专题05 机械能和简单机械（复习讲义）（广东专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

专题05 机械能和简单机械（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 3 真题动向 核心提炼 拓展提升 考点一 和功率 考点二 及其转化 考点三 04 测·预测闯关 30 命题透视 1．功和功率：侧重力做功的判断、功与功率的计算，多以选择、填空、计算题呈现，常结合广东本地场景（如骑共享单车爬坡、港口货物装卸）考查，难度适中，分值约2分。 2．机械能及其转化：聚焦动能、势能的辨析与相互转化，题型涵盖选择、填空、实验探究，常结合交通、体育、自然情境（如广深高铁运行、龙舟竞渡、瀑布水流）命题，分值约2分。 3．简单机械：侧重杠杆、滑轮、斜面的识别与应用，机械效率计算是中考难点，题型多样，常结合建筑、生活工具（如开平碉楼建筑杠杆、传统杆秤、滑轮组吊装）考查，分值约2-4分。 4．综合应用：机械能与简单机械的综合题多结合广东本地科技、工程、生活情境（如港珠澳大桥吊装工程、新能源汽车能量转化）考查，分值占比约 8%-10%。 命题预测 1．情境化深化：聚焦广东本地科技、工程、生活等情境，强化知识与实际的联系。 2．实验探究升级：突出实验设计、数据处理与误差分析，如测量滑轮组的机械效率、探究动能大小的影响因素等创新实验。 3．跨学科融合：结合语文、生物、地理等学科，考查知识综合运用能力。 复习目标 1．熟练掌握功、功率、机械能、简单机械的核心知识点，构建系统知识体系。 2．突破机械效率计算、杠杆平衡条件应用等重难点，掌握规范解题方法。 3．提升情境化试题分析与综合解题能力，适配广东中考命题风格。 4．强化实验探究与逻辑推理思维，培养科学素养。 考点一 和功率 1．（2025·黑龙江大庆·中考真题）【新情境+体育赛事・结合亚冬会冰壶考察惯性、做功、摩擦力与压强】2025年2月7日至14日，第九届亚洲冬季运动会在黑龙江省哈尔滨市举行，其中冰壶项目深受观众喜爱，关于冰壶运动下列说法正确的是（    ） A．冰壶运动员松手后冰壶继续前行是由于冰壶受到惯性 B．冰壶运动员在推动冰壶向前滑动过程中没有对冰壶做功 C．冰壶运动员快速刷冰可以通过减小摩擦来增大冰壶滑行距离 D．冰壶运动员单脚向前滑行时比双脚站立时对冰面的压强小 【答案】C 【详解】A．惯性不是力，不能说受到惯性，冰壶运动员松手后冰壶继续前行是由于冰壶具有惯性，故A错误； B．冰壶运动员在推动冰壶向前滑动过程中，运动员对冰壶有向前的推力，冰壶在推力的方向上移动了距离，运动员对冰壶做了功，故B错误； C．冰壶运动员快速刷冰，压力不变时，减小了接触面的粗糙程度，减小了摩擦，来增大冰壶滑行距离，故C正确； D．冰壶运动员单脚向前滑行时比双脚站立时受力面积小，压力相等，由可知，冰壶运动员单脚向前滑行时比双脚站立时对冰面的压强大，故D错误。 故选C。 2．（2025·湖南长沙·中考真题）【新情境+科技应用・结合无人机送快递考察参照物、速度与功率计算】无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中，无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力，g取10N/kg。 (1)无人机上升时，以地面为参照物，它是______的； (2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s； (3)在取货点，工作人员将快递放入货箱，无人机再次升空，竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg，取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2，放入货箱的快递质量为______kg。 【答案】(1)运动 (2)1.2 (3)1.4 【详解】（1）无人机上升时，以地面为参照物，无人机的位置发生变化，故它是运动的。 （2）无人机的上升速度 （3）取货前无人机对空货箱的拉力 拉力的功率 取货后无人机对货箱的拉力的功率 由 得 快递与货箱的总质量 快递的质量 3．（2025·黑龙江·中考真题）【新情境+体育锻炼・结合举重运动考察做功与平衡力判断】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】[1]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。 [2]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。 4．（2025·山东济南·中考真题）【新情境 + 生物应用・结合心脏泵血考察压强与功的计算】人体的心脏相当于一个发动机，不断地对血液施加推力，以保持体内血液的循环流动。人在不同状态下，心脏对血液的推力不同。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型，血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。请通过计算回答： (1)人运动时，心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为，血管的等效横截面积为，则心脏本次跳动对血液的推力为多少？ (2)静息时，心脏某次跳动对血液的推力为6.6N，推动血液以的速度匀速运动0.8s，则心脏本次跳动对血液做的功为多少？ 【详解】（1）心脏本次跳动对血液的推力为 （2）血液流动路程为 则心脏本次跳动对血液做的功为 5．（2025·山东东营·中考真题）【新情境+国防科技・结合两栖步兵战车考察浮力、压强与阻力计算】如图所示，是我国目前服役的05式两栖步兵战车。在某次演练中，已知人车总质量为29t，履带着地的总面积为。在陆上，其行驶最大速度可达65km/h；在水中，其最大航速为27km/h，此时发动机输出功率为。（g取10N/kg，中取）求： (1)它漂浮在水面上时排开海水的体积。 (2)距离海水面2.2m深处车身受到海水的压强。 (3)它以最大航速在水中匀速行驶时，受到的水平阻力。 (4)登陆后，两栖战车在水平陆面静止时对地面的压强。 【详解】（1）人车总质量 战车的重力 战车漂浮在水面上，处于漂浮状态，其受到的浮力等于其重力，即 根据阿基米德原理，排开海水的体积 （2）车身受到海水的压强 （3）战车在水中受到的牵引力 战车在水中匀速行驶时，受到的牵引力与水平阻力是一对平衡力，大小相等，所以战车受到的水平阻力 （4）战车在水平陆面静止时，对地面的压力等于其自身重力，即压力 则战车对地面的压强 知识1 功 1、功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。 2、功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J。 3、判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离。 4、不做功的三种情况 （1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳无功”。 （3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），此情况叫“垂直无功”。 5、功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）。 知识2 功率 1、功率定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。 2、功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。 3、功率公式：功率=功/时间，即。 4、功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 5、功率的计算公式应用： （1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （2）计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 1．【新情境+实验探究・结合力传感器考察摩擦力与功的分析】图1中物体M静置在水平桌面上，力传感器（相当于测力计）通过细线与M相连。从时起，缓慢增大细线对M的拉力F，6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0～9s内F随时间t变化的图像。实验中，细线始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．在2～5s内，M所受摩擦力为0 B．在0～3s内，F对M所做的功为6J C．若9s后F增大为6N，则M所受摩擦力也增大为6N D．若9s时撤去F，则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N 【答案】D 【详解】A．物块在6s后某时刻M开始相对桌面运动，此前处于静止且受到与拉力等大的静摩擦力，故在2~5s内摩擦力并非 0，故A错误； B．0~3s内物块尚未移动，水平方向移动距离为 0，拉力对物块做功也为 0，不可能是 6 J，故B 错误； C．6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。由图像可知，M匀速直线运动时的滑动摩擦力等于此时的拉力，为4N，一旦物块运动起来，受到的是恒定的滑动摩擦力，并不会随外力增大而增大到 6 N，故C错误； D．在9s时撤去拉力后，物块还在滑动时，接触面粗糙程度、受到的压力不变，所受的是滑动摩擦力不变，仍为4N，故D正确。 故选D。 2．【新情境+航天科技・结合神舟二十号对接考察参照物、惯性、声音传播与功率】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，其目的是为了增大抓取物体时的摩擦。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 (2) 空气 616 【解析】【小题1】[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，中国空间站核心舱相对于飞船的位置不发生变化，核心舱是静止的。 [2]惯性是物体固有属性，与运动状态无关，空间站绕地球做匀速圆周运动的过程中，空间站具有惯性。 【小题2】[1]空间站的核心舱内有空气，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。 [2]每台霍尔发动机推力的功率为 3．【新情境+户外休闲・结合钓鱼钓具考察力的示意图、功与浮力平衡】钓鱼是比较受欢迎的户外休闲活动之一，图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7 颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如表所示。假如垂钓时 浮子处于理想状态，即浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。 钓鱼爱好者小羽在鱼塘垂钓时，将鱼饵挂在鱼钩上，鱼饵沉到水底后，如图乙所示。 钓具部分参数表： 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量/kg 4×10-4 9×10-4 4×10-4 不计 体积/m3 8×10-7 1×10-7 不计 不计 (1)在图乙中画出鱼饵对塘底的压力示意图。 (2)小羽通过鱼竿将挂有鱼饵的铅坠甩到离岸4米远的水面，挂有鱼饵的铅坠再落入3米深的塘底，从接触水面到落入塘底的过程中，铅坠的重力做功为多少？ (3)当鱼饵被全部吃掉而鱼未上钩，稳定后浮子处于理想状态，则水面下浸没的浮子有多少颗？ 【答案】(1) (2) (3)3颗 【详解】（1）鱼饵压在塘底，压力方向垂直于塘底向下，如下图所示： ds （2）由表可知，铅坠从接触水面到落入塘底 3 米深，铅坠质量 ，重力做功 （3）浸没在水中的1颗浮子受到的浮力 铅坠受到的浮力 当鱼饵被全部吃掉后，而鱼未上钩，稳定后，浮子、铅坠和鱼钩处于平衡状态。 设浸没在水下的浮子数为 ，根据力的平衡关系可知， 即 解得。 1、功率的定义式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。 2、利用公式P=Fv时要注意以下几点 （1）拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变； （2）计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是w； （3）速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。 考点二 及其转化 1．（2025·山东济宁·中考真题）【新情境+生物模型・结合肺呼吸模型考察平衡力、弹性势能与气压】图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜，空气经胶管进入气球，完成“吸气”过程；撤去拉力，橡皮膜恢复原状，气球内一部分空气经胶管排出，完成“呼气”过程。小明分析了该模型，观点如下：①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力；②向下拉橡皮膜的过程中，橡皮膜的弹性势能逐渐增大；③“吸气”时，瓶内气压大于外部大气压；④“呼气”结束时，气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是（　　） A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】D 【详解】手受到的拉力与手对细绳的拉力，这两个力分别作用在细绳和手上，作用在不同的物体上，不是平衡力，所以观点①错误； 向下拉橡皮膜的过程中，橡皮膜发生弹性形变，且形变程度逐渐增大，根据弹性势能的影响因素（弹性形变程度越大，弹性势能越大），橡皮膜的弹性势能逐渐增大，观点②正确； “吸气”时，向下拉橡皮膜，瓶内空间增大，气压减小，瓶内气压小于外部大气压，空气才会经胶管进入气球，所以观点③错误； “呼气”结束时，气球内气压等于外部大气压，这样才能保持平衡，观点④正确。 综上所述，观点②和④正确，故D正确，ABC错误。 故选D。 2．（2025·江苏苏州·中考真题）【新情境+古代科技・结合龙骨水车考察杠杆、功、重力势能与效率】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．长柄摇杆越长，动力臂越长，阻力和阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力越小，踩动时越省力，故A错误； B．踩得越快，单位时间内提水做功越多，即提水做功的功率越大，故B错误； C．提水过程中，随板片上行的水，其质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误； D．减小水车各部件间的摩擦，可以减小额外功，有用功不变，由可知提水效率增大，故D正确。 故选D。 3．（2025·天津·中考真题）【新情境+新质生产力・结合人形机器人考察摩擦力与重力势能】我国大力发展新质生产力。最新研发的人形机器人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，可减小______，使其动作更灵活；山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山下的过程中，这筐橙子的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 摩擦 减小 【详解】[1]“液态润滑剂形成的润滑膜”将两个相互接触的表面分开，可以减小摩擦。 [2]“橙子从山上运往山下的过程中”，橙子的质量不变，位置变低，则重力势能减小。 4．（2025·贵州·中考真题）【新情境+安全隐患・结合广告牌倾倒考察能量转化与实验探究】一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。 接下来请参与他们的探究并回答以下问题： (1)如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为___________能，使铁球具有撞击展板的能量。 (2)小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该___________。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ ___________。（无需说明理由） (3)小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？___________。 (4)在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。 【答案】(1)动 (2) 相同 不能 (3)见详解 (4)见详解 【详解】（1）[1]铁球下落过程中，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能。 （2）[1]要使两次撞击作用相同，必须保证铁球撞击展板时的速度相同，因此摆线被拉开的角度α应该相同。 [2]实验中两块展板都未倾倒，说明撞击力度未达到倾倒临界值，无法比较不同底座宽度的抗倾倒能力，故不能得出“与底座宽度无关”的结论。 （3）通过两次实验过程可以总结：当撞击作用相同时，需观察到两块展板都未倾倒时倾斜的最大角度的不同，或都倾倒时观察倾倒需要的时间的长短不同。 （4）最能得出正确实验结论的方法是能逐渐增大实验所用铁球的质量，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒。具体操作方法如下，方法一：保持摆线角度α相同，逐渐增加铁球质量进行多次撞击，记录使不同底座宽度的展板刚好倾倒时的最小铁球质量。比较发现使窄底座展板倾倒所需铁球质量更小，即可验证猜想。方法二：用同一个铁球，不断增大摆线角度α，但需要保证撞击两块展板时，摆线角度相同，直到观察到其中一块倾倒而另一块未倾倒，也可以验证猜想，那就是在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 知识1 动能和势能 1、的概念：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能；单位是焦耳，符号J。 2、功与能的关系 （1）功是一个过程量，能量是一个状态量。功是描述一个力对物体作用过程中所取得成效的物理量，它是相对于一个过程而言能量是指一个物体具有能够对外做工的本领。 （2）具有能量的物体不一定在做功，但正在做功的物体一定具有能量。 （3）一个物体能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。 3、动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能；影响动能大小的因素是物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 4、重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；影响重力势能大小的因素是物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。 5、弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；影响弹性势能大小的因素是弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。 知识2 机械能及其转化 1、机械能：动能和势能之和称为机械能。 2、机械能的转化 （1）动能和重力势能之间可以相互转化。 （2）动能和弹性势能之间也可以相互转化。 3、机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 4、各种形式的能量都可以相互转化，如电能可以转化为光能和内能；太阳能可以转化为电能等，动能和势能的相互转化只是能量相互转化中的一种形式，能量转化过程中一种能量减少，另一种能量增加。 1．【新情境+运输科技・结合运载无人机考察受力平衡与机械能变化】我国某科技企业发布了一款运载无人机，适用于山地、岸基、乡村运输场景及各类应急场景下的物资运输，如图为正在运输货物的运载无人机，下列说法正确的是（    ） A．无人机在某一高度悬停时，无人机所受的重力和浮力大小相等 B．无人机水平匀速飞行时，货物所受的合力为零 C．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【答案】B 【详解】A．无人机悬停时，主要是依靠四个旋翼旋转产生的升力与重力平衡，而不是浮力，一般情况下，空气浮力相对较小，在分析无人机悬停受力时通常忽略不计，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物随无人机水平匀速飞行，处于平衡状态，货物所受的合力为零，故B正确； C．无人机上升过程中，货物随无人机上升，质量不变，高度增加，货物的重力势能增加，故C错误； D．无人机下降过程中，货物随无人机下降，质量不变，如果速度减小，则货物的动能减小，故D错误。 故选B。 2．【新情境+探月工程・结合嫦娥六号着陆考察机械能变化】2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号返回器采用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹如图所示（虚线圈表示同一高度）。若只考虑空气阻力和重力的影响，则在此过程中，下列关于嫦娥六号返回器的说法中，正确的是（    ） A．嫦娥六号返回器在AB段的重力势能不断增大 B．嫦娥六号返回器在BC段的机械能不断减小 C．嫦娥六号返回器在B点的动能大于在C点的动能 D．嫦娥六号返回器在CD段动能的增加量等于重力势能的减小量 【答案】A 【详解】A．AB段返回器的高度持续升高，其质量不变，根据重力势能的影响因素，高度越高重力势能越大，因此AB段重力势能不断增大，故A正确； BC．BC段返回器在大气层外运动，未受到空气阻力作用，因此机械能保持不变。B和C高度相等，B点的动能等于在C点的动能，故BC错误； D．CD段返回器高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，但过程中仍需克服空气阻力做功，一部分重力势能会转化为内能，因动能的增加量小于重力势能的减小量，故D错误。 故选A。 3．【新情境+探月工程・结合嫦娥五号着陆轨迹考察重力势能与机械能】嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，如图所示为其着陆轨迹简化图，AB段返回器离地球越来越远，它的重力势能___________；BC段返回器的机械能___________；CD段返回器的机械能___________。（以上三空均选填“变大”“不变”或“变小”） 【答案】 变大 不变 变小 【详解】[1]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，AB段返回器离地球越来越远，即高度增大，而返回器的质量不变，因此它的重力势能变大。 [2]BC段返回器在大气层外运动，不受空气阻力，只受到重力作用，动能与重力势能相互转化，BC段返回器的机械能总量不变。 [3]CD段返回器进入大气层，运动过程中克服空气阻力做功，一部分机械能会转化为其它形式的能，导致机械能总量减少。因此，CD段返回器的机械能变小。 4．【新情境+体育赛事・结合跳远助跑考察重力势能、速度与实验探究】课外小组在观看校运会跳远（急行跳远）比赛时，发现运动员起跳前都要助跑，他们想：运动员的跳远成绩是否与起跳时的速度有关？为此，他们安装了如图所示的装置来进行探究：在水平木板上固定一个粗糙程度相同的弧形滑槽，用滑槽中滚下的小球来模拟人的助跑，D点模拟起跳点，木板右边放置沙盘记录小球的落点（不考虑空气的影响）。 请回答下列问题： (1)小球向下滚动过程中，重力势能_____（选填“增大”“不变”或“减小”）； (2)将小球分别从A、B两点静止释放，到达沙盘的运动轨迹分别如图、所示。让小球由不同位置静止释放，是为了让小球到达D点时的速度_____，比较落点距离s1与s2的大小，则可得出初步结论：在其它条件相同时，_____； (3)若要使结论更具普遍性，它们还应进行的操作是_____； (4)在交流评估中，有成员认为，保持滑槽弧形不变。适当增加OD的长度，让小球从同一点静止释放，小球落点距离更远。请判断他的说法是否正确并说明理由。_____，因为_____。 【答案】(1)减小 (2) 不同 其他条件相同时，速度越大，跳得越远 (3)改变小球释放位置多次实验 (4) 不正确 水平面粗糙程度不变，OD越长，小球在OD段克服摩擦力做功越多，到达D点时速度越小，落点距离更近 【详解】（1）小球向下滚动时质量不变，高度降低，因此重力势能减小。 （2）[1]将小球从滑槽不同高度释放，小球下落时重力势能转化的动能不同，到达D点时速度不同，这是控制变量，来探究成绩和起跳速度的关系。 [2]从A点释放时，到达D点的速度较大，由图可知，所以其他条件相同时，起跳速度越大，落点越远，跳远成绩越好。 （3）一次实验结论具有偶然性，要得到普遍规律，需要改变条件多次实验，因此换用不同小球或改变释放位置多次实验即可。 （4）见答案 1、判断物体具有什么形式的能应依据动能、重力势能和弹性势能的定义来完成。另外，一个物体可以只具有一种形式的能，也可以同时具有多种形式的能。 2、分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况，不能只考虑其中的一个方面，特别是忽略物体质量的变化。 3、分析物体重力势能大小变化时，要同时考虑物体的质量和物体所处的高度两个方面。 4、机械能守恒必须是只有动能与势能的转化，只有在不计摩擦、空气阻力时才会守恒，只有在太空中飞行的卫星不受空气阻力，机械能真正守恒，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其他能量的转化。 5、机械能的大小可能是物体的动能与势能的和，可能全部都是物体的动能，也可能全部是物体的势能，在分析机械能的大小时，应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。 考点三 简单机械 1．（2025·山东德州·中考真题）【新情境+传统文化・结合杆秤考察杠杆平衡条件与误差分析】“秤砣虽小压千斤”，杆秤是中国最古老的称量工具，是我国的“国粹”之一。如图甲所示，当不挂秤砣时，在O点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中A点为杠杆的支点 B．若OB=5OA，则“秤砣”的质量为20g C．若秤钩再加挂20g物体，秤砣向左移动可使杆秤再次平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 【答案】B 【详解】A．支点为杠杆绕着转动的点，甲图中O点为杠杆的支点，故A错误； B．若OB=5OA，根据杠杆的平衡条件可知 即 则“秤砣”的质量为，故B正确； C．若秤钩再加挂20g物体，根据杠杆的平衡条件可知 即 可知秤砣向右移动可使杆秤再次平衡，故C错误； D．根据杠杆平衡条件有 秤砣磨损了，质量变小，OB变大，则测量结果将偏大，故D错误。 故选B。 2．（2025·山东潍坊·中考真题）【新情境+机械应用・结合滑轮组拉货物考察功、拉力与机械效率】如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。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。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 【答案】C 【详解】A．支持力的方向垂直于斜面向上，而货物的运动方向是沿斜面向上，支持力与货物的运动方向相互垂直。根据功的计算公式W=Fs，当力的方向与物体运动方向垂直时，力对物体不做功，即支持力做的功为0J，故A不符合题意； B．由图乙可知，10秒内货物匀速移动了4m，因为滑轮组由4段绳子拉动物体，所以绳子自由端移动的距离s绳=4s物=4×4m=16m 电动机的输出功率 P=240W，整个过程的时间 t=10s，可先计算出电动机做的总功W总=Pt=240W×10s=2400J 再根据功的计算公式W=Fs，变形可得电动机对绳子的拉力 故B不符合题意； C．货物的重力G=900N，被提升的高度h=2m，克服货物重力所做的功为有用功W有= Gh=900N×2m=1800J 因为不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，所以额外功仅来自克服货物与斜面之间的摩擦力，即W额= W总－W有= 2400J－1800J=600J 额外功是克服摩擦力所做的功，其计算公式为W额= fs物，变形可得摩擦力 故C符合题意； D．机械效率η是有用功与总功的比值，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不符合题意。 故选C。 3．（2025·湖北武汉·中考真题）【新情境+健身器材・结合拉力器械考察力臂作图、杠杆平衡与拉力变化】为了增强市民身体素质，武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时，将配重片调节至合适的限位孔，紧握把手向下拉，支架就可以绕着转轴转动，底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为10kg，相邻限位孔之间距离为15cm。 (1)请在图中画出某同学在A位置向下拉把手的拉力F的力臂。 (2)该同学在A位置沿图中力F所示的方向刚好能用150N的力拉动把手，拉力的力臂为30cm，接着他将配重片向左移动了一个限位孔，再次在A位置沿图中力F所示的方向刚好拉动把手需要________N的拉力。（不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力） (3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中，拉力大小________（填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”）。 【答案】(1) (2)200 (3)变小 【详解】（1）据图可知，转轴为支点，从支点作F的垂线段就是F的力臂，据此作图： （2）根据F1l1=F2l2计算可知没有移动配重片前的阻力臂 移动配重片之后，阻力臂的长度为60cm，同理计算此时的拉力 （3）竖直缓慢拉动的过程中，阻力臂逐渐减小，阻力不变，动力臂变大，根据F1l1=F2l2分析可知，拉力逐渐变小。 4．（2025·四川资阳·中考真题）【新情境+健身运动・结合俯卧撑考察力与力臂示意图】俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。 【答案】 【详解】过重心A点作竖直向下的带箭头的线段表示重力；支持力垂直水平地面向上，即竖直向上，过B点作竖直向上的带箭头的线段表示支持力；过O点分别作重力、支持力的作用线的垂线段，两垂线段的长度表示各自对应的力臂l，如图所示： 5．（2025·山东济宁·中考真题）【新情境+力学探究・结合杠杆三力平衡考察平衡条件与作图】生活中，经常会看到：三位小朋友一起玩跷跷板时，跷跷板也能平衡，如图甲所示。小明利用实验器材，按图乙所示的方法，探究杠杆受三个力作用时的平衡条件，收集的实验数据如下表所示。 实验次数 左侧 右侧 力臂 力臂 力臂 2.5 (1)分析表中数据，得出杠杆受三个力作用时的平衡条件∶________（用F1、l1、F2、l2、F3、l3表示）。 (2)请在图中的合适位置画出一组（3个）钩码，使杠杆在水平位置平衡_______。 【答案】(1)F1l1=F2l2+F3l3 (2) 【详解】（1）杠杆平衡的本质是“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”的大小关系，当杠杆受三个力作用，令F1在左侧作为动力，F2、F3在右侧均作为阻力。分析数据，易知左侧的“F1l1”与右侧两个阻力的“F2l2”和“F3l3” 之和相等，此时杠杆平衡，因此平衡条件为F1l1=F2l2+F3l3 （2）设每个钩码重力为G，杠杆每格长度为L。左侧4个钩码在9格处，其F1l1=4G×9L=36GL，右侧 4个钩码在3格处，其F2l2=4G×3L=12GL 需添加3个钩码（3G），设其力臂为l3，因左侧“力×力臂”大于右侧，故3个钩码应挂在右侧，满足36GL=12GL +3G×l3 解得l3 =8L，即应在右侧距离支点8格的位置画出3个钩码。如图所示： 6．（2025·四川资阳·中考真题）【新情境+机械运输・结合滑轮组提升深井物体考察距离、摩擦力与机械效率】如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 【详解】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮和物重，故该同学向右移动的距离 （2）绳子的拉力为 该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为 （3）提升过程中滑轮组做的有用功为 同学对滑轮组所做的总功 滑轮组的机械效率 知识1 杠杆 1、杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。  2、杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 3、求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况： （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂。 （2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。 4、画杠杆示意图时应注意 （1）阻力作用点应画在杠杆上：有部分同学认为阻力由石头的重力产生，所以阻力作用点应画在石头重心上，这是错误的。 （2）确定阻力方向：当动力使杠杆绕支点顺时针转动时，阻力一定使杠杆逆时针转动。 （3）力臂不一定在杠杆上：力臂可用虚线画出并用大括号标明，也可用实线画出。 5、杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （2）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 （3）杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 6、杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆； 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂  人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离 天平，定滑轮 知识2 滑轮 1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 2、滑轮分类：定滑轮和动滑轮。 3、定滑轮工作特点：定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 4、动滑轮工作特点：动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 5、滑轮组的工作特点：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （1）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 （2）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；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表示承担物重的绳子的段数）。 6、滑轮组的设计： 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 7、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （1）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 （2）轮轴的公式：F1R=F2r； 8、斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 知识3 机械效率 1、有用功和额外功 （1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。 （2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。 （3）总功：有用功与额外功的和叫总功。 2、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 3、机械效率的计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 4、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 水平匀速拉动物体 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。 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升的高度；s为绳自由端移动的距离；n为承担物重的绳子的段数 其中F摩为物体与水平面的摩擦力；F为拉力；s物为物体移动的距离；S绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的段数 ① ② 其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；F摩为摩 擦力 1．【新情境+建筑施工・结合滑轮组提升建筑材料考察速度、功、功率与机械效率】如图甲所示，工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，已知工人对绳子的拉力F为200N，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为1800J C．拉力F的功率为300W D．减轻货物重力可以提高该装置的机械效率 【答案】C 【分析】由滑轮组结构分析出承担物重的绳子段数，结合滑轮组相关计算所用的公式及表达式求出有用功、总功和机械效率；利用速度计算公式、功率计算公式计算出速度和功率。 【详解】A．由图甲可知，滑轮组承担动滑轮总重的绳子段数，物体匀速提高，绳子自由端移动的距离 由图乙可知，绳子自由端移动9m所用时间，则绳子自由端移动的速度，故A错误； B．物体克服重力所做的功为有用功，故B错误； C．拉力做的功为总功 拉力的功率，故C正确； D．滑轮组的机械效率，减轻货物重力G，会增大，机械效率会降低。故D错误。 故选C。 2．【新情境+高铁建设・结合乌海黄河特大桥考察斜拉桥拉力变化】2025年12月23日，包银高铁包头至惠农段正式建成通车，自此包银高铁实现全线贯通。包银高铁经过高烈度地震区，为了抵抗地震冲击，铁设团队设计了乌海黄河特大桥如图，主桥采用最大跨度310m的钢混混合梁斜拉桥，钢混结合段设置在次边跨跨中，减轻梁重的同时降低主桥地震响应，动车组列车从桥梁右侧匀速驶向索塔A的过程中，索塔A的右侧拉索的拉力______（填变化情况）。 【答案】一直减小 【详解】可以把桥梁看作一个杠杆，支点在索塔底部。动车从桥梁右侧驶向索塔A的过程中，动车对桥梁的压力（阻力）的力臂在逐渐减小，阻力不变，而拉索的拉力（动力）的力臂保持不变。根据杠杆平衡条件，动力会逐渐减小。 3．【新情境+古代运输・结合古人运巨木考察最小动力与力臂作图】图甲为我国古人运送巨木的劳动情景示意图。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，图乙是其简化示意图，O是支点，A是人的施力点，B是绳子的悬挂点，杆自重不计，请在图乙中作出：在A点施加的最小动力F及其力臂L。 【答案】 【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中O是支点，因此以OA作为动力臂，则动力臂最大，动力的方向垂直OA向下，如图所示： 4．【新情境+起重设备・结合液压起重吊车考察杠杆平衡与机械效率】如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。 (1)起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置） (2)起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？ 【详解】（1）货物的重力 吊臂可以看作一个以O点为支点的杠杆。根据杠杆平衡条件可得 支持力 其力臂 货物重力的力臂 吊臂重力的作用点在吊臂的中心，因此其力臂 代入数据可得 解得 （2）有用功 吊臂重心升高的距离 额外功 总功 吊臂对货物做功的效率 1、杠杆可以是直的，也可以是任何形状的；动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上，动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 2、力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离；如果力的作用线恰好通过支点，则其力臂为零。 3、我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。 4、使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力；若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数. 其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 5、功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念；理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多，这是一个误区。 1．2025年哈尔滨亚冬会李心鹏获得自由式滑雪男子个人空中技巧冠军。如图所示为他从跳台斜坡向上腾起及加速下落的分解图，下列有关说法正确的是（　　） A．腾起过程中，重力势能减小 B．腾起到最高点时，动能为零 C．下落过程中，重力势能转化为动能 D．落在雪地斜坡上后，重力势能为零 【答案】C 【详解】A．腾起过程中，运动员的高度升高，质量不变，所以重力势能是增大的，故A错误； B．腾起到最高点时，运动员仍有水平方向的速度，所以动能不为零，故B错误； C．下落过程中，运动员的高度降低，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正确； D．重力势能的大小取决于选取的参考平面，落在雪地斜坡上后，相对于地面仍有一定高度，重力势能不为零，故D错误。 故选C。 2．如图所示是小明同学的自行车，旁边是没有安装的简易款挡泥板。图中标注了四个可能的挡泥板的摆放方式，下列说法正确的是（　　） A．正常向前行驶时，后轮受到的摩擦力向前 B．坐垫做的宽大是为了减小骑行时臀部与坐垫的压力 C．为了雨天骑行时泥水不容易甩到身上前后轮的挡泥板应分别安装在②④处 D．匀速骑行时，人对车做的功全部转化为车的动能 【答案】A 【详解】A．自行车正常向前行驶时，后轮是主动轮，它对地面施加一个向后的力，根据力的作用是相互的，地面会给后轮一个向前的摩擦力，这个摩擦力是自行车前进的动力。故A正确； B．坐垫做的宽大，是在压力一定的情况下，通过增大受力面积来减小压强，从而使人感觉更舒适。故B错误； C．雨天骑行时，车轮会把泥水甩起来。由于惯性，泥水会沿着车轮的切线方向飞出。对于后轮，泥水主要向上和向前甩，会甩到骑车人的背上，所以挡泥板应安装在①处。对于前轮，泥水主要向上和向后甩，会甩到骑车人的腿上，所以挡泥板应安装在③处。故C错误； D．自行车匀速骑行时，速度不变，动能不变。人对车做的功主要用来克服空气阻力和地面摩擦力，转化为内能，而不是转化为车的动能。故D错误。 故选A。 3．如图，两个相同的磁铁球1和2，从相同高度同时自由下落，其中球2途经一根竖直放置的铜管，在铜管中受到一个竖直向上的电磁阻力，其大小随速度增大而增大。某时刻两小球的位置如图中虚线所示（不计空气阻力）。则（　　） A．此时球1的速度等于球2 B．此时球2的速度可能在减小 C．球2在铜管中速度可能一直增大 D．球1和球2到达水平线MN处的动能相等 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，球2经过铜管时，铜管切割磁感线，铜管中产生感应电流，磁铁球2对铜管产生作用力，因为力的作用是相互的，铜管也对磁铁球2产生作用力，从而使球2受到电磁阻力；当两球到达如图位置时，球1的重力势能转化为动能，球2的重力势能转化为动能和电能，球1的高度较小，重力势能减小得较多，球2的重力势能减小得较少，且有部分重力势能转化为电能，所以，球1的动能大于球2的动能，则此时球1的速度大于球2，故A不符合题意； B．球2在铜管中受到重力和电磁阻力，重力竖直向下，电磁阻力竖直向上，且阻力随速度增大而增大。开始时，重力大于电磁阻力，球2所受合外力向下，速度会增大；随着速度增大，电磁阻力增大，但合力仍然向下，速度依然在增大，当电磁阻力等于重力时，球2做匀速运动，所以球2的速度不可能减小，故B不符合题意； C．由选项B的分析可知，在电磁阻力增大到与重力相等之前，球2所受合外力向下，速度一直增大，当电磁阻力等于重力时，球2做匀速运动，所以球2在铜管中速度可能一直增大，直到达到匀速，故C符合题意； D．球1和球2到达水平线MN处时，重力势能的减小量相同，球1的重力势能转化为动能，球2的重力势能转化为动能和电能，所以，球1的动能大于球2的动能，故D不符合题意。 故选C。 4．人体的运动系统由骨骼、肌肉和关节等构成，人体最基本的运动大多是由肌肉牵引骨绕关节转动产生的。下列关于图示中人体的杠杆说法正确的是（　　） A．图甲中手托重物时，人体杠杆是省力杠杆 B．图甲中手托重物时，F2是手对重物的托力 C．图乙中人踮起脚时，人体杠杆是费力杠杆 D．图乙中人向上踮脚的过程中，F1若方向不变则更费力 【答案】D 【详解】A．由图甲可知，手托重物时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．甲中手托重物时，F2是重物对手的压力，故B错误； C．由图乙可知，踮脚时，动力臂变短，但是动力臂仍然大于阻力臂，可视为省力杠杆，故C错误； D．图乙中人向上踮脚的过程中，F1若方向不变，随着踮脚的动作进行，阻力臂增大。由杠杆平衡条件可知，会更费力，故D正确。 故选D。 5．桨板是一项极具挑战性和趣味性的水上运动。如图，展示的是桨板爱好者在湖面练习的情形。下列说法正确的是（　　） A．人用船桨划水时，船桨相当于省力杠杆 B．停止划动船桨，桨板停下的过程中，桨板不受力的作用 C．船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力 D．桨板静止在平静的水面上时，其运动状态保持不变 【答案】D 【详解】A．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．桨板停下的过程中，桨板会受到重力、水的浮力和人对桨板的作用力，故B错误； C．船桨对水的力作用在水上，水对船桨的力作用在船桨上，这两个力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，属于相互作用力，故C错误； D．桨板静止在平静的水面上时，其速度大小和方向不变，因此运动状态保持不变，故D正确。 故选D。 6．（2025·江苏镇江·中考真题）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．由图可知，闸杆的重力作用点在OB的中点，动力臂小于阻力臂，提杆时需用较大的力，故该杠杆为费力杠杆，故A错误； B．力F的力臂应为从转轴O到F的作用线之间的垂直距离，只有当F垂直OA时才等于OA，故B错误； C．闸杆重力作用点在OB的中点，其力臂为OB中点到O点的距离，而非OB，故C错误； D．由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂一定时，动力臂越大所需的动力就越小，当F垂直OA时，力臂最大，F最小，故D正确。 故选D。 7．5月11日，湖北省龙舟公开赛（武汉·洪山站）在南湖水域举行。如图为比赛现场图片。 (1)比赛过程中，运动员所用船桨为_________（填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 (2)运动员通过鼓声来控制自己节奏，确保与其他运动员动作同步，这是利用声音传递_____。 (3)某参赛队伍用时1min20s完成200米直道竞速赛，该队伍比赛过程中平均速度为_______m/s。 【答案】(1)费力 (2)信息 (3)2.5 【详解】（1）因为船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，但省距离。 （2）鼓声作为一种信号，向运动员传递了节奏和同步的指令，因此这是利用声音传递信息。 （3）由已知条件可知，参赛队伍用时，根据速度公式可得，队伍比赛过程中平均速度为 8．图甲为《天工开物》描述的舂米设备——碓（读duì），用柱子架起一根木杠，杠的前端装一块圆形石头（碓头），用脚连续踏动木杠后端，碓头一起一落，可将下面石臼中的谷砸成米或使米砸成粉。将碓简化为图乙所示的________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），已知碓头的质量为30kg，不计木杠的重力，，当木杠在水平位置静止时，人的脚对B端的作用力F的大小为________N。 【答案】 费力 400 【详解】[1]当在B点施加竖直向下的力时，与杠杆垂直，则OB为动力臂，OA为阻力臂，且动力臂小于阻力臂，该杠杆是费力杠杆。 [2]根据杠杆平衡条件可得 人的脚对B端的作用力F的大小为 9．2025年5月10日，代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600，批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。如图甲，匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时，其动能会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。“鲲龙”执行海上救援任务时，可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时，“鲲龙”静止在水面，如图乙，若此时遇险人员被救上“鲲龙”，它受到的浮力__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 变小 变大 【详解】[1]飞机匀速飞行时，速度不变；投水灭火过程中，飞机的总质量不断减小。因此，其动能变小。 [2]“鲲龙”静止在水面时处于漂浮状态，浮力等于自身的总重力。当遇险人员被救上飞机后，飞机的总质量增加，总重力变大，因此它受到的浮力变大。 10．小李喜欢登山。如图甲所示是我省某山地的等高线地形图（单位：米），就他在A点与B点相比，其重力势能较大的是在___________点。体重560N的他在这个过程中克服自身重力所做的功为___________J。在A处小李买了一瓶纯净水，他用手握住竖直的纯净水瓶不动，如图乙所示。则该瓶子受到的摩擦力的方向___________。小李将瓶中水喝光后，用嘴从瓶口向外吸气，发现瓶子变瘪，是由于瓶子受到___________的作用。 【答案】 B 28000 竖直向上 大气压 【详解】[1]根据图中所标的高度，B的高度大，质量不变，则他在A点与B点相比，其重力势能较大的是在B点。 [2]体重560N的他在这个过程中克服自身重力所做的功 [3]用手握住竖直的纯净水瓶不动，处于静止状态，受力平衡，摩擦力与重力平衡，故摩擦力方向竖直向上。 [4]用嘴从瓶口向外吸气，内部压强减小，发现瓶子变瘪，是外侧大气压的作用结果。 11．东汉青铜器铜奔马，又名马踏飞燕，出土于甘肃省武威市雷台汉墓，现为国宝级文物和中国旅游标志。铜奔马三足腾空、一足稳踏在飞燕上，作昂首奔驰状，具有卓越的力学与艺术价值。图2是一件静止在水平台面上的工艺品模型，要在B点用最小的力F使模型绕A点开始逆时针转动，请在图中画出：①F的示意图。②F的力臂L。 【答案】 【详解】由题意知，要在B点用最小的力F使模型绕A点开始逆时针转动，则A点为支点；在阻力和阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力越小，因此应以AB为动力臂，过B点垂直于力臂向下作出动力F，据此作图。 12．如图甲所示，T型杠铃是一种常见的健身器材，它由底座、一个可以绕固定点旋转的横杆和杠铃组成。使用时，双手将杠铃反复拉起便可以锻炼背部和手臂的肌肉。请在图乙的简化图中画出手作用在横杆上A点时的最小拉力F。（图乙中O为固定点） 【答案】 【详解】由杠杆平衡条件可知，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；在双手将杠铃反复拉起时，动力的方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F，如图所示： 13．小华和小丽非常喜欢实验探究，如图是他们“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他们按图示提起钩码时均保持测力计竖直匀速移动，分别测得三组数据如下表所示。请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 测力计用力的方向 甲 1 0.2 1 0.2 向上 乙 1 0.2 1.05 0.2 向下 丙 1 0.2 0.55 0.4 向上 (1)比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是______。 (2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______。 (3)把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______。 (4)做完甲实验后再去做乙实验，此时弹簧测力计______（选填“需要”或“不需要”）重新调零。 (5)在乙实验中，该装置的机械效率为______。 (6)在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为______W。静止时测力计示数______（选填“>”“<”或“=”）0.55N。 (7)对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是______。 【答案】(1)可以省力 (2)可以改变力的方向 (3)测力计移动距离是钩码上升高度的2倍/使用动滑轮费距离 (4)需要 (5)约95.2% (6) 0.055 < (7)动滑轮重不同，额外功不同/乙实验中动滑轮重小于丙实验中动滑轮重，丙实验额外功更多，机械效率更低 【详解】（1）在丙中，拉力，，，，，故使用动滑轮时省力。 （2）对比甲和乙，甲拉力方向向上，乙拉力方向向下，说明定滑轮可以改变力的方向。 （3）钩码升高，丙中测力计移动，，即测力计移动距离是钩码上升高度的2倍️。 （4）甲实验中弹簧测力计向上拉，乙实验中向下拉，弹簧自重会影响示数，因此需要重新调零。 （5） （6）[1]动滑轮绳子段数，拉力速度 [2]匀速运动时需克服动滑轮重力和摩擦力，静止时无摩擦力，故拉力小于。 （7）不计摩擦和绳重，在提起的过程中，丙用的是动滑轮，所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功，丙比乙多做额外功。 14．杆秤作为华夏国粹，制作轻巧、使用方便，曾是商品流通中的重要度量工具。 【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤 【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成，结构如图所示。 称量时将物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡， 根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 制作杆秤时要考虑：材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。 【项目实施】 (1)选材：选择秤杆时必须考虑________（选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”）； (2)制作：①选取一根可忽略重力的杆做秤杆，在秤杆左端选择两点依次标上A、B，在秤杆的B处系上绳子作为提纽；将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘；将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣；手提提纽，若A端偏高，则应将秤砣向________（选填“左”或“右”）移动，使秤杆在水平位置平衡，如图所示，此时在________（选填“提纽”或“秤砣”）的位置标“0”刻度线； ②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤（“0”刻度线已标），请为杆秤标注刻度，简要叙述操作方案：_________。 (3)称量：用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知，忽略绳重，当秤杆在水平位置平衡时， 秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm，则此土豆的质量为_______g。 (4)交流评估：质量不同的秤盘_______（选填“会”或“不会”）影响零刻度线的位置；为增大杆秤的最大称量值，可采取的方法是______。（写出一种即可） 【答案】(1)质地坚硬 (2) 左 秤砣 在秤盘上放100g砝码，移动秤砣，使秤杆在水平位置处于平衡状态，在秤杆上挂绳所处的位置标注刻度并写上数字“100”，0和100之间分为50等份，每一等份表示2g，依次标上相应刻度和数字。 (3) 110/ (4) 会 换用质量更大的秤砣/将提纽向左移动，减小提纽到秤盘的距离 【详解】（1）选材时，杆秤需要秤杆不易变形保证测量准确，因此必须选择质地坚硬的材料。材质名贵、外形美观不影响使用，不是必须考虑的因素。 （2）[1][2]A端偏高，说明杠杆右侧（秤砣侧）的力和力臂的乘积更大，根据杠杆平衡条件，向左移动秤砣可以减小秤砣的力臂，使杠杆平衡；此时秤盘为空，平衡后秤砣所在位置就是零刻度线，因此在秤砣位置标0。 [3]见答案 （3）根据杠杆平衡条件，放土豆平衡时（是秤砣到提纽的距离） 化简得 代入数据得 （4）[1]零刻度线用来平衡秤盘自身重力，秤盘质量不同，平衡时秤砣位置不同，因此会影响零刻度位置。 [2]由第3问解析可知，杆秤的最大称量为，由此可知，为增大最大称量可以换更重的秤砣，或将提纽左移减小提纽到秤盘的距离。 15．独轮车最早为我国汉朝所发明的传统运载工具，如图是清明上河图中所记载独轮车的使用情况。推车者在平直的道路上用独轮车运送货物，他用300N的水平推力推着独轮车，以的速度匀速前进了一段距离，所用的时间为，求： (1)独轮车通过的路程； (2)推力做的功。 【详解】（1）独轮车通过的路程 （2）推力做的功 16．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，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50N，每踩一次碓头上升的高度为50cm，AO长1.5m，OB长0.3m。不计碓杆的重力和摩擦（g=10N/kg）。求： (1)假设一个质量为60kg的农民抬起一只脚工作时，脚掌与地面接触面积约为，此时他对地面的压强。 (2)脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？ (3)若1min将B踩下30次，则人做功的功率是多大？ 【详解】（1）农民的重力 农民单脚站立时，对地面的压力等于重力，即 此时他对地面的压强 （2）根据题意，碓杆可视为一个杠杆，O为支点。已知动力臂 阻力臂 阻力 根据杠杆平衡条件 可得 所以脚至少用250N的力才可以将碓头抬起。 （3）不计碓杆的重力和摩擦，人对碓杆做的功等于克服碓头重力做的功。每踩一次做的功 1分钟内踩下30次，则做的总功 所以人做功的功率 17．阅读短文，回答文后的题目。 目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（BodyMassIndex），编写为BMI。BMI考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。计算公式为：BMI=体重/身高2（体重单位：千克身高单位：米）。《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（BMI）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖。步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。慢步频大步幅意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴、迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力! 学生体重指数（BMI）等级表（单位：千克/米2） 男生 女生 等级 七年级 八年级 九年级 七年级 八年级 九年级 正常 15.5~22.1 15.7~22.5 15.8~22.8 14.8~21.7 15.3~22.2 16.0~22.6 低体重 15.4 15.6 15.7 14.7 15.2 15.9 超重 22.2~24.9 22.6~25.2 22.9~26.0 21.8~24.4 22.3~24.8 22.7~25.1 肥胖 25.0 25.5 26.1 24.5 24.9 25.2 (1)某九年级男生质量80kg，身高180cm，他的体重指数处于________等级； (2)某同学用运动手环记录自己某一次跑步的数据，平均步频180步/分钟，平均步幅100厘米，分析可知：他本次跑步的平均速度为________km/h； (3)一个质量为m千克的同学，在中考体育考试时，选择跳绳考试，他在1分钟内跳了n个，每次跳起的高度约为h米，则他跳绳的功率P=________W；（用题中所给的物理量符号填写表达式） (4)对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是________。 【答案】(1)超重 (2)10.8 (3) (4)小步快跑 【详解】（1）根据BMI的计算公式可得，他的体重指数为 据表格可知，他的体重指数处于超重等级。 （2）已知平均步幅100厘米，则1min运动的路程为 他本次跑步的平均速度为 （3）该同学所做的总功为 则他跳绳的功率为 （4）根据文意，慢步频大步幅意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性，为了能够健康有效锻炼，可以小步快跑。 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 机械能和简单机械（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 3 真题动向 核心提炼 拓展提升 考点一 和功率 考点二 及其转化 考点三 04 测·预测闯关 20 命题透视 1．功和功率：侧重力做功的判断、功与功率的计算，多以选择、填空、计算题呈现，常结合广东本地场景（如骑共享单车爬坡、港口货物装卸）考查，难度适中，分值约2分。 2．机械能及其转化：聚焦动能、势能的辨析与相互转化，题型涵盖选择、填空、实验探究，常结合交通、体育、自然情境（如广深高铁运行、龙舟竞渡、瀑布水流）命题，分值约2分。 3．简单机械：侧重杠杆、滑轮、斜面的识别与应用，机械效率计算是中考难点，题型多样，常结合建筑、生活工具（如开平碉楼建筑杠杆、传统杆秤、滑轮组吊装）考查，分值约2-4分。 4．综合应用：机械能与简单机械的综合题多结合广东本地科技、工程、生活情境（如港珠澳大桥吊装工程、新能源汽车能量转化）考查，分值占比约 8%-10%。 命题预测 1．情境化深化：聚焦广东本地科技、工程、生活等情境，强化知识与实际的联系。 2．实验探究升级：突出实验设计、数据处理与误差分析，如测量滑轮组的机械效率、探究动能大小的影响因素等创新实验。 3．跨学科融合：结合语文、生物、地理等学科，考查知识综合运用能力。 复习目标 1．熟练掌握功、功率、机械能、简单机械的核心知识点，构建系统知识体系。 2．突破机械效率计算、杠杆平衡条件应用等重难点，掌握规范解题方法。 3．提升情境化试题分析与综合解题能力，适配广东中考命题风格。 4．强化实验探究与逻辑推理思维，培养科学素养。 考点一 和功率 1．（2025·黑龙江大庆·中考真题）【新情境+体育赛事・结合亚冬会冰壶考察惯性、做功、摩擦力与压强】2025年2月7日至14日，第九届亚洲冬季运动会在黑龙江省哈尔滨市举行，其中冰壶项目深受观众喜爱，关于冰壶运动下列说法正确的是（    ） A．冰壶运动员松手后冰壶继续前行是由于冰壶受到惯性 B．冰壶运动员在推动冰壶向前滑动过程中没有对冰壶做功 C．冰壶运动员快速刷冰可以通过减小摩擦来增大冰壶滑行距离 D．冰壶运动员单脚向前滑行时比双脚站立时对冰面的压强小 2．（2025·湖南长沙·中考真题）【新情境+科技应用・结合无人机送快递考察参照物、速度与功率计算】无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中，无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力，g取10N/kg。 (1)无人机上升时，以地面为参照物，它是______的； (2)无人机竖直匀速上升时的速度为______m/s； (3)在取货点，工作人员将快递放入货箱，无人机再次升空，竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为1kg，取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2，放入货箱的快递质量为______kg。 3．（2025·黑龙江·中考真题）【新情境+体育锻炼・结合举重运动考察做功与平衡力判断】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。 4．（2025·山东济南·中考真题）【新情境 + 生物应用・结合心脏泵血考察压强与功的计算】人体的心脏相当于一个发动机，不断地对血液施加推力，以保持体内血液的循环流动。人在不同状态下，心脏对血液的推力不同。心脏每次跳动推动血液运动的过程均可等效为如图所示的物理模型，血液在恒定推力作用下沿粗细均匀的血管做匀速直线运动。请通过计算回答： (1)人运动时，心脏某次跳动对血液的推力产生的压强为，血管的等效横截面积为，则心脏本次跳动对血液的推力为多少？ (2)静息时，心脏某次跳动对血液的推力为6.6N，推动血液以的速度匀速运动0.8s，则心脏本次跳动对血液做的功为多少？ 5．（2025·山东东营·中考真题）【新情境+国防科技・结合两栖步兵战车考察浮力、压强与阻力计算】如图所示，是我国目前服役的05式两栖步兵战车。在某次演练中，已知人车总质量为29t，履带着地的总面积为。在陆上，其行驶最大速度可达65km/h；在水中，其最大航速为27km/h，此时发动机输出功率为。（g取10N/kg，中取）求： (1)它漂浮在水面上时排开海水的体积。 (2)距离海水面2.2m深处车身受到海水的压强。 (3)它以最大航速在水中匀速行驶时，受到的水平阻力。 (4)登陆后，两栖战车在水平陆面静止时对地面的压强。 知识1 功 1、功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。 2、功的单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，功的单位是牛•米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J。 3、判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离。 4、不做功的三种情况 （1）物体受力，但物体没有在力的方向上通过距离，此情况叫“劳而无功”。 （2）物体移动了一段距离，但在此运动方向上没有受到力的作用（如物体因惯性而运动），此情况叫“不劳无功”。 （3）物体既受到力，又通过一段距离，但两者方向互相垂直（如起重机吊起货物在空中沿水平方向移动），此情况叫“垂直无功”。 5、功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）。 知识2 功率 1、功率定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示。 2、功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢。 3、功率公式：功率=功/时间，即。 4、功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W。 5、功率的计算公式应用： （1）功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 （2）计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）。 a．推导：由，联立W=Fs，得==Fv。 由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。 b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。 1．【新情境+实验探究・结合力传感器考察摩擦力与功的分析】图1中物体M静置在水平桌面上，力传感器（相当于测力计）通过细线与M相连。从时起，缓慢增大细线对M的拉力F，6s后某时刻M开始相对桌面运动，此后调整F的大小使M沿桌面做匀速直线运动。图2描绘了0～9s内F随时间t变化的图像。实验中，细线始终保持水平。下列说法正确的是（　　） A．在2～5s内，M所受摩擦力为0 B．在0～3s内，F对M所做的功为6J C．若9s后F增大为6N，则M所受摩擦力也增大为6N D．若9s时撤去F，则M继续运动过程中所受摩擦力仍为4N 2．【新情境+航天科技・结合神舟二十号对接考察参照物、惯性、声音传播与功率】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，其目的是为了增大抓取物体时的摩擦。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．【新情境+户外休闲・结合钓鱼钓具考察力的示意图、功与浮力平衡】钓鱼是比较受欢迎的户外休闲活动之一，图甲是钓鱼常用的一种钓具，其主要由鱼钩、铅坠、浮漂（7 颗相同浮子）构成，该钓具各部分参数如表所示。假如垂钓时 浮子处于理想状态，即浸没在水面下的浮子处于同一竖直线上，漂浮在水面上的浮子处于同一水平线上（忽略鱼线弯曲造成的影响，即不计漂浮浮子与浸没浮子之间的相互作用）。 钓鱼爱好者小羽在鱼塘垂钓时，将鱼饵挂在鱼钩上，鱼饵沉到水底后，如图乙所示。 钓具部分参数表： 名称 1颗浮子 铅坠 鱼钩 鱼线 质量/kg 4×10-4 9×10-4 4×10-4 不计 体积/m3 8×10-7 1×10-7 不计 不计 (1)在图乙中画出鱼饵对塘底的压力示意图。 (2)小羽通过鱼竿将挂有鱼饵的铅坠甩到离岸4米远的水面，挂有鱼饵的铅坠再落入3米深的塘底，从接触水面到落入塘底的过程中，铅坠的重力做功为多少？ (3)当鱼饵被全部吃掉而鱼未上钩，稳定后浮子处于理想状态，则水面下浸没的浮子有多少颗？ 1、功率的定义式是指平均功率，即在t时间内的平均功率，而不是某一时刻的瞬时功率。 2、利用公式P=Fv时要注意以下几点 （1）拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变； （2）计算时，v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是w； （3）速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。 考点二 及其转化 1．（2025·山东济宁·中考真题）【新情境+生物模型・结合肺呼吸模型考察平衡力、弹性势能与气压】图是用去掉底部的玻璃瓶制作的一个肺呼吸模型。向下拉橡皮膜，空气经胶管进入气球，完成“吸气”过程；撤去拉力，橡皮膜恢复原状，气球内一部分空气经胶管排出，完成“呼气”过程。小明分析了该模型，观点如下：①手受到的拉力与手对细绳的拉力是一对平衡力；②向下拉橡皮膜的过程中，橡皮膜的弹性势能逐渐增大；③“吸气”时，瓶内气压大于外部大气压；④“呼气”结束时，气球内气压等于外部大气压。观点都正确的选项是（　　） A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 2．（2025·江苏苏州·中考真题）【新情境+古代科技・结合龙骨水车考察杠杆、功、重力势能与效率】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 3．（2025·天津·中考真题）【新情境+新质生产力・结合人形机器人考察摩擦力与重力势能】我国大力发展新质生产力。最新研发的人形机器人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，可减小______，使其动作更灵活；山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山下的过程中，这筐橙子的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 4．（2025·贵州·中考真题）【新情境+安全隐患・结合广告牌倾倒考察能量转化与实验探究】一些容易倾倒的广告牌成为城市的安全隐患，如图甲所示。这一问题引发了小明、小羽的思考：这类广告牌之所以容易倾倒，是否与它们的结构特点有关？通过观察，他们绘制了这类广告牌的结构图（如图乙所示），并猜想：在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒。 为验证猜想，他们制定了如下探究方案：制作两个展板相同、底座长度相同但宽度不同的模型，底座质量不计，如图丙所示。用悬挂于铁架台上的铁球撞击展板，模拟外界对展板的作用，记录观察到的现象并进行分析。 接下来请参与他们的探究并回答以下问题： (1)如图丁所示，他们让铁球静止时与展板接触但不挤压。拉起铁球，松手后铁球由静止向下摆动，铁球的重力势能转化为___________能，使铁球具有撞击展板的能量。 (2)小明先后两次释放铁球，分别撞击两块展板最上端。为使两次的撞击作用相同，摆线被拉开的角度α应该___________。撞击后发现：两块展板都未倾倒。由此，小明得出“广告牌是否容易倾倒与底座宽度无关”的结论。你认为他能否根据实验现象得到这一结论？ ___________。（无需说明理由） (3)小羽对小明的结论提出了质疑。她选用了一个质量更大的铁球，重复上述操作后发现：两块展板都被撞倒。这似乎证明了小明的结论是正确的。你认为当撞击作用相同时，需观察到什么现象，才可对比出哪块展板更容易倾倒？___________。 (4)在不改变实验装置的前提下，如何验证“在广告牌展板相同、底座长度相同的情况下，底座宽度越窄的越容易倾倒”，请写出你的操作方法。 知识1 动能和势能 1、的概念：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能；单位是焦耳，符号J。 2、功与能的关系 （1）功是一个过程量，能量是一个状态量。功是描述一个力对物体作用过程中所取得成效的物理量，它是相对于一个过程而言能量是指一个物体具有能够对外做工的本领。 （2）具有能量的物体不一定在做功，但正在做功的物体一定具有能量。 （3）一个物体能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。 3、动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能；影响动能大小的因素是物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。 4、重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；影响重力势能大小的因素是物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。 5、弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；影响弹性势能大小的因素是弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。 知识2 机械能及其转化 1、机械能：动能和势能之和称为机械能。 2、机械能的转化 （1）动能和重力势能之间可以相互转化。 （2）动能和弹性势能之间也可以相互转化。 3、机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 4、各种形式的能量都可以相互转化，如电能可以转化为光能和内能；太阳能可以转化为电能等，动能和势能的相互转化只是能量相互转化中的一种形式，能量转化过程中一种能量减少，另一种能量增加。 1．【新情境+运输科技・结合运载无人机考察受力平衡与机械能变化】我国某科技企业发布了一款运载无人机，适用于山地、岸基、乡村运输场景及各类应急场景下的物资运输，如图为正在运输货物的运载无人机，下列说法正确的是（    ） A．无人机在某一高度悬停时，无人机所受的重力和浮力大小相等 B．无人机水平匀速飞行时，货物所受的合力为零 C．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 2．【新情境+探月工程・结合嫦娥六号着陆考察机械能变化】2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号返回器采用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹如图所示（虚线圈表示同一高度）。若只考虑空气阻力和重力的影响，则在此过程中，下列关于嫦娥六号返回器的说法中，正确的是（    ） A．嫦娥六号返回器在AB段的重力势能不断增大 B．嫦娥六号返回器在BC段的机械能不断减小 C．嫦娥六号返回器在B点的动能大于在C点的动能 D．嫦娥六号返回器在CD段动能的增加量等于重力势能的减小量 3．【新情境+探月工程・结合嫦娥五号着陆轨迹考察重力势能与机械能】嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，如图所示为其着陆轨迹简化图，AB段返回器离地球越来越远，它的重力势能___________；BC段返回器的机械能___________；CD段返回器的机械能___________。（以上三空均选填“变大”“不变”或“变小”） 4．【新情境+体育赛事・结合跳远助跑考察重力势能、速度与实验探究】课外小组在观看校运会跳远（急行跳远）比赛时，发现运动员起跳前都要助跑，他们想：运动员的跳远成绩是否与起跳时的速度有关？为此，他们安装了如图所示的装置来进行探究：在水平木板上固定一个粗糙程度相同的弧形滑槽，用滑槽中滚下的小球来模拟人的助跑，D点模拟起跳点，木板右边放置沙盘记录小球的落点（不考虑空气的影响）。 请回答下列问题： (1)小球向下滚动过程中，重力势能_____（选填“增大”“不变”或“减小”）； (2)将小球分别从A、B两点静止释放，到达沙盘的运动轨迹分别如图、所示。让小球由不同位置静止释放，是为了让小球到达D点时的速度_____，比较落点距离s1与s2的大小，则可得出初步结论：在其它条件相同时，_____； (3)若要使结论更具普遍性，它们还应进行的操作是_____； (4)在交流评估中，有成员认为，保持滑槽弧形不变。适当增加OD的长度，让小球从同一点静止释放，小球落点距离更远。请判断他的说法是否正确并说明理由。_____，因为_____。 1、判断物体具有什么形式的能应依据动能、重力势能和弹性势能的定义来完成。另外，一个物体可以只具有一种形式的能，也可以同时具有多种形式的能。 2、分析物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和物体运动速度两个因素的变化情况，不能只考虑其中的一个方面，特别是忽略物体质量的变化。 3、分析物体重力势能大小变化时，要同时考虑物体的质量和物体所处的高度两个方面。 4、机械能守恒必须是只有动能与势能的转化，只有在不计摩擦、空气阻力时才会守恒，只有在太空中飞行的卫星不受空气阻力，机械能真正守恒，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其他能量的转化。 5、机械能的大小可能是物体的动能与势能的和，可能全部都是物体的动能，也可能全部是物体的势能，在分析机械能的大小时，应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。 考点三 简单机械 1．（2025·山东德州·中考真题）【新情境+传统文化・结合杆秤考察杠杆平衡条件与误差分析】“秤砣虽小压千斤”，杆秤是中国最古老的称量工具，是我国的“国粹”之一。如图甲所示，当不挂秤砣时，在O点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中A点为杠杆的支点 B．若OB=5OA，则“秤砣”的质量为20g C．若秤钩再加挂20g物体，秤砣向左移动可使杆秤再次平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 2．（2025·山东潍坊·中考真题）【新情境+机械应用・结合滑轮组拉货物考察功、拉力与机械效率】如图甲所示，电动机通过滑轮组沿斜面匀速拉动重为的货物，电动机的输出功率恒为。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。不计滑轮重、绳重及滑轮与绳的摩擦，则内（　　） A．斜面对货物的支持力做功为 B．电动机对绳子的拉力为 C．货物受到斜面的摩擦力为 D．滑轮组的机械效率为 3．（2025·湖北武汉·中考真题）【新情境+健身器材・结合拉力器械考察力臂作图、杠杆平衡与拉力变化】为了增强市民身体素质，武汉很多公园安装了各式各样的健身器材。使用如图所示的器材时，将配重片调节至合适的限位孔，紧握把手向下拉，支架就可以绕着转轴转动，底座上的缓冲垫可以防止支架回落时噪声过大、限位垫可以防止支架转动角度过大。已知配重片的质量为10kg，相邻限位孔之间距离为15cm。 (1)请在图中画出某同学在A位置向下拉把手的拉力F的力臂。 (2)该同学在A位置沿图中力F所示的方向刚好能用150N的力拉动把手，拉力的力臂为30cm，接着他将配重片向左移动了一个限位孔，再次在A位置沿图中力F所示的方向刚好拉动把手需要________N的拉力。（不计支架和把手的重力以及支架和转轴间的摩擦力） (3)该同学紧握把手同一位置沿竖直方向缓慢向下拉的过程中，拉力大小________（填“变小”“不变”“变大”或“先变小后变大”）。 4．（2025·四川资阳·中考真题）【新情境+健身运动・结合俯卧撑考察力与力臂示意图】俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。 5．（2025·山东济宁·中考真题）【新情境+力学探究・结合杠杆三力平衡考察平衡条件与作图】生活中，经常会看到：三位小朋友一起玩跷跷板时，跷跷板也能平衡，如图甲所示。小明利用实验器材，按图乙所示的方法，探究杠杆受三个力作用时的平衡条件，收集的实验数据如下表所示。 实验次数 左侧 右侧 力臂 力臂 力臂 2.5 (1)分析表中数据，得出杠杆受三个力作用时的平衡条件∶________（用F1、l1、F2、l2、F3、l3表示）。 (2)请在图中的合适位置画出一组（3个）钩码，使杠杆在水平位置平衡_______。 6．（2025·四川资阳·中考真题）【新情境+机械运输・结合滑轮组提升深井物体考察距离、摩擦力与机械效率】如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题： (1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s； (2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f； (3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。 知识1 杠杆 1、杠杆定义：在力的作用下绕着固定点转动的硬棒叫杠杆。  2、杠杆五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 3、求最小动力问题，可转化为找最长力臂问题。找最长力臂，一般分两种情况： （1）在动力的作用点明确的情况下，支点到力的作用点的连线就是最长力臂。 （2）在动力作用点未明确时，支点到最远的点的距离是最长力臂。 4、画杠杆示意图时应注意 （1）阻力作用点应画在杠杆上：有部分同学认为阻力由石头的重力产生，所以阻力作用点应画在石头重心上，这是错误的。 （2）确定阻力方向：当动力使杠杆绕支点顺时针转动时，阻力一定使杠杆逆时针转动。 （3）力臂不一定在杠杆上：力臂可用虚线画出并用大括号标明，也可用实线画出。 5、杠杆平衡：杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡。 （1）杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （2）公式的表达式为：F1l1=F2l2。 （3）杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 6、杠杆分为三类：省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆； 类型 力臂的大小关系 力的大小关系 特点 应用 省力杠杆 l1＞l2 F1＜F2 省力、费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、轮轴、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力杠杆 l1＜l2 F1＞F2 费力、省距离 缝纫机踏板、起重臂  人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 等臂杠杆 l1=l2 F1=F2 既不省力也不省距离，既不费力也不费距离 天平，定滑轮 知识2 滑轮 1、滑轮定义：周边有槽，中心有一转动的轮子叫滑轮。因为滑轮可以连续旋转，因此可看作是能够连续旋转的杠杆，仍可以用杠杆的平衡条件来分析。 2、滑轮分类：定滑轮和动滑轮。 3、定滑轮工作特点：定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向。 4、动滑轮工作特点：动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动；动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力，多费1倍距离。 5、滑轮组的工作特点：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置叫做滑轮组;使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 （1）使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数。 （2）用滑轮组提升物体时，虽然省了力，但是费了距离，滑轮组有几段绳子吊着物体，绳子自由端移动的距离就是重物升高距离的几倍；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表示承担物重的绳子的段数）。 6、滑轮组的设计： 第一步：确定动滑轮的个数。首先算出承担所要拉起重物与动滑轮的自重所需要的绳子的根数n，其方法和滑轮组绳子的绕法中的方法相同，然后我们根据每两根绳子需要一个动滑轮来确定动滑轮的个数。当n为偶数时，绳子的固定端应拴在定滑轮上，动滑轮的个数N= ；当n为奇数时，绳子的固定端应拴在动滑轮上，动滑轮的个数 N=。 第二步：确定定滑轮的个数。一般情况下，定滑轮的个数由绳子的段数n和拉力的方向共同决定。当n为奇数且拉力方向向下时，定滑轮的个数应为；拉力的方向向上时，定滑轮的个数为 ．当n为偶数且方向向下时，定滑轮的个数为 ；方向向上时，定滑轮的个数为 - 1。 7、轮轴：由轮和轴组成的，能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。例如汽车方向盘、辘护等。 （1）轮轴的特点：因为轮半径大于轴半径，即杠杆的动力臂大于阻力臂，所以作用在轮上的动力F1总小于作用在轴上的阻力F2．使用轮轴可省力，但是动力作用点移动的距离大于用轮轴提升的重物（钩码）所通过的距离。 （2）轮轴的公式：F1R=F2r； 8、斜面：斜面是简单机械的一种，可用于克服垂直提升重物的困难。将物体提升到一定高度时，力的作用距离和力的大小都取决于倾角。如物体与斜面间摩擦力很小，则可达到很高的效率。 知识3 机械效率 1、有用功和额外功 （1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。 （2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。 （3）总功：有用功与额外功的和叫总功。 2、机械效率的概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 3、机械效率的计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 4、机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 杠杆 滑轮或滑轮组 斜面 提升重物 水平匀速拉动物体 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。 ① ②不计绳重及摩擦 其中G为物重；G动为动滑轮的重力；h为重物上升的高度；s为绳自由端移动的距离；n为承担物重的绳子的段数 其中F摩为物体与水平面的摩擦力；F为拉力；s物为物体移动的距离；S绳为绳子自由端移动的距离；n为承担摩擦力的绳子的段数 ① ② 其中G为物重；h为斜面高度；L为斜面长度；F为拉力；F摩为摩 擦力 1．【新情境+建筑施工・结合滑轮组提升建筑材料考察速度、功、功率与机械效率】如图甲所示，工人利用滑轮组提升重480N的建筑材料，已知工人对绳子的拉力F为200N，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．工人做的有用功为1800J C．拉力F的功率为300W D．减轻货物重力可以提高该装置的机械效率 2．【新情境+高铁建设・结合乌海黄河特大桥考察斜拉桥拉力变化】2025年12月23日，包银高铁包头至惠农段正式建成通车，自此包银高铁实现全线贯通。包银高铁经过高烈度地震区，为了抵抗地震冲击，铁设团队设计了乌海黄河特大桥如图，主桥采用最大跨度310m的钢混混合梁斜拉桥，钢混结合段设置在次边跨跨中，减轻梁重的同时降低主桥地震响应，动车组列车从桥梁右侧匀速驶向索塔A的过程中，索塔A的右侧拉索的拉力______（填变化情况）。 3．【新情境+古代运输・结合古人运巨木考察最小动力与力臂作图】图甲为我国古人运送巨木的劳动情景示意图。他们通过横杆、支架、石块等，将巨木的一端抬起，图乙是其简化示意图，O是支点，A是人的施力点，B是绳子的悬挂点，杆自重不计，请在图乙中作出：在A点施加的最小动力F及其力臂L。 4．【新情境+起重设备・结合液压起重吊车考察杠杆平衡与机械效率】如图所示，一台小型液压起重吊车正在起吊货物，利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动，OA长为1m，假设伸缩撑杆对吊臂的支持力始终垂直于吊臂。起重吊车的重力为，吊起的货物质量为。 (1)起重吊车吊起货物在如图所示位置静止时，伸缩撑杆对吊臂的支持力为，不计摩擦，求吊臂自身所受的重力；（假设吊臂的重心在吊臂中心位置） (2)起重吊车匀速将货物吊起3m的过程中，吊臂对货物做功的效率是多少？ 1、杠杆可以是直的，也可以是任何形状的；动力、阻力都是杠杆的受力，所以作用点在杠杆上，动力、阻力的方向不一定相反，但它们使杠杆的转动的方向相反。 2、力臂是支点到力的作用线的距离，而不是支点到力的作用点的距离；如果力的作用线恰好通过支点，则其力臂为零。 3、我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验是在杠杆水平位置平衡进行的，但在实际生产和生活中，这样的平衡是不多的。在许多情况下，杠杆是倾斜静止，这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止，都可以理解成平衡状态。 4、使用滑轮组时（忽略摩擦阻力）：滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一，即动力；若忽略滑轮重，则有；其中n为承担物重的绳子的段数. 其中：F拉—拉力，G动—动滑轮的重力，G物—被提升物体的重力，n—吊住动滑轮绳子的段数。 5、功率是表示物体做功快慢的物理量，与机械效率是两个完全不同的概念；理解机械效率的定义，明确有用功、额外功和总功之间的关系是解决此类题目的关键。要注意理解功、功率和机械效率的概念，不要误认为功率大的机械，做功就越多，机械效率就越高，或者机械效率高的机械做功就越多，这是一个误区。 1．2025年哈尔滨亚冬会李心鹏获得自由式滑雪男子个人空中技巧冠军。如图所示为他从跳台斜坡向上腾起及加速下落的分解图，下列有关说法正确的是（　　） A．腾起过程中，重力势能减小 B．腾起到最高点时，动能为零 C．下落过程中，重力势能转化为动能 D．落在雪地斜坡上后，重力势能为零 2．如图所示是小明同学的自行车，旁边是没有安装的简易款挡泥板。图中标注了四个可能的挡泥板的摆放方式，下列说法正确的是（　　） A．正常向前行驶时，后轮受到的摩擦力向前 B．坐垫做的宽大是为了减小骑行时臀部与坐垫的压力 C．为了雨天骑行时泥水不容易甩到身上前后轮的挡泥板应分别安装在②④处 D．匀速骑行时，人对车做的功全部转化为车的动能 3．如图，两个相同的磁铁球1和2，从相同高度同时自由下落，其中球2途经一根竖直放置的铜管，在铜管中受到一个竖直向上的电磁阻力，其大小随速度增大而增大。某时刻两小球的位置如图中虚线所示（不计空气阻力）。则（　　） A．此时球1的速度等于球2 B．此时球2的速度可能在减小 C．球2在铜管中速度可能一直增大 D．球1和球2到达水平线MN处的动能相等 4．人体的运动系统由骨骼、肌肉和关节等构成，人体最基本的运动大多是由肌肉牵引骨绕关节转动产生的。下列关于图示中人体的杠杆说法正确的是（　　） A．图甲中手托重物时，人体杠杆是省力杠杆B．图甲中手托重物时，F2是手对重物的托力 C．图乙中人踮起脚时，人体杠杆是费力杠杆D．图乙中人向上踮脚的过程中，F1若方向不变则更费力 5．桨板是一项极具挑战性和趣味性的水上运动。如图，展示的是桨板爱好者在湖面练习的情形。下列说法正确的是（　　） A．人用船桨划水时，船桨相当于省力杠杆 B．停止划动船桨，桨板停下的过程中，桨板不受力的作用 C．船桨对水的力和水对船桨的力是一对平衡力 D．桨板静止在平静的水面上时，其运动状态保持不变 6．（2025·江苏镇江·中考真题）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 7．5月11日，湖北省龙舟公开赛（武汉·洪山站）在南湖水域举行。如图为比赛现场图片。 (1)比赛过程中，运动员所用船桨为_________（填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆。 (2)运动员通过鼓声来控制自己节奏，确保与其他运动员动作同步，这是利用声音传递_____。 (3)某参赛队伍用时1min20s完成200米直道竞速赛，该队伍比赛过程中平均速度为_______m/s。 8．图甲为《天工开物》描述的舂米设备——碓（读duì），用柱子架起一根木杠，杠的前端装一块圆形石头（碓头），用脚连续踏动木杠后端，碓头一起一落，可将下面石臼中的谷砸成米或使米砸成粉。将碓简化为图乙所示的________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”），已知碓头的质量为30kg，不计木杠的重力，，当木杠在水平位置静止时，人的脚对B端的作用力F的大小为________N。 9．2025年5月10日，代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600，批产首架机总装下线。这是我国自主研制的全球最大的水陆两栖特种用途飞机。如图甲，匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时，其动能会__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。“鲲龙”执行海上救援任务时，可一次性救援50名遇险人员。在海上救援时，“鲲龙”静止在水面，如图乙，若此时遇险人员被救上“鲲龙”，它受到的浮力__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 10．小李喜欢登山。如图甲所示是我省某山地的等高线地形图（单位：米），就他在A点与B点相比，其重力势能较大的是在___________点。体重560N的他在这个过程中克服自身重力所做的功为___________J。在A处小李买了一瓶纯净水，他用手握住竖直的纯净水瓶不动，如图乙所示。则该瓶子受到的摩擦力的方向___________。小李将瓶中水喝光后，用嘴从瓶口向外吸气，发现瓶子变瘪，是由于瓶子受到___________的作用。 11．东汉青铜器铜奔马，又名马踏飞燕，出土于甘肃省武威市雷台汉墓，现为国宝级文物和中国旅游标志。铜奔马三足腾空、一足稳踏在飞燕上，作昂首奔驰状，具有卓越的力学与艺术价值。图2是一件静止在水平台面上的工艺品模型，要在B点用最小的力F使模型绕A点开始逆时针转动，请在图中画出：①F的示意图。②F的力臂L。 12．如图甲所示，T型杠铃是一种常见的健身器材，它由底座、一个可以绕固定点旋转的横杆和杠铃组成。使用时，双手将杠铃反复拉起便可以锻炼背部和手臂的肌肉。请在图乙的简化图中画出手作用在横杆上A点时的最小拉力F。（图乙中O为固定点） 13．小华和小丽非常喜欢实验探究，如图是他们“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他们按图示提起钩码时均保持测力计竖直匀速移动，分别测得三组数据如下表所示。请你分析： 实验序号 钩码重G/N 钩码升高高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 测力计用力的方向 甲 1 0.2 1 0.2 向上 乙 1 0.2 1.05 0.2 向下 丙 1 0.2 0.55 0.4 向上 (1)比较测力计拉力的大小，可知：使用动滑轮的好处是______。 (2)比较测力计拉力的方向，可知：使用定滑轮的好处是______。 (3)把钩码升高相同的高度，比较测力计移动的距离，可知：使用动滑轮______。 (4)做完甲实验后再去做乙实验，此时弹簧测力计______（选填“需要”或“不需要”）重新调零。 (5)在乙实验中，该装置的机械效率为______。 (6)在丙实验时，若钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为______W。静止时测力计示数______（选填“>”“<”或“=”）0.55N。 (7)对比乙、丙两次实验中，将同一个物体提升相同的高度，两装置机械效率大小不等的原因是______。 14．杆秤作为华夏国粹，制作轻巧、使用方便，曾是商品流通中的重要度量工具。 【项目提出】跨学科实践小组决定自制杆秤 【项目分析】杆秤由秤杆、秤砣、秤盘、提纽等组成，结构如图所示。 称量时将物体放在秤盘中，移动系秤砣的挂绳使秤杆水平平衡， 根据挂绳所处的位置就可以读出被称物体的质量。 制作杆秤时要考虑：材料的选择、提纽和秤盘位置的确定、零刻度及各刻度的标注等。 【项目实施】 (1)选材：选择秤杆时必须考虑________（选填“材质名贵”“外形美观”或“质地坚硬”）； (2)制作：①选取一根可忽略重力的杆做秤杆，在秤杆左端选择两点依次标上A、B，在秤杆的B处系上绳子作为提纽；将10g的小盘系上细绳固定在A处做秤盘；将20g的钩码系上细绳挂在提纽右侧做秤砣；手提提纽，若A端偏高，则应将秤砣向________（选填“左”或“右”）移动，使秤杆在水平位置平衡，如图所示，此时在________（选填“提纽”或“秤砣”）的位置标“0”刻度线； ②要制作最大称量100g、分度值2g的简易杆秤（“0”刻度线已标），请为杆秤标注刻度，简要叙述操作方案：_________。 (3)称量：用做好的杆秤称量一个土豆的质量。已知，忽略绳重，当秤杆在水平位置平衡时， 秤杆上秤砣的挂绳到B点的距离是30cm，则此土豆的质量为_______g。 (4)交流评估：质量不同的秤盘_______（选填“会”或“不会”）影响零刻度线的位置；为增大杆秤的最大称量值，可采取的方法是______。（写出一种即可） 15．独轮车最早为我国汉朝所发明的传统运载工具，如图是清明上河图中所记载独轮车的使用情况。推车者在平直的道路上用独轮车运送货物，他用300N的水平推力推着独轮车，以的速度匀速前进了一段距离，所用的时间为，求： (1)独轮车通过的路程； (2)推力做的功。 16．研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具叫“舂”，农民捣谷用的，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，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50N，每踩一次碓头上升的高度为50cm，AO长1.5m，OB长0.3m。不计碓杆的重力和摩擦（g=10N/kg）。求： (1)假设一个质量为60kg的农民抬起一只脚工作时，脚掌与地面接触面积约为，此时他对地面的压强。 (2)脚至少用多大的力才可以将碓头抬起？ (3)若1min将B踩下30次，则人做功的功率是多大？ 17．阅读短文，回答文后的题目。 目前，国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准是体质指数，即身体质量指数（BodyMassIndex），编写为BMI。BMI考虑了体重和身高的综合因素，可反映全身性超重和肥胖状况。计算公式为：BMI=体重/身高2（体重单位：千克身高单位：米）。《国家学生体育健康标准》将学生体重指数（BMI）分成四个等级：正常、低体重、超重、肥胖。步频是指跑步时，每分钟脚落地的次数，步幅则是指相邻两步的距离。慢步频大步幅意味着身体重心起伏增加，把过多能量消耗在垂直方向做功上也得不偿失，大大降低跑步经济性。在速度没那么快的情况下，小步快跑更加适合大众跑者。所以，“管住嘴、迈开腿”，大家一起向着健康的生活方式努力! 学生体重指数（BMI）等级表（单位：千克/米2） 男生 女生 等级 七年级 八年级 九年级 七年级 八年级 九年级 正常 15.5~22.1 15.7~22.5 15.8~22.8 14.8~21.7 15.3~22.2 16.0~22.6 低体重 15.4 15.6 15.7 14.7 15.2 15.9 超重 22.2~24.9 22.6~25.2 22.9~26.0 21.8~24.4 22.3~24.8 22.7~25.1 肥胖 25.0 25.5 26.1 24.5 24.9 25.2 (1)某九年级男生质量80kg，身高180cm，他的体重指数处于________等级； (2)某同学用运动手环记录自己某一次跑步的数据，平均步频180步/分钟，平均步幅100厘米，分析可知：他本次跑步的平均速度为________km/h； (3)一个质量为m千克的同学，在中考体育考试时，选择跳绳考试，他在1分钟内跳了n个，每次跳起的高度约为h米，则他跳绳的功率P=________W；（用题中所给的物理量符号填写表达式） (4)对于普通大众跑者来说，为了能够健康有效锻炼，在跑步过程中，对步幅和步频的建议是________。 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $