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

该初中物理中考复习讲义聚焦“简单机械和功”专题，覆盖杠杆、滑轮、功、功率、机械效率五大中考核心考点，以“教材知识夯基-中考考法聚焦”架构整合知识点，通过考点梳理、方法指导（如力臂作图、最小力分析）、真题训练（生活情境、传统文化题）等环节，帮助学生系统突破难点，体现复习的针对性。 亮点在于情境化教学与科学探究融合，如结合“羊角锤拔钉”“龙骨水车”等实例解析杠杆分类，设计“探究杠杆平衡条件”实验培养科学思维。特设分层练习与命题预测，助力教师把控节奏，有效提升学生应用物理观念解决实际问题的能力。

专题11 简单机械和功 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·时空导航·网络构建 4 03·考点通关·靶向突破 4 考点1 杠杆 4 教材·知识夯基 1．杠杆的五要素 2．杠杆的平衡条件 3．杠杆平衡条件的应用 中考·考法聚焦 考法1 杠杆五要素及力臂作图 考法2 生活中的杠杆 考点2 滑轮 10 教材·知识夯基 1．动滑轮和定滑轮 2．滑轮组 中考·考法聚焦 考法1 结合生活情景考查 考法2 教材素材链接 考点3 功 13 教材·知识夯基 1．判断是否做功 2．功的计算 中考·考法聚焦 考法1 结合简单机械考查功的大小计算 考法2 通过生活场景考查是否做功 考点4 功率 15 教材·知识夯基 1．功率的概念理解 2．功率的计算 中考·考法聚焦 考法1 功与功率的关系判断，教材概念理解功和功率 考法2 生活情景，简单机械计算功率的大小 考点5 机械效率 18 教材·知识夯基 1．有用功 额外功和总功 2．机械效率与功率比较 3．机械效率的计算 中考·考法聚焦 考法1 简单机械效率计算 考法2 生活情景考查机械效率大小 04·素养拓展·思维进阶 22 拓展01 设计制作机械模型 05·优题精选·练能提分 25 考点 考查形式 考查内容 考法分析 杠杆 ☑选择题 ☑填空题 杠杆的五要素与力臂作图、探究杠杆的平衡条件、杠杆平衡条件的应用、杠杆的分类 1.常见生活情景：给出生活中常见的杠杆，如钓鱼竿、起子、剪刀等考查杠杆的分类以及力臂作图。如2025·镇江T11，2025·常州T13。 2.结合传统器械：介绍我国古代传统器械，要求判断力臂以及结合平衡条件计算力的大小等。如2025·徐州T17，2025·山东滨州T5。 滑轮 ☑选择题 ☑填空题 动滑轮与定滑轮的特点、滑轮组计算 1.结合传统、现代器械：介绍我国古代和现代器械，认识简单机械在生产生活中的应用。如2025·青海T15。 2.生活场景：以起重机、吊车搬运重物等日常生活场景为主题，考查滑轮的原理、距离以及受力关系，如。2025·山东烟台T4，2025·苏州T23。 功 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 做功的条件；功的大小计算 常见生活情景：给出日常生活中搬运箱子、推车子等场景，判断是否做功以及结合汽车行驶计算做功大小。如2025·常州T7，2025·南充T6。 功率 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 功率的概念；功率与功的关系；功率的计算 1.常见生活情景：给出日常生活中上楼、引体向上、汽车行驶的场景，计算功率的大小。如2025·新疆T13，2025·巴中T19。 2.教材知识融合：结合杠杆、滑轮等机械考查功率大小计算，如2025·无锡T10，2025·青岛T10。 机械效率 ☑选择题 ☑填空题 有用功、额外功、总功的区分；杠杆、滑轮组、斜面机械效率计算 1.常见生活情景：给出日常提升、搬运重物的场景，计算机械效率的高低，如2025·苏州T9，2025·湖南T9。 命题新趋势 弘扬传统文化：通过引入我国古代优秀器械，如吊车、绞车、投石机、桔槔等，不仅丰富了考查形式和内容，还让学生深入了解传统文化，从而增强文化自信。 情境生活化：钓鱼竿、舂米、起重机、盘山公路、汽车功率等生活中熟悉且常见的场景，生动展现了生活处处有物理的理念。 命题预测 注重情境创设：试题越来越多地融入中华优秀传统文化、前沿科技（如空间站机械臂）和日常生活（如汽车、人体）等真实情境，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。 强化实验探究：用实验（如探究杠杆平衡原理、滑轮组机械效率影响因素等）来考查学生对物理研究方法的理解，而不仅是结论的记忆。 考点1 杠杆 【课标要求】认识杠杆的五要素，以及通过实验验证杠杆的平衡条件。 例1 通过利用羊角锤拔图钉，感受杠杆在生活中的应用，区分杠杆的五要素。 例2 通过验证杠杆平衡条件实验，掌握杠杆的平衡条件，会利用平衡条件解决生活中的问题。 活动建议：查阅资料，了解中国古人对杠杆的研究与应用。 1.认识杠杆 概念 解释 杠杆 物理学中,将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆 硬棒成为杠杆的条件 （1）要有力的作用；例如，撬棒在没有使用时只是一根硬棒，而不是一个杠杆； （2）能绕固定点转动。杠杆在力的作用下，是绕固定点转动的，不是整体向某个方向运动的； （3）是硬的。受力不发生形变或不易发生形变。 注意：硬棒的形状可以是直的，也可以是弯曲的。 杠杆五要素 支点：杠杆绕着转动的点,即图中的O点 动力：使杠杆转动的力,即图中的 阻力：阻碍杠杆转动的力，即图中的 动力臂：从支点到动力作用线的距离,即图中的 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离,即图中的 2.杠杆的平衡条件 实验与记录 1.安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。 2.如图所示，在杠杆左边挂上一定数量的钩码，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆，设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，动力臂为，钩码对杠杆的拉力是阻力，阻力臂为。 3.在下列情况下测量并记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小 （1）保持钩码和弹簧测力计的位置不变,改变钩码的数量； （2）保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置； （3）保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。 交流与小结 实验表明，杠杆平衡时动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用字母表示可写成 实验常考点 （1）改变钩码的个数和钩码的位置进行多次实验的目的：避免实验出现偶然性，得出普遍适用规律。 （2）挂钩码前，如何调节平衡螺母？调节杠杆两端的螺母，哪边高向哪边调使杠杆在水平位置平衡。 （3）实验前，为什么将杠杆的中点作为支点并调节水平平衡？避免杠杆自身重力对实验的影响。 （4）实验时，为什么要使杠杆在水平位置平衡？便于测量力臂。 （5）①沿竖直方向拉测力计，便于读出力臂数值；②当斜拉测力计时，测力计读数会偏大，原因是力臂变小；③让弹簧测力计倾斜目的是：改变力的方向，使结论更具普遍性。 3.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 杠杆转动时力所移动距离的大小关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力但费距离 费力但省距离 既不省力也不省距离，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 【方法点拨】 （1）画杠杆的力臂时需要注意的事项 ①力臂是支点到力的作用线的距离，是支点到力的作用线的垂线段，不能把力的作用点到支点的距离作为力臂，不要出现如图所示的错误。 ②如图所示，当表示力的线段比较短时，过支点无法直接作出垂线段，可将力的作用线延长，然后过支点作延长线的垂线段，即为力臂。注意延长部分要用虚线表示，相当于数学作图中的辅助线。 （2）最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，，因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 【教材图片讲解】 开瓶器为省力杠杆，支点在起子与瓶盖上面的接触点 钓鱼竿为费力杠杆，支点在后面的手与鱼竿的接触点 中国古代的天平，利用杠杆的平衡来测量 中国古代杠杆在生活中的应用 人体杠杆，举哑铃时，肘关节为支点 杠杆在航天中的应用 点燃蜡烛，先点燃的那端蜡液滴下，重力减小，跷跷板向另一端倾斜，导致这一端蜡烛加速熔化滴落，重力小于先点燃一侧，向先前那端倾斜，如此往复 不同的剪刀根据用途不同，动力臂与阻力臂长短不同，有的是省力杠杆有的是费力杠杆 1.【生活情境】（2025•镇江）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　　） A．此装置可视为省力杠杆 B．力F的力臂为OA C．闸杆重力的力臂为OB D．当力F垂直于OA向下时，F为最小值 【答案】D 【详解】A、在升起闸杆时，施加在A端的力F为动力，此时的动力臂要小于阻力臂，为费力杠杆，故A错误； B、动力臂是指支点到动力作用线的垂直距离，因此力F的力臂小于OA，故B错误； C、闸杆质量分布均匀，重力的方向竖直向下，闸杆重力的力臂为OB，故C错误； D、当力F垂直于OA向下时，动力臂最长，最省力，根据杠杆平衡条件可知，F为最小值，故D正确。 故选：D。 2.【传统文化】（2025·海南）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示，当杆秤水平平衡时，秤砣重为G；距提纽90cm，挂弓点距提纽30cm，杆秤质量不计，则该弓的弹力F＝　　 G。若要提高杆秤的测量精度，可采取的方法是：　　 （写出一种即可）。 【答案】3G；减小秤砣的质量。 【详解】根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，在此题中，秤砣重力G为动力，其力臂lG＝90cm，弓的弹力F为阻力，其力臂lF＝30cm，由杠杆平衡条件可得：F×lF＝G×lG，即F×30cm＝G×90cm，解得：F＝3G；根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2，通过减小秤砣的质量，可以在相同的力臂比例下使得秤砣的位置变化更加敏感，从而提高测量的精度。这是因为较小的质量移动同样的距离会产生更大的角度变化，使得读数更加精细。 故答案为：3G；减小秤砣的质量。 3．【教材实验】（2025·江苏无锡）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为 　　 N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会 　　 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 　 　 。 【答案】2；变大；动力臂变小，阻力和阻力臂不变，则拉力会变大。 【详解】此弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指向“2”，故拉力的大小为2N； 当弹簧测力计倾斜拉动杠杆在水平位置平衡，力臂不在杠杆上，动力臂变小，阻力和阻力臂不变，则拉力会变大。 故答案为：2；变大；动力臂变小，阻力和阻力臂不变，则拉力会变大。 考点2 滑轮 【课标要求】认识动滑轮和定滑轮，掌握滑轮组的工作原理以及力之间的关系。 例1 认识生活中常见的滑轮 例2 根据实验探究动滑轮和定滑轮的特点，体会动滑轮和定滑轮在提升重物中的不同作用，掌握拉力与重物重力以及绳子自由端移动距离与重物上升高度之间的关系。 1．定滑轮和动滑轮的实质 种类 定义 实质 示意图 作用分析 定滑轮 轮的中心轴不随物体移动 能够连续转动的等臂杠杆 定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力，但可以改变力的方向 等量关系：，， 动滑轮 轮的中心轴随物体一起移动 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向 等量关系：，， 2．滑轮组 种类 作用 示意图 作用分析 滑轮组 既可以省力又可以改变力的方向 省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh(n表示该担物重的绳子段数)。 3．轮轴 种类 生活应用 示意图 作用分析 轮轴 门把手、汽车方向盘、扳手等 轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也可看成是杠杆的变形，轴心0为支点，轮半径R和轴半径r分别为动力臂和阻力臂。 根据杠杆原理可得：或 【方法点拨】 （1） 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。 【教材图片讲解】 旗杆利用定滑轮改变力的方向 起重机利用滑轮组提升重物 轻拉绳子一段，两边站立的同学会撞在一起，利用了滑轮组可以省力的原理 1．【生活情境】（2025·烟台）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 【答案】C 【详解】拉力器中的滑轮是定滑轮。定滑轮的特点是轴的位置固定不动，它不能省力，但可以改变力的方向。而动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，能省一半力，但不能改变力的方向。在简易拉力器中，使用定滑轮可以通过改变用力方向，让使用者更方便地进行拉力锻炼，比如向下拉绳子就能实现类似向上提拉重物的效果，达到锻炼目的。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 2．【生活中应用】（2025·河北）如图为三峡船闸的示意图。船闸利用 　　 的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮 　　 （选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。 【答案】连通器；可以。 【详解】船闸利用连通器的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。 在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮不能省力，但可以改变力的方向。 故答案为：连通器；可以。 考点3 功 【课标要求】判断力是否做功，会进行简单的做功多少计算。 例1 结合生活中现象，判断是否做功。 例2 计算做功大小。 1．功 功的定义 物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功 功的公式 W=Fs。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离 功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1 J=1 N·m。 1J的物理意义 1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功 2．是否做功 做功的两个必要条件 一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离 三种不做功的情况 学生在平直路上行进，人对书包的力与书包移动的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 有力无距离（劳而无功） 有距离无力（不劳无功） 【特别提醒】 对“体在力的方向上移动距离”的理解 力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。 1．【新科技】（2025·常州）机器狗能帮助人们搬运重物。不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 【答案】B 【详解】对重物A受力分析可知，机器狗对重物A有竖直向上支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要再竖直方向上移动距离，因此需要托举重物匀速竖直上升，故B正确，ACD错误。 故选：B。 2．【生活情境】（2025·南充）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（　　） A．甲图中将书从地面提起的过程 B．乙图中在水平路面推车的过程 C．丙图中将书搬上教学楼的过程 D．丁图中将书堆放在桌面的过程 【答案】B 【详解】A、将书从地面提起的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故A不符合题意； B、乙图中在水平路面推车的过程，人的力作用在车上，书没有受到人的作用力，人对书没有做功，故B符合题意； C、将书搬上教学楼的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故C不符合题意； D、将书堆放在桌面的过程，人对书施加了力，且书在力的方向上移动了距离，所以人对书做了功，故D不符合题意。 故选：B。 考点4 功率 【课标要求】理解功率的概念，会进行简单的功率多少计算。 例1 结合定义，理解功率的概念，知道功和功率的关系。 例2 结合活动：估测上楼的功率，掌握功率大小的计算。 1．功率 比较物体做功的快慢 时间相同，比较做功的多少；做功多少相同，比较所用时间；做功多少、所用时间都不相同时，用做功多少除以做功时间 功率 功与做功所用时间之比叫功率。它在数值上等于单位时间内所做的功 功率的物理意义 功率是物体做功快慢的物理量。功率越大，物体做功越快；功率越小，物体做功越慢 功率的定义式 功率的单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，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 功率推导式 当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积 P=Fv在生活中的应用：某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 2．功率的测量 实验原理 由可知，要测量功率，必须测物体（或机械）所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率，需测出自己的重力G（或质量m）、楼层的高度h和上楼所用时间t 器材 体重计（或磅秤），皮尺（或米尺），计时器（停表、手表等） 实验步骤 （1）体重计（或磅秤）测出自己的质量（m），求出自己的重力G。 （2）用皮尺（或米尺）测出所登楼层的高度h（或测出一个台阶的高度h0，然后数出楼梯的台阶数n，则所登楼层高度为h=nh0）。 （3）用停表（或手表）测出自己上楼所用时间t 数据处理 【特别提醒】 1．做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。 2．利用推导式计算，此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况，只要问题中出现速度及力，优先考虑该式。在计算时速度的单位为m/s，计算的功率单位才是W。 【教材图片讲解】 做引体向上时功率的计算：设人的质量为m，每次引体向上上升的高度为h，一分钟引体向上的次数为n，则P=mgnh/t 1．【生活情境】（2025·巴中）阅读以下内容，回答问题： 某同学的体测成绩表 项目 立定跳远 长跑（1000m） 一分钟跳绳 …… 成绩 230cm 250s 180个 …… （1）该同学完成这次长跑测试的平均速度为　　 m/s。 （2）若该同学受到的重力是500N，每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm，则一分钟内克服重力做功的功率为　　 W。 【答案】（1）4；（2）60 【详解】（1）该同学完成这次长跑测试的平均速度： v4m/s； （2）跳一个绳克服重力做的功：W1＝Gh＝500N×4×10﹣2m＝20J， 一分钟克服重力做的总功：W＝nW1＝180×20J＝3600J， 一分钟内克服重力做功的功率：P60W。 故答案为：（1）4；（2）60。 2.【新科技】（2025·新疆）2025年4月24日，神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。 （1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是 　　 （选填“运动”或“静止”）的；空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站 　　 （选填“具有”或“没有”）惯性，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的 　　 （选填“快慢”或“方向”）。 （2）航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过 　　 （选填“空气”或“电磁波”）传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了 　　 （选填“增大”或“减小”）抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态，已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N，空间站运行的速度为7.7km/s，当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时，每台霍尔发动机推力的功率为 　　 W。 【答案】（1）静止；具有；方向；（2）空气；增大；616。 【详解】（1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，它们之间的相对位置没有发生变化，所以以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是静止的。 一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，所以空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中具有惯性。 空间站绕地球做匀速圆周运动，速度大小不变，但方向不断变化，地球对空间站的万有引力提供力，改变了空间站运行的方向。 （2）空间站核心舱内有空气，航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过空气传播的。 航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大抓取物体时的摩擦。 已知每台霍尔发动机产生的推力F＝0.08N，空间站运行的速度v＝7.7km/s＝7700m/s，则每台霍尔发动机推力的功率为P＝Fv＝0.08N×7700m/s＝616W。 故答案为：（1）静止；具有；方向；（2）空气；增大；616。 3.【生活情境】（2025·苏州）叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m，g取10N/kg。求此过程中： （1）货箱的速度； （2）叉车对货箱所做的功； （3）叉车对货箱所做功的功率。 【答案】（1）货箱的速度为0.3m/s； （2）叉车对货箱所做的功为9000J； （3）叉车对货箱所做功的功率为900W。 【详解】（1）货箱的速度：v0.3m/s； （2）叉车对货箱所做的功：W＝Gh＝mgh＝300kg×10N/kg×3m＝9000J； （3）叉车对货箱所做功的功率：P900W。 答：（1）货箱的速度为0.3m/s； （2）叉车对货箱所做的功为9000J； （3）叉车对货箱所做功的功率为900W。 考点5 机械效率 【课标要求】认识有用功，额外功和总功；会计算杠杆，滑轮，斜面等机械的效率。 例1 根据活动滑轮提升重物，理解什么有用功，什么是额外功以及总功。 例2 计算简单机械的机械效率。 1．有用功、额外功和总功 有用功 完成某项工作必须要做的功，叫做有用功，用W有表示 额外功 不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功，用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功 总功 有用功与额外功之和等于总功，用W总表示。总功、有用功和额外功之间的关系为W总=W有+W额 2. 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，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，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 3. 机械效率的计算 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 装置图 公式 （理想情况） （不计绳重和摩擦） 或 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 【特别提醒】 影响动滑轮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 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 1.【中华优秀传统文化】（2025·苏州）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（　　） A．长柄摇杆越长，踩动时越费力 B．踩得越快，提水做功越多 C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 【答案】D 【详解】A、摇杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误； B、人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，相同时间内转速越快输水做功越多，选项中缺少时间相同这个条件，故B错误； C、一定质量的水被水车提升到高处，其质量不变、高度增加，则重力势能增大，故C错误； D、增大机械效率的方法：一是增大提升的物重，二是减小摩擦，因此要提高“龙骨水车”提水效率，可以增大槽内板叶刮水的质量，或在各部件之间加润滑油来减小摩擦，故D正确。 故选：D。 2.【教材素材链接】（2025·绵阳）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 【答案】A 【详解】滑轮组绳子股数越多，自由端的拉力越小；由图可知，滑轮为4个，则绳子股数最多为5； A、第一次提升，不计绳重和摩擦，工人的最小拉力为： F（G1+G动）（1500N+200N）＝340N，故A正确； B、第二次提升，不计绳重和摩擦，工人的最小拉力为： F'（G2+G动）（2000N+200N）＝440N，故B错误； C、不计绳重和摩擦，第一次提升，滑轮组的机械效率为： η88%，故C错误； D、不计绳重和摩擦，第二次提升，滑轮组的机械效率为： η'91%，故D错误。 故选：A。 3．【新科技】（2025·湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 【答案】C 【详解】A、顶部的定滑轮不省力，也不省距离，故A错误； B、由于摩擦力的存在，机械效率不可达到100%，故B错误； C、该装置主要是利用重力势能转化为动能，故C正确； D、给车轮轴承加润滑油可以减小摩擦力，故D错误。 故选：C。 一、调查并制作简单机械 1.任务与要求 （1） 选择一种器械，调查研究它的结构，功能和工作原理。例如中国古代的绞车和欧洲的吊车。 （2） 利用器材设计和制作机械模型，例如投石机。 2. 交流与评价 （1） 以短文的形式介绍自己的器械，包括功能，原理，使用方法，历史北京等。 （2） 向其他同学介绍自己的器械，介绍设计方案，具体步骤等。 【教考衔接】 1.【跨学科】（2025·无锡模拟）图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 　　 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 　　 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 　　 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。 【答案】省力；不能；粗。 【详解】（1）盘山公路相当于斜面，汽车沿着盘山公路驶上高耸入云的山峰时，费了距离省了力； （2）根据功的原理可知，使用它不能省功； （3）螺丝刀的手柄是轮轴，其实质是省力杠杆，轴半径是阻力臂，轮半径是动力臂，轴半径一定时，轮半径越大越省力，即手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。 故答案为：省力；不能；粗。 2．【跨学科】（2025·无锡模拟）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轴”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点分别为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为5kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m，O1O2长1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计，人对辘铲不施加力时，下列说法中正确的是（　　） A．辘轴可视作简单机械中的斜面 B．桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多60kg C．若A点系上质量为40kg的石块，为保证硬棒不翻转，桶中最多可装65kg的水 D．若人用时20s将桶匀速提升3m，桶内水的质量为40kg，人做功的功率为60W 【答案】C 【详解】A.辘轴由轮和轴组成，是简单机械中的轮轴，而不是斜面，故A错误； B.桶中未装水时，以O1为支点，已知F1＝m桶g+m轮轴g＝5kg×10N/kg+10kg×10N/kg＝150N，l1＝O2B+O1O2＝0.8m+1m＝1.8m，l2＝O1A＝0.6m，代入公式F1l1＝F2l2，解得石块的质量为50kg，故B错误； C.若A点系上质量为40kg的石块，以O2为支点，已知F1＝m石头g＝40kg×10N/kgF2＝400N，l1＝O1A+O1O2＝0.6m+1m＝1.6m，l2＝O2B＝0.8m，F2＝m桶g+m轮轴g+m水g＝5kg×10N/kg+10kg×10N/kg+m水g＝150N+m水g，代入公式F1l1＝F2l2，解得水的质量65kg，故C正确； D.桶内水的质量为40kg，则水的重力G水＝m水g＝40kg×10N/kg＝400N，桶的重力为50N，总重力G＝400+50＝450N。人将桶匀速提升3m，根据W＝Gh，人做的功W＝450×3＝1350J，用时20s，根据P，人做功的功率P62.5W，故D错误。 故选：C。 1．【生活情境】（2025•绥化）如图所示的工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．天平 C．钢丝钳 D．食品夹 【答案】C 【详解】根据杠杆平衡条件，动力×动力臂 ＝ 阻力×阻力臂，当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，为省力杠杆。钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 筷子和食品夹在使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 2．（2025•济南）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置，忽略小车受到的重力，此过程中力F的大小（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】A 【详解】在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点慢慢转动，可以看成是杠杆，支点是O，而动力臂始终不变，等于挡板的长，当转动过程，阻力大小等于物体的重力而不变，慢慢转动到图中虚线位置，货物的重心靠近O点正上方，故阻力臂减小，根据杠杆平衡条件知，动力臂和阻力不变时，阻力臂逐渐减小，动力减小。 故选：A。 3．【传统文化】（2025•西宁）《天工开物》记载的踏碓是古代的舂米工具，由杵臼演变而来，运用了杠杆原理。如图是书中记载的我国古人用踏碓将稻米去皮的情景，木杆可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。想要更省力，使用时脚应该　　 （选填“靠近”或“远离”）O点，碓头较尖的目的是　　 。 【答案】远离；减小受力面积增大压强 【详解】根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越大，动力越小，脚远离O点时，动力臂增大，所以更省力； 根据压强公式，在压力一定时，受力面积越小，压强越大，碓头较尖，是通过减小受力面积来增大压强，从而更容易砸打稻米去皮。 故答案为：远离；减小受力面积增大压强。 4．（2025•哈尔滨）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂L2； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂L1。 【答案】 【详解】（1）O2为杠杆的重心，重力的方向总是竖直向下，重力的示意图如图所示；（2）杠杆在水平位置平衡时，由于通过定滑轮的绳子施加的拉力不变，若通过定滑轮的绳子施加最小拉力，则以O1点为支点，以定滑轮的轴和O1的连线垂直，作用点在滑轮上的用力最小，则其力臂最大，所以，最小力F的方向及其力臂如图： 故答案为： 5．【教材实验探究】（2025•陕西）小明在探究杠杆的平衡条件时，用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干（每个钩码重0.5N）等实验器材。 （1）实验操作中，为了便于测量，常把杠杆调至水平位置平衡。若调节时发现杠杆的右端下落，此时应将平衡螺母向 　　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）如图﹣1，杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码所挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，多次实验并记录数据，如表所示。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15 1.5 10 2 1.5 10 1.5 10 3 2.0 5 0.5 20 … 分析实验数据可以得出，杠杆的平衡条件是 　 。 （3）小明进一步改进了实验方案，增加了弹簧测力计，并将固定挂钩改为可移动的挂环，如图﹣2所示。这样做的优点是 　 　 。 （4）如图﹣3，园林工人操作车载起重机拉起一棵大树，绳端作用在 　　 （选填“A”或“B”）处更省力。 【答案】（1）左；（2）F1l1＝F2l2；（3）便于改变动力臂、阻力臂和力的方向；（4）A。 【详解】（1）当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，这时应将平衡螺母向左端调节，直到杠杆在水平位置平衡； （2）分析表中数据可以得出杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂（或F1l1＝F2l2）； （3）由杠杆平衡原理知，将固定挂钩改为可移动的挂环，便于改变动力臂和阻力臂；增加弹簧测力计是为了改变力的方向； （4）若把树看作一个杠杆，把绳端分别放在A、B施加同方向的力，在A点比较省力的原因是这个力的力臂大。 故答案为：（1）左；（2）F1l1＝F2l2；（3）便于改变动力臂、阻力臂和力的方向；（4）A。 6．（2025•成都）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是 　 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 　0　 m。 【答案】F1＝F2；0.2。 【详解】在使用动滑轮的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，若弹簧测力计静止时的示数是 F1、F2，则F1＝F2。因为每段绳子承担物重的拉力相等，所以静止时的拉力大小相等。 若钩码匀速上升 0.1m，根据动滑轮的特点，绳子自由端移动的距离s ＝ 2h，所以绳子自由端移动的距离是0.2m。 故答案为：F1＝F2；0.2。 7．（2025•苏州）如图中，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法。 【答案】 【详解】地上的人用滑轮组提升重物，因人站在地面上，故人只能用下用力，绳子有效段数为2，如下所示： 8．（2025•黑龙江）如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃 　 （填“做功”或“没做功”）；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 　　 （填“是”或“不是”）一对平衡力。 【答案】做功；不是。 【详解】举重运动员将杠铃举起的过程中，有力的作用，杠铃在力的方向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功； 举重运动员举起杠铃静止时，地面对运动员的支持力等于运动员与杠铃的总重力，要大于运动员的重力，所以地面对运动员的支持力与运动员的重力不是一对平衡力。 故答案为：做功；不是。 9．（2025•乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝0.6m、高h＝0.3m，则拉力所做的功为 　　 J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为 　　 N。 【答案】3.6；1 【详解】拉力做的功，即总功：W总＝Fs＝6N×0.6m＝3.6J； 克服物重做的有用功：W有＝Gh＝10N×0.3m＝3J， 忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，克服斜面对物体的摩擦力做的功为额外功， 则额外功：W额＝W总﹣W有＝3.6J﹣3J＝0.6J， 斜面对物体的摩擦力：f1N。 故答案为：3.6；1。 10．【生活中机械】（2025•青海）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F＝ 　　 N，此装置的机械效率η＝ 　　 。 【答案】750；80%。 【详解】由图知n＝2，则绳子自由端的拉力F（G物+G动）（1200N+300N）＝750N； 移动的距离s绳＝2s；不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦力，利用η80%。 故答案为：750；80%。 11．（2025•镇江）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 （1）求上述过程中的有用功。 （2）求上述过程中拉力所做的功。 （3）求滑轮的机械效率。 【答案】（1）上述过程中的有用功为40J； （2）上述过程中拉力所做的功为50J； （3）滑轮的机械效率为80%。 【详解】（1）克服货物的重力所做的功是有用功，即：W有＝Gh＝80N×0.5m＝40J； （2）不计绳重及摩擦，根据动滑轮的特点，拉力为：； 拉力方向上通过的距离为：s＝2h＝2×0.5m＝1m； 拉力所做的功为：W总＝Fs＝50N×1m＝50J。 （3）滑轮的机械效率为：。 答：（1）上述过程中的有用功为40J； （2）上述过程中拉力所做的功为50J； （3）滑轮的机械效率为80%。 12．【生活情境】（2025•福建）运﹣20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即F＝kv2，k为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为3.6×105N。 （1）求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。 （2）求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。 （3）已知飞机重力为G，求飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力。 【答案】（1）升空后飞机在上述0.5h内通过的路程为400km； （2）升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功为1.44×1011J； （3）飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力为0.75G。 【详解】（1）飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，飞机在上述0.5h内通过的路程 s＝vt＝800km/h×0.5h＝400km （2）升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功： W＝F牵引s＝3.6×105N×400×103m＝1.44×1011J （3）当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等，即F＝G 飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时 因飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即F＝kv2，故飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时飞机获得的升力 F′G 飞机还受到重力及支持力的作用，由力的平衡，飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力为 F″＝G0.75G 答：（1）升空后飞机在上述0.5h内通过的路程为400km； （2）升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功为1.44×1011J； （3）飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力为0.75G。 13．（2025•新疆）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为ηA、ηB、ηC。则（　　） A．ηA＜ηB＜ηC B．ηA＞ηB＞ηC C．ηA＜ηC＜ηB D．ηC＜ηA＜ηB 【答案】A 【详解】设物体的重力为G，OA、OB、OC的长度分别为LA、LB、LC，物体在A点上升0.1m时，由三角形相似得D点移动的距离h1， 对应的B点上升的高度为hB1A，由三角形相似得：， hB1A， 此次的额外功为W额A＝G木hB1A， 此次总功与有用功的比为ηA′11； 当物体在B点时，总功与有用功的比ηB′＝11； 当物体在C点上升0.3m，由三角形相似得D点移动的距离h2， 对应的B点上升的高度为hB2C，由三角形相似得： hB2C0.3m， 此次的额外功W额C＝G木hB2C， 所以当物体在C点时，总功与有用功的比ηC′1 因为LA＜LB＜LC，所以，所以ηA′＞ηB′＞ηC′， 故ηA＜ηB＜ηC， 故选：A。 14．【教材知识融合】（2025•潍坊）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900N的货物，电动机的输出功率恒为240W。0～10s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为2m。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则0～10s内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为1800J B．电动机对绳子的拉力为600N C．货物受到斜面的摩擦力为150N D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】C 【详解】由题知，斜面长L＝4m、斜面高h＝2m，拉力功率P＝240W，货物重力G＝900N。 A、斜面对货物的支持力的方向垂直斜面向上，货物在支持力的方向上没有移动距离，支持力不做功，即支持力做功为0J，故A错误； B、由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数n＝4，则拉力端移动的距离s＝4L＝4×4m＝16m， 拉力端移动的速度v1.6m/s， 由P＝Fv可得电动机对绳子的拉力：F150N，故B错误； C、使用斜面所做的有用功为：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J， 设货物通过绳子对滑轮组施加的拉力为F′， 不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，由滑轮组的特点可知FF′，则F′＝4F＝4×150N＝600N， 因力的作用是相互的，则货物受到沿斜面向上的拉力F″＝F′＝600N， 使用斜面所做的总功为：W总＝F″L＝600N×4m＝2400J， 则使用斜面所做的额外功为：W额＝W总﹣W有＝2400J﹣1800J＝600J， 由W额＝fL可得，斜面的摩擦力为：f150N，故C正确； D、不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则使用滑轮组时没有做额外功，所以滑轮组的机械效率为100%，故D错误。 故选：C。 15．【跨学科】（2025•苏州模拟）人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如生活中的螺丝刀，其手柄 　　 （粗/细）一些的螺丝刀用起来更省力；再如自攻螺丝钉，它利用了简单机械中的 　　 ，其螺纹 　　 （密/稀）一些拧起来更省力。 【答案】粗；斜面；密。 【详解】螺丝刀相当于轮轴，而轮轴相当于省力杠杆，在螺丝刀的金属头部分粗细一定的情况下（阻力臂一定），选用手柄粗一些的螺丝刀，动力臂会更大，也就越省力。 螺丝钉上的螺纹是绕着螺丝钉旋转向上的连续斜面，当螺丝钉的高度一定时，螺纹密一些，相当于减小了斜面的坡度，会更加省力。 故答案为：粗；斜面；密。 16．（2025•姜堰区一模）小明在社会实践中观察到汽车修理师傅使用扳手时，常在扳手手柄上加一个套筒，如图甲所示，于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。 （1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于 　　 。 （2）多次改变动力臂，测量对应的动力，根据记录的数据画出动力随动力臂变化的图像，如图丙所示，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 　　 N（杠杆上每一小格长度均为1cm）；小明还发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积（图丙中阴影部分）总相等，原因是 　 　 。 （3）根据探究结论，请你回答：修理汽车时，师傅在扳手手柄上加一个套筒的目的是 　 　 。 【答案】（1）测量力臂；（2）1.5；阻力与阻力臂的乘积保持不变；（3）阻力与阻力臂不变时，通过增大动力臂，减小动力。 【详解】（1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂； （2）由题意可知，只改变动力臂，多次测量，则阻力与阻力臂的乘积保持不变，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，利用图象中任意一组数据都能得出， F2L2＝F1L1＝2N×0.03m＝0.06N•m； 由图乙可知，L2＝4cm＝0.04m，则杠杆左端所挂重物的重力：G＝F21.5N； 图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积是动力与动力臂的乘积，根据杠杆平衡条件可知，F1L1＝F2L2，而阻力与阻力臂的乘积保持不变，故图像中每次描出的点与两坐标轴围成的方形面积总相等； （3）修理汽车时，师傅在扳手手柄上加一个套筒，是因为阻力与阻力臂不变时，通过增大动力臂，减小动力。 故答案为：（1）测量力臂；（2）1.5；阻力与阻力臂的乘积保持不变；（3）阻力与阻力臂不变时，通过增大动力臂，减小动力。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 简单机械和功 目 录 01·考情剖析·命题前瞻 2 02·时空导航·网络构建 4 03·考点通关·靶向突破 4 考点1 杠杆 4 教材·知识夯基 1．杠杆的五要素 2．杠杆的平衡条件 3．杠杆平衡条件的应用 中考·考法聚焦 考法1 杠杆五要素及力臂作图 考法2 生活中的杠杆 考点2 滑轮 10 教材·知识夯基 1．动滑轮和定滑轮 2．滑轮组 中考·考法聚焦 考法1 结合生活情景考查 考法2 教材素材链接 考点3 功 13 教材·知识夯基 1．判断是否做功 2．功的计算 中考·考法聚焦 考法1 结合简单机械考查功的大小计算 考法2 通过生活场景考查是否做功 考点4 功率 15 教材·知识夯基 1．功率的概念理解 2．功率的计算 中考·考法聚焦 考法1 功与功率的关系判断，教材概念理解功和功率 考法2 生活情景，简单机械计算功率的大小 考点5 机械效率 18 教材·知识夯基 1．有用功 额外功和总功 2．机械效率与功率比较 3．机械效率的计算 中考·考法聚焦 考法1 简单机械效率计算 考法2 生活情景考查机械效率大小 04·素养拓展·思维进阶 22 拓展01 设计制作机械模型 05·优题精选·练能提分 25 考点 考查形式 考查内容 考法分析 杠杆 ☑选择题 ☑填空题 杠杆的五要素与力臂作图、探究杠杆的平衡条件、杠杆平衡条件的应用、杠杆的分类 1.常见生活情景：给出生活中常见的杠杆，如钓鱼竿、起子、剪刀等考查杠杆的分类以及力臂作图。如2025·镇江T11，2025·常州T13。 2.结合传统器械：介绍我国古代传统器械，要求判断力臂以及结合平衡条件计算力的大小等。如2025·徐州T17，2025·山东滨州T5。 滑轮 ☑选择题 ☑填空题 动滑轮与定滑轮的特点、滑轮组计算 1.结合传统、现代器械：介绍我国古代和现代器械，认识简单机械在生产生活中的应用。如2025·青海T15。 2.生活场景：以起重机、吊车搬运重物等日常生活场景为主题，考查滑轮的原理、距离以及受力关系，如。2025·山东烟台T4，2025·苏州T23。 功 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 做功的条件；功的大小计算 常见生活情景：给出日常生活中搬运箱子、推车子等场景，判断是否做功以及结合汽车行驶计算做功大小。如2025·常州T7，2025·南充T6。 功率 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 功率的概念；功率与功的关系；功率的计算 1.常见生活情景：给出日常生活中上楼、引体向上、汽车行驶的场景，计算功率的大小。如2025·新疆T13，2025·巴中T19。 2.教材知识融合：结合杠杆、滑轮等机械考查功率大小计算，如2025·无锡T10，2025·青岛T10。 机械效率 ☑选择题 ☑填空题 有用功、额外功、总功的区分；杠杆、滑轮组、斜面机械效率计算 1.常见生活情景：给出日常提升、搬运重物的场景，计算机械效率的高低，如2025·苏州T9，2025·湖南T9。 命题新趋势 弘扬传统文化：通过引入我国古代优秀器械，如吊车、绞车、投石机、桔槔等，不仅丰富了考查形式和内容，还让学生深入了解传统文化，从而增强文化自信。 情境生活化：钓鱼竿、舂米、起重机、盘山公路、汽车功率等生活中熟悉且常见的场景，生动展现了生活处处有物理的理念。 命题预测 注重情境创设：试题越来越多地融入中华优秀传统文化、前沿科技（如空间站机械臂）和日常生活（如汽车、人体）等真实情境，考查学生应用物理知识解决实际问题的能力。 强化实验探究：用实验（如探究杠杆平衡原理、滑轮组机械效率影响因素等）来考查学生对物理研究方法的理解，而不仅是结论的记忆。 考点1 杠杆 【课标要求】认识杠杆的五要素，以及通过实验验证杠杆的平衡条件。 例1 通过利用羊角锤拔图钉，感受杠杆在生活中的应用，区分杠杆的五要素。 例2 通过验证杠杆平衡条件实验，掌握杠杆的平衡条件，会利用平衡条件解决生活中的问题。 活动建议：查阅资料，了解中国古人对杠杆的研究与应用。 1.认识杠杆 概念 解释 杠杆 物理学中,将在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称为杠杆 硬棒成为杠杆的条件 （1）要有力的作用；例如，撬棒在没有使用时只是一根硬棒，而不是一个杠杆； （2）能绕固定点转动。杠杆在力的作用下，是绕固定点转动的，不是整体向某个方向运动的； （3）是硬的。受力不发生形变或不易发生形变。 注意：硬棒的形状可以是直的，也可以是弯曲的。 杠杆五要素 支点：杠杆绕着转动的点,即图中的O点 动力：使杠杆转动的力,即图中的 阻力：阻碍杠杆转动的力，即图中的 动力臂：从支点到动力作用线的距离,即图中的 阻力臂：从支点到阻力作用线的距离,即图中的 2.杠杆的平衡条件 实验与记录 1.安装好杠杆，调节杠杆两端的平衡螺母，使之在水平位置平衡。 2.如图所示，在杠杆左边挂上一定数量的钩码，用弹簧测力计在某一位置竖直拉住杠杆，设弹簧测力计对杠杆竖直向下的拉力是动力，动力臂为，钩码对杠杆的拉力是阻力，阻力臂为。 3.在下列情况下测量并记录动力、动力臂、阻力、阻力臂的大小 （1）保持钩码和弹簧测力计的位置不变,改变钩码的数量； （2）保持钩码的数量和位置不变，改变弹簧测力计的位置； （3）保持弹簧测力计的位置和钩码的数量不变，改变钩码的位置。 交流与小结 实验表明，杠杆平衡时动力与动力臂的乘积总是等于阻力与阻力臂的乘积，即动力×动力臂＝阻力×阻力臂，用字母表示可写成 实验常考点 （1）改变钩码的个数和钩码的位置进行多次实验的目的：避免实验出现偶然性，得出普遍适用规律。 （2）挂钩码前，如何调节平衡螺母？调节杠杆两端的螺母，哪边高向哪边调使杠杆在水平位置平衡。 （3）实验前，为什么将杠杆的中点作为支点并调节水平平衡？避免杠杆自身重力对实验的影响。 （4）实验时，为什么要使杠杆在水平位置平衡？便于测量力臂。 （5）①沿竖直方向拉测力计，便于读出力臂数值；②当斜拉测力计时，测力计读数会偏大，原因是力臂变小；③让弹簧测力计倾斜目的是：改变力的方向，使结论更具普遍性。 3.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 杠杆转动时力所移动距离的大小关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力但费距离 费力但省距离 既不省力也不省距离，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 【方法点拨】 （1）画杠杆的力臂时需要注意的事项 ①力臂是支点到力的作用线的距离，是支点到力的作用线的垂线段，不能把力的作用点到支点的距离作为力臂，不要出现如图所示的错误。 ②如图所示，当表示力的线段比较短时，过支点无法直接作出垂线段，可将力的作用线延长，然后过支点作延长线的垂线段，即为力臂。注意延长部分要用虚线表示，相当于数学作图中的辅助线。 （2）最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件可知，，因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 【教材图片讲解】 开瓶器为省力杠杆，支点在起子与瓶盖上面的接触点 钓鱼竿为费力杠杆，支点在后面的手与鱼竿的接触点 中国古代的天平，利用杠杆的平衡来测量 中国古代杠杆在生活中的应用 人体杠杆，举哑铃时，肘关节为支点 杠杆在航天中的应用 点燃蜡烛，先点燃的那端蜡液滴下，重力减小，跷跷板向另一端倾斜，导致这一端蜡烛加速熔化滴落，重力小于先点燃一侧，向先前那端倾斜，如此往复 不同的剪刀根据用途不同，动力臂与阻力臂长短不同，有的是省力杠杆有的是费力杠杆 1.【生活情境】（2025•镇江）图1为停车场的电子闸杆，其结构图如图2所示，闸杆和摇杆组成一根可绕转轴O转动的杠杆，闸杆质量分布均匀，摇杆质量不计。当力F作用于A点时，闸杆恰好开始向上转动，下列说法正确的是（　　） A．此装置可视为省力杠杆 B．力F的力臂为OA C．闸杆重力的力臂为OB D．当力F垂直于OA向下时，F为最小值 2.【传统文化】（2025·海南）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种用杆秤测量弓最大弹力的方法。如图所示，当杆秤水平平衡时，秤砣重为G；距提纽90cm，挂弓点距提纽30cm，杆秤质量不计，则该弓的弹力F＝　　 G。若要提高杆秤的测量精度，可采取的方法是：　　 （写出一种即可）。 3．【教材实验】（2025·江苏无锡）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为 　　 N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会 　　 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 　 　 。 考点2 滑轮 【课标要求】认识动滑轮和定滑轮，掌握滑轮组的工作原理以及力之间的关系。 例1 认识生活中常见的滑轮 例2 根据实验探究动滑轮和定滑轮的特点，体会动滑轮和定滑轮在提升重物中的不同作用，掌握拉力与重物重力以及绳子自由端移动距离与重物上升高度之间的关系。 1．定滑轮和动滑轮的实质 种类 定义 实质 示意图 作用分析 定滑轮 轮的中心轴不随物体移动 能够连续转动的等臂杠杆 定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力，但可以改变力的方向 等量关系：，， 动滑轮 轮的中心轴随物体一起移动 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力，但不能改变力的方向 等量关系：，， 2．滑轮组 种类 作用 示意图 作用分析 滑轮组 既可以省力又可以改变力的方向 省力情况：使用滑轮组时，不计绳重及摩擦，则滑轮组用几段绳子提起物体，提起物体所用的力就是物重和动滑轮重的几分之一，即动力，若再忽略动滑轮重，则，其中n为承担物重的绳子段数。 费距离情况：用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费距离，滑轮组用几段绳子提起物体，绳子自由端移动的距离就是物体升高距离的几倍。设物体升高的距离为h，则绳子自由端移动的距离为s=nh(n表示该担物重的绳子段数)。 3．轮轴 种类 生活应用 示意图 作用分析 轮轴 门把手、汽车方向盘、扳手等 轮轴由具有公共转轴的轮和轴组成，轮轴也可看成是杠杆的变形，轴心0为支点，轮半径R和轴半径r分别为动力臂和阻力臂。 根据杠杆原理可得：或 【方法点拨】 （1） 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。 【教材图片讲解】 旗杆利用定滑轮改变力的方向 起重机利用滑轮组提升重物 轻拉绳子一段，两边站立的同学会撞在一起，利用了滑轮组可以省力的原理 1．【生活情境】（2025·烟台）为了响应国家体重管理年的号召，小明为家人制作了如图所示的简易拉力器，关于图中的滑轮分析正确的是（　　） A．是定滑轮，可以省力 B．是动滑轮，可以省力 C．是定滑轮，可以改变力的方向 D．是动滑轮，可以改变力的方向 2．【生活中应用】（2025·河北）如图为三峡船闸的示意图。船闸利用 　　 的特点实现轮船逐级通过闸室翻越大坝。在某次检修闸门过程中应用到了定滑轮，使用这种滑轮 　　 （选填“可以”或“不可以”）改变力的方向。 考点3 功 【课标要求】判断力是否做功，会进行简单的做功多少计算。 例1 结合生活中现象，判断是否做功。 例2 计算做功大小。 1．功 功的定义 物理学中,把力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为机械功,简称功 功的公式 W=Fs。W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离 功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1 J=1 N·m。 1J的物理意义 1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功 2．是否做功 做功的两个必要条件 一是对物体要有力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离 三种不做功的情况 学生在平直路上行进，人对书包的力与书包移动的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 有力无距离（劳而无功） 有距离无力（不劳无功） 【特别提醒】 对“体在力的方向上移动距离”的理解 力对物体做功时，物体的移动方向并非一定要与力的方向完全一致，移动的方向和力的方向有夹角（夹角不等于90°）时力也对物体做功。如图中，拉力F对物体做功。 1．【新科技】（2025·常州）机器狗能帮助人们搬运重物。不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 2．【生活情境】（2025·南充）新学期，老师组织同学们进行了一场有意义的劳动——搬新书，在下列过程中，同学们对书不做功的是（　　） A．甲图中将书从地面提起的过程 B．乙图中在水平路面推车的过程 C．丙图中将书搬上教学楼的过程 D．丁图中将书堆放在桌面的过程 考点4 功率 【课标要求】理解功率的概念，会进行简单的功率多少计算。 例1 结合定义，理解功率的概念，知道功和功率的关系。 例2 结合活动：估测上楼的功率，掌握功率大小的计算。 1．功率 比较物体做功的快慢 时间相同，比较做功的多少；做功多少相同，比较所用时间；做功多少、所用时间都不相同时，用做功多少除以做功时间 功率 功与做功所用时间之比叫功率。它在数值上等于单位时间内所做的功 功率的物理意义 功率是物体做功快慢的物理量。功率越大，物体做功越快；功率越小，物体做功越慢 功率的定义式 功率的单位 在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，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 功率推导式 当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积 P=Fv在生活中的应用：某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 2．功率的测量 实验原理 由可知，要测量功率，必须测物体（或机械）所做的功W和完成这些功所用的时间t。如果我们要测自己上楼的功率，需测出自己的重力G（或质量m）、楼层的高度h和上楼所用时间t 器材 体重计（或磅秤），皮尺（或米尺），计时器（停表、手表等） 实验步骤 （1）体重计（或磅秤）测出自己的质量（m），求出自己的重力G。 （2）用皮尺（或米尺）测出所登楼层的高度h（或测出一个台阶的高度h0，然后数出楼梯的台阶数n，则所登楼层高度为h=nh0）。 （3）用停表（或手表）测出自己上楼所用时间t 数据处理 【特别提醒】 1．做功“多少”与“快慢”的意义不同，做功多的不一定做功快，做功少的不一定做功慢。只有做功时间相同时，做功多的做功才快，即功率才大。所以，描述功率时不能说物体做功越多，功率越大，也要注意时间的多少，一般描述为单位时间内（或相同时间内），物体做功越多，功率越大。 2．利用推导式计算，此式适用于物体在恒力作用下做匀速直线运动的情况，只要问题中出现速度及力，优先考虑该式。在计算时速度的单位为m/s，计算的功率单位才是W。 【教材图片讲解】 做引体向上时功率的计算：设人的质量为m，每次引体向上上升的高度为h，一分钟引体向上的次数为n，则P=mgnh/t 1．【生活情境】（2025·巴中）阅读以下内容，回答问题： 某同学的体测成绩表 项目 立定跳远 长跑（1000m） 一分钟跳绳 …… 成绩 230cm 250s 180个 …… （1）该同学完成这次长跑测试的平均速度为　　 m/s。 （2）若该同学受到的重力是500N，每次跳绳跳离地面的平均高度为4cm，则一分钟内克服重力做功的功率为　　 W。 2.【新科技】（2025·新疆）2025年4月24日，神舟二十号飞船与中国空间站核心舱成功完成对接。 （1）神舟二十号飞船和中国空间站核心舱对接成一个整体后，以神舟二十号飞船为参照物，中国空间站核心舱是 　　 （选填“运动”或“静止”）的；空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站 　　 （选填“具有”或“没有”）惯性，地球对空间站的万有引力改变了空间站运行的 　　 （选填“快慢”或“方向”）。 （2）航天员在空间站核心舱内面对面交流时，声音通常是通过 　　 （选填“空气”或“电磁波”）传播的。航天员所穿航天服的手掌部分有橡胶颗粒，其目的是为了 　　 （选填“增大”或“减小”）抓取物体时的摩擦。中国空间站用霍尔发动机来微调飞行姿态，已知每台霍尔发动机产生的推力为0.08N，空间站运行的速度为7.7km/s，当霍尔发动机产生的推力方向与空间站运行的方向相同时，每台霍尔发动机推力的功率为 　　 W。 3.【生活情境】（2025·苏州）叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在10s内将质量为300kg的货箱匀速竖直提升3m，g取10N/kg。求此过程中： （1）货箱的速度； （2）叉车对货箱所做的功； （3）叉车对货箱所做功的功率。 考点5 机械效率 【课标要求】认识有用功，额外功和总功；会计算杠杆，滑轮，斜面等机械的效率。 例1 根据活动滑轮提升重物，理解什么有用功，什么是额外功以及总功。 例2 计算简单机械的机械效率。 1．有用功、额外功和总功 有用功 完成某项工作必须要做的功，叫做有用功，用W有表示 额外功 不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功，用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功 总功 有用功与额外功之和等于总功，用W总表示。总功、有用功和额外功之间的关系为W总=W有+W额 2. 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，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，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 3. 机械效率的计算 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 装置图 公式 （理想情况） （不计绳重和摩擦） 或 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 【特别提醒】 影响动滑轮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 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 1.【中华优秀传统文化】（2025·苏州）如图所示，“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一。水车一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用时，人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动，带动嵌满刮水板的链条匀速运动，槽内板片刮水上行，倾灌于地势较高的田中。下列说法正确的是（　　） A．长柄摇杆越长，踩动时越费力 B．踩得越快，提水做功越多 C．提水过程中，随板片上行的水重力势能减小 D．减小水车各部件间的摩擦，提水效率增大 2.【教材素材链接】（2025·绵阳）持续提升农村幸福宜居品质是美丽乡村建设的任务之一。某乡村建设工地上，建筑工人准备利用如图所示的滑轮组（绳子未连接）匀速提升建筑材料，第一次需提升的建筑材料重1500N，第二次需提升的建筑材料重2000N，已知动滑轮组的总重量是200N，不计绳重和摩擦，则（　　） A．第一次提升，工人的拉力最小为340N B．第二次提升，工人的拉力最小为550N C．第一次提升，滑轮组的机械效率约为91% D．第二次提升，滑轮组的机械效率约为88% 3．【新科技】（2025·湖南）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小车运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．顶部的定滑轮可以省力 B．机械效率可达到100% C．主要是利用重力势能转化为动能 D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力 一、调查并制作简单机械 1.任务与要求 （1） 选择一种器械，调查研究它的结构，功能和工作原理。例如中国古代的绞车和欧洲的吊车。 （2） 利用器材设计和制作机械模型，例如投石机。 2. 交流与评价 （1） 以短文的形式介绍自己的器械，包括功能，原理，使用方法，历史北京等。 （2） 向其他同学介绍自己的器械，介绍设计方案，具体步骤等。 【教考衔接】 1.【跨学科】（2025·无锡模拟）图甲中盘山公路修得弯弯曲曲，其主要目的是 　　 ；图乙是用螺丝刀将螺纹钉旋进木板的情景，使用它 　　 （选填“能”或“不能”）省功，手柄 　　 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。 2．【跨学科】（2025·无锡模拟）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轴”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点分别为O1、O2，A端系一石块，B端装有轮轴，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为5kg，轮轴质量为10kg，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在B位置，O1A长为0.6m，O1O2长1m，O2B长为0.8m，硬棒及绳索质量忽略不计，人对辘铲不施加力时，下列说法中正确的是（　　） A．辘轴可视作简单机械中的斜面 B．桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多60kg C．若A点系上质量为40kg的石块，为保证硬棒不翻转，桶中最多可装65kg的水 D．若人用时20s将桶匀速提升3m，桶内水的质量为40kg，人做功的功率为60W 1．【生活情境】（2025•绥化）如图所示的工具中，正常使用时属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．天平 C．钢丝钳 D．食品夹 2．（2025•济南）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F，使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置，忽略小车受到的重力，此过程中力F的大小（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 3．【传统文化】（2025•西宁）《天工开物》记载的踏碓是古代的舂米工具，由杵臼演变而来，运用了杠杆原理。如图是书中记载的我国古人用踏碓将稻米去皮的情景，木杆可绕O点上、下运动，碓头就不断砸打稻米。想要更省力，使用时脚应该　　 （选填“靠近”或“远离”）O点，碓头较尖的目的是　　 。 4．（2025•哈尔滨）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂L2； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂L1。 5．【教材实验探究】（2025•陕西）小明在探究杠杆的平衡条件时，用到了铁架台、带有均匀刻度的轻质杠杆、细线、弹簧测力计、钩码若干（每个钩码重0.5N）等实验器材。 （1）实验操作中，为了便于测量，常把杠杆调至水平位置平衡。若调节时发现杠杆的右端下落，此时应将平衡螺母向 　　 （选填“左”或“右”）调节。 （2）如图﹣1，杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码所挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，多次实验并记录数据，如表所示。 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 1.0 15 1.5 10 2 1.5 10 1.5 10 3 2.0 5 0.5 20 … 分析实验数据可以得出，杠杆的平衡条件是 　 。 （3）小明进一步改进了实验方案，增加了弹簧测力计，并将固定挂钩改为可移动的挂环，如图﹣2所示。这样做的优点是 　 　 。 （4）如图﹣3，园林工人操作车载起重机拉起一棵大树，绳端作用在 　　 （选填“A”或“B”）处更省力。 6．（2025•成都）在“使用动滑轮”的实验中，竖直向上拉弹簧测力计，如图。弹簧测力计静止时的示数是F1、F2，则F1、F2的大小关系是 　 ；若钩码匀速上升0.1m，则绳子自由端移动的距离是 　0　 m。 7．（2025•苏州）如图中，地上的人用滑轮组提升重物，画出最省力的绳子绕法。 8．（2025•黑龙江）如图所示，举重运动员将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃 　 （填“做功”或“没做功”）；当举重运动员将杠铃高高举起后保持静止时，地面对举重运动员的支持力与举重运动员受到的重力 　　 （填“是”或“不是”）一对平衡力。 9．（2025•乐山）如图所示，在斜面上将一个重10N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝6N，斜面长s＝0.6m、高h＝0.3m，则拉力所做的功为 　　 J；把重物直接提升h所做的功作为有用功，忽略弹簧测力计的重力和空气阻力，则斜面对物体的摩擦力为 　　 N。 10．【生活中机械】（2025•青海）塔吊是现代建筑业常见的一种机械设备，学完滑轮组的小文自制了一张塔吊简易图。如图所示，下方所挂物体的重力为1200N，动滑轮的自重为300N，不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的拉力F＝ 　　 N，此装置的机械效率η＝ 　　 。 11．（2025•镇江）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重为80N的货物匀速提升0.5m，动滑轮重为20N，不计绳重及摩擦。 （1）求上述过程中的有用功。 （2）求上述过程中拉力所做的功。 （3）求滑轮的机械效率。 12．【生活情境】（2025•福建）运﹣20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力F与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即F＝kv2，k为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到v1时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为3.6×105N。 （1）求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。 （2）求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。 （3）已知飞机重力为G，求飞机在跑道上滑行速度为0.5v1时受到的支持力。 13．（2025•新疆）如图所示，若一根重心在B点的木棒可绕O点无摩擦转动，在D点施加竖直向上的力缓慢提升重物。已知木棒的长度为1m，将同一重物分别挂在A点、B点、C点时，重物被提升的高度分别为0.1m、0.2m、0.3m，对应的机械效率分别为ηA、ηB、ηC。则（　　） A．ηA＜ηB＜ηC B．ηA＞ηB＞ηC C．ηA＜ηC＜ηB D．ηC＜ηA＜ηB 14．【教材知识融合】（2025•潍坊）如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为900N的货物，电动机的输出功率恒为240W。0～10s内货物运动的路程随时间变化关系如图乙所示，货物被提升的高度为2m。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则0～10s内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为1800J B．电动机对绳子的拉力为600N C．货物受到斜面的摩擦力为150N D．滑轮组的机械效率为80% 15．【跨学科】（2025•苏州模拟）人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面和轮轴。如生活中的螺丝刀，其手柄 　　 （粗/细）一些的螺丝刀用起来更省力；再如自攻螺丝钉，它利用了简单机械中的 　　 ，其螺纹 　　 （密/稀）一些拧起来更省力。 16．（2025•姜堰区一模）小明在社会实践中观察到汽车修理师傅使用扳手时，常在扳手手柄上加一个套筒，如图甲所示，于是小明设计了如图乙所示的装置，探究轻质杠杆的动力大小与动力臂的关系。 （1）测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于 　　 。 （2）多次改变动力臂，测量对应的动力，根据记录的数据画出动力随动力臂变化的图像，如图丙所示，则杠杆左端所挂重物的重力大小是 　　 N（杠杆上每一小格长度均为1cm）；小明还发现图像中每次描出的点与两坐标轴围成的矩形面积（图丙中阴影部分）总相等，原因是 　 　 。 （3）根据探究结论，请你回答：修理汽车时，师傅在扳手手柄上加一个套筒的目的是 　 　 。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $