但没有在力的方向上移动距离，小明对箱子没有做功，故A错误； B、上升阶段，箱子受到小明力的作用，并在力的方向上移动一段距离，小明对箱子做功，故B正确； C、站立阶段，箱子受到小明力的作用，但没有在力的方向上移动距离，小明对箱子没有做功，故C错误； D、前行阶段，箱子受到小明的作用力是竖直向上，移动的方向是水平的，小明对箱子没有做功，故D错误。 故选：B。 20．（2025•常州天宁区一模）“双11”期间，两快递小哥同时送货到同一单元。甲提着5kg的货物从1楼爬到5楼，然后在5楼水平地面走了4m；乙提着10kg的货物从1楼爬到3楼，然后在3楼水平地面走了3m。若按对货物做功多少计算运费，则（　　） A．甲的运费高 B．乙的运费高 C．甲、乙运费相同 D．无法确定 【答案】C 【详解】甲、乙水平行走时，提力是竖直向上的，而货物在水平方向上移动距离，此过程中人对货物不做功； 甲、乙爬楼时克服物体重力做的功，则甲对货物做的功： W甲＝G甲货h甲＝m甲货gh甲＝5kg×10N/kg×（5﹣1）×3m＝600J， 乙对货物做的功： W乙＝G乙货h乙＝m乙货gh乙＝10kg×10N/kg×（3﹣1）×3m＝600J， 由于甲、乙对货物做的功一样多，若按对货物做功多少计算运费，则甲、乙运费相同， 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 21．（2025•江阴市二模）如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的力F作用向右运动，利用频闪照片每隔0.2s记录物体运动状况。已知物体在MO段做匀速直线运动，下面说法不正确的是（　　） A．MO段的平均速度为2.5m/s B．MO段的摩擦力为5N C．O点右侧地面较粗糙 D．OQ段拉力做的功为12.5J 【答案】C 【详解】A、由图可知物体在MN段的路程为：sMN＝1m，所用时间为：tMN＝0.2s×2＝0.4s，则MN段的平均速度为：，已知物体在MO段均做匀速直线运动，因此MO段的平均速度也是2.5m/s，故A正确，不符合题意；B、已知物体在MO段做匀速直线运动，在水平方向上受到向右的拉力F和向左的摩擦力f，F和f是一对平衡力，由二力平衡的条件可知道MO段的摩擦力为f＝F＝5N，故B正确，不符合题意； C、物体在MN段做匀速直线运动，摩擦力等于拉力；物体在OQ段做加速运动，摩擦力小于拉力，所以物体在MN段的摩擦力大于OQ段的摩擦力，所以O点右侧比较光滑，故C错误，符合题意。 D、由图可知，OQ段的路程为：sOQ＝1m+1.5m＝2.5m，拉力做的功： W＝Fs＝5N×2.5m＝12.5J，故D正确，不符合题意。 故答案为C。 22．（2025•镇江丹徒区模拟）如图所示，光滑斜面AB、AC，AB＜AC，沿斜面AB、AC分别将同一重物从底部匀速拉到顶部，所需拉力分别为F1、F2，所做的功分别为W1、W2，则（　　） A．F1＞F2，W1＝W2 B．F1＞F2，W1＞W2 C．F1＜F2，W1＜W2 D．F1＝F2，W1＝W2 【答案】A 【详解】斜面AB倾斜角度大于AC，所以物体沿AC运动时拉力较小，即F1＞F2； 由题知，AC和AB是两个光滑的斜面，则额外功为0，拉力在两斜面上做的功均等于克服物体重力做的功，即WA＝WB＝Gh；综上分析可知，选项A正确、BCD错误。 故选：A。 23．（2025•常州钟楼区二模）如图所示，铁块重5N，吸附在竖直的磁性黑板上，用竖直向上8N的力F1推动铁块，恰能使其匀速向上运动2m，则推力F1对铁块所做的功为 　　 J。若撤去F1，改用另一个平行于黑板的力F2使铁块匀速下降，则F2＝ 　　 N，方向 　　 。 【答案】16；2；竖直向上。 【详解】（1）已知推力F1＝8N，铁块在推力F1的作用下移动的距离s＝2m，则推力F1做的功： W＝F1s＝8N×2m＝16J； （2）当铁块匀速向上运动时，在竖直方向上受到竖直向上的推力F1、竖直向下的重力G和竖直向下的摩擦力f，根据力的平衡条件，这三个力的合力为0，即F1＝G+f， 则摩擦力f＝F1﹣G＝8N﹣5N＝3N， 因为滑动摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关，当铁块匀速下降时，压力和接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力大小不变，仍为3N，方向竖直向上（因为摩擦力总是阻碍物体相对运动，铁块匀速下降，相对黑板向下运动，所以摩擦力向上）。当铁块匀速下降时，在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力f和推力F2，根据力的平衡条件可得F2+f＝G， 则推力F2＝G﹣f＝5N﹣3N＝2N； 因为要使铁块匀速下降，F2需平衡重力与摩擦力的差值，方向与摩擦力同向，即竖直向上。 故答案为：16；2；竖直向上。 24．（2025•宜兴市二模）某商场中有阶梯式扶梯，如图所示为小明乘坐这种电动扶梯匀速运动的情景，以扶梯为参照物，他是 　　 （运动/静止）的，乘坐扶梯的过程中，扶梯对人 　　 （有/没有）摩擦力，扶梯对人的支持力 　　 （做功/不做功）。 【答案】静止；没有；做功。 【详解】以扶梯为参照物，小明与扶梯没有相对位置的变化，是静止的； 在匀速运动的过程中，小明处于平衡状态，只受重力和支持力，小明与电梯间的摩擦力等于零； 扶梯对人有支持力，人在支持力的方向上通过了距离，支持力对人做功。 故答案为：静止；没有；做功。 25．（2025•连云港东海县二模）为了倡导绿色出行，我市投放了大量的共享自行车，小明的质量为50kg，车的重力为100N，小明在水平路面上骑车时两个轮胎与地面的接触面积共100cm2，小明骑车的平均速度为5m/s，假设骑行时受到的阻力为总重的0.2倍，g取10N/kg，求： （1）小明的重力； （2）小明骑行时自行车对地面的压强； （3）小明骑行1min克服阻力做的功。 【答案】（1）小明的重力为500N； （2）小明骑行时自行车对地面的压强为6×104Pa； （3）小明骑行1min克服阻力做的功为3.6×104J。 【详解】（1）小明的重力G人＝m人g＝50kg×10N/kg＝500N （2）小明和自行车的总重力G总＝ G人+G车＝500N+100N＝600N 小明骑行时自行车对地面的压力等于人和车的总重力，即F＝G总＝600N 受力面积S＝100cm2＝0.01m2 自行车对地面的压强 （3）骑行时受到的阻力f＝0.2×600N＝120N 1min行驶的路程s＝vt＝5m/s×60s＝300m 克服阻力做功W＝fs＝120N×300m＝3.6×104J 答：（1）小明的重力为500N； （2）小明骑行时自行车对地面的压强为6×104Pa； （3）小明骑行1min克服阻力做的功为3.6×104J。 考点四 功率 26．（2025•阜宁县一模）如图所示，小华和妹妹一起坐双人秋千，当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们的重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的功率分别为P1、P2。若小华的体重比妹妹重，则下列说法正确的是（　　） A．W1＝W2，P1＝P2 B．W1＜W2，P1＞P2 C．W1＞W2，P1＞P2 D．W1＞W2，P1＝P2 【答案】C 【详解】设小华和妹妹的重力分别为G1、G2， 当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们下落的高度h相同，且G1＞G2，根据W＝Gh可知，小华和妹妹重力做功的关系为W1＞W2； 当秋千从最高点摆到最低点的过程中，他们下落的时间t相同，且W1＞W2，根据知，他们重力做功的功率关系为P1＞P2； 综上分析可知，选项C正确，ABD错误。 故选：C。 27．（2025•南通模拟）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W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1＜W2 P1＜P2 B．W1＞W2 P1＞P2 C．W1＝W2 P1＝P2 D．W1＜W2 P1＞P2 【答案】C 【详解】由题可知，先后两次同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离，根据W＝Fs可知它们做功相等；又因为两次所用时间相同，根据P得到功率的大小相同。 故选：C。 28．（2025•句容市一模）如图所示是科技馆里“最速降线”的示意图。两条轨道，一条为直道，一条为弧形弯道，将甲、乙两个完全相同的小球同时从两个轨道的同一高度A由静止释放，弧形轨道上的乙球先到达终点B。下列说法正确的是（　　） A．甲球和乙球下滑过程中动能保持不变 B．甲球动能增加量大于其重力势能减少量 C．全程中重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功 D．甲球全程重力做功的功率小于乙球全程重力做功的功率 【答案】D 【详解】A、下滑过程中两球的高度不断减小，速度越来越快，因此两球的重力势能一直减小，动能一直增大，故A错误。 B、甲球中轨道上运动，克服摩擦做功，机械能减小，重力势能减少量大于动能增加量，故B错误。 C、两球的重力相同，起点和终点高度都相同，则两球下落的高度相同，由W＝Gh可知，全程中两球重力所做的功相同，故C错误。 D、由题知，乙球先到达终点B，则乙球所用的时间短，甲球所用的时间长，且全程中两球重力所做的功相同， 根据P可知，甲球全程重力做功的功率较小，故D正确。 故选：D。 29．（2025•润州区校级模拟）跳绳是校运会的比赛项目之一，如图是体重为480N的某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像．由图可知，她每跳一次克服自身重力所做的功为 　　 J，她1min内跳绳 　　 次，克服重力做功的平均功率为 　　 W。 【答案】24；150；60。 【详解】由图像可知，某同学每次跳的高度为5cm， 则他每跳一次所做的功为：W＝Gh＝480N×5×10﹣2m＝24J； 由图像可知，他在0.4s内完成一次跳绳动作， 所以在1min内跳绳的次数： n150次； 克服重力做功的功率为： P60W。 故答案为：24；150；60。 30．（2025•南京浦口区三模）在水平地面上，小明沿水平方向推重400N的木箱做直线运动，木箱速度随时间变化的图像如图所示。已知在4s～8s内木箱受到的推力恒为120N，在4s～8s这段时间内，木箱通过的路程是　　 m，受到的推力的功率是　　 W，在8s﹣10s内木箱受到的摩擦力大小是　　 N（忽略空气阻力），在4s﹣10s内木箱机械能的变化情况是　　 。 【答案】4；120；120；先不变后减小。 【详解】在4～8s内，推力F＝120N，由图可知这段时间内木箱做匀速直线运动，且v＝1m/s，则这段时间内，木箱通过的路程是s＝vt＝1m/s×（8s﹣4s）＝4m； 则推力做功的功率； 在4s～8s内，木箱做匀速直线运动，忽略空气阻力，木箱受到的推力、摩擦力是一对平衡力，大小相等，则木箱受到的摩擦力f＝F＝120N， 由图可知，木箱在8s～10s内做减速运动，由于压力大小、接触面的粗糙程度不变，则木箱受到滑动摩擦力的大小不变，还是120N。 在4s～8s这段时间，木箱在水平面上做匀速直线运动，重力势能不变，动能不变，推力和摩擦力是一对平衡力，机械能不变，在8s﹣10s内推力消失，木箱克服摩擦力做功，动能减小，机械能减小。 故答案为：4；120；120；先不变后减小。 31．（2025•仪征市二模）如图甲所示，两个完全相同的物体a、b叠放在水平桌面上，在水平拉力F1＝15N的作用下，一起向右做匀速直线运动，则a受到的摩擦力为 　　 N；如图乙所示，将a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动，则F2＝　　 N，a对b的推力的功率是 　　 W。 【答案】0；15；1.5。 【详解】a、b一起向右做匀速直线运动，所以a、b没有相对运动的趋势，a、b间没有摩擦力，则木块a受到的摩擦力大小为0N； 由图甲可知，a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力，整体做匀速直线运动，这两个力是平衡力，大小相等，F1是15N，所以整体受到地面的滑动摩擦力是15N；从甲图到乙图，改变a和b的放置情况，压力大小不变，接触面粗糙程度不变，a和b整体受到的滑动摩擦力不变，所以乙图的滑动摩擦力大小还是15N，整体仍然做匀速直线运动，故乙图中推力F2大小是15N； a、b在水平推力F2作用下以0.2m/s的速度一起向右做匀速直线运动，由于b对地面的压力为a、b的总压力的一半，接触面粗糙程度不变，则b所受的摩擦力为：f'7.5N， 又因为b向右做匀速直线运动，所以a对b的推力与b所受的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故此时a对b的推力为：Fb＝f'＝7.5N， 则a对b的推力的功率为： 。 故答案为：0；15；1.5。 32．（2025•南京一模）图中大桥是世界上跨度最大的高速铁路桥——南京大胜关铁路大桥，它全长约9500m，一列匀速行驶，速度为200km/h的动车组列车完全通过该桥用时3分钟，功率为10MW，则该列车的长度为 　　 m，列车的牵引力为 　 N。以车上的行李箱为参照物，大桥是 　　 的。某一时刻，乘客发现原本静止在水平桌面上的玻璃球突然向列车前进方向滚动，说明此时列车开始向前 　　 速。 【答案】500；1.8×105；运动；减。 【详解】（1）列车的速度v＝200km/hm/s， 由v可得，列车完全通过大桥行驶的路程为： s＝vtm/s×3×60s＝10000m， 则列车的长度为： L车＝s﹣L桥＝10000m﹣9500m＝500m； （2）由PFv可得，列车所受的牵引力为： F1.8×105N， （3）以车上的行李箱为参照物，大桥的位置不断变化，大桥是运动的； （4）最初玻璃球与车厢保持相对静止，它们的运动速度相等；如果列车减速前进，而玻璃球由于具有惯性，要保持原来的速度继续前进，则玻璃球的速度大于车厢的速度，所以玻璃球突然向列车行驶的方向滚动，说明此时列车开始向前减速。 故答案为：500；1.8×105；运动；减。 33．（2025•扬州二模）引体向上是同学们经常做的一项健身运动，如图所示，小星同学能连续做10个规范的引体向上动作。综合实践活动小组的同学想估测小星同学做10个规范动作时的功率。 （1）所需要的测量器材有体重计、　　 和　　 ； （2）下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格，表格a处应填上：　　 ；（表格第二行空格不需要填写数据） 小星的质量/kg a 总时间t/s 功率P/W （3）小星同学做引体向上的功率表达式P＝　　 （利用表中物理量的符号表示）； （4）新考法：在实验后反思交流中，小天同学提出也可以通过记下1min内做引体向上的次数来测量做引体向上的功率的大小，小天提出的测量方式与综合实践活动小组的测量方式相比，你觉得哪个更好？并简述理由：　 　 。 【答案】（1）刻度尺；秒表； （2）上升的高度h/m； （3）； （4）见解析。 【详解】（1）要测功率的大小，根据，需要使用体重计测量人的体重；需要测量每次上升的高度，需要使用刻度尺进行测量；还需用秒表测量连续完成10个引体向上动作需要的时间。（2）实验中要记录每次上升的高度，因此a处应填上升的高度h/m。 （3）做10个规范动作克服重力做的总功为W＝10Gh＝10mgh 则小星同学做引体向上的功率表达式为； （4）综合实践活动小组的测量方式更好，因为人的体质不同，在一定时间内不能保证人持续做动作标准的引体向上或小天的测量方式更好，因为在测量时计时更方便。 故答案为：（1）刻度尺；秒表； （2）上升的高度h/m； （3）； （4）见解析。 34．（2025•南京鼓楼区三模）在一次水上演习中，解放军出动了履带式水陆两栖突击车．该车总质量为25t，装配有输出功率为1.2×106W的发动机． （1）该车在水平沙滩上静止时，两条履带与沙滩的总接触面积为5m2，求该车对沙滩的压强； （2）该车在水面漂浮时，求它排开的水的体积； （3）若该车以21.6km/h的速度在水面上匀速行驶，求该车受到的阻力为多少？ 【答案】（1）突击车对沙滩的压强为5×104Pa； （2）漂浮时排开的水的体积为25m3； （3）突击车在水中匀速行驶时，车受到的阻力为2×105N。 【详解】（1）由题意可知，该车在水平沙滩上静止时，该车对沙滩的压力等于该车的总重力，即 由可得，该车对沙滩的压强为； （2）该车在水面漂浮时，根据物体的浮沉条件可知，； 由F浮＝ρ液gV排可得，该车排开的水的体积为； （3）由题意可得，该车的速度为v＝21.6km/h＝6m/s； 因为该车在水面上匀速行驶，所以该车受到的阻力等于发动机的动力，即f＝F，由可得，该车受到的阻力为：； 答：（1）突击车对沙滩的压强为5×104Pa； （2）漂浮时排开的水的体积为25m3； （3）突击车在水中匀速行驶时，车受到的阻力为2×105N。 35．（2025•连云港东海县二模）2024年6月25日，嫦娥六号返回舱携带月壤返回地球，成功着陆内蒙古四王子旗，实现世界首次月球背面采样。返回舱总重为300kg，当距离地面10km时弹出减速伞减速，若减速阶段全程的平均速度为12.5m/s。求：（g取10N/kg） （1）嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间。 （2）嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率。 【答案】（1）嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间为800s； （2）嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率为37500W。 【详解】（1）嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间为： t800s； （2）嫦娥六号返回舱的重力为：G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N， 嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率为： PGv＝3000N×12.5m/s＝37500W。 答：（1）嫦娥六号返回舱从弹出减速伞到落地所用的时间为800s； （2）嫦娥六号返回舱从打开减速伞到落地过程中重力做功的功率为37500W。 考点五 机械效率 36．（2025•南通海安市一模）某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 【答案】A 【详解】这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，由W＝Gh可知，两次所做的有用功相等；第方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功，而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功，因此方法二的额外功大于第一次的额外功，故方法二的总功大于第一次的总功，由η可知，η1＞η2； 因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由PFv可知：P1＞P2。 故选：A。 37．（2025•扬中市一模）小明家周末乔迁新居，家中柜子因搬运不便，小红提出利用滑轮组来完成，其设计方案如图甲所示，乙图为滑轮组的连接方式。已知柜子A的重力为760N，动滑轮的重力为40N，柜子匀速下降的竖直高度为6m，下降过程用时1min（不计绳重与摩擦）。小红对此工作过程及装置作出以下判断，其中正确的是（　　） A．柜子下降过程中，绳子自由端的拉力为380N B．使用该滑轮组时的机械效率为90% C．在下降过程中，绳子自由端的移动速度为0.3m/s D．在下降过程中，拉力的功率为80W 【答案】D 【详解】A、由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F（G+G动）（760N+40N）＝400N，故A错误； B、拉力做的有用功：W有＝Gh＝760N×6m＝4560J；由图可知n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×6m＝12m；拉力做的总功：W总＝Fs＝400N×12m＝4800J，滑轮组的机械效率：η100%100%＝95%，故B错误； C、绳子自由端的移动速度：v0.2m/s，故C错误； D、拉力做功的功率：P80W，故D正确。 故选：D。 38．（2025•无锡模拟）如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别用拉力FA、FB在相同时间内将重为GA、GB的两个物体匀速提升相同高度，拉力的功率为PA、PB，绳子自由端移动的距离为sA，sB，不计绳重和摩擦，下列推理中正确的是（　　） A．若GA＝GB，则FA＝FB B．若GA＞GB，则sA＞sB C．若FA＜FB，则PA＜PB D．若FA＝FB，则η甲＞η乙 【答案】D 【详解】A.由图知，甲装置动滑轮上绳子的段数为3，乙装置动滑轮上绳子的段数为2，不计绳重和摩擦，由nF＝G+G动知，3FA＝GA+G动；2FB＝GB+G动；若GA＝GB，则FA＜FB，故A错误； B.由图知，sA＝3h，sB＝2h，故sA＞sB，但sA与sB之间的关系与物体的重力大小无关，故B错误； C.相同时间内，FA做的功为：WA＝FA×3h，FB做的功为：WB＝FB×2h，仅根据FA＜FB不能推出WA和WB之间的关系，由P知不能确定PA与PB的关系，故C错误； D.若FA＝FB，B选项已经推出sA＞sB，由W＝Fs知WA＞WB，甲、乙两装置的动滑轮相同，不计绳重和摩擦，由W额＝G动h知它们的额外功相同，由W总＝W有+W额知，W甲有＞W乙有，由η100%100%＝1100%知η甲＞η乙，故D正确。 故选：D。 39．（2025•徐州铜山区三模）如图所示，A、B两物体质量相等，在平行于斜面的推力作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为90%。则将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，机械效率为（　　） A．70% B．72% C．75% D．78% 【答案】B 【详解】A、B两物体的质量相等，由G＝mg可知，它们的重力相同， 克服物体所受摩擦力做的功为额外功，根据W有＝Gh和η可得， 推动A、B时所做的额外功分别为 W额A， W额B， 将A、B两物体一起从底部匀速推至顶部时，额外功不变， 机械效率：ηAB72%，故B正确。 故选：B。 40．（2025•苏州模拟）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物G，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，手的拉力始终沿竖直方向，忽略绳重及摩擦，下列说法错误的是（　　） A．甲图：该装置不省力也不省距离 B．乙图：该装置的机械效率比甲图的低 C．丙图：在匀速拉动物体上升的过程中，拉力F3逐渐变小 D．若提升的物体越重，乙、丙的机械效率就会越高 【答案】C 【详解】A、甲图是定滑轮，定滑轮的实质是等臂杠杆，使用定滑轮不省力也不省距离，故A正确，不符合题意； B、利用三个装置，将同一重物提升相同的高度，即做相同的有用功，已知滑轮重20N，杠杆（OB＝2OA）重10N，即乙图滑轮比丙图杠杆重，乙克服机械重力所做的额外功最大，由η可知，乙的机械效率最低，故B正确，不符合题意； C、若始终保持拉力F3的方向竖直向上，则在杠杆匀速拉动物体上升过程中，动力臂总是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，拉力F3保持不变，故C错误，符合题意； D、若提升的物体越重，提升相同的高度，所做的有用功越大，而额外功不变，由η可知，机械效率就会越高，故D正确，不符合题意。 故选：C。 41．（2025•扬州一模）如图所示，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重G＝600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为 　　 %，货物受到的摩擦力为 　　 N，当改变斜面倾角α将同一货物运上该平台时，机械效率提高，则应使α变 　　 。 【答案】75；100；大。 【详解】（1）推力做的有用功为：W有＝Gh＝600N×2m＝1200J， 推力做的总功为：W总＝Fs＝400N×4m＝1600J， 则该斜面的机械效率为：η100%＝75%； （2）推力做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝1600J﹣1200J＝400J， 克服摩擦力所做的功为额外功，根据W额＝fs可知，货物受到斜面的摩擦力大小为：f100N； （3）当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由机械效率公式可知，斜面的机械效率变大，因此要使机械效率提高，应使α变大。 故答案为：75；100；大。 42．（2025•南京玄武区一模）如图甲是农民捣谷用的“舂”，图乙是其结构示意图。AOB为碓（duì）杆，O为支点，AO长1.5m，OB长0.3m，舂相当于简单机械中的 　　 杠杆。A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷。若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，则每踩一次克服锥头重力做功是 　　 J。若不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用 　　 N的力才可以将碓头抬起。若1min将B处踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是 　　 W。 【答案】费力；18；150；15。 【详解】舂相当于简单机械中的费力杠杆。因为动力臂OB＝0.3m，阻力臂AO＝1.5m，动力臂小于阻力臂，根据杠杆的特点，动力臂小于阻力臂的杠杆是费力杠杆。 已知碓头重力G＝30N，碓头上升高度h＝60cm＝0.6m。每踩一次克服碓头重力做功W＝Gh＝30N×0.6m＝18J。 抬起碓头所需最小力：不计碓杆重力和摩擦，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，F2＝G＝30N，l1＝OB＝0.3m，l2＝AO＝1.5m。设脚至少用的力为F1，则F1×0.3m＝30N×1.5m，解得F1＝150N。 人做功的功率：1 分钟踩下30次，克服碓头重力做的总有用功W有总＝30×18J＝540J。已知机械效率η＝60%，总功W总900J。时间t＝1min＝60s，人做功的功率P15W。 故答案为：费力；18；150；15。 43．（2025•南京秦淮区二模）用斜面和杠杆均可提升重物。 （1）如图甲，用长为1m的斜面匀速提升物体，拉力F1沿斜面向上、大小为2N，斜面机械效率为60%，则提升该物体做的总功是　　 J，物体与斜面间的摩擦力是　　 N。 （2）如图乙，在C点用方向始终竖直向上、大小恒为4N的力F2拉动杠杆，使重为5N的物体匀速上升0.3m（不计摩擦），杠杆机械效率为75%，则动力作用点C上升　　 m。将物体移到B点，保持F2方向不变，再次拉动杠杆使作用点C仍然匀速上升相同距离，则与物体挂在A点相比，F2大小的变化情况是　　 ，机械效率的变化情况是　　 。 【答案】（1）2；0.8；（2）0.5；变小；变小。 【详解】（1）提升该物体做的总功为： W总＝F1L＝2N×1m＝2J， 克服物体重力做的有用功为： W有＝ηW总＝60%×2J＝1.2J， 克服摩擦力做的额外功为： W额＝W总﹣W有＝2J﹣1.2J＝0.8J， 物体与斜面间的摩擦力为： f0.8N； （2）根据η可知，动力作用点C上升的高度为： H0.5m； 钩码的悬挂点在A点时，由于杠杆的重力会阻碍杠杆转动， 则由杠杆的平衡条件得：G•OA+G杠杆•OC＝F2•OC； 悬挂点移至B点时，由杠杆的平衡条件得G•OB+G杠杆•OC＝F'2•OC， 观察比较可知，悬挂点移至B点时，OB＜OA，即钩码重力的力臂变小，所以拉力也变小； 杠杆的机械效率：η； 因为杠杆升高的高度不变，所以克服杠杆自重所做的额外功不变（即W额＝G杠杆•h杠杆不变）；由于悬挂点B更接近支点，所以钩码提升的高度减小，根据W有＝Gh可知，有用功减小；从上面η的表达式可知：W有减小、W额不变，所以分母变大，η就减小。 故答案为：（1）2；0.8；（2）0.5；变小；变小。 44．（2025•常州钟楼区二模）生产生活中，简单机械有着十分重要的作用： （一）杠杆 （1）在“探究杠杆平衡条件”实验中，小明把杠杆支在支架上，发现杠杆左端低右端高，应将杠杆的平衡螺母向 　　 （选填“左”或“右”）端调节； （2）在“探究杠杆平衡条件”实验中，老师提出要进行多次实验、测量多组数据，其目的是 　　 。 （二）滑轮组 （3）小华用图乙的实验装置探究滑轮组机械效率，实验中用同一滑轮组提升钩码，记录数据如表： 验次数 钩码的重力G/N 钩码提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率 1 2 0.1 0.9 0.3 2 4 0.1 0.3 83.3% 3 6 0.1 2.2 0.3 90.9% ①第2次实验中，弹簧测力计的拉力F应为 　　 N； ②分析实验数据可得：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 　　 。 （三）斜面 （4）小明用图丙的实验装置探究斜面的机械效率，某次实验测得物重G＝6N、斜面长s＝1m、高h＝0.2m、拉力F＝1.5N，则物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力为 　　 N，此过程中斜面的机械效率为 　　 %。 【答案】（1）右；（2）排除偶然性，寻找普遍规律；（3）①1.6；②高；（4）0.3；80。 【详解】（1）杠杆平衡螺母的调节方法是“左高左调，右高右调”，本题中的杠杆是右端高，所以需要将平衡螺母向右调节。 （2）多次试验的目的主要有两个：第一、求平均值、减小误差；第二、得出普遍规律。本题中是为了得出杠杆平衡条件，故多次实验是为了得出普遍规律。 （3）①由图可知，动滑轮上有n＝3段绳子，由滑轮组的机械效率的推导公式可得绳子的拉力。 ②由表格数据可知，当重物的重力越来越大时，滑轮组的机械效率越来越高。 （4）物体向上运动时做的总功W总＝Fs＝1.5N×1m＝1.5J 物体向上运动时做的有用功W有＝Gh＝6N×0.2m＝1.2J 物体向上运动时克服摩擦阻力做的额外功Wf＝W总﹣W有＝1.5J﹣1.2J＝0.3J 物体受到摩擦力的大小 斜面的机械效率。 故答案为：（1）右；（2）排除偶然性，寻找普遍规律；（3）①1.6；②高；（4）0.3；80。 考点六 实验：探究杠杆平衡条件 45．（2025•南京一模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）如图甲所示，安装杠杆时，为了使杠杆在水平位置平衡，应调节杠杆右端的平衡螺母向 　　 移动。 （2）如图乙所示，在杠杆左边挂钩码，保持杠杆仍在水平位置平衡，当弹簧测力计由a转向b时，其示数将 　 。 （3）如图丙所示，在杠杆左侧挂一轻质小桶，桶里装满水，测力计示数为0.8N时，杠杆平衡，则水的质量为 　　 g，若保持小桶和弹簧测力计的位置不变，改装满另一种液体时，测力计示数变为1N，则这种液体的密度为 　　 g/cm3。根据此原理，可以制作杠杆密度计，要使其测量精度更高一些，应选择容积更 　　 的空桶。 【答案】（1）右；（2）变大；（3）100；1.25；大。 【详解】（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态；接下来，她们应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，排除杠杆自重对实验的影响。 （2）当弹簧测力计由位置a转至位置b的过程中，拉力F的力臂变小，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，测力计示数将变大； （3）设图丙中一小格长度为L，右边测力计对杠杆的拉力为动力，左边小桶对杠杆的拉力为阻力，则动力臂L1＝5L，阻力臂L2＝4L，轻质小桶的重力不计，则F2＝m水g，已知F1＝0.8N， 根据杠杆的平衡条件可得F1L1＝m水gL2，即0.8N×5L＝m水×10N/kg×4L，解得m水＝0.1kg＝100g； 若保持小桶和弹簧测力计的位置不变（即两力臂不变），改装满另一种液体时，测力计示数变为1N， 根据杠杆的平衡条件可得：1N×5L＝m液×10N/kg×4L，解得m液＝0.125kg＝125g， 桶里装满水或者液体时，其体积相等，由密度公式可得：， 即：， 解得ρ液＝1.25g/cm3； 设弹簧测力计对杠杆的力为动力，则液体和桶对杠杆的力为阻力，根据杠杆平衡的条件可知，在动力和阻力臂不变的情况下，“增大液体的重力，即通过增大空桶的容积”，则动力臂变大，即该密度秤的精确度会增大，所以，应选择容积更大的空桶。 故答案为：（1）右；（2）变大；（3）100；1.25；大。 46．（2025•常州一模）学科实践小组同学利用简易支架、金属螺母、两个相同的塑料量杯设计了如图所示的液体密度计，其使用步骤如下：，g取10N/kg。 ①在支架两端悬挂螺母，左右移动螺母使支架在水平位置平衡。 ②将两个量杯对称挂于简易支架两侧使支架在水平位置平衡。 ③在左侧量杯中倒100mL待测液体，在右侧量杯中加水至支架水平平衡后，即可将右侧量杯上的体积刻度转化成所测液体密度刻度。 （1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向 　　 （左/右）调节，直到横杆在水平位置平衡，对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，此时左右两侧的液体 　　 相等。 （2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定后，密度值 　　 （上小下大/上大下小）。 （3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是多少？（通过计算说明） （4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，将导致测量值 　　 （＞/＜）真实值。依据下表指标，对该液体密度计进行评价，应评为 　　 。（待改进/良好/优秀） 等级 待改进 良好 优秀 刻度分布 无规律 有规律但不均匀 有规律且均匀 【答案】（1）右；质量；（2）上大下小；（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是140cm3；（4）＞；优秀。 【详解】（1）悬挂量杯前支架左端下沉，则可将左端螺母向右调节，直到横杆在水平位置平衡；对称挂上量杯注入液体后横杆水平平衡，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，此时左右两侧的液体质量相等。 （2）对液体密度计的右侧量杯进行密度标定，根据杠杆平衡条件可知ρ液V液＝ρ水V水，则密度值ρ液，分析函数关系可知ρ刻度与V水成正比，所以密度值上大下小。 （3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，液体的质量为m液＝ρ液V液＝1.4g/cm3×100cm3＝140g； 因为m水＝m液，所以注水的体积V水140cm3。 （4）若在左侧加注待测液体时不慎超过100mL，则m液（右侧为m水）的值会变大，V水的值也将会变大，由（2）中的密度值公式可知，将导致测量值＞真实值。由（2）知，ρ刻度与V水成正比，因此液体密度计的刻度有规律且均匀，应评为优秀。 故答案为：（1）右；质量；（2）上大下小；（3）左侧注入密度为1.4g/cm3的液体后，右侧注水的体积是140cm3；（4）＞；优秀。 47．（2025•泰州一模）《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示的杆秤有两个提纽，使用　　 （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些； （2）请你通过分析判断：杆秤的刻度是　　 （选填“均匀”或“不均匀”）的； （3）如图乙所示，小明用一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.2kg的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作方法如下： ①他分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处各钻了一个小孔，并穿了细绳（质量忽略不计）来作为秤钩和提纽； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③小明认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线。则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上　 cm的刻度线处，该自制杆秤的最大测量值为　 kg。 【答案】（1）提纽1；（2）均匀（3）2；19.6。 【详解】（1）杆秤利用了杠杆平衡原理，若秤砣的重力为G砣，物体的重力为G物，提纽到秤钩的距离为l1且为G物的力臂，提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂，由杠杆的平衡条件可知：G物×l1＝G砣×l2，由图甲可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽1，则l1减小而l2增大，此时G物变大，即使用提纽1杆秤的量程更大； （2）由G物×l1＝G砣×l2+G直l直可知，当G物均匀增大时，因l1、G砣、G直、l直均大小不变，则l2均匀变大，故杆秤的刻度是均匀的； （3）因直尺粗细均匀可认为直尺的重心在中点位置，即50cm刻度线处，直尺重力的力臂大小为l直＝50cm﹣10cm＝40cm，设此时秤砣距提纽（支点）的距离为l，直尺的质量m直＝0.2kg，由杠杆平衡条件可知：m直g×l直＝m砣g×l，即0.2kg×g×40cm＝1kg×g×l，解之l＝8cm，由已知条件，该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺：10cm﹣8cm＝2cm，秤砣置于力臂最大，即置于100cm位置时测量的物体质量最大，此时秤砣重力的力臂为：l′砣＝100cm﹣10cm＝90cm，若此时物体的最大质量为m物大，根据杠杆的平衡条件有：m物大g×l′＝m直g×l直+m砣g×l′砣，即m物大g×5cm＝0.2kg×g×40cm+m砣g×90cm，解之该自制杆秤的最大测量值为m物大＝19.6kg。 故答案为：（1）提纽1；（2）均匀（3）2；19.6。 1．（2025•巴中）晾晒相同的湿毛巾，下列做法最有可能让衣架保持水平平衡的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设每条湿毛巾重力为G，每个小格的长度为L， A、左侧力与力臂的乘积为2G×2L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，左侧≠右侧，故A错误； B、左侧力与力臂的乘积为2G×L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，左侧＝右侧，故B正确； C、左侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，右侧力与力臂的乘积为G×L＝GL，左侧≠右侧，故C错误； D、左侧力与力臂的乘积为2G×2L＝4GL，右侧力与力臂的乘积为G×2L＝2GL，左侧≠右侧，故D错误； 故选：B。 2．（2025•云南）《天工开物》中记载了我国古代的井上施工装置，其简化模型如图所示，O为支点，OM：ON＝1：2，M端用绳子悬挂重200N的物体，在N端用竖直向下的拉力在1s内使物体缓慢上升了0.5m。忽略杠杆和绳的自重，下列说法正确的是（　　） A．该杠杆是费力杠杆 B．杠杆在水平位置平衡时N端受到的拉力大小为400N C．M端绳子拉力对物体做功为100J D．M端绳子拉力对物体做功的功率为50W 【答案】C 【详解】A、由图可知，ON为动力臂，OM为阻力臂，OM：ON＝1：2，即动力臂大于阻力臂ON＞OM，则该杠杆是省力杠杆，故A错误； B、根据杠杆的平衡条件得G×OM＝F×ON， 则竖直向下的拉力：F＝ 100N，故B错误； CD、M端绳子对物体的拉力等于物体的重力，即F′＝G＝200N，则M端绳子拉力对物体做功为：W＝F′h＝Gh＝200N×0.5m＝100J，故C正确； M端绳子拉力对物体做功的功率为：P100W，故D错误。 故选：C。 3．（2025•镇江）如图所示，一起重机从a处由静止开始竖直向上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物向上分别经过b、c两处且ab段与bc段距离相同，不考虑空气阻力，在重物上升过程中，下列说法正确的是（　　） A．重物可能先加速再减速 B．拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功 C．重物经过ab段所用的时间等于经过bc段所用的时间 D．重物的动能转化为重力势能 【答案】B 【详解】AC、吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，从a处由静止开始竖直向上吊起，开始速度小，拉力大，大于重力做加速运动，而速度足够大时，拉力等于重力，物体匀速运动，拉力不再减小，故物体一直匀速运动，因而重物先加速再匀速；由于开始加速过程的平均速度较小，小于匀速运动的速度，故经过ab段所用的时间大于经过bc段所用的时间，故AC错误； B、ab段速度小于匀速运动的速度，ab段的拉力比匀速时大，而ab段与bc段距离相同，根据W＝Fs可知，拉力在ab段对重物所做的功大于在bc段对重物所做的功，故B正确； D、重物先加速再匀速，动能先变大后不变，因而动能没有减小而转化为其他能，故D错误。 故选：B。 4．（2025•无锡）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的　　 能，实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越　　 ，小车在水平木板上运动时，所受重力对小车　　 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】动；大；不做功。 【详解】压缩弹簧松手后，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能； 弹簧的弹性形变越大，同样的小车弹得越远，这说明弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大； 小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 故答案为：动；大；不做功。 5．（2025•青岛）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【答案】C 【详解】A、由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为：s＝nh＝3×3m＝9m，故A错误； B、工人做的有用功：W有＝Gh＝1150N×3m＝3450J，故B错误； C、拉力所做的总功为：W总＝Fs＝400N×9m＝3600J， 拉力F的功率为： P300W，故C正确； D、使用同样的滑轮组，做的额外功相同；提起的物体越重，做的有用功越多，有用功占总功的比值越大，机械效率越大，故D错误。 故选：C。 6．（2025•日照）2024年，日照港跻身全球5亿吨大港阵营。如图所示，工人用电动机驱动的起重机搬运质量为10t的集装箱。先在100s内将集装箱匀速提升10m，此过程电动机的功率为1.2×104W。然后起重机又在100s内将集装箱沿水平方向匀速移动了5m，此过程的电动机的功率为1×102W。不计空气阻力，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．在上升过程中，起重机对集装箱做的功为1.2×106J B．在上升过程中，起重机对集装箱做功的功率为1×104W C．在上升过程中，起重机的机械效率为100% D．在水平移动过程中，起重机对集装箱做的功为1×104J 【答案】B 【详解】A、根据重力公式可得集装箱重力为：G＝mg＝10×103kg×10N/kg＝105N； 集装箱匀速上升，起重机的拉力F与重力G平衡，即F＝G＝105N； 根据功的计算公式可得上升过程中起重机对集装箱做的功为：W＝Fs＝105N×10m＝106J； 故A错误； B、根据功率的计算公式可得上升过程中起重机对集装箱做功的功率为：P104W； 故B正确； C、根据W＝Pt可得上升过程中电动机做的总功为W总＝Pt＝1.2×104W×100s＝1.2×106J； 根据机械效率的公式可得上升过程中起重机的机械效率为η100%； 故C错误； D、集装箱沿水平方向移动，拉力方向与移动方向垂直，因此起重机对集装箱不做功，故D错误。 故选：B。 7．（2025•自贡）如图，质量为60kg的工人将重为500N的彩灯组件竖直向上匀速提升了6m，用时12s，绳子自由端拉力F为300N。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。下列说法正确的是（　　） A．拉力的功率是150W B．绳子末端移动的速度是0.5m/s C．滑轮组的机械效率是78.5% D．若工人的脚与地面接触的总面积为300cm2，则他对地面的压强是1.0×104Pa 【答案】D 【详解】A、由图可知，动滑轮上的绳子段数为n＝2， 绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×6m＝12m， 拉力做的功：W＝Fs＝300N×12m＝3600J， 拉力的功率：P300W，故A错误； B、绳子末端移动的速度：v1m/s，故B错误； C、滑轮组的机械效率：η100%≈83.3%，故C错误； D、工人的重力：G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N， 工作时矿工对水平地面的压力等于他的重力与绳子拉力之差，即： F压＝G人﹣F＝600N﹣300N＝300N， 地面的受力面积等于工人的脚与地面接触的总面积， 故他对水平地面的压强：p1.0×104Pa，故D正确。 故选：D。 8．（2025•四川）小珍同学到养老中心参加志愿者活动时，用推车帮助老奶奶搬运生活用品。若她用20N的水平推力，推着推车水平移动10m，用时20s。其推力做功为 　　 J，做功的功率为 　　 W。 【答案】200；10。 【详解】推力所做的功为：W＝Fs＝20N×10m＝200J； 推力做功的功率为： P10W。 故答案为：200；10。 （多选）9．（2025•成都）工人把重为200N有轮子的箱子推到高处平台，如图所示。图中A、C、H是箱子在三段路面的起点，箱子经过AB、CF、HK路段时均做匀速直线运动，且所受推力方向与所在路面平行。如表记录了箱子在三个路段所受推力大小和运动时间的数据。AB＝CF，BC＝FH，HK＝2m，FG＝1.3m，忽略箱子体积。则下列分析正确的是（　　） 路段 AB CF HK 推力（N） 10 117 10 时间（s） 13 20 12 A．工人的推力在AB段做功为26J B．工人的推力在AB段做功与在CF段做功相等 C．工人把箱子从C推到F处，该斜面没有省力 D．工人推力在AB段的功率与在HK段的功率之比为6：5 【答案】AD 【详解】A、根据题图可知：AB＝CF＝2FG＝2×1.3m＝2.6m；工人的推力在AB段做功为：WAB＝FABsAB＝10N×2.6m＝26J，故A正确， B、工人在CF段做的功为：WCF＝FCF×sCF＝117N×2.6m＝304.2J，与AB段做的功不相同，故B错误； C、人把箱子从C推到F处，该斜面省力，故C错误； D、工人推AB段的功率为：；HK段的功率为：；则AB段的功率与在HK段的功率之比为，故D正确。 故选：AD。 10．（2025•德州）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 （1）请在指定的位置画出货物所受重力G的示意图。 （2）已知此斜面长s＝3m，高h＝1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为　　W，斜面的机械效率为　 ，物体在斜面上运动时所受摩擦力为 　　 N。 【答案】（1）；（2）400；75%；100N。 【详解】（1）重力的方向是竖直向下的，从货物的重心画一条带箭头的竖直向下的有向线段，用G表示，如下图所示： ； （2）此过程中推力的功率为： PFv＝400N×1m/s＝400W； 推力做的总功为： W总＝Fs＝400N×3m＝1200J； 克服物重做的有用功为： W有＝Gh＝900N×1m＝900J； 斜面的机械效率为： η100%＝75%； 克服摩擦力做的功为额外功为： W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J， 物体在斜面上运动时所受摩擦力为： f100N。 故答案为：（1）；（2）400；75%；100N。 11．（2025•广安）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升的高度h/cm 绳子自由端的拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 机械效率η 1 1 3 0.5 ① 66.7% 2 3 5 1.4 15 71.4% 3 6 9 2.5 27 ② （1）实验时应该竖直向上 　　 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计。 （2）她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 　　 ；第3次实验中，机械效率②为 　　 。 （3）她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 　　 。（选填“省力”或“费力”） 【答案】（1）匀速；（2）9；80%；（3）费力。 【详解】 （1）实验时，应将弹簧测力计竖直向上匀速拉动，这样既便于读数，根据二力平衡，这时的示数也更准确； （2）由η可求第1次实验中，绳子自由端移动的距离； 66.7%，解得：s＝9cm， 第3次实验的机械效率：η100100%＝80%； （3）用不同的滑轮组提升相同的物体，绳子的段数越多越省力，图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更费力。故答案为：（1）匀速；（2）9；80%；（3）费力。 12．（2025•淄博）家电“国补”政策拉动了消费，给市民带来了实惠。某小区业主购买了一台100英寸电视机，由于楼梯、电梯空间不足，工人师傅采取室外吊装方式上楼。已知电视机及包装箱总重720N，竖放时与水平地面的接触面积为6×103cm2。吊装时工人师傅用滑轮组在100s内将包装箱匀速提高20m，示意图如图所示。每个滑轮重80N，不计绳重及摩擦，g取10N/kg。求： （1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强。 （2）拉力F的功率。 （3）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为1.2×103Pa。 （2）拉力F的功率为160W。 （3）滑轮组的机械效率为90%。 【详解】（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为： p1.2×103Pa； （2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，所以拉力为： ， 包装箱上升的速度v0.2m/s， 则绳端的速度va＝2v＝2×0.2m/s＝0.4m/s， 拉力F的功率PFva＝400N×0.4m/s＝160W； （3）滑轮组的机械效率为： 。 答：（1）拆封前包装箱竖放时对水平地面的压强为1.2×103Pa。 （2）拉力F的功率为160W。 （3）滑轮组的机械效率为90%。 13．（2025•眉山）“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约2.1×104t，吃水深度可达9m，动力系统中，主机功率13200kW。g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求： （1）“雪龙”号满载时受到的浮力； （2）水面下5m深处船壁受到海水的压强； （3）如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，假如船以36km/h的速度做匀速直线运动，主机能提供多大的动力。 【答案】（1）“雪龙”号满载时受到的浮力为2.1×108N； （2）水面下5m深处船壁受到海水的压强为5.15×104Pa； （3）主机能提供多大的动力为1.32×106N。 【详解】（1）“雪龙”号满载航行时所受到的浮力为 F浮＝G排＝mg＝2.1×107kg×10N/kg＝2.1×108N； （2）水面下5m深处船壁受到海水的压强 p＝ρ海水gh＝1.03×103kg/m3×10N/kg×5m＝5.15×104Pa； （3）主机功率13200kW，速度为 v＝36km/h＝10m/s 由P＝Fv可得，主机能提供多大的动力 F1.32×106N 答：（1）“雪龙”号满载时受到的浮力为2.1×108N； （2）水面下5m深处船壁受到海水的压强为5.15×104Pa； （3）主机能提供多大的动力为1.32×106N。 14．（2025•济南）蒸汽机发明以后，为了衡量蒸汽机做功的快慢，人们把蒸汽机与马匹进行比较，于是“马力”应运而生，后来“马力”作为功率的单位经常应用在工程技术领域。当蒸汽机1min抬高重物做4.41×104J的功时，蒸汽机做功的功率就是1“马力”。请用功率的公式计算回答，1“马力”等于多少瓦？ 【答案】1“马力”等于735W。 【详解】蒸汽机做功的功率P735W，所以1“马力”等于735W。 故答案为：1“马力”等于735W。 15．（2025•常州）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在40s内，质量为27kg的重物被匀速竖直提升10m，此过程中，工人对绳端做功的功率为75W。不计绳重与摩擦，g取10N/kg，求： （1）工人对绳端施加的拉力。 （2）滑轮受到的重力。 （3）此过程中，滑轮的机械效率。 【答案】（1）工人对绳端施加的拉力为150N； （2）滑轮受到的重力为30N； （3）此过程中，滑轮的机械效率为90%。 【详解】（1）工人拉力做的总功：W总＝Pt＝75W×40s＝3000J， 由图可知，该动滑轮上的绳子段数为n＝2， 绳端移动的距离：s＝nh＝2×10m＝20m， 工人对绳端施加的拉力：； （2）重物的重力：G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N， 不计绳重与摩擦，根据F（G+G动）可得，滑轮受到的重力： G动＝nF﹣G＝2×150N﹣270N＝30N； （3）克服物重做的有用功：W有＝Gh＝270N×10m＝2700J， 此过程中，滑轮的机械效率： 。 答：（1）工人对绳端施加的拉力为150N； （2）滑轮受到的重力为30N； （3）此过程中，滑轮的机械效率为90%。 16．（2025•宁夏）小华利用图1装置，探究杠杆的平衡条件，用到的实验器材有：杠杆、支架、细线和质量为50g的钩码若干。（g取10N/kg） （1）实验前，平衡螺母向　　 端调节，使杠杆在水平位置平衡；实验时，在杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆重新在水平位置平衡，是为了便于直接读取　　 。 （2）实验数据如下表，多次实验的目的是　 　 。分析数据得出杠杆的平衡条件是　 。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 10.0 1.0 5.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 2.0 10.0 1.0 20.0 （3）如图2是电视剧《西游记》中沙僧用宝杖挑行李的场景。如果增加沙僧后面行李的质量，为使宝杖平衡，他应如何操作？请说出理由。（忽略宝杖自重） 【答案】（1）左；力臂；（2）得出普遍性的规律；F1L1＝F2L2；（3）沙僧与担子的接触点向后移；如果增加沙僧后面行李的质量，表明后面动力增加，而前面物体的重力和位置不变，即阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力臂变小。 【详解】（1）如图甲，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，说明杠杆的重心在支点的右侧，为了使它在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。当杠杆在水平位置平衡时，力的方向与杠杆垂直，力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来； （2）探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实验数据归纳出物理规律； 分析实验数据可得出杠杆的平衡条件是F1L1＝F2L2； （3）如果增加沙僧后面行李的质量，表明后面动力增加，而前面物体的重力和位置不变，即阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力臂变小，沙僧与担子的接触点向后移。 故答案为：（1）左；力臂；（2）得出普遍性的规律；F1L1＝F2L2；（3）沙僧与担子的接触点向后移；如果增加沙僧后面行李的质量，表明后面动力增加，而前面物体的重力和位置不变，即阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力臂变小。 17．（2025•辽宁）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。 【质疑与验证】 （1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。 （2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。 （3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂　　 阻力×阻力臂。 （4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。 （5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。 （6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线　　 （填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量　　 。 【反思】 （7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以　　 力。 （8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变　　 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦） 【发现与探索】 （9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。 多次实验，数据表格如下： 数据序号 动力F1/N 动力臂l1/m 动力F2/N 动力臂l2/m 阻力F3/N 阻力臂l3/m 1 0.5 0.4 1.5 0.2 2.5 0.2 2 0.5 0.4 1.0 0.3 2.5 0.2 3 1.0 0.3 1.0 0.2 2.5 0.2 分析表中数据，得出结论：F3l3＝　 。（用表中字母表示） 【答案】（3）＝；（6）垂直；力臂；（7）省；（8）小；（9）F1l1+F2l2。 【详解】（3）动力×动力臂与阻力×阻力臂的关系由图（c）可知，悬挂在L点的钩码为阻力（使圆板逆时针转动），每个钩码重 0.5N，L点悬挂4个钩码，则阻力F阻＝4×0.5N＝2N；阻力臂为L点到圆心O的距离，设为l阻。悬挂在N点的钩码为动力（使圆板顺时针转动），N点悬挂2个钩码，则动力F动＝2×0.5N＝1N；动力臂为N点到圆心O的距离设为l动，且由刻度均匀可知l阻l动。阻力×阻力臂＝2N×l阻，动力×动力臂＝1N×2l阻＝2N×l阻， 因此动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂。 （6）MN与细线的关系及目的实验中，MN应与悬挂钩码的细线垂直。当MN水平且与细线垂直时，细线的方向竖直向下，此时力臂恰好是MN上的刻度长度（即力的作用点到圆心的水平距离），便于测量力臂。 （7）辘轳的大轮为动力轮（动力作用在大轮边缘），小轮为阻力轮（阻力为水和桶的重力，作用在小轮边缘）。根据杠杆平衡条件F动×R ＝ F阻×r（R为大轮半径，r为小轮半径），因为R＞r、则F动＜F阻，即可以省力。 （8）由F动 ＝ F阻可知，在阻力和大轮半径不变时，小轮半径r越小，动力F动越小。因此，把小轮和大轮半径之比变小，可更省力。 （9）两个动力作用下杠杆的平衡条件分析表格数据： 序号 1：F1l1+F2l2＝0.5N×0.4m+1.5N×0.2m＝0.5N•m，F3l3＝2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 序号 2：F1l1+F2l2＝0.5N×0.4m+1.0N×0.3m＝0.5N•m，F3l3 ＝ 2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 序号 3：F1l1+F2l2＝1.0N×0.3m+1.0N×0.2m＝0.5N•m，F3l3＝ 2.5N×0.2m＝0.5N•m，两者相等。 结论：F3l3 ＝F1l1+F2l2。 答案：（3）＝；（6）垂直；力臂；（7）省；（8）小；（9）F1l1+F2l2。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $