重难03 机械能和简单机械（2个模块4个考向）（重难专练）（湖南专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

重难03 机械能和简单机械 内容导航 第一部分 重难考向解读 拆解核心难点，明确备考要点 核心模块 重难考向 考法解读/考向预测 第二部分 重难要点剖析 精解核心要点，点拨解题技巧 要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基 模块01 机械能 考向 动能、重力势能、机械能的变化 模块02 简单机械 考向01 杠杆 考向02 滑轮（组） 考向03 机械效率 第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点，精练稳步进阶 重●难●考●向●解●读 核心模块 重难考向 考法解读/预测 模块01 机械能 考向01动能、重力势能、机械能的变化 中考题经常以飞机、火箭、航天器等作载体，考查其运动过程中动能、重力势能以及机械能的变化情况。 模块02 简单机械 考向01杠杆 ①杠杆平衡条件的应用、杠杆的分类、杠杆作图是中考常考问题。 ②滑轮组的省力问题与机械效率的结合是中考计算的热门考点，选择、填空也经常考查，难度中等偏上。 考向02滑轮（组） 考向03机械效率 重●难●要●点●剖●析 模块01 机械能 考向01 动能、重力势能、机械能的变化 要点梳理 1. 动能：物体由于运动而具有的能，其大小与物体的质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。 2. 重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。其大小与物体的质量、所处的高度有关，质量、高度越大，重力势能越大。 3. 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 典例验知 【典例】（2025·湖南长沙·中考真题）在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．机械能减小 【答案】C 【详解】AB．当浮空器匀速升空时，质量不变，速度不变，动能不变，故AB不符合题意； CD．当浮空器匀速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大，动能不变，机械能包括动能和势能，机械能增大，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 技巧点拨 先确定物体的质量、速度、高度的变化，然后判断动能和重力势能的变化，最后判断机械能的变化。 类题夯基 1．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 【答案】C 【详解】B．套圈从a点运动到c点的过程中，由题意可知，不计空气阻力，套圈在整个过程中机械能守恒，机械能保持不变，所以a、b、c三点的机械能相等，故B不符合题意； A．由于b点的位置最高，所以套圈在b点的重力势能最大，故A不符合题意； C．从b点运动到c点的过程中，套圈的质量不变，高度减小，速度增大，则套圈的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C符合题意； D．运动到b点的套圈在水平方向仍然具有一定的速度，若此时所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，套圈将沿水平方向做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的___________能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 模块02 简单机械 考向01 杠杆 要点梳理 1. 杠杆 （1）定义：一根绕固定点转动的硬棒。 （2）五要素：支点——杠杆可以绕其转动的点（O）； 动力——使杠杆转动的力（F1）； 阻力——阻碍杠杆转动的力（F2）； 动力臂——从支点O到动力F1作用线的距离（l1）； 阻力臂——从支点O到动阻F2用线的距离（l2）。 注：①的作用线是指力所在的直线。②动力和阻力都作用在杠杆上。 2. 力和力臂的作图：①力臂作图：先找到支点和力的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线段。②根据力臂画力：过力臂的端点垂直力臂画一条直线，即为力的作用线，该直线与杠杆的交点即为力的作用点。 3. 杠杆平衡条件 （1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点的目的：避免杠杆自重对实验的影响。 （2）实验前调节杠杆水平平衡的方法：哪边高平衡螺母就往哪边调。 注：调节平衡之后，实验过程中不能再调节平衡螺母！ （3）实验中多次调节杠杆水平平衡的目的：便于测量力臂。 （4）实验结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式F1l1=F2l2 典例验知 【典例01】（2025·湖南长沙·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．钢丝钳 B．独轮车 C．船桨 D．托盘天平 【答案】C 【详解】A．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．托盘天平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意。 故选C。 【典例02】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）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； （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。 【答案】 【详解】由于杠杆质地均匀，重心在O2点，重力方向竖直向下，从O2点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，标注为G；过支点O1作重力作用线的垂线，垂线段的长度即为重力的力臂，标注为L2； 根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。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，若使通过定滑轮的绳子施加最小拉力，则以O1点为支点，与定滑轮的轴和O1的连线交滑轮边缘为力臂时，动力臂最大，标注为L1，过该连线与滑轮边缘的交点，作连线的垂线为动力作用线，作用线与杠杆的交点，即为力的作用点，为使杠杆平衡，拉力的方向向上，标注为F，如图所示： 【典例03】（2025·湖南·中考真题）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时的大小，实验数据如下表所示。 物体的重力/N 2 的大小/° 0 15 30 45 60 拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78 (1)请画出图乙中的力臂L（保留作图痕迹）； (2)分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而___________，对颈椎肌肉的影响就越大； (3)若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是___________N； (4)请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：_______________________________。 【答案】(1) (2)增大 (3)220 (4)见解析 【详解】（1）在从支点O向力的作用线作垂线段，垂线段的长度为的力臂L，如图所示： （2）从表中数据可知，当低头角度增大时，拉力传感器的示数也随之增大，由此可推测颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而增大。 （3）由表中数据可知，物体的重力是2N，该学生低头角度为45°时，拉力F1的大小是8.80N，由图乙可知，人低头时头颈部可视为一个杠杆，根据杠杆平衡得到 可知 中学生头颅的重力为50N，根据杠杆平衡得到 得到。 （4）根据杠杆平衡条件可知，为了保护颈椎健康，不要长时间低头，要保持眼睛和书本间的距离或端正坐姿等，尽量避免使阻力臂增大，从而导致动力增大的情况出现。 技巧点拨 1. 最小力的画法：（1）找到支点，然后确定力的作用点——杠杆上离支点最远的点（若题目要求在哪一点画最小力，则不需要再找力的作用点）。（2）连接力的作用点和支点（虚线）；（3）垂直连线画出最小力（注意标垂足和力的方向）。 2. 杠杆的动态平衡：先确定五要素，再根据杠杆平衡条件进行分析。 类题夯基 1．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重物，在A端施加竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡。若保持杠杆位置不变，将力F顺时针从AB方向转动到AC方向，则该过程中力F的大小___________（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），力F与其力臂的乘积___________。作出AC方向上的力F对应的力臂l。 【答案】 变大 不变 / 【详解】[1][2]由图可知，杠杆在水平位置平衡时，重物对杠杠的拉力为阻力，OA中点到O点的距离为阻力臂。当力F从AB方向（竖直向上，此时动力臂为OA的长度）顺时针转动到AC方向时，动力臂逐渐变小。由杠杆平衡条件可知，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，则力F变大；阻力和阻力臂乘积不变，力F与其力臂的乘积不变。 [3]延长力F的作用线，过支点O作力F作用线的垂线段，该垂线段就是力F对应的力臂l，如图所示： 或 2．（2025·山东日照·中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验时，小明和小亮进行了如下交流： (1)小明用钩码和一个弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，杠杆平衡时测力计示数发生变化，如图甲所示。由此小明认为影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关，还与______有关。 (2)小亮认为杠杆在其它位置也能平衡，请指出杠杆在水平位置平衡的好处______。 (3)小明利用图乙所示的实验装置进行实验。先控制杠杆一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量；再控制另一侧的两个量不变，改变这一侧的两个量。下列实验没有使用这种方法的是______（选填序号） A．探究浮力大小与哪些因素有关 B．探究液体压强与哪些因素有关 C．探究平面镜成像特点 D．探究影响导体电阻大小的因素 (4)小明记录实验数据如下，则表中A处应填写______，B处记录的数据应是______。 实验次数 动力 动力臂 A 阻力臂 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 1.0 10.0 1.0 10.0 3 2.0 5.0 1.0 B (5)小亮用一根长为1m、分度值为1cm、粗细均匀的钢直尺来制作杆秤，如图丙所示，制作过程如下： ①分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处钻了小孔A和B，各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽。在秤钩处悬挂秤盘，把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20.0cm处的C点时，杆秤刚好在水平位置平衡，此处即为该杆秤的“定盘星”。 ②小亮用这个自制的杆秤称量某物体时，在秤盘中放入待测物体，移动秤砣到D点时，杆秤在水平位置平衡。结合杠杆平衡条件可知，则此物体的质量为______g，杆秤的量程为______g。 ③请帮小亮提出一种提高杆秤量程的方法______。 【答案】(1)力的方向 (2)便于测量力臂 (3)C (4) 阻力 10.0 (5) 120 320 增加秤砣的质量 【详解】（1）保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，力的方向改变，杠杆平衡时测力计示数发生变化，由此可知影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关，还与力的方向有关。 （2）杠杆在水平位置平衡时，可以直接在杠杆上读出力臂的长度，这样测量力臂时会更加方便和准确。 （3）先控制杠杆一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量；再控制另一侧的两个量不变，改变这一侧的两个量，这种实验方法是控制变量法。 A．探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时要控制液体密度不变，采用了控制变量法，故A不符合题意； B．探究液体压强与深度的关系时，要控制液体密度不变，采用了控制变量法，故B不符合题意； C．探究平面镜成像特点采用了等效替代的方法，故C符合题意； D．探究导体电阻与导体长度的关系时，要控制导体材料、横截面积相同，采用了控制变量法，故D不符合题意。 故选C。 （4）[1]实验中要记录阻力的大小，则A处应填写阻力。 [2]根据杠杆平衡条件，则有2N×5cm=1N×l2 解得l2=10.0cm，则B处记录的数据应是10.0。 （5）[1]由图可知，，根据杠杆平衡条件可知 则有 则此物体的质量为。 [2]当秤砣在100.0cm刻度线时，杠杆平衡时物体的质量最大，此时 根据杠杆平衡条件可知 则有 则杆秤的量程为。 [3]根据杠杆平衡条件，要提高杆秤量程可以增大秤砣的质量，将支点向左移动，减小，或者换用更长的钢直尺等。 考向02 滑轮（组） 要点梳理 1. 滑轮 （1）定滑轮：不省力也不费距离，但能改变力的方向。 （2）动滑轮：省力但费距离，不能改变力的方向。 物体重力为G，上升高度为h，动滑轮重力为G动，自由端拉力为F，移动距离为s，则s=2h，若不计绳重及摩擦，则有。 2. 滑轮组 （1）绳子段数：拉动滑轮的绳子段数。如图甲n=2，图乙n=3。 （2）距离关系：s=nh。（h为物体或动滑轮移动距离，s为自由端移动距离） （3）以动滑轮为研究对象，受力分析（不计绳重及摩擦）则（F为自由端拉力） （4）绕线：由内向外，奇动偶定，最省力从动滑轮开始。 典例验知 【典例01】（2025·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N 【答案】A 【详解】作用在绳子自由端的拉力 用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升，则动滑轮承担的绳子股数为n=2，则 若，则 但实际动滑轮必有重力，即 因此拉力 则作用在绳子自由端的拉力不可能是1N，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 【典例02】（2025·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为_________J，滑轮组有用功的功率为_________W。 【答案】 300 12 【详解】[1]由图可知动滑轮上有三段绳子，则拉力移动的距离是物体移动距离的三倍，拉力做的功为 [2]摩擦力大小为 克服摩擦力做的功为有用功，即 滑轮组有用功的功率为 技巧点拨 力的关系式是需要满足不计绳重及摩擦，审题时一定要注意是否有这个条件。可以通过受力分析得到力的关系式。 类题夯基 1．（2025·江西抚州·模拟预测）某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 【答案】D 【详解】由图可知，甲衣架相当于定滑轮，乙衣架相当于动滑轮，承担物重的绳子段数。 B．不考虑绳子的自重和摩擦，根据可知，动滑轮（乙衣架）的重力为 则乙衣架的质量为，故B错误； A．甲衣架的重力为，绕过甲衣架的绳子有6段，不考虑绳子的自重和摩擦，则甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为，故A错误； C．自由端绳子通过的距离为，故C错误； D．拉力F所做的有用功为，故D正确。 故选D。 考向03 机械效率 要点梳理 1. 机械效率 （1）有用功：不用机械时所需力做的功W有。 （2）总功：使用机械时动力所做的功W总。 （3）额外功：不需要但不得不做的功W额。W总=W有+W额 （4）机械效率：。注：机械效率一定小于1！！！ 2. 斜面的机械效率 有用功： W有=Gh 总功： W总=Fs 额外功： W额= Fs - Gh或 注：当斜面光滑—— 3. 滑轮组的机械效率（以右图为例） 有用功： W有=Gh 总功： W总=Fs 额外功： W额= Fs - Gh 注：不计绳重及摩擦： 机械效率： 不计绳重及摩擦： 典例验知 【典例01】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N，施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N，将物体提升10m。下列说法错误的是（　　） A．此过程中有用功为3000J B．使用动滑轮可以省力 C．该动滑轮的机械效率为100% D．此过程中拉力做的总功为4000J 【答案】C 【详解】A．此过程中有用功为 故A正确，不符合题意； B．使用动滑轮可以省力，但是费距离，故B正确，不符合题意； D．动滑轮有效绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则此过程中拉力做的总功为 故D正确，不符合题意； C．该动滑轮的机械效率为 故C错误，符合题意。 故选C。 【典例02】（2025·山东泰安·中考真题）重300N的货物静止在仓库水平地面上，与地面的接触面积为。工人用如图所示的滑轮组，将该货物匀速提升到3m高的货架上，工人对绳子竖直向下的拉力为200N。求： (1)货物静止在水平地面上时，对地面的压强； (2)滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2)75% 【详解】（1）货物的重力为G=300 N，接触面积为S=800cm2=800×10⁻4m2=0.08 m2 货物静止在水平地面上时，对地面的压强 （2）由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，滑轮组的机械效率 技巧点拨 有用功是不用机械时为了实现目的而需要的力做的功，总功是使用机械后动力做的功。 类题夯基 1．（2025·山东德州·中考真题）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 (1)请在答题卡指定的位置画出货物所受重力G的示意图______。 (2)已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为______W，斜面的机械效率为______，物体在斜面上运动时所受摩擦力为______N。 【答案】(1) (2) 400 75% 100 【详解】（1）重力的方向为竖直向下，作用点在货物的重心上。 （2）[1]此过程中推力的功率 [2]有用功 总功 斜面的机械效率 [3]额外功 物体在斜面上运动时所受摩擦力 2．（2025·四川资阳·中考真题）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）。 【答案】(1)6m (2)300N (3)88.9% 【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 重●难●提●分●必●刷 1．（2025·四川巴中·中考真题）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是（　　） A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 【答案】D 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 在a到b的过程中，小朋友的质量不变，高度降低，小朋友的重力势能变小，故A错误； B．动能的大小与物体的质量和速度有关。 在b到c的过程中，小朋友的质量不变，速度逐渐减小，小朋友的动能变小，故B错误； C．在荡秋千的过程中，小朋友会受到空气阻力的作用，空气阻力会对小朋友做功，将一部分机械能转化为内能，导致机械能逐渐减小。 所以在整个过程中，小朋友在初始位置a点时机械能最大，随着摆动过程的进行，机械能逐渐减小，b点处的机械能不是最大的，故C错误； D．由于小朋友在荡秋千的过程中，要克服空气阻力做功，根据能量守恒定律，一部分机械能会转化为内能，所以机械能会不断减小，即整个过程小朋友机械能一直在减小，故D正确。 故选D。 2．（2025·四川·中考真题）使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．托盘天平 C．钳子 D．镊子 【答案】C 【详解】A．在使用筷子时，支点在筷子的上端，动力作用点在筷子中部，阻力作用点在筷子的下端夹取物体的位置。此时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A不符合题意； B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，它是等臂杠杆，故B不符合题意； C．使用钳子时，支点在钳子的转轴处，动力作用在钳子的手柄上，阻力作用在钳口处夹物体的位置。此时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意； D．使用镊子时，支点在镊子的上端，动力作用点在镊子的中部，阻力作用点在镊子的下端夹取物体的位置。此时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 3．（2025·甘肃兰州·中考真题）在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点，托盘固定在A点，OA∶OC＝1∶4，托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是（    ） A．增大托盘里被测物体的质量，电压表的示数会变小 B．电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处 C．若R0的阻值为120Ω，则电子秤能测量的最大质量为120kg D．若只将托盘的固定点从A移至B，则电子秤的量程变大 【答案】C 【详解】A．增大托盘里被测物体的质量，F2变大，由杠杆的平衡条件F1l1=F2l 2可知，力臂不变的情况下，F1变大，即C端对压敏电阻的压力变大，由图乙可知，压敏电阻阻值R变小，由串联电路的分压规律可知，电压表示数U0变大，故A错误； B．当电子秤的示数为0kg时，C点对压敏电阻的压力为0，此时压敏电阻的阻值为300Ω，由串联电路的电压分配规律可得 解得U0=1V 故B错误； C．电子秤测量最大质量时，电压表示数最大，由串联电路的分压规律可得 解得R′=120Ω，由图乙可知此时电子秤受到的压力F1=300N，由杠杆的平衡条件可得物体的重力 所以此时称量的最大质量 故C正确； D．由杠杆的平衡条件可知，在动力和动力臂的乘积不变时，将托盘的固定点从A移至B，将增大阻力臂l2，则阻力F2将变小，即称量的物体的重力变小，由公式可知质量变小，所以电子秤的量程将变小。 故D错误。 故选C。 4．（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（   ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 【答案】C 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子段数n=3。所以绳子自由端移动的距离，不是12m，故A错误； B．有用功是克服物体重力做的功，所以工人做的有用功，不是2300J，故B错误； C．拉力做的总功 则拉力的功率，故C正确； D．不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率 由此可知，当提起的物体越重（越大），越小，越大，滑轮组的机械效率越高，故D错误。 故选C。 5．（2025·江苏常州·中考真题）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能______、重力势能______、机械能______。 【答案】 变大 变大 变大 【详解】[1]动能的大小与物体的质量和速度有关，两颗卫星结合后环绕地球做匀速转动，速度不变，但北斗G7卫星注入了燃料，质量变大，所以其动能变大。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，两颗卫星距地高度不变，北斗G7卫星质量变大，所以重力势能变大。 [3]机械能是动能与重力势能的总和，因为动能变大，重力势能也变大，所以机械能变大。 6．（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 【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，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图. 7．（2025·广东深圳·中考真题）枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。（注：实验中所用钩码的规格相同） (1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图所示，此时枧枧同学判断杠杆处于_______（填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量_______； (3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如表： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 20.0 1.0 20.0 3 1.5 10.0 1.0 15.0 4 2.0 15.0 1.5 20.0 龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。 龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验_____中原理相同； (4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法；____________________ (5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB＝2∶9，秤砣质量为100g，则重物所受的重力为________N。（g取10N/kg） 【答案】(1)平衡 (2)力臂 (3)1 (4)见解析 (5)4.5 【详解】（1）根据杠杆平衡状态的定义，杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，就处于平衡状态。实验前杠杆虽然倾斜，但处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态。 （2）在探究杠杆平衡条件实验中，把杠杆调到水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂的大小，目的是便于测量力臂。 （3）钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。分析表格数据，实验1中的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，与钢丝钳原理相同。 （4）可选用重垂线来判断杠杆是否水平。实验过程和方法为：将重垂线固定在杠杆的支点上方，使重垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆处于水平位置；若不垂直，则杠杆不水平。 （5）秤砣重力G砣=m砣g=0.1kg×10N/kg=1N 根据杠杆平衡条件得到G砣×OB=G×OA 物体的重力 8．（2025·江苏常州·中考真题）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在内，质量为的重物被匀速竖直提升，此过程中，工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦，取，求： (1)工人对绳端施加的拉力； (2)滑轮受到的重力； (3)此过程中，滑轮的机械效率。 【答案】(1)150N (2)30N (3)90% 【详解】（1）已知在内，物体竖直向上移动的距离是10m，则物体上升的速度为 由于是动滑轮，绳端移动速度是物体移动速度的2倍，即 可得工人对绳端施加的拉力 （2）不计绳重与摩擦，根据可得，动滑轮的重力为 （3）提升物体过程中做的有用功为 绳末端拉力做的总功为 滑轮的机械效率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难03 机械能和简单机械 内容导航 第一部分 重难考向解读 拆解核心难点，明确备考要点 核心模块 重难考向 考法解读/考向预测 第二部分 重难要点剖析 精解核心要点，点拨解题技巧 要点梳理 典例验知 技巧点拨 类题夯基 模块01 机械能 考向 动能、重力势能、机械能的变化 模块02 简单机械 考向01 杠杆 考向02 滑轮（组） 考向03 机械效率 第三部分 重难提分必刷 靶向突破难点，精练稳步进阶 重●难●考●向●解●读 核心模块 重难考向 考法解读/预测 模块01 机械能 考向01动能、重力势能、机械能的变化 中考题经常以飞机、火箭、航天器等作载体，考查其运动过程中动能、重力势能以及机械能的变化情况。 模块02 简单机械 考向01杠杆 ①杠杆平衡条件的应用、杠杆的分类、杠杆作图是中考常考问题。 ②滑轮组的省力问题与机械效率的结合是中考计算的热门考点，选择、填空也经常考查，难度中等偏上。 考向02滑轮（组） 考向03机械效率 重●难●要●点●剖●析 模块01 机械能 考向01 动能、重力势能、机械能的变化 要点梳理 1. 动能：物体由于运动而具有的能，其大小与物体的质量、速度有关，质量、速度越大，动能越大。 2. 重力势能：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫作重力势能。其大小与物体的质量、所处的高度有关，质量、高度越大，重力势能越大。 3. 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 典例验知 【典例】（2025·湖南长沙·中考真题）在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的（　　） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．机械能减小 技巧点拨 先确定物体的质量、速度、高度的变化，然后判断动能和重力势能的变化，最后判断机械能的变化。 类题夯基 1．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 2．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的___________能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 模块02 简单机械 考向01 杠杆 要点梳理 1. 杠杆 （1）定义：一根绕固定点转动的硬棒。 （2）五要素：支点——杠杆可以绕其转动的点（O）； 动力——使杠杆转动的力（F1）； 阻力——阻碍杠杆转动的力（F2）； 动力臂——从支点O到动力F1作用线的距离（l1）； 阻力臂——从支点O到动阻F2用线的距离（l2）。 注：①的作用线是指力所在的直线。②动力和阻力都作用在杠杆上。 2. 力和力臂的作图：①力臂作图：先找到支点和力的作用线，然后从支点作力的作用线的垂线段。②根据力臂画力：过力臂的端点垂直力臂画一条直线，即为力的作用线，该直线与杠杆的交点即为力的作用点。 3. 杠杆平衡条件 （1）把质量分布均匀的杠杆中点作为支点的目的：避免杠杆自重对实验的影响。 （2）实验前调节杠杆水平平衡的方法：哪边高平衡螺母就往哪边调。 注：调节平衡之后，实验过程中不能再调节平衡螺母！ （3）实验中多次调节杠杆水平平衡的目的：便于测量力臂。 （4）实验结论：动力×动力臂=阻力×阻力臂。公式F1l1=F2l2 典例验知 【典例01】（2025·湖南长沙·中考真题）下列属于费力杠杆的是（　　） A．钢丝钳 B．独轮车 C．船桨 D．托盘天平 【典例02】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）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； （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。 【典例03】（2025·湖南·中考真题）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加的拉力模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头颈部在不同位置平衡时的大小，实验数据如下表所示。 物体的重力/N 2 的大小/° 0 15 30 45 60 拉力传感器的示数/N 0 3.22 6.22 8.80 10.78 (1)请画出图乙中的力臂L（保留作图痕迹）； (2)分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而___________，对颈椎肌肉的影响就越大； (3)若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉力大小是___________N； (4)请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：_______________________________。 技巧点拨 1. 最小力的画法：（1）找到支点，然后确定力的作用点——杠杆上离支点最远的点（若题目要求在哪一点画最小力，则不需要再找力的作用点）。（2）连接力的作用点和支点（虚线）；（3）垂直连线画出最小力（注意标垂足和力的方向）。 2. 杠杆的动态平衡：先确定五要素，再根据杠杆平衡条件进行分析。 类题夯基 1．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，轻质杠杆OA的中点悬挂一重物，在A端施加竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡。若保持杠杆位置不变，将力F顺时针从AB方向转动到AC方向，则该过程中力F的大小___________（选填“变大”“变小”或“不变”，下同），力F与其力臂的乘积___________。作出AC方向上的力F对应的力臂l。 2．（2025·山东日照·中考真题）在“探究杠杆的平衡条件”实验时，小明和小亮进行了如下交流： (1)小明用钩码和一个弹簧测力计使杠杆在水平位置平衡。保持钩码位置不变，改变弹簧测力计与杠杆的角度，杠杆平衡时测力计示数发生变化，如图甲所示。由此小明认为影响杠杆平衡的因素除了与力的大小有关，还与______有关。 (2)小亮认为杠杆在其它位置也能平衡，请指出杠杆在水平位置平衡的好处______。 (3)小明利用图乙所示的实验装置进行实验。先控制杠杆一侧的两个量不变，改变另一侧的两个量；再控制另一侧的两个量不变，改变这一侧的两个量。下列实验没有使用这种方法的是______（选填序号） A．探究浮力大小与哪些因素有关 B．探究液体压强与哪些因素有关 C．探究平面镜成像特点 D．探究影响导体电阻大小的因素 (4)小明记录实验数据如下，则表中A处应填写______，B处记录的数据应是______。 实验次数 动力 动力臂 A 阻力臂 1 1.0 10.0 0.5 20.0 2 1.0 10.0 1.0 10.0 3 2.0 5.0 1.0 B (5)小亮用一根长为1m、分度值为1cm、粗细均匀的钢直尺来制作杆秤，如图丙所示，制作过程如下： ①分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处钻了小孔A和B，各用细绳穿过小孔作为秤钩和提纽。在秤钩处悬挂秤盘，把质量为20g的钩码挂在细绳上作为秤砣。移动秤砣到20.0cm处的C点时，杆秤刚好在水平位置平衡，此处即为该杆秤的“定盘星”。 ②小亮用这个自制的杆秤称量某物体时，在秤盘中放入待测物体，移动秤砣到D点时，杆秤在水平位置平衡。结合杠杆平衡条件可知，则此物体的质量为______g，杆秤的量程为______g。 ③请帮小亮提出一种提高杆秤量程的方法______。 考向02 滑轮（组） 要点梳理 1. 滑轮 （1）定滑轮：不省力也不费距离，但能改变力的方向。 （2）动滑轮：省力但费距离，不能改变力的方向。 物体重力为G，上升高度为h，动滑轮重力为G动，自由端拉力为F，移动距离为s，则s=2h，若不计绳重及摩擦，则有。 2. 滑轮组 （1）绳子段数：拉动滑轮的绳子段数。如图甲n=2，图乙n=3。 （2）距离关系：s=nh。（h为物体或动滑轮移动距离，s为自由端移动距离） （3）以动滑轮为研究对象，受力分析（不计绳重及摩擦）则（F为自由端拉力） （4）绕线：由内向外，奇动偶定，最省力从动滑轮开始。 典例验知 【典例01】（2025·新疆·中考真题）小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时，作用在绳子自由端的拉力不可能是（　　） A．1.0N B．1.2N C．1.4N D．1.6N 【典例02】（2025·四川南充·中考真题）如图所示，重为100N的物体在水平拉力F为10N的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动，物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了10m，则拉力所做的功为_________J，滑轮组有用功的功率为_________W。 技巧点拨 力的关系式是需要满足不计绳重及摩擦，审题时一定要注意是否有这个条件。可以通过受力分析得到力的关系式。 类题夯基 1．（2025·江西抚州·模拟预测）某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示，他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.5m，绳端拉力大小只有0.8N（不考虑绳子的自重和摩擦g取10N/kg），下列说法正确的是（　　） A．甲衣架与天花板之间那段绳子的拉力为4.8N B．乙衣架的质量为1N C．自由端绳子通过的距离为3m D．拉力F所做的有用功为1.5J 考向03 机械效率 要点梳理 1. 机械效率 （1）有用功：不用机械时所需力做的功W有。 （2）总功：使用机械时动力所做的功W总。 （3）额外功：不需要但不得不做的功W额。W总=W有+W额 （4）机械效率：。注：机械效率一定小于1！！！ 2. 斜面的机械效率 有用功： W有=Gh 总功： W总=Fs 额外功： W额= Fs - Gh或 注：当斜面光滑—— 3. 滑轮组的机械效率（以右图为例） 有用功： W有=Gh 总功： W总=Fs 额外功： W额= Fs - Gh 注：不计绳重及摩擦： 机械效率： 不计绳重及摩擦： 典例验知 【典例01】（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个工人利用动滑轮匀速提升重物。已知物重300N，施加在绳自由端竖直向上的拉力为200N，将物体提升10m。下列说法错误的是（　　） A．此过程中有用功为3000J B．使用动滑轮可以省力 C．该动滑轮的机械效率为100% D．此过程中拉力做的总功为4000J 【典例02】（2025·山东泰安·中考真题）重300N的货物静止在仓库水平地面上，与地面的接触面积为。工人用如图所示的滑轮组，将该货物匀速提升到3m高的货架上，工人对绳子竖直向下的拉力为200N。求： (1)货物静止在水平地面上时，对地面的压强； (2)滑轮组的机械效率。 技巧点拨 有用功是不用机械时为了实现目的而需要的力做的功，总功是使用机械后动力做的功。 类题夯基 1．（2025·山东德州·中考真题）如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。 (1)请在答题卡指定的位置画出货物所受重力G的示意图______。 (2)已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中推力的功率为______W，斜面的机械效率为______，物体在斜面上运动时所受摩擦力为______N。 2．（2025·四川资阳·中考真题）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）。 重●难●提●分●必●刷 1．（2025·四川巴中·中考真题）图甲是小朋友荡秋千的情景，其过程可简化为图乙所示，下列描述正确的是（　　） A．a到b的过程小朋友重力势能变大 B．b到c的过程小朋友动能变大 C．b点处小朋友的机械能最大 D．整个过程小朋友机械能一直在减小 2．（2025·四川·中考真题）使用各种简单机械，可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是（　　） A．筷子 B．托盘天平 C．钳子 D．镊子 3．（2025·甘肃兰州·中考真题）在课外实践制作活动中，小红将量程为0~3V的电压表改装成一个测量质量的电子秤，原理如图甲所示。电源电压恒为6V，定值电阻R0的阻值为60Ω，压敏电阻R的阻值随压力的变化关系如图乙所示。O点是杠杆OAC的支点，托盘固定在A点，OA∶OC＝1∶4，托盘及杠杆等组件的质量忽略不计。下列说法正确的是（    ） A．增大托盘里被测物体的质量，电压表的示数会变小 B．电子秤的0kg刻度线应标注在电压表刻度盘1.2V的刻度线处 C．若R0的阻值为120Ω，则电子秤能测量的最大质量为120kg D．若只将托盘的固定点从A移至B，则电子秤的量程变大 4．（2025·山东青岛·中考真题）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（   ） A．绳子自由端移动的距离为12m B．工人做的有用功为2300J C．拉力的功率为300W D．提起的物体越重，此滑轮组的机械效率越低 5．（2025·江苏常州·中考真题）2025年2月20日，实践二十五号卫星与北斗G7卫星对接之后，实践二十五号卫星为北斗G7卫星注入142kg燃料。燃料加注过程中，两颗卫星结合在一起环绕地球做匀速转动且距地高度不变，加注过程中北斗G7卫星的动能______、重力势能______、机械能______。 6．（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。 7．（2025·广东深圳·中考真题）枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。（注：实验中所用钩码的规格相同） (1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图所示，此时枧枧同学判断杠杆处于_______（填“平衡”或“非平衡”）状态； (2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量_______； (3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如表： 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 20.0 1.0 20.0 3 1.5 10.0 1.0 15.0 4 2.0 15.0 1.5 20.0 龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。 龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验_____中原理相同； (4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法；____________________ (5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB＝2∶9，秤砣质量为100g，则重物所受的重力为________N。（g取10N/kg） 8．（2025·江苏常州·中考真题）如图所示，工人利用滑轮提升重物。在内，质量为的重物被匀速竖直提升，此过程中，工人对绳端做功的功率为。不计绳重与摩擦，取，求： (1)工人对绳端施加的拉力； (2)滑轮受到的重力； (3)此过程中，滑轮的机械效率。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 8 学科网（北京）股份有限公司 $