专题07 简单机械 功和能（复习讲义）（上海专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

专题07 简单机械 功和能（复习讲义） 目 录 01 析·考情目标 1 02 筑·专题框架 2 03 攻·重难考点 2 真题动向 核心提炼 拓展提升 考点一 杠杆 3 考点二 滑轮 7 考点三 功和功率 12 考点四 机械能 16 考点五 机械效率 20 04 测·预测闯关 25 命题透视 上海中考物理中“简单机械、功和能”模块是历年考查的重点内容之一，近年来命题趋势呈现出‌情境化、综合化、素养导向‌的鲜明特点。结合近年真题与教学分析，该模块的命题方向已从单纯的知识记忆转向对物理观念、科学思维与实际应用能力的综合考查。 热考角度 考点 2025年 2024年 2023年 杠杆 中考第16题 滑轮 中考第4题 功和功率 中考第17题 中考第8题 中考第17题 机械能 中考第10题 中考第11题 命题预测 1. 杠杆。作图题；杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件；杠杆的应用等。 2．滑轮。定滑轮和动滑轮的特点；定滑轮和动滑轮的实质；运用力的平衡分析滑轮的特点。 3．功和功率。做功的两个必要因素；功与功率的概念与计算； 4．机械能。动能、重力势能、弹性势能的定义及大小变化的判断；探究动能、重力势能、弹性势能的大小与哪些因素有关；动能和势能的转化。 5. 机械效率。有用功、额外给与总功，机械效率的计算；影响机械效率的因素。 考点一 杠杆 1．（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。 2．（2026·嘉定·一模）如图（a）所示用手提起重物的过程，桡骨可看作以肘关节为支点的杠杆，图（b）是对应的杠杆示意图。已知动力臂长l1为4cm，桡骨的长度为25cm，重物所受重力大小为20N。 （1）请在图（b）中画出阻力F2对应的力臂l2； （2）求出动力F1的大小。 3．（2025·闵行·期末）（2022·上海普陀·二模）杆秤是中国的传统衡器，凝聚着中国古代人民的智慧。利用杆秤可以称量物体质量应用了 （填写物理原理或规律）。用如图所示杆秤测物体A的质量，杆秤秤砣的质量为0.1千克，用手提起秤纽2，当杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽2的距离分别为0.05米、0.2米（即米，米）。 ①若杆秤的质量忽略不计，则被测物的质量为 千克； ②若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）； ③若用手提起秤纽1，为使杆秤仍水平静止，应该将秤砣向 移动。（选填“左”或“右”） 4．（2024·上海·月考）小强和小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）杠杆平衡，是指杠杆静止状态或 状态； （2） ：带刻度的均匀杠杆、铁架台、 、钩码和细线等； （3）①实验前，小强猜测杠杆平衡条件是：当杠杆平衡时，动力+动力臂=阻力+阻力臂，小明认为小强的猜测存在问题，其主要依据是： ； ②合理猜测后，他们将杠杆的 置于支架上，当杠杆在如图20所示位置静止，则应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆的 ，使杠杆在 位置平衡，这样做的主要目的是为了 ； ③为得出实验结论，需多次改变杠杆受到作用力的大小、 和作用点，重复实验，并记录实验数据。在本实验中，改变力的大小有两种方法，其分别是 、 。 知识 概念 理解 杠杆 （1）描述杠杆特征的五个要素： 支点、动力、阻力、动力臂与阻力臂。 （2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2 （3）生活中的杠杆 ①若l1＞l2，则F1＜F2，为省力杠杆； ②若l1= l2，则F1=F2，为等臂杠杆； ③若l1＜l2，则F1＞F2，为费力杠杆。 杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 1．如图所示，一根长为0.4米的轻质杠杆AD可绕O点转动，C点所挂小球的重力为30牛。（已知AB=BC=CO=OD）。 ①若在B 点施加一个竖直方向的作用力F1后， 杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 ②求能使杠杆水平位置平衡的最小力F最小的大小及方向。 ③若在D 点施加一个力使杠杆水平位置平衡，甲同学认为该杠杆一定是等臂杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。 2．如图所示，轻质杠杆OA长为50厘米，AB长为10厘米。在A点竖直向上施加大小为20牛的拉力时，杠杆恰能水平平衡。 ①小明同学计算重物重力G的过程如下： 请指出此计算过程中的错误之处，并写出正确的计算过程及结果； 杠杆水平平衡，F1l1=F2l2 20牛×50厘米=F2×10厘米 F2=100牛 ②若将悬挂重物G的细线沿杠杆OA缓慢从B点移至C点（图中未标出），杠杆仍保持水平平衡，拉力大小变化了10牛，求BC两点间距离lBC。 3．图（a）所示的握力器，用力下压B端如图6（b）所示，弹簧S会被拉伸。若调节弹簧S在AO上的位置，如图6（c）所示，所需握力的大小会发生改变。弹簧受到拉力F不同，弹簧的形变量ΔL不同（形变量指弹簧现有长度与原长的差值），二者的关系如下表： 弹簧S所受拉力F（牛） 20 40 60 弹簧形变量（厘米） 0.1 0.2 0.3 （1）分析表中弹簧S形变量ΔL与弹簧所受拉力之间的关系可知：对同一弹簧， ； （2）图（b）所示的手柄AOB可简化为绕O点转动的杠杆模型，如图（d）所示，则杠杆AOB所受阻力F2的力臂为图（d）中的 （选填“”“ ”或“”）； （3）结合所学知识及上述信息，判断图 （选填“b”或“c”）中施加的握力更大，理由是 。 4. 五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图（a）所示杆秤称量质量。回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.2千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图（b）所示。 （1）将被测物挂上并调节秤砣至图（c）所示位置时杆秤水平平衡，求被测物的质量m物。 （2）这把简易杆秤的最大称量是 千克。若小聪用0.3千克的铁块替换原0.2千克的铁块做秤砣，杆秤的最大称量 （选填“减小”、“不变”或“增大”）； （3）实际生活中的杆秤通常有两个提纽线，如图（a）所示，使用提纽 时（选填“1”或“2”），杆秤的最大称量较大。 1. 最大力臂的两种画法 （1）当动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂。如图所示，A为动力作用点，l1是最大力臂。 （2）当动力作用点没有确定时，需找杠杆上离支点最远的点，如图中的B点，这一点到支点的距离即为最大动力臂，即图中l2。 2. 巧解杠杆动态平衡问题 在解答杠杆动态平衡问题时，只需抓住杠杆的平衡条件这一点进行分析即可。首先应确定支点的位置，再明确谁是动力，谁是阻力，画出与之对应的动力臂和阻力臂，哪些物理量时不变的，哪些是变的，最后结合平衡条件F1l1=F2l2，根据变化的量进行其他量的变化分析。 3. 判断杠杆种类的方法 （1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； （2）从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 考点二 滑轮 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A．F1=F2=F3 B．F2˃G C．F1和F2是一对平衡力 D．F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。 3．（2024·上海·月考）如图所示，物体A以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F= 牛，物体A受到的摩擦力f= 牛，2秒内物体移动的距离为 厘米，拉力的作用点移动的距离为 厘米。（不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦） 4．（2023·上海·月考）物理小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重力G滑、物体重力G物和拉力F的大小记录在表一、二中。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ΔG物与所用拉力的变化量ΔF，并将结果记录在表一、二的后两列中。 表一G滑＝2 N 表二G滑＝4N 实验 序号 G物/N F/N ΔG物/N /N 实验 序号 G物/N F/N ΔG物/N /N 1 1 1.5 0 0 6 2 3.0 0 0 2 2 2.0 1 0.5 7 4 4.0 2 1.0 3 4 3.0 3 1.5 8 6 5.0 4 2.0 4 6 4.0 5 2.5 9 8 6.0 6 3.0 5 8 5.0 7 3.5 10 10 7.0 8 4.0 ①分析比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体， ； ②分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大； ③根据表一、二中前三列的数据及条件，请判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 ； ④进一步分析比较表一、二中ΔF与ΔG物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为 ，由此可得出的初步结论是：使用功滑轮匀速提起物体， 成正比。 知识 概念 理解 滑轮 （1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。 （3）定滑轮和动滑轮的特点 使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。 （4）滑轮组 ①使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向。 ②使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力 F=G，拉力移动的距离 定滑轮实质上是一个等臂杠杆；动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 1．实验室里有一些相同的长方体木块，同学们用相同的滑轮按照甲、乙、丙三种方式拉着木块在相同的水平面上做匀速直线运动，如图所示，不计滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，所用拉力分别为F1、F2和F3，则（　　）    A．F1>F2=F3 B．F2<F1<F3 C．F2>F1=F3 D．F1<F3<F2 2．如图所示，物体A重20N，动滑轮重2N，物体B重12N，则弹簧测力计的读数和A对地的力为（　　） A．12N  20N B．26N  8N C．24N  20N D．24N  8N 3．某同学研究动滑轮的使用特点时，每次都匀速提起相同钩码（不计摩擦），实验步骤如图所示。        （1）使用动滑轮时，可省一半力。根据图（a）（b）可知，动滑轮的重力为 牛； （2）分析比较（b）、（c）和（d）三图可知，使用同一动滑轮匀速提起相同重物时 ； （3）根据上述分析，如果家里安装日光灯，你认为图中更合理的是 。（选填“甲”或“乙”）    4．同学们共同研究滑轮的特点： 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 （1）在探究定滑轮时，小明照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 ；他们研究定滑轮特点时，做的实验如图乙所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ； （2）在探究动滑轮时，照图丙操作测绳端拉力时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数；记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。请给出一条减小此差异的建议 。 1. 判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 2. 用平衡法分析动滑轮受力情况 不考虑绳重、摩擦，考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知，动滑轮静止或匀速直线运动时，滑轮在竖直方向上处于平衡状态，则：2F=G物+G动 3. 几种常见情况中的物理量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 使用情况 物理量（力、距离、速度）关系 定滑轮 F=G，s绳=s物，v绳=v物 F=f，s绳=s物，v绳=v物（f为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 F=2f，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 （f为物体所受的摩擦力） 考点三 功和功率 1．（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。 2．（2023·普陀·二模）身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则： （1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ （2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，若他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？ 3．（2025·普陀·月考）如图所示，分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起A、B两物体（不计滑轮重力及摩擦）。 （1）其中甲装置为 滑轮，它的优点是可以 ； （2）若用大小相等的拉力F1、F2匀速提升A、B两物体，相同时间内，拉力F1、F2做功相同。其中拉力F1、F2做功时的功率为P1和P2，重物被竖直提升的高度为h甲和h乙，则下列选项正确的是____。 A．P1=P2，h甲=h乙 B．P1=P2，h甲>h乙 C．P1<P2，h甲>h乙 D．P1<P2，h甲=h乙 4．（2025·上海·期末）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）。 知识 概念 理解 功 （1）做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。 （2）计算公式： W = Fs （3）单位：焦耳（J） 关于克服阻力做功：物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 功率 （1）物理意义：表示物体做功的快慢。 （2）定义：功与做功所用时间之比。 （3）公式：功率=功/时间P=W/t （4）单位：W、kW，1kW=1000W （4）功率的测量：测量人爬楼梯、引体向上的功率等。 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率：P=Fv 1．如图，在2025年哈尔滨亚冬会比赛中，运动员用10N水平推力推着冰壶从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。若冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，从A点到O点冰壶沿直线运动，以下说法正确的是（　　） A．冰壶离开手后继续向前运动是因为受到惯性作用 B．冰壶离开手后逐渐停下来说明运动需要力来维持 C．推力对冰壶做功为360J D．冰壶克服阻力做功为72J 2．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。 3．如图所示，物体的重力为100牛，在拉力F作用下在水平面上做匀速直线运动，物体的s-t图像如下所示，已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，求： （1）物体运动的速度的大小； （2）物体所受摩擦力f与拉力的大小； （3）拉力在10秒内所做的功。 4．现有12捆书，总质量为60kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为 W；为了尽可能快地将书搬上库房，他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快搬完12捆书所用的时间是 s。（） 1. 关于克服阻力做功 物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。例如判断重力是否做功的方法：重力的方向始终是竖直向下的，因此判断重力是否做功或是否克服重力做功只要看物体是否在竖直方向上移动了距离即可，即只要物体的高度发生了变化，那么重力就做了功或者克服重力做了功。 2. 运用P=W/t和P=Fv计算功率时应注意的问题 （1）P=W/t指的是在时间t内的平均功率。 （2）应用公式P=Fv计算时： ①カF是施加在物体上使物体做功的力； ②速度v是物体在恒力F的方向上移动的速度； ③P=Fv适用于物体在力的作用下做匀速直线运动时的情形。 考点四 机械能 1．（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”）。 2．（2024·上海·二模）如图（a）所示为某座山峰的立体图，其中的环状线为海拔高度相等的相邻各点所连成的闭合曲线，我们称之为“等高线”。将等高线投影到平面图上如图（b）所示，其中射线与等高线垂直。 （1）若山坡表面光滑，则静止的物体沿 方向运动时，动能会增大； （2）若将同一物体在山峰上重力势能相等的相邻各点连成闭合曲线构成“等势线”，则“等势线”可以看作图（b）中的 （选填“等高线”或“射线”）。理由是： ；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明： 。 3．（2026·杨浦·一模）神舟二十号返回舱遭太空碎片撞击，飞船舷窗出现裂纹，神舟二十二号的“紧急救援”彰显了我国航天技术的硬核实力。 （1）太空碎片由于速度很大，具有很大的 能。 （2）为处理裂纹，携带处置装置的神舟二十二号发射升空，在升空的过程中。 a. 该装置的惯性（ ） A．增大     B．减小     C．不变 b. 该装置的重力势能（ ） A．增大     B．减小     C．不变 4．（2025·黄浦·二模）《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 （1）分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是： ； （2）小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。 知识 概念 理解 机械能 （1）动能：物体由于运动而具有的能量。大小跟速度、质量有关。 （2）重力势能：物体由于受重力作用而具有的与高度有关的能量。 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。弹性形变越大，具有的弹性势能越大。 （4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 （5）机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变。或者说，机械能是守恒的。 （1）物体具有能量不一定做功。 （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。 1．如图所示，高速公路避险车道是上坡且铺有砂石，刹车失灵的汽车驶入避险车道后，会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是（　　） A．汽车驶入避险车道后，车速减小，动能减小 B．汽车驶入避险车道后，车速减小，重力势能减小 C．汽车驶入避险车道后，动能全部转化为重力势能 D．避险车道路面粗糙且坡度大，可增大汽车的机械能 2．排球运动中，运动员组织进攻和防守时，可用双手做发球、垫球、传球等动作。如图所示，某同学竖直向上垫起重为2.6N的排球，排球上升时会经过a、b、c、d四点，其中d点是最高点。 （1）在上升的过程中，排球的动能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） （2）在图中用力的示意图画出排球在d处所受的重力 。 （3）已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过a、b、c、d四点时，所受合力最大的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 （4）甲同学认为“排球在d处时，处于静止状态”，你赞同该观点吗？为什么： 。 3．阅读材料，回答问题： 在北京冬奥会我国运动员谷爱凌取得了两金一银的辉煌成绩，尤其是在自由式滑雪女子大跳台决赛上谷爱凌更是有着超常发挥。跳台滑雪简称“跳雪”，是冬季奥运会的比赛项目之一，其跳台由助滑坡、着陆坡和停止区组成，简化模型如图乙。运动员穿着特制的滑雪板，沿着倾斜的助滑坡下滑，借助速度和弹跳力，使身体跃入空中，使整个身体在空中飞行约4-5秒钟后，落在着陆坡上（d点是落地点），继续滑行至停止区，跳台滑雪整个过程即为完成，而运动员顺着助滑坡滑行时，速度越来越快，最高速度可达30m/s。 （1）运动员处于着落坡上，由于 ，会继续向前滑行一段距离，在雪地 的作用下，然后速度慢慢减少，最后停在停止区； （2）如果不计空气阻力，谷爱凌从a点向b点运动过程中，她的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能 她在c点处的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；从c点到d点腾空运动过程中她的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在空中下落的过程中，重力做功越来越 （填“快”或“慢”）。 4．【探究名称】探究物体的动能大小跟哪些因素有关。 【证据】选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别使它们从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如下列图片所示： 【解释】 （1）比较图甲、乙所示的实验，得出的结论是：当质量相同时，钢球的 越大，动能越大。 （2）比较图乙、丙所示的实验，得出的结论是：当 相同时，钢球的 越大，动能越大。 【交流】 （1）该实验通过观察 来判断钢球具有的动能大小，这里运用的物理研究方法是 。 （2）木块在水平面上滑动的过程中，受到的水平面的摩擦力 ，克服摩擦力做功的功率 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 1. 比较动能和势能的异同 异同点 动能 势能 重力势能 弹性势能 不同点 形成 原因 物体由于运动而具有的能 物体由于受到重力并处在一定高度所具有的能 物体由于发生 弹性形变而具有的能 特点 一切运动的物体都具有动能 一切被举高的物体 都具有重力势能 一切发生弹性形变的 物体都具有弹性势能 决定 因素 质量和速度 质量和高度 弹性形变程度 相同点 都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领 2. 判断动能和势能相互转化的方法 动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能可以相互转化。 ①动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且一定是此增彼减。 ②动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减要根据弹性形变大小的变化来判断。 考点五 机械效率 1．（2026·徐汇·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 （1）（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力F拉； （2）图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； （3）若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功W有和滑轮的机械效率。 2．（2025·黄浦·期末）起重机能方便地将数吨的重物吊起，如图所示为一小型起重机。 （1）某次作业中，该起重机匀速吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，使物体上升了5m，此过程中，有用功为 ，机械效率为 ； （2）在这个过程中，物体的机械能（　　） A．不变 B．变大 C．变小 3．（2024·黄浦·期末）如图所示，小黄用竖直向上大小为250牛的拉力，通过滑轮在10秒内匀速将箱子提升6米。已知箱子重为400牛（若不计绳重和摩擦等），求： （1）拉力的功率； （2）滑轮的机械效率为多少？ （3）若要提升该滑轮的机械效率，下列方法中可行的是（　　） A．减少箱子的重力 B．增大箱子的重力 C．换用重力更小的滑轮 D．换用重力更大的滑轮 4．（2022·上海·月考）小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。 （1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？ （2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面； （3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。 知识 概念 理解 机械效率 （1）三种功：有用功、额外功与总功。 （2）机械效率：有用功与总功之比。 （2）计算公式：η＝ （3）滑轮（组）的机械效率 机械效率：η＝＝＝ 不计绳重、摩擦力时，机械效率 η＝＝＝＝ （4）斜面的机械效率 η＝＝＝ （5）杠杆的机械效率 η＝＝ 机械效率总是小于1。机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素无关。 1．小明用如图所示的动滑轮提水，已知空桶重40N，水重100N，小明拉绳子的拉力80N，使水桶在4s内匀速上升4m。（不计绳重和摩擦）则下列说法正确的是（    ） A．小明做的有用功功率是70W B．小明做的功是320J C．动滑轮的机械效率为87.5% D．动滑轮的机械效率为62.5% 2．工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 （1）求提升货物过程中叉车对货物A做的功W。 （2）求货物A所受重力G。 3．如图a所示是工人利用滑轮将材料运送上楼。分析滑轮受力时可将其简化为图b。 （1）在图b的画出支点O和力F的力臂l； （2）已知材料受到的重力为600N，工人将材料以0.1m/s的速度匀速上拉。 ①若忽略滑轮重力及滑轮与绳摩擦，求工人施加的拉力F的大小及工人做功的功率P。 ②若滑轮与绳摩擦，已知滑轮重200N，求用该滑轮提升材料的机械效率。 4．小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力G轮、重物的重力G物和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 G轮=2.0N 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 G轮=4.0N 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率。 1. 理解机械效率 （1）机械效率越高，这个机械的性能就越好。 （2）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体提升高度与速度等无关。 （3）由η＝=可知，若额外功一定，则有用功越大，机械效率η越高。 2. 功、功率和机械效率的比较 物理量 意义 定义 符号 公式 单位 功 做功过程，即能量转化的过程 力与物体在力的方向上 移动距离的乘积 W W=Fs J 功率 表示物体 做功的快慢 功与做功时间之比 P W 机械效率 反映机械做功 性能的好坏 有用功与总功之比 η 无 说明：1. 功率大小是由功和时间共同决定的。2. 功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系。 1．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 2．在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为fab和fbc，运动员对冰壶做的功分别为Wab和Wbc，则（　　） A．fab˂fbc B．fab=fbc C．Wab˂Wbc D．Wab=Wbc 3．如图A所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的图像分别是图B中的图线甲、乙，其对应弹簧测力计的示数分别为F甲和F乙，相等时间内拉力所做的功分别为W甲和W乙。则它们的大小关系正确的是（   ） A．F甲=F乙 W甲˃W乙， B．F甲=F乙 W甲˂W乙 C．F甲˃F乙 W甲˃W乙 D．F甲˂F乙 W甲˂W乙 4．（1）图甲中的皮划艇运动员一手支撑住浆柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。图乙中最合理的船桨模型是( ) （2）图为一山脉的等高线图，若重力为500N的越野运动员自山顶B点匀速向半山腰A点运动，此过程中他的动能 ，机械能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）；到达A点时，重力已做功 J。 （3）我校积极开展阳光体育运动，同学们课间在操场上进行各种项目的训练。 ①小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量 （填物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率P= （用符号表示）。 ②小明在操场上投实心球。图是整个抛球运动过程的示意图，轨迹（实线）上a、b两点在同一高度，空气阻力忽略不计。关于球的运动，下列说法正确的是（ ） A．最高点时球的速度为0 B．球在a点的速度大于b点的速度 C．球在a点的速度等于b点的速度 D．球在a点的速度小于b点的速度 E. 球落地时的机械能最大 5．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 （1）某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为 N、合力方向 。请在图中画出排球所受重力G的示意图 ； （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 （3）（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 6．10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题： （1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；    （2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大； （3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。 7．2021年，高空坠物列入刑法。某日，小区楼下的轿车被高空落下的玻璃瓶砸出一个窟窿。警方根据小区监控，推算：玻璃瓶砸中车时速度约为20米/秒。请根据框图，从能量转换角度寻找肇事者大致楼层。（玻璃瓶由静止下落，下落过程中不计空气阻力） ①Ⅰ推导Ⅱ的依据是：当玻璃瓶质量一定时， ； ②玻璃瓶下落过程中，重力势能转化为动能是通过 实现的； ③Ⅲ推导Ⅳ的依据是： ； ④分析表一和表二的数据及相关条件推算出肇事者大致在 层。 8．港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型。 （1）从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 （选填“杠杆”“斜面”“滑轮”）。其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度； （2）在大桥的两侧都有引桥，其简化模型如图戊所示，从模型可以看出它主要用到了哪种机械 （选填“杠杆”“斜面”“滑轮”），一般引桥设计都很长，是为了 （选填“省力”或“省功”）。 9．人类发明、使用的机械遍布生活的各个方面，机械的运用对社会生产力发展起到的重要作用。请回答： （1）小明用如图所示杠杆提起重物，O为杠杆AB的支点，B点挂一重物G。若在A点分别施加F1、F2、F3三个力后杠杆均保持水平位置平衡，则这三个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．无法确定 （2）关于机械功和功率，下列说法正确的是（　　） A．机械做功多，功率一定大 B．功率大的机械做功不一定快 C．功率小的机械做功一定慢 D．功率小的机械一定比功率大的机械做功少 （3）如图所示，工人用定滑轮匀速提起50牛的重物，物体在10秒内匀速上升3米（不计绳子重力和摩擦）。此过程中，重物的动能 ，重物的机械能 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）请计算：拉力做的功 。 10．阅读短文，回答文后的问题。 中国古代农具——桔槔（jié gāo） 桔槔是中国古代的一种汲水工具，如图甲所示，直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，一端用绳子与水桶相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要汲水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下并让水进入水桶.当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器中的水提升。 （1）桔槔本质上是一种 （填简单机械名称）； （2）使用更大的水桶一次打取更多的水时，为了更省力，末端重物不改变其位置的情况下，其质量应 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，你的看法是： ； （4）图乙是桔槔的模型，若，，空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量200N，则人向上提满桶水时所用的最小力为 N。 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07 简单机械 功和能（复习讲义） 目 录 01 析·考情目标 1 02 筑·专题框架 2 03 攻·重难考点 2 真题动向 核心提炼 拓展提升 考点一 杠杆 3 考点二 滑轮 10 考点三 功和功率 16 考点四 机械能 23 考点五 机械效率 29 04 测·预测闯关 37 命题透视 上海中考物理中“简单机械、功和能”模块是历年考查的重点内容之一，近年来命题趋势呈现出‌情境化、综合化、素养导向‌的鲜明特点。结合近年真题与教学分析，该模块的命题方向已从单纯的知识记忆转向对物理观念、科学思维与实际应用能力的综合考查。 热考角度 考点 2025年 2024年 2023年 杠杆 中考第16题 滑轮 中考第4题 功和功率 中考第17题 中考第8题 中考第17题 机械能 中考第10题 中考第11题 命题预测 1. 杠杆。作图题；杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件；杠杆的应用等。 2．滑轮。定滑轮和动滑轮的特点；定滑轮和动滑轮的实质；运用力的平衡分析滑轮的特点。 3．功和功率。做功的两个必要因素；功与功率的概念与计算； 4．机械能。动能、重力势能、弹性势能的定义及大小变化的判断；探究动能、重力势能、弹性势能的大小与哪些因素有关；动能和势能的转化。 5. 机械效率。有用功、额外给与总功，机械效率的计算；影响机械效率的因素。 考点一 杠杆 1．（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​ F1l1=F2l2得 2．（2026·嘉定·一模）如图（a）所示用手提起重物的过程，桡骨可看作以肘关节为支点的杠杆，图（b）是对应的杠杆示意图。已知动力臂长l1为4cm，桡骨的长度为25cm，重物所受重力大小为20N。 （1）请在图（b）中画出阻力F2对应的力臂l2； （2）求出动力F1的大小。 【答案】（1）见下图；（2）125N 【详解】（1）O为支点，从支点作阻力F2的作用线的垂线段，阻力F2对应的力臂l2，如图所示： （2）杠杆受到的阻力F2的大小等于物体的重力，阻力臂的长度等于桡骨的长度，根据杠杆平衡的条件F1l1=F2l2，得 动力F1的大小为F1=125N 3．（2025·闵行·期末）（2022·上海普陀·二模）杆秤是中国的传统衡器，凝聚着中国古代人民的智慧。利用杆秤可以称量物体质量应用了 （填写物理原理或规律）。用如图所示杆秤测物体A的质量，杆秤秤砣的质量为0.1千克，用手提起秤纽2，当杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽2的距离分别为0.05米、0.2米（即米，米）。 ①若杆秤的质量忽略不计，则被测物的质量为 千克； ②若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值 被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）； ③若用手提起秤纽1，为使杆秤仍水平静止，应该将秤砣向 移动。（选填“左”或“右”） 【答案】 杠杆平衡条件 0.4 大于 左 【详解】利用杆秤称量物体质量应用了杠杆平衡原理。 ①根据杠杆的平衡条件，当杆秤平衡时有GAlAB=G砣lBC 即mAglAB=m砣glBC 则物体的质量 ②若秤砣有缺损，则m砣减小，而GAlAB不变，所以lBC要变大，即杆秤所示的质量值要偏大。 ③若用手提起秤纽1，则支点左移，此时重物对杠杆拉力的力臂变短，在重物的重力和秤砣的重力大小不变（即动力和阻力大小不变）的情况下，根据杠杆平衡条件可知，秤砣对杠杆拉力的力臂也应变小，即应将秤砣向左移。 4．（2024·上海·月考）小强和小明在“探究杠杆平衡条件”的实验中： （1）杠杆平衡，是指杠杆静止状态或 状态； （2） ：带刻度的均匀杠杆、铁架台、 、钩码和细线等； （3）①实验前，小强猜测杠杆平衡条件是：当杠杆平衡时，动力+动力臂=阻力+阻力臂，小明认为小强的猜测存在问题，其主要依据是： ； ②合理猜测后，他们将杠杆的 置于支架上，当杠杆在如图20所示位置静止，则应向 （选填“左”或“右”）调节杠杆的 ，使杠杆在 位置平衡，这样做的主要目的是为了 ； ③为得出实验结论，需多次改变杠杆受到作用力的大小、 和作用点，重复实验，并记录实验数据。在本实验中，改变力的大小有两种方法，其分别是 、 。 【答案】匀速转动 实验器材 弹簧测力计 不同的物体量不能相加 中点 左 平衡螺母 水平 方便直接在杠杆上读出力臂的值 方向 增加钩码的个数 减少钩码的个数 【详解】（1）杠杆平衡状态是指杠杆静止不动或匀速转动状态，这两种状态下，杠杆都受到平衡力的作用，因此可以认为杠杆是平衡的。 （2）为了进行“探究杠杆平衡条件”的实验，我们需要准备以下实验器材：带刻度的均匀杠杆（用于测量力臂和观察杠杆的转动情况）、铁架台（用于支撑杠杆）、弹簧测力计（用于测量力的大小）、钩码（作为施力物体）和细线（用于连接钩码和杠杆）。 （3）①主要依据是：力和力臂的单位不同，它们之间不能直接相加。动力和阻力是力的单位，而动力臂和阻力臂是长度的单位，因此它们之间没有直接的数学关系。 ②在合理猜测后，他们开始进行实验。首先，将杠杆的中点置于支架上，以确保杠杆能够自由转动。然后，观察杠杆的静止位置。如图20所示，杠杆的右端下沉，为了平衡杠杆，应向左调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。这样做的主要目的是为了便于测量力臂的长度，因为当杠杆在水平位置平衡时，力臂就是杠杆上力作用点到支点的距离，可以直接从杠杆上读出。 ③为了得出实验结论，需要多次改变杠杆受到作用力的大小、方向和作用点，并重复实验以收集足够的数据；在本实验中，改变力的大小有两种方法：一是改变钩码的个数，即增加钩码的个数、减少钩码的个数。 知识 概念 理解 杠杆 （1）描述杠杆特征的五个要素： 支点、动力、阻力、动力臂与阻力臂。 （2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2 （3）生活中的杠杆 ①若l1＞l2，则F1＜F2，为省力杠杆； ②若l1= l2，则F1=F2，为等臂杠杆； ③若l1＜l2，则F1＞F2，为费力杠杆。 杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。 1．如图所示，一根长为0.4米的轻质杠杆AD可绕O点转动，C点所挂小球的重力为30牛。（已知AB=BC=CO=OD）。 ①若在B 点施加一个竖直方向的作用力F1后， 杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 ②求能使杠杆水平位置平衡的最小力F最小的大小及方向。 ③若在D 点施加一个力使杠杆水平位置平衡，甲同学认为该杠杆一定是等臂杠杆，乙同学认为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。 【答案】（1）15N；（2）10N，方向竖直向上；（3）见解析 【详解】（1）由图可知，BO=2OC，由杠杆的平衡条件可得 （2）由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，由图示可知，O为支点，以O到杠杆左端A点的长度为力臂是最大动力臂，当力F与OA垂直向上时，力F最小，如图所示： 由题可知，AO=3CO，由杠杆的平衡条件可得 （3）如果A点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，当F垂直D点向下时为等臂杠杆，当F与OD成一定角度，动力臂小于阻力臂时，则为费力杠杆，所以此时杠杆可能是等臂杠杆，也可能是费力杠杆，故乙同学观点正确。 2．如图所示，轻质杠杆OA长为50厘米，AB长为10厘米。在A点竖直向上施加大小为20牛的拉力时，杠杆恰能水平平衡。 ①小明同学计算重物重力G的过程如下： 请指出此计算过程中的错误之处，并写出正确的计算过程及结果； 杠杆水平平衡，F1l1=F2l2 20牛×50厘米=F2×10厘米 F2=100牛 ②若将悬挂重物G的细线沿杠杆OA缓慢从B点移至C点（图中未标出），杠杆仍保持水平平衡，拉力大小变化了10牛，求BC两点间距离lBC。 【答案】①阻力臂的长度是错误的，G为25N，过程见解析；②20cm 【详解】①阻力臂的长度是错误的；由于OB=OA-AB=50cm-10cm=40cm 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2对照图示可得，当杠杆水平平衡时，F×OA=G×OB，即20N×50cm=G×40cm，解得G=25N。                                                                                      ②若将悬挂重物G的细线沿杠杆OA缓慢从B点向右移至C点，则G对应的力臂变大，根据F1l1=F2l2可知，拉力应变大，由于拉力大小变化了10牛，所以 由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得F'×OA=G×OC，即 解得BC=20cm，但由于此时 所以此结果不符合题意。 若将悬挂重物G的细线沿杠杆OA缓慢从B点向左移至C点，则G对应的力臂变小，根据F1l1=F2l2可知，拉力应变小，由于拉力大小变化了10牛，所以 根据F''×OA=G×OC得 解得BC=20cm>AB=10cm 此时OB-BC=40cm-20cm=20cm>0 所以此方案符合题意。 3．图（a）所示的握力器，用力下压B端如图6（b）所示，弹簧S会被拉伸。若调节弹簧S在AO上的位置，如图6（c）所示，所需握力的大小会发生改变。弹簧受到拉力F不同，弹簧的形变量ΔL不同（形变量指弹簧现有长度与原长的差值），二者的关系如下表： 弹簧S所受拉力F（牛） 20 40 60 弹簧形变量（厘米） 0.1 0.2 0.3 （1）分析表中弹簧S形变量ΔL与弹簧所受拉力之间的关系可知：对同一弹簧， ； （2）图（b）所示的手柄AOB可简化为绕O点转动的杠杆模型，如图（d）所示，则杠杆AOB所受阻力F2的力臂为图（d）中的 （选填“”“ ”或“”）； （3）结合所学知识及上述信息，判断图 （选填“b”或“c”）中施加的握力更大，理由是 。 【答案】 弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比 lb b 见解析 【详解】（1）分析表中数据可知，弹簧形变量ΔL增大，弹簧S所受拉力F也增大，并且它们增大的比例相等，说明对同一弹簧，弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比。 （2）如图d所示，阻力F2的力臂是过O点作阻力F2作用线的垂线段，则杠杆AOB所受阻力F2的力臂为图（d）中的lb。 （3）如图b、c所示，两种挂丝方式，所受到的阻力大小和动力臂大小都不变，图b中的阻力臂比图c中的阻力臂大，根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积，所以可得图b中的动力比图c中的动力大，即图b中施加的握力更大。 4. 五一长假期间，小聪随母亲去老家农村，看到很多老乡使用如图（a）所示杆秤称量质量。回家后，小聪用一根长30厘米的轻质细木棒作秤杆、用0.2千克的铁块作秤砣，在距木棒一端4厘米处系上提纽线，制作了一把简易杆秤如图（b）所示。 （1）将被测物挂上并调节秤砣至图（c）所示位置时杆秤水平平衡，求被测物的质量m物。 （2）这把简易杆秤的最大称量是 千克。若小聪用0.3千克的铁块替换原0.2千克的铁块做秤砣，杆秤的最大称量 （选填“减小”、“不变”或“增大”）； （3）实际生活中的杆秤通常有两个提纽线，如图（a）所示，使用提纽 时（选填“1”或“2”），杆秤的最大称量较大。 【答案】 1kg 1.3 增大 2 【详解】（1）由杠杆平衡条件得m秤砣gl秤砣=m物gl物 m秤砣l秤砣=m物l物 0.2kg×20cm=m物×4cm 解得m物=1kg。 （2）由杠杆平衡条件得m秤砣′gl秤砣′=m物′gl物 m秤砣′l秤砣′=m物′l物 0.2kg×26cm=m物′×4cm 解得m物′=1.3kg，这把简易杆秤的最大称量是1.3kg。 0.3千克的铁块替换原0.2千克的铁块做秤砣，秤砣质量变大，秤砣的力臂与物体的力臂不变，由 m秤砣gl秤砣=m物gl物可知，秤的最大称量增大。 （3）由图示可知，使用提纽2时，秤砣的力臂变大，物体的力臂变小，由m秤砣gl秤砣=m物gl物可知，杆秤的最大称量较大。 1. 最大力臂的两种画法 （1）当动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂。如图所示，A为动力作用点，l1是最大力臂。 （2）当动力作用点没有确定时，需找杠杆上离支点最远的点，如图中的B点，这一点到支点的距离即为最大动力臂，即图中l2。 2. 巧解杠杆动态平衡问题 在解答杠杆动态平衡问题时，只需抓住杠杆的平衡条件这一点进行分析即可。首先应确定支点的位置，再明确谁是动力，谁是阻力，画出与之对应的动力臂和阻力臂，哪些物理量时不变的，哪些是变的，最后结合平衡条件F1l1=F2l2，根据变化的量进行其他量的变化分析。 3. 判断杠杆种类的方法 （1）通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； （2）从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 考点二 滑轮 1．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力F1、F2、F3匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A．F1=F2=F3 B．F2˃G C．F1和F2是一对平衡力 D．F和G是一对平衡力 【答案】A 【详解】AB．为定滑轮相当于一个等臂杠杆，力臂均为轮的半径，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，则F1=F2=F3=G 故A 正确，B错误； CD．二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，F1和F2、F2和G均不满足“方向相反、作用在同一条直线上”这一条件，所以都不是一对平衡力，故C、D错误。故选A。 2．（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】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。 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F=20N/2=10N 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。 3．（2024·上海·月考）如图所示，物体A以2cm/s的速度，在水平地面上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为3牛，水平拉力F= 牛，物体A受到的摩擦力f= 牛，2秒内物体移动的距离为 厘米，拉力的作用点移动的距离为 厘米。（不计滑轮重力以及轮与绳之间的摩擦） 【答案】 3 6 4 8 【详解】水平拉力F与弹簧测力计的示数相等，则拉力大小为3N。 动滑轮省一半力，拉力F是摩擦力的一半，所以摩擦力为 2秒内物体移动的距离为 拉力的作用点移动的距离为 4．（2023·上海·月考）物理小组同学研究“使用动滑轮匀速提起物体时，所用竖直向上拉力F的大小与哪些因素有关”。他按图所示方式用两个重力不同的滑轮进行实验，并将相应的滑轮重力G滑、物体重力G物和拉力F的大小记录在表一、二中。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ΔG物与所用拉力的变化量ΔF，并将结果记录在表一、二的后两列中。 表一G滑＝2 N 表二G滑＝4N 实验 序号 G物/N F/N ΔG物/N /N 实验 序号 G物/N F/N ΔG物/N /N 1 1 1.5 0 0 6 2 3.0 0 0 2 2 2.0 1 0.5 7 4 4.0 2 1.0 3 4 3.0 3 1.5 8 6 5.0 4 2.0 4 6 4.0 5 2.5 9 8 6.0 6 3.0 5 8 5.0 7 3.5 10 10 7.0 8 4.0 ①分析比较表一或表二中F与G物的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体， ； ②分析比较实验序号 的数据及相关条件，可得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，当G物相等时，G滑越大，F越大； ③根据表一、二中前三列的数据及条件，请判断：按图所示方式使用动滑轮匀速提起物体，若要省力，需满足的条件是 ； ④进一步分析比较表一、二中ΔF与ΔG物的数据及相关条件，可发现其满足的数学关系式为 ，由此可得出的初步结论是：使用功滑轮匀速提起物体， 成正比。 【答案】当G动相同时，G物越大，F越大 2、6 G物>G滑 ΔF=ΔG/2 拉力的变化量ΔG物与物体所受重力的变化量ΔG物 【详解】①分析表一或表二中动滑轮的重力相同，被提升的物重不同，且G物越大，拉力F越大，可得表一或表二中F与G物的数据及相关条件，当G滑相同时，G物越大，F越大。 ②2、6（或3、7或4、8或5、9）被提升的物重相同，动滑轮重力不同，且G滑越大，F越大。 ③根据表一、二中前三列的数据可知，当G物等于G滑时，F=G物，当G物>G滑时，F<G物。 ④分析比较表一、二中ΔG物与ΔG物的数据及相关条件，可发现ΔF=ΔG/2；由此得出的初步结论是：使用动滑轮匀速提起物体，拉力的变化量ΔG物与物体所受重力的变化量ΔG物成正比。 知识 概念 理解 滑轮 （1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。 （2）动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。 （3）定滑轮和动滑轮的特点 使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。 （4）滑轮组 ①使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向。 ②使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力 F=G，拉力移动的距离 定滑轮实质上是一个等臂杠杆；动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。 1．实验室里有一些相同的长方体木块，同学们用相同的滑轮按照甲、乙、丙三种方式拉着木块在相同的水平面上做匀速直线运动，如图所示，不计滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，所用拉力分别为F1、F2和F3，则（　　）    A．F1>F2=F3 B．F2<F1<F3 C．F2>F1=F3 D．F1<F3<F2 【答案】C 【详解】不计滑轮和绳的重力以及绳与滑轮间的摩擦，假设甲、乙图中物块与地面的摩擦力为f，则丙图中物块与地面的摩擦力为2f，甲图中滑轮为定滑轮，不省力，则F1=f；乙图中滑轮为动滑轮，但F2处作用在动滑轮的轴上，费2倍的力，所以F2=2f；丙图中滑轮为动滑轮，省一半的力，则 故F2>F1=F3，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 2．如图所示，物体A重20N，动滑轮重2N，物体B重12N，则弹簧测力计的读数和A对地的力为（　　） A．12N  20N B．26N  8N C．24N  20N D．24N  8N 【答案】B 【详解】对物体B进行受力分析，B受绳子向上的拉力和重力，因为B处于二力平衡，所以B所受的拉力等于B的重力等于12N，即绳子上的拉力F为12N，对动滑轮进行受力分析，动滑轮受到弹簧测力计向上的拉力F拉，两段绳向下的拉力F，竖直向下的重力G动，因为动滑轮处于平衡状态，所以弹簧测力计的示数为 对A进行受力分析，A受到绳子向上的拉力F，向上的支持力F支，自身重力G，因为A静止处于平衡状态，根据同一直线上平衡力的特点可知，A受到的支持力为 A对地面的压力和地面对A的支持力是相互作用力，其大小相等，故A对地面的力为8N。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。 3．某同学研究动滑轮的使用特点时，每次都匀速提起相同钩码（不计摩擦），实验步骤如图所示。        （1）使用动滑轮时，可省一半力。根据图（a）（b）可知，动滑轮的重力为 牛； （2）分析比较（b）、（c）和（d）三图可知，使用同一动滑轮匀速提起相同重物时 ； （3）根据上述分析，如果家里安装日光灯，你认为图中更合理的是 。（选填“甲”或“乙”）    【答案】 0.2 见解析 甲 【详解】（1）由图（a）可知，物体重力为G物=F1=2N 不计绳重和摩擦，由动滑轮的特点可得F=(G物+G动)/2 则动滑轮的重力为 （2）分析（b）、（c）和（d）三图可知，使用动滑轮匀速提起同一重物时，拉力与竖直方向的夹角不同，拉力的大小不同，并且拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大。 （3）根据（2）得出的结论：拉力与竖直方向夹角越大，拉力也越大，由此可知，图乙绳子承受的拉力大，图甲绳子承受的拉力小，所以图甲更合理。 4．同学们共同研究滑轮的特点： 次数 物重G/N 测力计的示数F/N 1 1.00 0.65 2 1.50 0.90 3 2.00 1.15 （1）在探究定滑轮时，小明照图甲操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 ；他们研究定滑轮特点时，做的实验如图乙所示，据此可证明：使用定滑轮不省力，但可以改变 ； （2）在探究动滑轮时，照图丙操作测绳端拉力时，应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计，且在 （选填“静止”或“拉动”）时读数；记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。请给出一条减小此差异的建议 。 【答案】变小 测力计的重力有影响 力的方向 匀速 拉动 动滑轮本身有重力 将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力中 【详解】（1）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力（大小等于钩码重），受到自身向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于向上绳子的拉力即钩码重力。 由图乙知，向各个方向通过定滑轮拉动同一重物时，弹簧测力计的示数保持不变，且等于物重，所以使用定滑轮不省力，但能改变力的方向。 （2）在实验中，要探究拉动时，拉力与提升物重的关系，应匀速拉动弹簧测力计，使整个装置处于平衡，且在拉动时，读出测力计的示数。 人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。“使用动滑轮能省一半力”是在不考虑动滑轮和摩擦的理想情况下才成立的，在实际实验中，动滑轮的物重和摩擦是客观存在的，要减小此差异，则动滑轮的重力不能忽略；将动滑轮的重力计算在提升的物体的重力中。 1. 判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 2. 用平衡法分析动滑轮受力情况 不考虑绳重、摩擦，考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知，动滑轮静止或匀速直线运动时，滑轮在竖直方向上处于平衡状态，则：2F=G物+G动 3. 几种常见情况中的物理量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 使用情况 物理量（力、距离、速度）关系 定滑轮 F=G，s绳=s物，v绳=v物 F=f，s绳=s物，v绳=v物（f为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s绳=2s物，v绳=2v物 ，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 F=2f，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 （f为物体所受的摩擦力） 考点三 功和功率 1．（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，4000W 【详解】拉力所做的功为 则拉力功率为 2．（2023·普陀·二模）身高1.7米，质量为50千克的小明同学做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则： （1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？ （2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离均为0.3米，若他在1分钟内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？ 【答案】（1）300N；（2）22.5W 【详解】（1）小明所受的重力为G=mg=50kg×10N/kg=500N 由图可知，动力臂L1=0.9m+0.6m=1.5m 阻力臂L2=0.9m，阻力等于重力，即F2=G=500N 由杠杆平衡条件可得F1L1=F2L2，即 ，解得。 （2）做一次俯卧撑所做的功为 15个俯卧撑所做的功 他的功率是 3．（2025·普陀·月考）如图所示，分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起A、B两物体（不计滑轮重力及摩擦）。 （1）其中甲装置为 滑轮，它的优点是可以 ； （2）若用大小相等的拉力F1、F2匀速提升A、B两物体，相同时间内，拉力F1、F2做功相同。其中拉力F1、F2做功时的功率为P1和P2，重物被竖直提升的高度为h甲和h乙，则下列选项正确的是____。 A．P1=P2，h甲=h乙 B．P1=P2，h甲>h乙 C．P1<P2，h甲>h乙 D．P1<P2，h甲=h乙 【答案】（1）定；改变力的方向；（2）B 【详解】（1）由图可知，甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，其优点是可以改变力的方向。 （2）不计滑轮重力及摩擦，拉力F1、F2做的功W1=W2，由于时间相同，根据P=W/t可知，功率是相同的，即拉力F1、F2做功时的功率为P1=P2；不计滑轮重力及摩擦，拉力F1=F2，拉力F1、F2做的功W1=W2，由W=Fs可知拉力端移动距离s1=s2，使用定滑轮时s1=h甲，使用动滑轮时s2=2h乙，则重物被竖直提升的高度为h甲>h乙。故B正确，ACD错误。故选B。 4．（2025·上海·期末）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）①24.5N；②24.5J；（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、滑轮重和摩擦：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，h=0.5m，绳子自由端移动距离s=nh=2×0.5m=1m 力F2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。 知识 概念 理解 功 （1）做功的两个必要因素： 一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。 （2）计算公式： W = Fs （3）单位：焦耳（J） 关于克服阻力做功：物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。 功率 （1）物理意义：表示物体做功的快慢。 （2）定义：功与做功所用时间之比。 （3）公式：功率=功/时间P=W/t （4）单位：W、kW，1kW=1000W （4）功率的测量：测量人爬楼梯、引体向上的功率等。 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率：P=Fv 1．如图，在2025年哈尔滨亚冬会比赛中，运动员用10N水平推力推着冰壶从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。若冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，从A点到O点冰壶沿直线运动，以下说法正确的是（　　） A．冰壶离开手后继续向前运动是因为受到惯性作用 B．冰壶离开手后逐渐停下来说明运动需要力来维持 C．推力对冰壶做功为360J D．冰壶克服阻力做功为72J 【答案】D 【详解】A．冰壶离开手后由于惯性继续向前运动，惯性是物体的固有属性，选项“受到惯性作用”表述有误，故A错误； B．冰壶离开手后逐渐停下来是因为受到阻力，说明力可以改变物体的运动状态，故B错误； C．运动员用10N水平推力推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手，则推力F=10N，冰壶在推力方向上运动的距离s=6m，因此推力对冰壶做功W=Fs=10N×6m=60J 故C错误； D．由题意可知，冰壶运动的总距离 冰壶运动中受到水平方向的阻力大小恒定为2N，冰壶克服阻力做功 故D正确。故选D。 2．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。 3．如图所示，物体的重力为100牛，在拉力F作用下在水平面上做匀速直线运动，物体的s-t图像如下所示，已知弹簧测力计的示数为20牛。若不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，求： （1）物体运动的速度的大小； （2）物体所受摩擦力f与拉力的大小； （3）拉力在10秒内所做的功。 【答案】（1）0.8m/s；（2）20N，40N；（3）160J 【详解】（1）由s-t图像可知，当t=6s时，物体A运动的距离s=4.8m，则物体运动的速度 （2）物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，其在水平方向上受到绳子的拉力F拉和地面的摩擦力f是一对平衡力，大小相等，方向相反，图中使用的是动滑轮，不计滑轮重力及各种摩擦、阻力，绳子对物体的拉力与弹簧测力计的示数大小相等，则物体所受的摩擦力f=F拉=20N 图中滑轮为动滑轮，承担物体A所受摩擦力的绳子的段数n=2，拉力F为 （3）10秒内物体A运动的距离为 拉力F移动的距离为s= sA /n =8m /2=4m 拉力F在10秒内所做的功为W=Fs=40N×4m=160J 4．现有12捆书，总质量为60kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像。由图可知他可以提供的最大功率为 W；为了尽可能快地将书搬上库房，他每次应搬 捆。若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快搬完12捆书所用的时间是 s。（） 【答案】 50 3 165 【详解】图中曲线最高点的坐标为（15，50），其物理意义是：当搬动质量为15kg物体时，人用于搬动物体的功率（输出）最大，其值为50W。 12捆书的总质量为60kg，则每捆书的质量是5kg，由于搬动物体所需要做的总功是一定的，要尽快完成搬运工作，要求人始终在最大功率（输出）状态下工作，每次应搬动质量为15kg的物体，即3捆书。 每次搬运书的重力 克服重力做的功 则每次上楼所用的时间 因此每次下楼所用的时间是15s，搬12捆书需要上楼4次，下楼3次，则所用的总时间为 1. 关于克服阻力做功 物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。例如判断重力是否做功的方法：重力的方向始终是竖直向下的，因此判断重力是否做功或是否克服重力做功只要看物体是否在竖直方向上移动了距离即可，即只要物体的高度发生了变化，那么重力就做了功或者克服重力做了功。 2. 运用P=W/t和P=Fv计算功率时应注意的问题 （1）P=W/t指的是在时间t内的平均功率。 （2）应用公式P=Fv计算时： ①カF是施加在物体上使物体做功的力； ②速度v是物体在恒力F的方向上移动的速度； ③P=Fv适用于物体在力的作用下做匀速直线运动时的情形。 考点四 机械能 1．（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】由图像可知，小车在30s内通过的路程为90m。 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。 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。 2．（2024·上海·二模）如图（a）所示为某座山峰的立体图，其中的环状线为海拔高度相等的相邻各点所连成的闭合曲线，我们称之为“等高线”。将等高线投影到平面图上如图（b）所示，其中射线与等高线垂直。 （1）若山坡表面光滑，则静止的物体沿 方向运动时，动能会增大； （2）若将同一物体在山峰上重力势能相等的相邻各点连成闭合曲线构成“等势线”，则“等势线”可以看作图（b）中的 （选填“等高线”或“射线”）。理由是： ；赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，船就能前进，说明： 。 【答案】（1）射线；（2）等高线；见解析；见解析 【详解】（1）环状线上各点海拔高度相等，射线与等高线垂直，所以若山坡表面光滑，则静止的物体沿射线方向运动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能会增大。 （2）重力势能大小与质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能越大；所以，同一物体在山峰上重力势能相等时，则高度相等，故“等势线”可以看作图（b）中的等高线。 赛龙舟时，船上的浆手用力向后划水，浆给水一个向后的力，同时水给浆一个向前的力，船就能前进，说明力的作用是相互的。 3．（2026·杨浦·一模）神舟二十号返回舱遭太空碎片撞击，飞船舷窗出现裂纹，神舟二十二号的“紧急救援”彰显了我国航天技术的硬核实力。 （1）太空碎片由于速度很大，具有很大的 能。 （2）为处理裂纹，携带处置装置的神舟二十二号发射升空，在升空的过程中。 a. 该装置的惯性（ ） A．增大     B．减小     C．不变 b. 该装置的重力势能（ ） A．增大     B．减小     C．不变 【答案】（1）动；（2） C；A 【详解】（1）动能大小的影响因素是质量和速度，当质量一定时，速度越大，动能越大。太空碎片由于速度很大，因此会具有巨大的动能。 （2）惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，装置在升空过程中，装置的质量不变，所以惯性大小不变，故AB不符合题意，C符合题意。故选C。 重力势能的大小与物体的质量和高度有关。装置在升空时，质量不变，高度不断增加，因此它的重力势能会随之增大，故BC不符合题意，A符合题意。故选A。 4．（2025·黄浦·二模）《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 （1）分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是： ； （2）小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。 【答案】见解析. 【详解】（1）由上述实验数据及相关条件可知，小球下落高度相同，质量越大，沙坑的深度越大，说明高空坠物的破坏力与物体的质量有关，质量越大、空坠物的破坏力越大。 （2）物体在下落的过程中，重力势能转化为动能，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，则撞击时动能越大，即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大，则造成破坏力更大。 知识 概念 理解 机械能 （1）动能：物体由于运动而具有的能量。大小跟速度、质量有关。 （2）重力势能：物体由于受重力作用而具有的与高度有关的能量。 （3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。弹性形变越大，具有的弹性势能越大。 （4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 （5）机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变。或者说，机械能是守恒的。 （1）物体具有能量不一定做功。 （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）机械能守恒的条件 只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。 1．如图所示，高速公路避险车道是上坡且铺有砂石，刹车失灵的汽车驶入避险车道后，会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是（　　） A．汽车驶入避险车道后，车速减小，动能减小 B．汽车驶入避险车道后，车速减小，重力势能减小 C．汽车驶入避险车道后，动能全部转化为重力势能 D．避险车道路面粗糙且坡度大，可增大汽车的机械能 【答案】A 【详解】AB．汽车驶入避险车道后，质量不变，车速减小，则动能减小，高度增加，则重力势能变大，故A正确，B错误； C．汽车冲上避险车道的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为其他形式的能，汽车的动能没有全部转化为重力势能，故C错误； D．汽车冲上避险车道的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为其他形式的能，汽车的机械能是减小的，故D错误。故选A。 2．排球运动中，运动员组织进攻和防守时，可用双手做发球、垫球、传球等动作。如图所示，某同学竖直向上垫起重为2.6N的排球，排球上升时会经过a、b、c、d四点，其中d点是最高点。 （1）在上升的过程中，排球的动能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） （2）在图中用力的示意图画出排球在d处所受的重力 。 （3）已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过a、b、c、d四点时，所受合力最大的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 （4）甲同学认为“排球在d处时，处于静止状态”，你赞同该观点吗？为什么： 。 【答案】（1）减小；（2）见下图；（3）A；（4）不赞同，d处的排球只受重力，受力不平衡，不处于静止状态 【详解】（1）排球上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小。 （2）重力的方向是竖直向下的，如图所示： （3）排球上升时，a处速度最大，阻力随速度增大而增大，a处阻力最大，又因为重力不变，所以a处合力最大。故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 （4）不赞同，排球在d处只受重力，受力不平衡，不是静止状态。 3．阅读材料，回答问题： 在北京冬奥会我国运动员谷爱凌取得了两金一银的辉煌成绩，尤其是在自由式滑雪女子大跳台决赛上谷爱凌更是有着超常发挥。跳台滑雪简称“跳雪”，是冬季奥运会的比赛项目之一，其跳台由助滑坡、着陆坡和停止区组成，简化模型如图乙。运动员穿着特制的滑雪板，沿着倾斜的助滑坡下滑，借助速度和弹跳力，使身体跃入空中，使整个身体在空中飞行约4-5秒钟后，落在着陆坡上（d点是落地点），继续滑行至停止区，跳台滑雪整个过程即为完成，而运动员顺着助滑坡滑行时，速度越来越快，最高速度可达30m/s。 （1）运动员处于着落坡上，由于 ，会继续向前滑行一段距离，在雪地 的作用下，然后速度慢慢减少，最后停在停止区； （2）如果不计空气阻力，谷爱凌从a点向b点运动过程中，她的动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能 她在c点处的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）；从c点到d点腾空运动过程中她的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在空中下落的过程中，重力做功越来越 （填“快”或“慢”）。 【答案】 惯性 摩擦力 增大 大于 不变 快 【详解】（1）运动员处于着落坡上，由于具有惯性，会保持原运动状态继续向前滑行一段距离。 在滑行过程中，运动员会受到雪地摩擦力（阻力）的作用，这个阻力会阻碍运动员的运动，使其速度慢慢减小，最后停在停止区。 （2）谷爱凌从a点向b点运动过程中，她的质量不变，速度增大，她的动能会增大。 由于机械能是动能和势能的总和，在这个过程中，她的高度降低，重力势能减小。但由于受到雪地摩擦力的作用，所以她的机械能是减小的，因此，她在a点处的机械能大于她在c点处的机械能。 从c点到d点腾空运动过程中，不计空气阻力，她的机械能守恒，即机械能不变。 谷爱凌向上腾空跃起到达最高点的过程中，她的动能转化为重力势能；她在空中下落的过程中，根据 速度越来越快，可知重力做功越来越快。 4．【探究名称】探究物体的动能大小跟哪些因素有关。 【证据】选用质量不同的两个钢球m和M（M的质量大于m），分别使它们从不同的高度h和H（H>h）由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如下列图片所示： 【解释】 （1）比较图甲、乙所示的实验，得出的结论是：当质量相同时，钢球的 越大，动能越大。 （2）比较图乙、丙所示的实验，得出的结论是：当 相同时，钢球的 越大，动能越大。 【交流】 （1）该实验通过观察 来判断钢球具有的动能大小，这里运用的物理研究方法是 。 （2）木块在水平面上滑动的过程中，受到的水平面的摩擦力 ，克服摩擦力做功的功率 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】速度 速度 质量 木块运动的距离 转换法 不变 变小 【解释】（1）比较图甲、乙所示的实验，两球质量相同，图甲中球的位置更高，到达水平面时的速度更快，推动木块移动的距离更远，故得出的结论是：当质量相同时，钢球的速度越大，动能越大。 （2）比较图乙、丙所示的实验，两球所处高度相同，到达水平面时的速度相同，图丙中钢球的质量更大，推动木块移动的距离更远，故得出的结论是：当速度相同时，钢球的质量越大，动能越大。 【交流】（1）该实验中动能大小不易直接测量。由于是同一水平面和同一木块，接触面粗糙程度和压力相同，故木块在水平面上滑动的过程中，受到的水平面的摩擦力不变，根据W=fs可知木块运动的距离越大，表明钢球所做的功越多，动能越大，故实验中通过观察木块移动的距离来间接判断钢球具有的动能大小，这里运用的物理研究方法是转换法。 （2）木块在水平面上滑动的过程中，受到的水平面的摩擦力不变，根据P=W/t=fs/t=fv可知，木块在做减速运动的过程中，克服摩擦力做功的功率变小。 1. 比较动能和势能的异同 异同点 动能 势能 重力势能 弹性势能 不同点 形成 原因 物体由于运动而具有的能 物体由于受到重力并处在一定高度所具有的能 物体由于发生 弹性形变而具有的能 特点 一切运动的物体都具有动能 一切被举高的物体 都具有重力势能 一切发生弹性形变的 物体都具有弹性势能 决定 因素 质量和速度 质量和高度 弹性形变程度 相同点 都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领 2. 判断动能和势能相互转化的方法 动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能可以相互转化。 ①动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且一定是此增彼减。 ②动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减要根据弹性形变大小的变化来判断。 考点五 机械效率 1．（2026·徐汇·一模）如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 （1）（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力F拉； （2）图（a）中的滑轮可以看作 杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 N，物体M所受合力的大小为 N； （3）若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功W有和滑轮的机械效率。 【答案】（1）见下图；（2）省力；10；0；（3）20J，80% 【详解】（1）通过滑轮匀速提起重为20N的物体M，物体处于平衡状态，物体M在竖直方向受到拉力和重力作用，拉力的方向竖直向上，大小等于物体的重力为20N，作用点画在重心上，如图所示： （2）动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 动滑轮绳子股数为2，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 因物体M匀速上升，处于平衡状态，物体M受到竖直向上的拉力与物体M的重力是一对平衡力，因此物体M所受合力的大小为0N。 （3）拉力做的有用功为 滑轮的机械效率为 2．（2025·黄浦·期末）起重机能方便地将数吨的重物吊起，如图所示为一小型起重机。 （1）某次作业中，该起重机匀速吊起重为6×103N的物体，电动机的拉力为4×103N，使物体上升了5m，此过程中，有用功为 ，机械效率为 ； （2）在这个过程中，物体的机械能（　　） A．不变 B．变大 C．变小 【答案】（1） 3×104J；75%；（2）B 【详解】（1）有用功 滑轮组绳子股数n=2 绳端移动的距离s=nh=2×5m=10m 则拉力做的总功 该起重机的机械效率 （2）机械能包括动能和势能。物体质量不变，匀速上升，动能不变，重力势能增加，因此机械能变大。故AC不符合题意，B符合题意。故选B。 3．（2024·黄浦·期末）如图所示，小黄用竖直向上大小为250牛的拉力，通过滑轮在10秒内匀速将箱子提升6米。已知箱子重为400牛（若不计绳重和摩擦等），求： （1）拉力的功率； （2）滑轮的机械效率为多少？ （3）若要提升该滑轮的机械效率，下列方法中可行的是（　　） A．减少箱子的重力 B．增大箱子的重力 C．换用重力更小的滑轮 D．换用重力更大的滑轮 【答案】（1）300W；（2）80%；（3）BC 【详解】（1）由图知，动滑轮上绳子的股数n=2，则绳子自由端移动的距离为s=nh=2×6m=12m 则拉力的功率 （2）滑轮的机械效率为 （3）AB．减小木箱所受的重力，有用功会减小，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率会减小；相反的，如果增大木箱所受的重力，有用功会增大，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率会增大，故A不符合题意，B符合题意； CD．换用质量更小的动滑轮，额外功减少，有用功在总功中所占的比例将增大，机械效率增大；相反的，换用质量更大的动滑轮，额外功增加，有用功在总功中所占的比例将减小，机械效率降低，故C符合题意，D不符合题意。 故选BC。 4．（2022·上海·月考）小明同学想要利用滑轮将三只相同的箱子A、B和C从地面搬运至10米高的三楼楼面，已知每个箱子的质量为50千克，滑轮的重为30牛，所用绳子的重和摩擦忽略不计，小明的体重为800牛。小明同学设计的搬运方案如图所示。 （1）你认为小明同学设计的方案是否可行？理由是什么？ （2）请你帮他俩利用这些器材再设计两个可行的方案，将三只箱子搬运至三楼楼面； （3）针对你所设计的方案，求：搬运三个箱子所要做的总功W总为多少焦？并将这两个方案进行优劣比较。 【答案】（1）不可行，理由见解析；（2）见解析；（3）1.5×104，见解析 【详解】（1）箱子的总重 G总=m总g=3mAg=3×50kg×9.8N/kg=1470N 小明的重力G小明=800N 由于小明将滑轮当做定滑轮来一起提升三个重物，它不能省力，因此需要的最小拉力 F最小=G总=1470N 而小明所能施加的最大拉力只有F′最大=G小明=800N 因为F′最大<F最小 所以，小明同学设计的方案不可行； （2）方案一：将滑轮当做定滑轮使用，将A、B和C三件重物一件一件匀速吊上去，这样小明的重力大于物体的重，可以完成工作；方案二：将滑轮当做动滑轮使用，将A、B和C三件重物一起匀速吊上去，这时拉力向上，只要小明对绳子施加足够大的力就可以完成工作。                         （3）方案一中对每个箱子做的功 WB=WC=WA=FAsA=GAhA=mAghA=50kg×9.8N/kg×10m=4.9×103J 总功W总1=3WA=3×4.9×103J =1.47×104J 方案二中阻力大小 F阻=G′总=3GA+ G轮=3mAg+ G轮=3×50kg×9.8N/kg + 30N=1500N 因为使用动滑轮一起匀速提升三件重物，则绳子末端拉力 则总功W总2=Fs =F×2hA=750N×2×10m=1.5×104J 依据上述数据进行比较，可以发现： 方案一中，所需施加的动力比较小,提升时较省力，动力做的总功较少，但分三次吊运较费时间、费距离。 方案二中，所需施加的动力较大，提升时较费力，动力做的总功较多，要对动滑轮做额外功，吊运一次完成，较省时，省距离。 知识 概念 理解 机械效率 （1）三种功：有用功、额外功与总功。 （2）机械效率：有用功与总功之比。 （2）计算公式：η＝ （3）滑轮（组）的机械效率 机械效率：η＝＝＝ 不计绳重、摩擦力时，机械效率 η＝＝＝＝ （4）斜面的机械效率 η＝＝＝ （5）杠杆的机械效率 η＝＝ 机械效率总是小于1。机械效率的高低与是否省力、做功多少、物体提升的高度等因素无关。 1．小明用如图所示的动滑轮提水，已知空桶重40N，水重100N，小明拉绳子的拉力80N，使水桶在4s内匀速上升4m。（不计绳重和摩擦）则下列说法正确的是（    ） A．小明做的有用功功率是70W B．小明做的功是320J C．动滑轮的机械效率为87.5% D．动滑轮的机械效率为62.5% 【答案】D 【详解】A．根据P=W/t可得，小明做的有用功功率是 故A错误； B．由题图可知，n=2，水桶在4s内匀速上升4m，则自由端的绳移动的距离为 小明做的功是 故B错误； CD．动滑轮的机械效率为 故C错误，D正确。故选D。 2．工人驾驶叉车，将货物A在2s内匀速提升了2m，如图所示。已知提升过程中，叉车工作时的功率为5kW，机械效率为60%。 （1）求提升货物过程中叉车对货物A做的功W。 （2）求货物A所受重力G。 【答案】（1）6000J；（2）3000N 【详解】（1）已知叉车工作时的功率P=5kW=5000W 工作时间t=2s，则叉车做的总功为 已知机械效率为60%，叉车对货物A做的功为有用功，提升货物过程中叉车对货物A做的功为 （2）因为货物被匀速提升，叉车对货物A做的功用于提升货物，即克服货物的重力做功。 货物A所受的重力为 3．如图a所示是工人利用滑轮将材料运送上楼。分析滑轮受力时可将其简化为图b。 （1）在图b的画出支点O和力F的力臂l； （2）已知材料受到的重力为600N，工人将材料以0.1m/s的速度匀速上拉。 ①若忽略滑轮重力及滑轮与绳摩擦，求工人施加的拉力F的大小及工人做功的功率P。 ②若滑轮与绳摩擦，已知滑轮重200N，求用该滑轮提升材料的机械效率。 【答案】（1）见下图；（2）300N；60W；75% 【详解】（1）图b中的滑轮是动滑轮，支点O是滑轮左侧与绳子的接触点（动滑轮的支点是绳子与滑轮的接触点）；力臂l是从支点O向力F的作用线作垂线，垂线段的长度即为力F的力臂，如图所示： （2）此滑轮是动滑轮，动滑轮的特点是省一半力。拉力 绳子自由端速度 因为匀速，所以工人做功的功率 机械效率 4．小宝发现使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，有时可以省力，有时不能省力。为了探究上述问题，他重新进行了实验（如图所示），分别测量了滑轮的重力G轮、重物的重力G物和拉力F，并将相关数据记录在下表中。 表1 G轮=2.0N 实验序号 1 1.0 1.5 2 2.0 2.0 3 4.0 3.0 表2 G轮=4.0N 实验序号 4 2.0 3.0 5 4.0 4.0 6 6.0 5.0 （1）分析表1和表2中的数据可知：在不能忽略滑轮所受重力的情况下，使用动滑轮竖直向上匀速提升重物时，“省力”的条件是 ； （2）在不能忽略滑轮所受重力的情况下，总结使用动滑轮匀速提升重物时，所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式： ； （3）计算实验序号6，匀速提升重物的机械效率。 【答案】（1）动滑轮的重力小于物体的重力；（2）；（3）60% 【详解】（1）分析表1和表2中的数据，当动滑轮的重力小于物重时，施加的拉力小于物体的重力，否则不省力，因此“省力”的条件是动滑轮的重力小于物体的重力。 （2）表1和表2数据中，每组数据中物体的重力与动滑轮重力总和的一半为绳末端的拉力，因此所需拉力F与滑轮的重力G轮和重物的重力G物之间关系的表达式为 （3）动滑轮连接绳子的股数为2，验序号6，匀速提升重物的机械效率为 1. 理解机械效率 （1）机械效率越高，这个机械的性能就越好。 （2）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体提升高度与速度等无关。 （3）由η＝=可知，若额外功一定，则有用功越大，机械效率η越高。 2. 功、功率和机械效率的比较 物理量 意义 定义 符号 公式 单位 功 做功过程，即能量转化的过程 力与物体在力的方向上 移动距离的乘积 W W=Fs J 功率 表示物体 做功的快慢 功与做功时间之比 P W 机械效率 反映机械做功 性能的好坏 有用功与总功之比 η 无 说明：1. 功率大小是由功和时间共同决定的。2. 功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系。 1．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 【答案】B 【详解】A．在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，则共计50格，则每一格代表的质量为 m=100g/50=2g，即自制杆秤的每一格约表示2g，故A错误； B．称中药时B端翘起说明，此时可以减少中药即减小FA恢复水平平衡，故B正确； C．如果秤砣磨损，根据杠杆平衡条件，FB实际质量偏小，则OB长度偏大，则测量结果会比真实质量偏大，故C错误； D．若将提纽移到O点右侧，则OA增大，OB减小，则FA变小，则杆秤的量程减小，故D错误。 故选B。 2．在如图所示的粗糙程度相同的水平冰面上，运动员用水平推力从a点推动冰壶，经过b点时松手，冰壶到达c点停止运动，由a到b和由b到c的过程中，设冰壶受到的滑动摩擦力分别为fab和fbc，运动员对冰壶做的功分别为Wab和Wbc，则（　　） A．fab˂fbc B．fab=fbc C．Wab˂Wbc D．Wab=Wbc 【答案】B 【详解】AB．由a到b和由b到c的过程中，水平面的粗糙程度相同，冰壶对水平面的压力等于冰壶的重力，重力相同，所以压力相同，则摩擦力相同，即fab=fbc，故A错误，B正确； CD．由a到b运动员对冰壶做的功，由b到c冰壶脱离了运动员的手，运动员对冰壶不做功即 Wbc =0，因此Wab˃Wbc，故C错误，D错误。 故选B。 3．如图A所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动。两次拉动木块得到的图像分别是图B中的图线甲、乙，其对应弹簧测力计的示数分别为F甲和F乙，相等时间内拉力所做的功分别为W甲和W乙。则它们的大小关系正确的是（   ） A．F甲=F乙 W甲˃W乙， B．F甲=F乙 W甲˂W乙 C．F甲˃F乙 W甲˃W乙 D．F甲˂F乙 W甲˂W乙 【答案】A 【详解】由图B可知，甲、乙均做匀速直线运动，由二力平衡的条件可知，物体受到的摩擦力等于拉力，滑动摩擦力只与压力和接触面粗糙程度有关，故摩擦力不变，则F甲=F乙，相同时间甲通过的路程大于乙，根据功的计算公式W=Fs可知，W甲˃W乙。故A正确，BCD错误。故选A。 4．（1）图甲中的皮划艇运动员一手支撑住浆柄的末端，另一手用力划桨，此时的船桨可看作是一个杠杆。图乙中最合理的船桨模型是( ) （2）图为一山脉的等高线图，若重力为500N的越野运动员自山顶B点匀速向半山腰A点运动，此过程中他的动能 ，机械能 （均选填“变大”“变小”或“不变”）；到达A点时，重力已做功 J。 （3）我校积极开展阳光体育运动，同学们课间在操场上进行各种项目的训练。 ①小聪在单杠上做引体向上。小明测量了他一次上升的高度h和n次引体向上的时间t，还需要测量 （填物理量和符号），可算出小聪引体向上的功率P= （用符号表示）。 ②小明在操场上投实心球。图是整个抛球运动过程的示意图，轨迹（实线）上a、b两点在同一高度，空气阻力忽略不计。关于球的运动，下列说法正确的是（ ） A．最高点时球的速度为0 B．球在a点的速度大于b点的速度 C．球在a点的速度等于b点的速度 D．球在a点的速度小于b点的速度 E. 球落地时的机械能最大 【答案】（1）B；（2）不变；变小；；（3）m；；C 【解析】（1）如图甲所示，由题意得，左手撑住桨柄的末端为支点，右手给桨一个向后的拉力，则水就给桨叶一个向前的推力，驱动船前进；由图可知，此船桨属于费力杠杆，对比以上信息可得，B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 （2）物体的动能与物体的质量和速度有关，物体的重力势能与物体的质量和高度有关，物体的动能和势能统称为机械能；当越野运动员由山顶B点向半山腰A点匀速运动时，他的质量和速度不变，则动能不变，重力势能因高度的变小而变小，故动能与重力势能的和变小，即机械能变小。 由题意知，当运动员由山顶B点到达半山腰A点时，所处的高度减小了h=2000m1000m=1000m 已知运动员的体重为500N，所以，当运动员由B点到达A点时，重力所做的功为 （3）根据功的计算公式W=Gh和功率的定义公式P=W/t可知，要计算出小聪引体向上的功率，除测量出小聪一次上升的高度h和n次引体向上的时间t外，还需要测量出小聪受到的重力G，但人的重力没有工具可以直接测量，所以，应测量人的质量m，可计算出小聪时间t内完成的功为 由此，可算出小聪引体向上的功率为 A．抛出的实心球到达最高点时，仍具有水平方向的速度，最高点时球的速度不为0，故A错误； BCD．由题意可知，空气阻力忽略不计，故实心球机械能守恒，已知轨迹（实线）上a、b两点在同一高度，则a、b两点的重力势能相等，则在这两点时动能相等，所以球在a点的速度等于b点的速度，故C正确，BD错误； E．实心球机械能守恒，所以，整个过程小球的机械能大小不变，而不是落地时的机械能最大，故E错误。故选C。 5．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 （1）某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为 N、合力方向 。请在图中画出排球所受重力G的示意图 ； （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 （3）（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 【答案】（1）2.5；竖直向下；见下图； （2）C；（3）BD 【详解】（1）排球在向上运动的过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，则排球所受的合力大小为F=G+f=2.4N+0.1N=2.5N 合力方向与重力方向相同为竖直向下。 排球受到的重力方向竖直向下，作用点在排球的重心，排球所受重力G的示意图如图所示： （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 （3）A．排球在A点时，具有水平方向的速度，具有重力势能和动能，故A错误； B．在C点排球具有水平方向的速度，因此具有动能，故B正确； C．排球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误； D．排球在B点从着地到弹起过程中，质量不变，速度不断减小，动能一直变小，故D正确。 故选BD。 6．10月16日，为世界脊柱日如图人的脊柱起着支撑头部的作用，颈部肌肉连接颈部和头部，并控制着头部的运动。长时间低头会对颈椎和颈部肌肉造成损伤，人低头时头部的脊椎可以看作一个杠杆。分析问题： （1）请在图中画出人体头部所受重力的示意图；    （2）人在低头过程中，头部的重力的力臂 （选填“增大”或“减小”）颈部肌肉群对后颅向下的拉力 （填增大或减小）若将拉力看作动力，这是一个 杠杆，头部向下弯曲度增大颈椎所受的 增大； （3）结合以上分析，给出一条保护颈椎健康的合理建议。 【答案】 见下图     增大 增大 费力 压力 见解析 【详解】（1）重力的方向竖直向下，作用点画在重心上，如图所示：      （2）头部模型相当于简单机械中的杠杆；支点大约颈部下端，根据杠杆平衡条件GL1= FL2，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂L1增大，L2不变，故拉力F增大。 若将拉力看作动力，动力臂小于阻力臂，这是一个费力杠杆； 头部向下弯曲角度增大，拉力变大，相当于支点的颈椎所受的压力增大。 （3）为了保护颈椎健康，不要长时间低头看手机 （或适当抬高手机屏幕，减小低头角度或低头看书久了应适当抬头，以缓解颈椎承受的压力）。 7．2021年，高空坠物列入刑法。某日，小区楼下的轿车被高空落下的玻璃瓶砸出一个窟窿。警方根据小区监控，推算：玻璃瓶砸中车时速度约为20米/秒。请根据框图，从能量转换角度寻找肇事者大致楼层。（玻璃瓶由静止下落，下落过程中不计空气阻力） ①Ⅰ推导Ⅱ的依据是：当玻璃瓶质量一定时， ； ②玻璃瓶下落过程中，重力势能转化为动能是通过 实现的； ③Ⅲ推导Ⅳ的依据是： ； ④分析表一和表二的数据及相关条件推算出肇事者大致在 层。 【答案】速度越大，动能越大；重力做功；当玻璃瓶的质量一定时，高度越高，重力势能越大；7 【详解】①据框图知，由玻璃瓶的速度能推导玻璃瓶的动能，是因为质量一定时，玻璃瓶的速度越大，其动能越大。 ②在不计空气阻力时，玻璃瓶下落过程，重力做功，高低降低，重力势能变小，速度变大，动能变大，将重力势能转化为动能。 ③据框图知，由玻璃瓶的重力势能推导大致楼层，是因为重力势能与质量及高度有关，玻璃瓶的质量一定，重力势能越大，则楼层越高。 ④由表一知，当玻璃瓶的速度约为20m/s时，对应的动能约为20J。玻璃瓶下落过程，重力势能全部转化为动能，当动能为20J时，玻璃瓶下落时的重力势能约为20J，由表二知，对应的楼层为7层。 8．港珠澳大桥的设计采用的是斜拉索式，如图甲所示为斜拉大桥效果图，其主通航孔桥采用双塔双索面斜拉桥，如果将大桥的结构进行简化，如图乙、丙所示，最后抽象成图丁所示的模型。 （1）从图丁的模型可以看出它主要用到了哪种机械 （选填“杠杆”“斜面”“滑轮”）。其中F1代表桥自重和过往车辆产生的对桥的作用力，为了减小钢索F2承受的拉力，在允许的前提下，可以适当 （选填“增加”或“减小”）桥塔的高度； （2）在大桥的两侧都有引桥，其简化模型如图戊所示，从模型可以看出它主要用到了哪种机械 （选填“杠杆”“斜面”“滑轮”），一般引桥设计都很长，是为了 （选填“省力”或“省功”）。 【答案】 杠杆 增加 斜面 省力 【详解】（1）图丁所示的模型，可以认为是一个在力的作用下能绕O点转动的硬棒，即杠杆的模型，所以用到了杠杆的知识。 F1大小不变、l1大小不变，为了减小钢索F2承受的拉力，根据杠杆的平衡条件可知，需要增大l2，根据力臂的定义可知，可以适当增加桥塔的高度。 （2）由图戊可知，该模型利用了斜面原理。 主桥的高度一定的情况下，引桥越长，越省力，机械省力一定费距离，省距离一定费力，任何机械都不能省功。 9．人类发明、使用的机械遍布生活的各个方面，机械的运用对社会生产力发展起到的重要作用。请回答： （1）小明用如图所示杠杆提起重物，O为杠杆AB的支点，B点挂一重物G。若在A点分别施加F1、F2、F3三个力后杠杆均保持水平位置平衡，则这三个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．无法确定 （2）关于机械功和功率，下列说法正确的是（　　） A．机械做功多，功率一定大 B．功率大的机械做功不一定快 C．功率小的机械做功一定慢 D．功率小的机械一定比功率大的机械做功少 （3）如图所示，工人用定滑轮匀速提起50牛的重物，物体在10秒内匀速上升3米（不计绳子重力和摩擦）。此过程中，重物的动能 ，重物的机械能 。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）请计算：拉力做的功 。 【答案】（1）B；（2）C；（3）不变；变大；150J 【详解】（1）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂最长，动力最小。通过作图可知，当杠杆保持水平位置平衡时，动力F2的力臂为OA且最长，故F2最小。故B正确，ACD错误。故选B。 （2）A．功率在数值上等于做的功与所用时间的比值，由于不知道所用的时间，机械做功多，功率不一定大，故A错误； B．功率是表示物体做功快慢的物理量，则功率大的机械做功一定快，故B错误； C．功率是表示物体做功快慢的物理量，则功率小的机械做功一定慢，故C正确； D．比较机械做功的多少，既要看做功的时间，也要看机械功率的大小。不知道做功所用的时间，则功率小的机械不一定比功率大的机械做功少，故D错误。 故选C。 （3）工人用定滑轮把50N的重物匀速提升3m，此过程中，重物的质量和速度均不变，故重物的动能不变，重物的高度增大，重力势能增大，机械能等于重力与势能的总和，故重物的机械能增大。 使用定滑轮提升物体时，不计绳重和摩擦，根据定滑轮的使用特点可知，F=G=50N s=h=3m 则拉力做的功为W=Fs=50N×3m=150J 体育运动中蕴含着丰富的物理知识，从奥运冠军到业余爱好者，物理定律默默塑造着每一块奖牌、每一次突破。 10．阅读短文，回答文后的问题。 中国古代农具——桔槔（jié gāo） 桔槔是中国古代的一种汲水工具，如图甲所示，直杆的中间由竖木支撑或悬吊起来，一端用绳子与水桶相连，另一端绑上或悬上一块重石头。当要汲水时，人用力向下拉绳子，使水桶下降到水面以下并让水进入水桶.当水桶装满水后，人向上拉动绳子，就可让绑重石端的位置下降，同时将提水的容器中的水提升。 （1）桔槔本质上是一种 （填简单机械名称）； （2）使用更大的水桶一次打取更多的水时，为了更省力，末端重物不改变其位置的情况下，其质量应 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）有同学说桔槔另一端绑上的大石头越重越好，你的看法是： ； （4）图乙是桔槔的模型，若，，空水桶重20N，石头重200N，水桶最大装水量200N，则人向上提满桶水时所用的最小力为 N。 【答案】（1）杠杆；（2）增大；（3）见解析；（4）120 【详解】（1）由题意可知，桔槔是一个在力的作用下绕着固定点转动的硬棒，所以桔槔本质上是一种杠杆。 （2）桔槔B端悬挂一个重物，A端悬挂水桶，如果使用更大的水桶一次打取更多的水时，为了更省力，根据杠杆平衡条件可知，B端重物在不改变其位置的情况下，其质量应该增大。 （3）根据杠杆平衡条件可知，在动力臂和阻力臂一定时，阻力越大，需要的动力也就越大，所以大石头越重，人向井内放送水桶时，向下的拉力更大，所以这个说法不正确。 （4）由题意可知，当人向上提桶时，根据杠杆平衡条件可得 G空桶×OA-F拉×L拉=G石×OB 因为G空桶、G石、OA、OB都不变，所以拉力的力臂越大，拉力越小，当人竖直向上拉时，拉力的力臂L拉最大，为OA，此时的拉力最小，由杠杆平衡条件可得 (G桶水-F拉)×OA=G石×OB 代入数据得(200N+20N-F拉)×2m=200N×1m 解得F拉=120N 则人竖直向上提满桶水时所用的最小力为120N。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $