第八章 简单机械 功和能（专项训练）物理新教材沪科版（五四学制）八年级下册

第八章 简单机械 功和能 A题型建模・专项突破--------------------------------------------------------------------1~42 题型1 杠杆及杠杆分类和应用 题型9 动能、势能 题型2 作杠杆示意图 题型10 影响动能和势能大小的因素 题型3 实验探究：杠杆平衡条件 题型11 机械能转化及守恒 题型4 杠杆平衡条件的应用 题型12 机械效率基本知识 题型5 滑轮及其应用 题型13 机械效率的计算 题型6 滑轮作图 题型7 机械功及其计算 题型8 功率及其计算 B综合攻坚・能力跃升-----------------------------------------------------------------43~52 题型一 杠杆及杠杆分类和应用（共5小题） 1．（25-26九年级上·上海·月考）小张同学假期中经常在家里做些力所能及的家务。在家中，他发现如筷子、剪刀、食品钳、开瓶器、钢丝钳、镊子等工具都可以看作他在物理课中所学的“杠杆”。如图所示工具，使用时属于费力杠杆的是（      ） A．羊角锤 B．扳手 C．筷子 D．核桃夹 【答案】C 【详解】A．羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．扳手在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。 故选C。 2．（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（　　）          A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点 C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长 【答案】A 【详解】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。 D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．（2025·河南·模拟预测）一个小工具，提升大效率。如图所示的食材铡刀，可以用于切玉米、排骨、药材等不易切割的食材，操作简单方便。使用铡刀可以省______（填“力”或“距离”）；将要切断的玉米向连接轴处靠近，所用的力______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 力 变小 【详解】[1]铡刀可以看成杠杆，它的动力臂大于阻力臂，根据杠杆的分类，铡刀属于省力杠杆，使用它可以省力。 [2]将要切断的玉米向连接轴处靠近，阻力臂变短，玉米对铡刀的阻力不变，阻力与阻力臂的乘积变小，根据杠杆平衡条件，动力与动力臂的乘积也变小，而动力臂不变，所用的动力变小。 4．（24-25八年级下·辽宁沈阳·期末）辽宁省首届龙舟公开赛暨沈阳都市圈第四届龙舟邀请赛、沈阳市第十五届龙舟大赛在浑河3号码头至富民桥段举办。如图甲所示为龙舟竞速的画面，由图乙可分析出龙舟的桨是______选填“省力”“费力”或“等臂”杠杆。人在划船时，船桨头在水中的移动距离______选填“大于”“小于”或“等于”手移动的距离。 【答案】 费力 大于 【详解】[1][2]由图乙可知，龙舟的桨在使用的过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。根据费力杠杆的特点，船桨在使用时，手握的部分短于桨在水中部分，船桨头在水中的移动距离大于手移动的距离。 5．（24-25八年级下·上海闵行·期末）家中有许多工具在使用中可以视为杠杆。 (1)下列工具正常使用时，属于省力杠杆的有（　　） A．核桃夹 B．筷子 C．钢丝钳 D．行李车 (2)如图（丙）所示，使用剪刀剪断较粗的麻绳时，可能存在一定的困难。这时我们可以采用的方法是（　　） A．将绳远离O点，增大动力臂 B．将绳远离O点，增大阻力臂 C．将绳靠近O点，减小动力臂 D．将绳靠近O点，减小阻力臂 【答案】(1)ACD (2)D 【详解】 （1）A．核桃夹的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故A符合题意； B．筷子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故B不符合题意； C．钢丝钳使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C符合题意； D．用行李车运行李过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D符合题意。 故选ACD。 （2）剪较粗的麻绳时，用剪刀口的中部，而不用剪刀尖，减小了阻力臂，在阻力、动力臂一定的情况下，根据杠杆的平衡条件知道减小了动力、更省力。因此采用的方法是将绳靠近O点，减小阻力臂。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 题型二 作杠杆示意图（共4小题） 1．（25-26九年级上·广东广州·月考）农用拔秆器解决了拔农作物茎秆时需要弯腰、费时费力的痛点，见图甲。拔秆器工作原理可以简化为乙图的杠杆，O为支点，杠杆A点受到茎秆的力F2。画出F2的力臂，画出人作用在杠杆上最小的动力。 【答案】 【详解】画F2的力臂：先画F2的作用线，沿F2的方向画反向延长线，再过支点作F2的作用线的垂线，即为F2的力臂；人作用在杠杆上最小的动力，根据杠杆平衡条件，动力最小，则力臂最长，动力的作用点在杠杆的最远端，且动力与杠杆垂直，方向向下。 2．如图所示，一根粗细均匀的筷子放在盛有半碗水的碗中，此时的筷子可以等效为一根绕O点转的杠杆，画出这时的杠杆五要素。 【答案】 【详解】筷子靠在碗上，筷子与碗相接触的点为支点O；筷子受重力G的作用，重力为阻力，作用点在筷子的重心上，方向竖直向下；筷子放在水中时，受到水的浮力F为动力，动力作用在筷子上，方向竖直向上。然后画出阻力的作用线，根据力臂的定义，再做出支点到力的作用线的距离，最后标出动力臂l1（红色线段）和阻力臂l2（黑色线段）。如图所示： 3．（2026·上海嘉定·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； (2)求出动力F1的大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）为支点，从支点作阻力的作用线的垂线段，阻力对应的力臂，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，得 动力的大小为 4．（24-25八年级下·四川成都·期末）如图甲所示，是成都某公交站台的不锈钢立式报架，放置宣传海报时需用硬杆支撑起玻璃框架，此时可将玻璃框架视为杠杆。图乙为该报架放置宣传海报时的示意图，O为支点，F为硬杆给玻璃框架施加的力，A为玻璃框架的重心。请在图乙中画出： （1）玻璃框架所受重力的示意图； （2）力F的力臂L。 【答案】 【详解】（1）重力的方向是竖直向下的，作用点在玻璃框架的重心，从玻璃框架的重心A画一条带箭头的竖直向下的线段，用G表示，如图所示： （2）从支点O向力F的作用线作垂线段，垂线段的长度即为力臂L，如图所示： 题型三 实验探究：杠杆平衡条件（共3小题） 1．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）小明探究“杠杆平衡条件”，并尝试自制简易杆秤。 (1)图1中静止的杠杆处于___________（选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时，应将平衡螺母向___________调节，目的是便于测量___________。 (2)图2中弹簧测力计施加拉力，保持杠杆在水平位置平衡，若拉力方向由①改为②，则弹簧测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)如图3，小明用细木棒（质量不计）、小纸杯、棉线和钩码等器材制作简易杆秤。步骤如下： 步骤一：把棉线系在“b”处，作为提纽；把纸杯悬挂在“a”处，作为秤盘；将质量为50g的钩码挂在杆秤上作为秤砣； 步骤二：手提提纽，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣所在位置“c”为定盘星，即“c”点刻度值为___________ g； 步骤三：若要在“d”位置标定最大刻度值，只需用刻度尺测量“ab”和___________的长度（选填“cd”或“bd”）。 【答案】(1) 平衡 右 力臂 (2)变大 (3) 0 bd 【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态是平衡状态，图中杠杆处于静止状态，即平衡状态。 [2]图1中杠杆左端低，右端高，应将平衡螺母向右调节。 [3]测量时，总保持杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 （2）在图乙中，保持A点不变，测力计从①位置移动到②位置时，拉力F向右倾斜，此时F的力臂变短，阻力和阻力臂不变。根据杠杆的平衡条件，拉力变大，即弹簧测力计的示数变大。 （3）[1]手提提纽，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，此时力臂在杠杆上，便于读数，此时秤砣所挂处的秤杆上标上“c”为定盘星，即“c”点刻度值为0g，可以避免杆秤重力对称量的影响。 [2]根据杠杆平衡条件，需用刻度尺测量“ab”和在“d”位置标定最大刻度值对应的力臂,即要测量“bd”的长度。 2．（25-26九年级上·江苏苏州·期末）在探究“杠杆的平衡条件”实验中，小明用可绕O点转动且质量分布均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下实验操作。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.20 1.0 0.10 2 1.0 0.15 1.5 0.10 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.20 … (1)不挂钩码时，杠杆在如图甲的位置静止，此时杠杆处于________（平衡/非平衡）状态；小明将杠杆左边的平衡螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时他应将右边的平衡螺母向________调节，使杠杆水平位置平衡； (2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，使其水平平衡。将左右侧钩码对杠杆的拉力分别记为和，对应的力臂记为和；多次实验并把数据填入上表，分析数据发现第________次数据记录有误，修改后，初步得出杠杆的平衡条件； (3)小华利用如图乙所示的装置探究杠杆的平衡条件，用校好零的弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡时，发现：弹簧测力计的示数×动力臂>钩码的重力×阻力臂。其主要原因是________； (4)得出结论后，两位同学利用两根相同的实心金属杆（两端粗细不同）设计了下列四种悬臂式红绿灯，其中螺钉对支架底座施加的力最小的是________。 A．B．C．D． 【答案】(1) 平衡 左 (2)3 (3)杠杆自重对实验造成影响 (4)A 【详解】（1）[1]杠杆静止或匀速转动时为平衡状态，图甲中杠杆静止，属于平衡状态。 [2]杠杆右侧向下倾斜，说明右侧偏重。应将右边的平衡螺母向左调节，使杠杆水平平衡。 （2）由题知，杠杆两侧挂上不同数量的钩码，且每个钩码重为0.5N，则动力和阻力应为0.5N的整数倍。由表中数据可知，第3次实验中，动力F1为0.1N是一个钩码重的五分之一，故第3次实验数据有误。 （3）用如图乙所示装置进行探究，支点不在杠杆的中点时，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。 （4）图中悬臂式红绿灯的支点位于底座上支撑杆左侧的边缘，假设螺钉施加的力是动力，则动力臂不变。横杆的重力与指示灯受到的重力是阻力，指示灯的重力大小不变，分散后重心靠近竖杆，阻力臂较小；图中横杆一端粗一端细，横杆的重心位于较粗的一端，当粗端靠近竖杆时，阻力臂较小。对比各图，A图中的阻力臂较小，根据杠杆的平衡条件，阻力和动力臂一定时，阻力臂越小，动力越小。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（25-26九年级上·江苏南京·期末）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)如图甲，实验前杠杆在支架上保持静止。要使其在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向________调节； (2)如图乙，在A点悬挂3个钩码，每个钩码质量为50g，在B点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为________N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a位置缓慢转动到b位置的过程中，其示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)下列实验中多次测量（或探究）目的与本次探究不同的是________； A．探究动滑轮的特点 B．探究影响动能大小的因素 C．探究电流与电压关系 D．测量未知定值电阻的大小 (4)实验结束后，小明取一根均匀铁丝AB，用一细绳作用在中点O处并悬挂起来，铁丝保持平衡。将OB段从中间对折，如图丙所示（手未画）。则松手后，铁丝将________（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。 【答案】(1)右 (2) 2 变大 (3)D (4)左端下沉 【详解】（1）如图甲，杠杆左低右高，要使其在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向右调节。 （2）[1]如图乙，在A点悬挂3个钩码，A点距离支点距离为4格，每个钩码质量为50g，A点受向下拉力为 B点距离支点距离为3格，根据杠杆平衡条件，B点拉力为 [2]若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a位置缓慢转动到b位置的过程中，拉力力臂减小，根据杠杆平衡条件，可知拉力变大。 （3）本实验中多次测量的目的是寻找普遍规律； A．探究动滑轮的特点多次测量的目的是寻找普遍规律，故A不符合题意； B．探究影响动能大小的因素多次测量的目的是寻找普遍规律，故B不符合题意； C．探究电流与电压关系多次测量的目的是寻找普遍规律，故C不符合题意； D．测量未知定值电阻的大小多次测量的目的是减小误差，故D符合题意。 故选D。 （4）如图丙所示，将OB段从中间对折，O点右侧铁丝折叠后，重力不变，但O点右侧的重心左移，力臂减小，即O点右侧的力与力臂的乘积减小，故松手后，铁丝将左端下沉。 题型四 杠杆平衡条件的应用（共4小题） 1．（24-25八年级下·重庆江津·期末）项目式学习小组利用木尺制作了一把简易杆秤。他们用轻质细线系一个10g钩码作为秤砣，在5cm刻度线处固定秤钩，挂上轻质纸盘作为秤盘，在10cm刻度线处固定粗绳作为提钮。若木尺质量为20g，重心在50cm刻度线处。求： (1)钩码的重力； (2)在使用过程中，小组成员发现木尺重力不能忽略，提出用质量合适的烧杯代替纸盘，消除木尺重力的影响，则烧杯的质量应为多少？ (3)将杆秤改进后，小组继续将其改为测量液体密度的装置。保留木尺原有刻度，对其进行重新标注，假如每次测量的液体体积都为100mL，那么该装置能测量的最大液体密度是多少？ 【答案】(1)0.1N (2)1.6N (3)1.8×103Kg/m3 【详解】（1）勾码质量为，勾码的重力 （2）由图可知，木尺质量为，重心在50cm刻度线处，则由杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 （3）由杠杆平衡条件可知，，杆秤能测量的最大液体重力为 则液体最大质量为 液体体积为，则液体密度最大为 2．（2025·广东深圳·二模）如图甲是健身房锻炼手臂力量的健身器材，受此器械的启发，小深组装了如图乙所示的健身器材模拟装置，其中杠杆可绕支点0在竖直平面内转动，重物A悬挂在C点，人对杠杆的支持力作用在B点，方向竖走向上，且OC=2BC，此时杠杆在水平位整平衡。已知GA=600N，杠杆、悬绳的质量不计。求： (1)如图乙，此时杠杆对人的压力大小。 (2)如果小深想要增大杠杆对手臂的压力，分析并说明杠杆在水平位置平衡时，力臂OC需要增大还是减小? 【答案】(1)400N (2)需要增大力臂OC 【详解】（1）杠杆在水平位置平衡，人对杠杆的支持力的大小等于杠杆对人的压力大小，根据杠杆的平衡条件可知Fb×OB=Ga×OC 即Fb×(OC+BC)=Ga×OC 又OC=2BC， 则Fb×(2BC+BC)=Ga×2BC 则Fb=400N，此时杠杆对人的压力大小为400N。 （2）因为，Ga和OB不变，若要增大Fb，则需要增大力臂OC。 3．（2025·安徽合肥·二模）小江同学想探究杠杆的平衡条件，从实验室借来了杠杆、钩码若干、弹簧测力计和铁架台等器材。如图甲是他完成的一组实验，此时杠杆处于水平平衡状态，已知一个钩码的质量为50g，杠杆的每一格的长度为。 (1)图甲中，弹簧测力计的示数是多少； (2)他又进行了图乙实验，读出弹簧测力计的示数为，发现，于是他请教老师原因，老师告诉他是杠杆自重的影响，并给了他两点提示： A．杠杆是否平衡是通过“力和力臂的乘积”大小判断的：B．杠杆可能不止受到一个动力和一个阻力，那么平衡条件中的“力与力臂的乘积”数量也会发生变化。最后，老师让他根据提示计算出杠杆的自重。请你帮助他算出杠杆的重力； (3)如图是一斜拉索桥，钢索的所受的最大拉力不仅要考虑桥上的车辆，也要考虑桥的自重。小江同学用铁架台，细绳和木板制成一个简易斜拉索桥，如图丙所示，他还在上面放了一辆遥控汽车模拟从到A过桥的过程，已知木板所受重力为，小车的质量约为，在小车过桥的过程中，细绳受到的最大拉力是多少。（不考虑小车长度） 【答案】(1)3N (2)2N (3)12N 【详解】（1）一个钩码的重力为 图甲中，根据杠杆平衡条件则有 解得弹簧测力计的示数。 （2）图乙中，考虑杠杆自重，根据杠杆平衡条件则有 解得杠杆的重力。 （3）小车的重力为 小车在A点时，阻力臂最大，阻力和动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知此时细绳受到的拉力最大。根据数学知识可知拉力的力臂为，木板所受重力的力臂为，小车对木板压力的力臂为，则有 解得在小车过桥的过程中，细绳受到的最大拉力。 4．（2025·北京西城·一模）小华要自制一个简易杆秤，她用一根木制长筷子作为秤杆，将一个小盆挂在秤杆的A点作为秤盘，在B点系一根细线作为提纽，用细线系一个螺母作为秤砣；秤盘中不放物品，手提提纽，移动秤砣位置使秤杆在水平位置平衡，将此时秤砣所在位置标记为定盘星O。秤盘中放入质量为100g的砝码，手提提纽，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，在此时秤砣所在的位置C处标记100g，如图所示。 (1)请你判断小华能否在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线？ (2)请你运用所学知识分析说明。（为使问题简化，不考虑秤杆的重力。设秤盘的质量为m盘，秤砣的质量为m0，OB的距离为l0，AB的距离为l1；若待测物体的质量为m，秤杆水平平衡时秤砣悬挂点到提纽的距离为l。） 【答案】(1)能 (2)见解析 【详解】（1）能在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线。 （2）根据杠杆的知识，杆秤可简化为下图： 根据杠杆平衡条件可得： 杆秤空秤时G盘l1=G砣l0………………① 杠杆称物体时（G盘+G）l1=G砣l……② ②式-①式得Gl1=G砣（l-l0） 即 变形可得到 因为m0、l0、l1是定值，所以待测物体的质量m与长度l成正比，即能在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线。 题型五 滑轮及其应用（共5小题） 1．（25-26九年级上·江苏常州·期末）如图所示是小明利用同一滑轮往高处搬运同一货物的两种方法。甲、乙两图中，物体匀速上升速度相同，不计滑轮重，不计绳重与摩擦，则（    ） A．甲绳自由端的拉力等于乙绳自由端的拉力 B．甲绳自由端的拉力小于乙绳自由端的拉力 C．甲绳自由端移动速度等于乙绳自由端移动速度 D．甲绳自由端移动速度小于乙绳自由端移动速度 【答案】D 【详解】AB．不计滑轮重，不计绳重与摩擦，甲图使用的是定滑轮，拉力，乙图使用的是动滑轮，拉力，所以，即甲绳自由端的拉力大于乙绳自由端的拉力，故AB不符合题意； CD．甲、乙两图中，物体匀速上升速度相同，甲图使用的是定滑轮，甲绳自由端移动速度等于物体上升的速度，乙图使用的是动滑轮，乙绳自由端移动速度等于物体上升的速度的2倍，所以甲绳自由端移动速度小于乙绳自由端移动速度，故D符合题意，C不符合题意。 故选D。 2．（24-25八年级下·安徽安庆·期末）某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 【答案】A 【详解】A．由题可知，三段绳子直接与动滑轮相连，拉力F向上，说明拉力方向与重物被提升的方向相同，因此该滑轮组可以省力，但不能改变拉力的方向，故A错误，符合题意； B．不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦时，拉力F与物重G的关系为，其中n=3，所以拉力 即要提起重物，拉力至少为10N，故B正确，不符合题意； C．使用滑轮组时，绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh，将重物提升3cm，即h=3cm，n=3，所以绳子自由端需要移动的距离s=3×3cm=9cm 故C正确，不符合题意； D．实验中，存在绳重、滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦，这些都会导致拉力增大，因此匀速提升物体时，所用拉力会大于不考虑这些因素时的10N，故D正确，不符合题意。 故选A。 3．（24-25八年级下·内蒙古呼和浩特·期末）如图所示，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力分别为F1、F2、F3、F4。则力最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】B 【详解】根据定滑轮的特点可知，不省力，在不计机械自重和摩擦的情况下，故；由图可知，绳子段数为3段，在不计机械自重和摩擦的情况下，；由杠杆的平衡条件可知，，；当斜面与水平面夹角为时，。综上可知，力最小的是F2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．（24-25九年级上·陕西渭南·月考）如图所示，A、B两个滑轮中，_________是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，以0.1m/s的速度匀速拉动物体C，物体C与桌面的摩擦力是60N，则绳子自由端移动的速度为__________m/s，拉力F为_________N。 【答案】 B 0.3 20 【详解】[1]由图可知，B滑轮的位置随物体一起运动，所以是动滑轮。 [2]由图可知，滑轮组上绳子的有效股数n=3，绳子自由端移动的速度为 v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s [3]在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，拉力 5．（25-26九年级上·江苏南京·期中）在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以_____。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码_____上升，并将弹簧测力计的示数与_____（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较。 ②如图丙，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_____ a.使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b.提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a    B．只有b    C．a和b均可    D．a和b均不可 【答案】(1)改变力的方向 (2) 匀速竖直 钩码和滑轮总重 C 【详解】（1）物体受到的重力方向竖直向下，甲图中拉力的方向竖直向上，乙图中拉力的方向竖直向下，故可知使用定滑轮可以改变力的方向。 （2）[1] [2]为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码匀速竖直上升，并将弹簧测力计的示数与钩码和滑轮总重进行比较，这样才能准确得出结论。 [3]要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可以使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验；也可以提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验；a和b均可；故选C。 题型六 滑轮作图（共5小题） 1．（25-26九年级上·陕西西安·月考） 如图-2，汽车陷入烂泥中，附近有一棵大树，车上有滑轮两只，绳子一根，请在图中画出用最小的力把汽车拉出来的滑轮组绕法。 【答案】 【详解】用最小的力，则承担拉力的绳子段数最多，则应从动滑轮绕起，因此将绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮，如下图所示： 2．（24-25八年级下·广东佛山·期末）如图所示是小华家的升降式晾衣架。请完成晾衣架绕线，使得转动把手所需施加的力等于动滑轮、横杆、衣架以及所挂衣服总重力的（忽略绳索重量和摩擦力）。 【答案】 【详解】忽略绳索重量和摩擦力，使得转动把手所需施加的力等于动滑轮、横杆、衣架以及所挂衣服总重力的，故绳子的有效段数为4，即动滑轮上有4股绳子，如图所示： 3．（24-25八年级下·河南驻马店·期末）画出题图滑轮组的装配图，要求每个滑轮都要用上。 【答案】 【详解】设计滑轮组的绕绳方法时，要用到每一只滑轮，可以从定滑轮开始绕线，符合要求的滑轮组绕法如图所示： 4．（24-25八年级下·广东珠海·期末）按要求作图。 为了使得高铁输电线保持绷直状态，保障列车电极与输电线的良好接触，采用了如图甲所示的坠砣牵引装置。请你在乙图中画出滑轮组的绕线方式。 【答案】 【详解】绳子自由端要绕到悬挂坠砣的绳上，从绳子自由端开始绕，按顺序绕过定滑轮再绕过动滑轮，最后把绳子绕到定滑轮的挂钩上，如下图所示： 题型七 机械功及其计算（共5小题） 1．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）下列几种情景中，人对加“·”研究对象做功的是（　　） A．人搬起一箱报刊 B．人背书包，站在水平扶梯上匀速前进 C．人推汽车，车不动 D．足球离开脚后在草地上滚动 【答案】A 【详解】A．人搬起报刊时，人对报刊施加了向上的力，报刊沿力的方向向上移动了距离，因此人对报刊做功，故A符合题意； B．人背书包站在水平扶梯匀速前进，人对书包的力是竖直向上的，书包移动的距离是水平方向，力和距离方向垂直，因此人对书包不做功，故B不符合题意； C．人推汽车，车不动，汽车没有在推力方向移动距离，因此人对汽车不做功，故C不符合题意； D．足球离开脚后在草地上滚动，此时人对足球已经没有作用力，足球是靠惯性运动，因此人对足球不做功，故D不符合题意。 故选A。 2．（25-26八年级下·安徽·课后作业）如下列图片所示，已知A、B、C三个物体的质量大小关系为，它们分别在同样大小的力F的作用下，都沿力的方向移动了s的距离。力F（　　） A．对A做的功最多 B．对B做的功最多 C．对C做的功最多 D．对A、B、C做的功一样多 【答案】D 【详解】因为对三个物体的拉力相等都为，三个物体在力的方向上移动的距离相等都为，根据功的计算公式可知，对三个物体所做的功一样多，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 3．（25-26九年级下·山西太原·开学考试）2025年12月15日，工业和信息化部附条件许可了某款自动驾驶车型产品，我国自动驾驶汽车产业迈向了“量产应用”新阶段。该自动驾驶汽车满载时总质量约为，轮胎与水平地面的总接触面积为0.1m2。在测试阶段，该汽车满载在平直公路上匀速直线行驶了，受到的阻力是汽车总重的0.1倍。求解下列问题：（g取10N/kg） (1)汽车满载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。 (2)汽车牵引力做的功。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）汽车满载重力 汽车静止在水平地面上时，对地面的压力等于其重力。即 又因为轮胎与地面的总接触面积 ，故汽车满载静止在水平地面上时，对水平地面的压强 （2）汽车匀速直线行驶时，牵引力等于阻力。由于阻力为汽车总重的 0.1 倍，则牵引力 由可知，汽车牵引力做的功为 4．下图是世界首台千吨级架桥机“昆仑号”。在某次架桥中，“昆仑号”先将质量为的箱梁自桥面向上吊起1m，再在900s内将其水平匀速向前移动45m。已知箱梁水平移动时，箱梁所受阻力为其自重的0.18倍，g取10N/kg。求： (1)箱梁水平运动时的平均速度。 (2)此过程中克服箱梁的重力所做的功。 (3)水平移动时，架桥机对箱梁的牵引力所做的功。 【答案】(1)0.05m/s (2) (3) 【详解】（1）箱梁水平运动时的平均速度为：； （2）箱梁的重力为：； 克服箱梁的重力所做的功为：。 （3）箱梁水平移动时所受的阻力为：； 因为箱梁水平匀速移动，所以处于平衡状态，架桥机对箱梁的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。 ； 牵引力所做的功为：。 题型八 功率及其计算（共4小题） 1．（25-26九年级上·广东潮州·期末）2024年5月21日，我国登山爱好者汪健带领5名队员组成的科研队伍成功登顶珠穆朗玛，当他们到达最高点的整个过程中，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．做功相同 C．功率越大 D．做功越慢 【答案】A 【详解】到峰顶的过程中，各科考队员上升的高度是相同的，根据公式可知，体重（含装备）越大的队员，做功越多；因为从山脚到山顶各科考队员所用的时间未知，根据公式可知，功率的大小无法比较，做功快慢无法比较。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．（25-26九年级上·江苏常州·期末）跳绳测试，1min跳绳不低于160次可得满分。质量为50kg的小明，每次跳起高度约6cm。要想获得满分，他跳绳的功率至少是（g取10N/kg）（    ） A．0.8W B．8W C．80W D．800W 【答案】C 【详解】要获得满分，一分钟内做的总功至少为 则跳绳的功率至少为 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（25-26九年级上·江苏无锡·月考）在同一水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉同一物体两次，两次运动的图像如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为、，所做功的功率分别为、，则它们的关系正确的是（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】D 【详解】物体在水平面上做匀速直线运动时，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。从图像能看出，两次物体的运动图像都是过原点的直线，说明物体都做匀速直线运动，因此两次的拉力都等于滑动摩擦力。同一物体、同一水平面，滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，这两个条件都不变，所以滑动摩擦力相等，即，功率的计算公式为 从图像可知，相同时间第一次通过的路程更大，可以判断第一次的速度更大，说明，因为，结合，可得。 故选D。 4．（25-26九年级上·安徽马鞍山·期末）如图甲所示，智能配送机器人从仓库出发，将医疗物资送到了医院。若机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动，共用时12s，如图乙是速度v随时间t变化的关系图像，当牵引力F为40N时，机器人做匀速直线运动。求： (1)7~12s内机器人动力做功的功率。 (2)0~7s内机器人动力做的功。 【答案】(1) 240W (2) 1680J 【详解】（1）由图乙可知，在7~12s内，机器人做匀速直线运动，其速度为，牵引力为。所以7~12s内机器人动力做功的功率为 （2）已知机器人以恒定的功率运动，因此机器人在0~7s内的功率与7~12s内的功率相同，即。所以0~7s内机器人动力做的功为 题型九 动能、势能（共5小题） 1．（25-26九年级上·陕西汉中·期末）如图所示，小明同学帮助阿姨将三轮车匀速推上坡顶的过程中，小明的推力对三轮车_________（选填“做功”或“不做功”），三轮车的动能_________（选填“增大”“不变”或“减小”，下同），重力势能_________。 【答案】 做功 不变 增大 【详解】[1]小明对三轮车施加了推力，且三轮车在推力的方向上移动了距离，所以小明的推力对三轮车做功。 [2]三轮车是匀速上坡，质量和速度都没有变化，所以动能不变。 [3]三轮车的质量不变，高度增加，所以重力势能增大。 2．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，2026年1月6日，渭南市迎新年越野赛在渭河南大堤全民健身长廊开跑。当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的动能___________，重力势能___________，机械能___________。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 【答案】 不变 增大 增大 【详解】[1]当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的质量不变，速度不变，选手的动能不变。 [2]当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的质量不变，高度增大，选手的重力势能增大。 [3]动能和势能统称为机械能，因动能不变，重力势能增大，所以选手的机械能增大。 3．（2025·广东深圳·三模）水碓是我国古代劳动人民的伟大发明之一，它巧妙地利用水力及杠杆原理，进行精妙的能量转换设计，是古人智慧的生动体现。题甲图为古代水碓通过水力驱动木槌舂米的实物图。当水流推动水轮转动时，水轮横轴上的突起会依次与碓梢末端接触并施加作用力，从而带动杠杆使木槌抬起再落下实现舂米。 当水流从高处下落冲击水轮时，水轮的动能变______（选填“大”或“小”）；当木槌被举至最高点时，木槌的______能最大。 【答案】 大 重力势 【详解】[1]当水流从高处下落冲击水轮时，水流的机械能转移给水轮，水轮转动，水轮的动能变大。 [2]重力势能的大小与质量和高度有关，当木槌被举至最高点时，高度最高，木槌的重力势能最大。 4．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）物理学中，研究物体的重力势能时，总要先选择某一水平面作参考平面。若物体恰好在这个水平面上，其相对高度为零，物体相当于没被举高。参考平面的选取可依据研究问题的需要而灵活确定。如图所示的石头，若选择山脚的地面为参考平面，石头具有的重力势能为；若选择山腰平台为参考平面，石头具有的重力势能为，则_____（选填“”“”或“”）；若选择山顶为参考平面，石头具有的重力势能为__________。与描述物体运动时需要选定参照物类似，重力势能具有________性。 【答案】 0 相对 【详解】[1]当选择山脚的地面为参考平面时，石头相对该参考平面的高度较高；当选择山腰平台为参考平面时，石头相对该参考平面的高度较低。根据影响重力势能因素的关系，质量相同时，高度越大，重力势能越大，所以。 [2]若选择山顶为参考平面，石头在山顶这个参考平面上，其相对高度为零，根据重力势能的定义，此时石头具有的重力势能为0。 [3]与描述物体运动时需要选定参照物类似，重力势能的大小取决于相对参考平面的高度，所以重力势能具有相对性。 5．（25-26九年级上·江西新余·期末）把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上，笔尾抵在桌面用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。图乙中，A为按下后放手的时刻，B为按下后弹簧恢复原长的时刻，C为向上运动到最高点的时刻。弹簧的弹性势能在________（选填“A”“B”或“C”）点最大；圆珠笔在B→C的过程中，重力势能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 A 变大 【详解】[1]弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，形变越大，弹性势能越大。在A点（按下后放手的时刻），弹簧被压缩到最短，形变程度最大，因此弹性势能最大。在B点，弹簧恢复原长，形变消失，弹性势能为零。在C点，弹簧处于原长状态，弹性势能也为零。 [2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，高度越高，重力势能越大。在B→C的过程中，圆珠笔向上运动，高度不断增加，因此重力势能变大。 题型十 影响动能和势能大小的因素（共3小题） 1．（2025·山东临沂·模拟预测）为了探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。 (1)甲实验中a、b通过___________来比较小球动能的大小； (2)甲实验b的高度为2h时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的操作应采取的方法是 ； A．适当降低小球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案 ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木板并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理？___________（选填“合理”或“不合理”）； ②小华利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置___________（选填“能”或“不能”）完成该探究； (4)小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 ①.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与___________（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； ②.若用A、B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA___________sB（选填“>”、“<”或“=”）； (5)小强认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是___________（选填“可行”或“不可行”）的。 【答案】(1)木块移动距离的远近 (2)A (3) 合理 不能 (4) 速度 = (5)可行 【详解】（1）图甲中，控制了小球质量相同，下降的高度不同，速度不同，但实验中小球动能大小无法直接反映，由于水平面的阻力相同，可用小球撞击木块后，木块移动距离的远近来反映小球动能的大小。 （2）A．木块被撞后滑出木板，表明动能过大，可适当降低钢球的高度，可以减小小球的速度，在质量不变下，小球的初动能减小，故A符合题意； B．换用一个较重的木块，增大了压力，从而增大了木块与木板之间摩擦力，但若更换与第一步操作所用木块不同，不符合控制变量法，还需重新做第一步实验。故B不符合题意。 故选A。 （3）[1]“探究动能与速度关系”把小球动能大小转换成木块移动的距离，当撤走木块，小球的动能转化成小球在水平木板上克服摩擦力做功，小球质量相同，移动的距离越长，克服摩擦力做功越多，则小球初动能越大，所以小明的实验方案是合理的。 [2]体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。 （4）[1]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，小球射出后速度大小不同，所以可以研究小球的动能大小与速度大小的关系。 [2]用A、B两个质量不同的小球，将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，弹簧具有的弹性势能转化为小球的动能，弹簧压缩量相同，射出后小球的动能相同，所以推动木块距离相同。 （5）影响重力势能的因素为物体的质量和高度，甲图可以控制质量相同，高度不同，乙图可以控制高度相同，质量不同，都可以用推动木块距离表示重力势能的大小。故小强的设想是可行的。 2．（25-26九年级上·江苏常州·期中）同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，使桌腿陷入沙子，如图所示为实验过程中的有关情境。 (1)本实验探究的是______（重物/小桌）的重力势能； (2)实验中通过______来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫______法； (3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象，针对这些现象，下列做法中最不具有操作性的是______； A．增大重物下落的高度 B．增大前后两次实验重物的质量差 C．测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h（如图丁所示） D．每次实验前都松动沙子、平整沙面 (4)比较甲、乙两实验，可得结论：______，重力势能越大，若要探究重力势能与质量的关系，应比较______两实验； (5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”，他的设想______（可行/不可行）。 【答案】(1)重物 (2) 桌脚陷入沙子中的深度 转换 (3)C (4) 质量相等，物体的高度越高 乙、丙 (5)可行 【详解】（1）实验中，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子，在探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，所以探究的是重物的重力势能。 （2）[1][2]实验中通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的，桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大，运用了转换法。 （3）实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象，增大重物下落的高度，可以改变脚陷入沙子中的深度；增大前后两次实验重物的质量差，可以改变脚陷入沙子中的深度；每次实验前都松动沙子、平整沙面，能保证实验初始条件一致，且桌脚更易下陷，让下陷现象更易观察。而测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h，不可以改变脚陷入沙子中的深度，所以最不具有操作性的是C。 故选C。 （4）[1]比较甲、乙两图，物体的质量相同，乙图中物体的高度较大，桌腿进入沙子较深，说明它的重力势能较大，可以得到物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大。 [2]要想探究重力势能与质量的关系，保持物体的高度相同，改变物体的质量，所以应比较乙、丙两实验。 （5）动能的大小与质量和速度有关，该实验装置中，可让不同质量的重物从同一高度落下，保证撞击速度相同，或同一重物从不同高度落下，改变撞击速度，通过小桌下陷深度反映重物撞击小桌时动能大小，因此设想可行。 3．（24-25八年级下·山东威海·期末）实验探究：“弹性势能的大小跟哪些因素有关”。小明提出如下猜想： ①弹性势能的大小与弹簧的材料有关；②弹性势能的大小与弹簧被压缩程度有关； 探究猜想一设计如下实验方案：（以下所有弹簧被压缩后均未超过其弹性限度） 将两根外形完全相同，材料不同的弹簧A、B分别按图甲安装；将小球分别置于弹簧A、B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm，如图乙所示，放手后小球被弹出，并与同一位置的同一木块相碰，木块在同一水平面被推动距离分别为、，比较、大小。 (1)实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映弹簧具有的弹性势能越大的原因是___________；请再列举一个运用此物理研究方法的实验：___________。 (2)比较小球推动木块的距离，得出结论：弹性限度内，___________；若水平面光滑，___________（选填“能”或“不能”）得出同样的结论； (3)小明用上述实验装置继续探究猜想二，得出下表实验数据。分析数据，你认为小明实验中存在的主要问题是___________；若想验证猜想二是否成立，正确的实验操作是：___________，观察木块被推动的距离。 实验序号 弹簧编号 弹簧被压缩距离/cm 木块被推动距离/cm 1 A 3 24 2 B 6 24 【答案】(1) 木块被推动越远，能够做功越多 探究动能大小与哪些因素有关 (2) 弹簧被压缩距离一定，弹性势能大小与弹簧材料有关 不能 (3) 没有控制弹簧的材料 弹簧材料一定，弹簧压缩的距离不同 【详解】（1）[1]弹簧将小球弹出时，对小球做功，弹性势能转化为动能。根据，在小球质量等条件相同的情况下，弹簧弹性势能越大，转化给小球的动能越大，小球推动木块做的功就越多，木块被推动的距离就越远。所以实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映弹簧具有的弹性势能越大。 [2]例如在探究动能大小与哪些因素有关时，通过木块被推动的距离来反映动能的大小，也是运用了转换法。 （2）[1]因为小球推动木块的距离s1>s2，说明弹簧A推动小球做的功更多，弹簧A具有的弹性势能更大。在弹性限度内，弹簧被压缩长度相同（均为3cm），外形相同，材料不同，所以得出结论：弹性限度内，弹簧被压缩长度相同时，弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 [2]若水平面光滑，木块被撞击后将一直做匀速直线运动，无法通过木块被推动的距离来比较弹簧弹性势能的大小，所以不能得出同样的结论。 （3）[1]探究弹性势能的大小与弹簧被压缩程度的关系时，根据控制变量法可知，应控制弹簧的材料相同，小明没有控制弹簧的材料相同。 [2]若想验证猜想二是否成立，正确的实验操作是：用同一根弹簧，即控制弹簧材料一定，改变弹簧被压缩的距离，观察木块被推动的距离。 题型十一 机械能转化及守恒（共3小题） 1．（2026·湖南·一模）2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将巴基斯坦PRSC-EO2卫星、港中大一号卫星、电力红外卫星A星、数天宇星03~05星、空间环境监测卫星共7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 捷龙三号运载火箭在加速升空过程中，卫星的机械能的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能减少，机械能减少 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能增加，重力势能减少，机械能不变 【答案】C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，捷龙三号乙运载火箭在加速升空，质量不变（忽略燃料质量变化），速度增大，所以动能增加，升空过程中高度增大，所以重力势能增加，机械能等于动能和重力势能的和，所以机械能增加。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．（25-26九年级上·安徽六安·期末）小朱课外模拟蛙跳工作情景，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置铁球的速度为零。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A点到C点，铁球的动能一直减小 B．从A点到C点，铁球的动能一直增大 C．从A点到C点，铁球的机械能不变 D．从A点到C点，铁球的机械能在减少 【答案】D 【详解】AB．铁球从A点到C点的过程中，开始时重力大于弹簧的弹力，合力向下，铁球做加速运动，动能增大；当重力等于弹簧的弹力时，速度达到最大；之后重力小于弹簧的弹力，合力向上，铁球做减速运动，动能减小，所以动能是先增大后减小，故AB错误； CD．因为铁球从A点到C点的过程中，要克服弹簧弹力做功，铁球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以铁球的机械能在减少，故C错误，D正确。 故选D。 3．（25-26九年级上·江苏盐城·期末）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b点时的动能为0 C．在c点的机械能大于在a点的机械能 D．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 【答案】D 【详解】A．重力势能的大小与物体的质量和高度有关，套圈的质量不变，由图可知，套圈在b点时的高度最高，故此时套圈的重力势能最大，故A不符合题意； B．由于套圈在b点时在水平方向仍有一定的速度，此时套圈的动能不为零，故B不符合题意； C．由于不计空气阻力，在整个过程中，套圈的机械能不变，故套圈在c点的机械能等于在a点的机械能，故C不符合题意； D．由b点到c点的过程中，套圈的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，此过程中将重力势能转化为动能，故D符合题意。 故选D。 4．（25-26九年级上·甘肃白银·期末）如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，D为球与水平地面的接触点，C、F两处等高，小球从A到B的过程中重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”），从B向D下落过程中________能增大，C点动能________（选填“>”“=”或“<”）F点的动能。整个过程机械能的总量________（选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】 不变 动 > 不守恒 【详解】[1]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。小球从A到B的过程中，质量不变，高度不变，所以重力势能不变。 [2]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大。小球从B向D下落过程中，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能转化为动能，所以动能增大。 [3]小球在运动过程中受到空气阻力的作用，会有一部分机械能转化为内能，机械能逐渐减小。C、F两点等高，小球在C、F点的重力势能相等；由于小球的机械能逐渐减小，所以C点的机械能大于F点的机械能。又因为机械能等于动能与重力势能之和，所以C点的动能大于F点的动能。 [4]因为小球在运动过程中受到空气阻力的作用，会有一部分机械能转化为内能，所以整个过程机械能的总量不守恒。 题型十二 机械效率基本知识（共3小题） 1．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 【答案】C 【详解】A．由图可知，甲滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 乙滑轮组中，动滑轮上绳子股数，绳子自由端移动的距离 则，故A错误； B．由图可知，甲滑轮组中，拉力做的有用功 乙滑轮组中，拉力做的有用功 则甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 则，故B错误； C．甲、乙滑轮组中，拉力做的有用功 提升高度相同，由可知，，故C正确； D．由图可知，甲、乙滑轮组中，拉力做的总功，提升的时间相同，由可知，两拉力的功率，故D错误。 故选C。 2．（25-26九年级上·宁夏固原·月考）小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，下列说法正确的是( ) A．总功不变，滑轮组的机械效率减小            B．总功增加，滑轮组的机械效率不变 C．总功减小，滑轮组的机械效率不变            D．总功减小，滑轮组的机械效率增大 选择理由：________ 【答案】 D 加润滑油后，额外功减少，总功减小；有用功不变，机械效率增大 【详解】[1][2]加润滑油后将同样重的货物从一楼提升到三楼时，货物的重力和提升的高度不变，由可知，所做的有用功不变，在滑轮组上加润滑油后，摩擦力减小，克服摩擦力所做的额外功减少，由可知，总功减小，由可知，滑轮组的机械效率增大，故D正确，ABC错误。 故选D。 选择理由：加润滑油后，额外功减少，总功减小；有用功不变，机械效率增大。 3．（25-26九年级上·陕西安康·期末）仓储物流作为经济发展的“大动脉”，高效运转离不开各类搬运设备的助力。叉车常用于货物的搬运，如图所示是工人师傅用叉车运送货物的情景，下列说法正确的是（　　） A．举高货物的过程中，叉车对货物做了功 B．叉车举起的货物越重，所做的功越多 C．叉车举起货物越快，机械效率越高 D．叉车举起同一批货物用时越短，做功的功率越小 【答案】A 【详解】A．举高货物的过程中，货物在叉车的力的作用下移动了距离，叉车对货物做了功，故A正确； B．由得，叉车举起的货物越重，当货物被提升的高度很小时，叉车对货物做的功小，故B错误； C．当叉车举起货物的重物与提升高度一定时，叉车举起货物越快，叉车做功的功率越大，机械效率是有用功与总功的比值，叉车举起货物越快，有用功与总功的比值不一定越大，则机械效率不一定越高，故C错误； D．叉车举起同一批货物用时越短，由得，叉车做功的功率越大，故D错误。 故选A。 4．（25-26九年级上·广东肇庆·期末）如图是我国古代劳动人民利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮，其作用是省力 B．利用该滑轮打水能够省力并省功 C．提等量的水，水桶越轻，该滑轮的机械效率越高 D．随着科技的发展，该滑轮的机械效率可以达到100% 【答案】C 【详解】A．井架上的滑轮轴固定不动，是定滑轮。定滑轮的特点是不能省力，但可以改变力的方向。故A错误； B．定滑轮不能省力，也不能省功。由功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故B错误； C．不计绳重和摩擦，机械效率的公式为 。当提等量的水时，即 不变，水桶越轻，即 越小，则分母 越小，所以机械效率 越高。故C正确； D．使用机械时都不可避免的需要克服机械自重和摩擦做额外功，总功始终大于有用功。因此，机械效率不可能达到100%。故D错误。 故选C。 题型十三 机械效率的计算（共4小题） 1．（25-26九年级上·安徽亳州·期末）如图所示，某学校升旗时的情景，旗手利用固定在旗杆顶部的定滑轮通过下拉绳索匀速竖直向上提升重为20N的国旗（不包括固定国旗的钢棍和绳索），所用的竖直拉力为40N，国旗上升的高度为20m，用时20s。求： (1)旗手所做的有用功 (2)旗手所用拉力做功的功率P； (3)定滑轮的机械效率。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意，提升国旗所做的有用功为克服国旗自身重力所做的功，已知国旗的重力，上升的高度，根据功的计算公式 （2）旗杆顶部为定滑轮，绳子自由端移动的距离s等于国旗上升的高度h，拉力，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功为 做功时间为，功率为 （3）根据机械效率 2．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。将重450N的小车沿6m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，求： (1)在此过程中推力做的总功； (2)斜面的机械效率； (3)小车受到斜面的摩擦力。 【答案】(1) 1200J (2) 75% (3) 50N 【详解】（1）推力做的功为 （2）将小车推上斜面做的有用功是克服小车重力做的功 斜面的机械效率为 （3）克服摩擦力做的功是额外功，额外功等于总功减去有用功 根据功的公式 可得，摩擦力大小 3．（24-25九年级上·安徽六安·月考）如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。用方向竖直向上，大小恒为25N的拉力F将杠杆从图中甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为0.3m，A点上升高度为0.6m。求： (1)拉力F做的有用功是多少？ (2)该过程杠杆的机械效率是多少？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力是多少？ 【答案】(1)12J (2)80% (3)10N 【详解】（1）力F做的有用功 （2）由三角形相似可知力F移动的距离 总功 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 4．（2026·湖北·一模）为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： (1)滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 (2)细绳的拉力F。 (3)滑轮组的机械效率。 (4)玩具电动小车牵引力的功率P。 【答案】(1)10J (2)12.5N (3)80% (4)6.5W 【分析】根据滑轮组的工作原理，计算细绳的拉力、滑轮组对物体做的有用功、滑轮组的机械效率以及玩具电动小车牵引力的功率。 【详解】（1）由题意可知，物体5s内上升的高度 物体的重力 滑轮组在5s内做的有用功 （2）由题意可知，动滑轮的重力 由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力 （3）由题图可知，绳子自由端移动的距离 总功 滑轮组的机械效率 （4）由题意可知，玩具电动小车的速度 小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即 玩具电动小车牵引力的功率 一、单选题 1．下列工具在正常使用时，与图中所示的提碗器属于同一类杠杆的是（   ） A．镊子 B．核桃夹 C．裁纸刀 D．托盘天平 【答案】A 【详解】提碗器在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A符合题意； B．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意； C．裁纸刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意； D．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，故D不符合题意。 故选A。 2．斜身引体向上是我市体育中考测试项目之一。如图是某学生做斜身引体向上的简化图。当其向上引体时身体相当于一个杠杆，以下说法正确的是（　　） A．A点为杠杆支点 B．动力一定会增大 C．阻力一定会减小 D．阻力臂一定减小 【答案】D 【详解】A．做斜身引体向上时身体相当于一个杠杆，绕着C点转动，故C是支点，故A错误； BCD．转动过程中，身体的重力是阻力，手臂通过支架对人的拉力是动力，在向上引体时，自身重力不变，故阻力大小不变，而重心移动后，阻力臂减小，当动力臂几乎不变时，故动力减小，故D正确，BC错误。 故选D。 3．如图是电气化铁路上的接触网补偿装置，它由两个轻质滑轮、钢绳、坠砣组成，可以自动调整输电线的松弛度，保障列车电极与输电线的良好接触（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．该装置中的两个滑轮都是定滑轮 B．该装置中的两个滑轮都是动滑轮 C．输电线A端所受的拉力大小大于坠砣的重力大小 D．输电线A端所受的拉力大小等于钢绳的拉力大小 【答案】C 【详解】AB．左侧滑轮位置固定不动，是定滑轮。右侧滑轮可随输电线一起移动，是动滑轮，故AB错误； CD．不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，不省力也不费力，钢绳的拉力等于坠砣的重力。使用动滑轮时能省力，输电线A端所受的拉力等于钢绳拉力的2倍，即输电线A端所受的拉力大小大于坠砣的重力大小，故C正确，D错误。 故选C。 4．如图是关于“机械功和功率”的部分知识结构图，关于图中①②③④的理解正确的是（　　） A．①之和 B．②比值 C．③快慢 D．④多少 【答案】B 【详解】功等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积，即①是乘积；功率等于功与做功所用时间的比值，即②是比值；做功的多少叫功，功率表示做功的快慢，所以③是多少，④是快慢。故B正确，ACD错误。 故选B。 5．下列实例中，能反映出力对物体没有做功的是（　　） A．起重机吊起大象 B．用力推车，车后退了 C．杠铃纹丝不动 D．马拉车前进 【答案】C 【详解】A． 起重机吊起大象，起重机对大象施加了向上的力，且大象在力的方向上移动了距离，所以力对物体做了功，故A不符合题意； B． 用力推车，车后退了，人对车施加了推力，车在力的反方向移动了距离，所以力对物体做了功，故B不符合题意； C．杠铃纹丝不动，人对杠铃施加了向上的力，但杠铃没有在力的方向上移动距离，所以力对物体没有做功，故C符合题意； D．马拉车前进，马对车施加了拉力，车在拉力方向上移动了距离，所以力对物体做了功，故D不符合题意。 故选C。 6．如图所示，是甲、乙两物体做功与时间的关系图象，由图可知，甲、乙两物体做功的功率大小关系（　　） A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲＝P乙 D．无法确定 【答案】A 【详解】功率是指物体做功的快慢，比较物体做功功率可以相同时间比较做功的多少；也可以做功相同，比较做功的时间。相同的时间内，甲做的功比乙做的功多，所以甲的功率大于乙的功率，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．如图甲，是猎鹰重型火箭降落回收的过程，通过控制推力，沿竖直方向先从点减速运动到点，再从点匀速运动到点。且。如图乙。忽略火箭质量的变化。则（　　） A．火箭的机械能在段减小，段不变 B．火箭在段时，只有重力对火箭做了功 C．段重力做功的功率大于段 D．段火箭的重力势能转化为动能，机械能守恒 【答案】C 【详解】AD．从A点减速运动到B点时，质量不变，速度减小，动能减小；高度减小，重力势能减小，则机械能减小，故不是火箭的重力势能转化为动能；从B点匀速运动到C点时，质量不变，速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小，机械能减小，故AD错误； B．火箭在BC段时，重力和阻力均对火箭做了功，故B错误； C．由于，根据可知，火箭在AB段重力做功等于火箭在BC段重力做功，AB段做减速运动，速度越来越慢，火箭在BC段做匀速运动，所以，根据可知，AB段的功率大于BC段的功率，故C正确。 故选C。 8．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【分析】因为，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度；根据可知有用功相同，根据可知机械效率大小关系。 【详解】因，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，根据数学知识可知，从左到右三个图中杠杆的重心上升的高度分别为，，； 根据可知有用功相同，根据，可知、所做的额外功相同，大于所做的额外功，根据 可知，故A正确，BCD错误。 故选A。 二、作图题 9． 按要求作图；如图甲是按压式订书机，其中可视为一个杠杆，简化示意图如图乙，点为支点，B点为阻力点，请在图中画出装订时作用在点的最小动力及其力臂的示意图。 【答案】 【详解】连接OA，OA即为最大动力臂lA，过A点作垂直OA向下的力，即为最小动力FA。如图所示： 10．请在图中画出该滑轮的动力臂和阻力臂。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在固定绳与轮的接触点；F为动力，作用点在绳与轮最右边的接触点；阻力作用点在轴上，方向竖直向下；过支点O分别向动力的作用线和阻力的作用线做垂线段，标上动力臂和阻力臂，如图所示： 三、实验题 11．我国古代《墨经》最早记述了杆秤的原理。墨子对杠杆平衡有以下阐述：“衡，加重于其一旁，必捶，权重相若也。相衡，则本短标长”。文中提到的“权、重、标、本”如图甲所示。实践小组想自制一个杆秤，于是先设计实验探究杠杆的平衡条件，如图所示。 (1)实验开始前，杠杆处于图乙所示状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节； (2)小组同学进行了多次实验，并将数据记录在下表中。请你分析下表中的数据，得出杠杆的平衡条件是_____（写出公式）； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 10 2 5 2 2 5 1 10 3 2 3 3 2 4 3 6 6 3 (3)如图丙所示，在A点挂有3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂____个钩码； (4)如图丁所示，保持弹簧测力计悬挂点不变，使其拉力方向由竖直方向变为斜向右下方，当杠杆再次水平平衡时，弹簧测力计示数将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)杆秤中的“权”、“重”对应物理学中的力、“标”、“本”对应物理学中的__________，为了扩大杆秤的量程，可采用的方法是__________。 【答案】(1)左 (2) (3)2 (4)变大 (5) 力臂 提纽位置向左移动 【详解】（1）如图乙所示，杠杆左高右低，表明左侧较轻，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调。 （2）根据表中的数据，第一组数据 第二组数据 第三组数据 因此得出杠杆的平衡条件是。 （3）如图丙所示，在A点挂有3个钩码，力臂为2格长度，B点力臂为3格长度，为了使杠杆在水平位置平衡，杠杆的平衡条件是得 解得，应在B点挂2个钩码。 （4）如图丁所示，保持弹簧测力计悬挂点不变，使其拉力方向由竖直方向变为斜向右下方，此时拉力的力臂变小，根据杠杆的平衡条件，当杠杆再次水平平衡时，弹簧测力计示数将变大。 （5）[1]如图所示“标”“本”是权和重到提纽的距离，对应物理学中的力臂。 [2]根据杠杆的平衡条件，要扩大杆秤的量程，可采用的方法是减小阻力臂，增大动力臂，即可使提纽位置向左移动。 四、计算题 12．我国是继德国、法国、意大利、芬兰之后，全球第五个有能力建造大型邮轮的国家。首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”自2024年1月1日开启商业首航一年来，完成运营84航次，运输出入境旅客60万人次。“爱达·魔都号”总吨位（满载时排开水的质量）为13.55万吨，总长323.6米，型宽37.2米，最大吃水深度8.55米，最大航速22.6节，高达16层的庞大上层建筑生活娱乐公共区域，被誉为移动的“海上现代化城市”。取海水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg.求： (1)满载时，“爱达·魔都号”邮轮受到海水的浮力是多少？ (2)最大吃水深度时，“爱达·魔都号”底部受到海水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为60cm2，求探测仪器受到海水的压力是多少？ (3)“爱达·魔都号”一次在航行中以19.5节（约36km/h）的速度匀速行驶，航行中功率达6.24×107W，求航行中受到的阻力多大？ 【答案】(1) (2)513N (3) 【详解】（1）邮轮满载时排开水的质量 根据阿基米德原理，邮轮受到的浮力 （2）（1）邮轮底部受到海水的压强为 （2）探测仪器的面积 由得，探测仪器受到海水的压力： （3）邮轮航行速度： 根据 可得， 因为邮轮匀速行驶，所以受到的阻力与牵引力是一对平衡力即 13．如图所示，某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m，使人匀速升高0.4m，书包对绳a的拉力，绳b对人的拉力。请通过计算求： (1)此过程中滑轮组所做的有用功； (2)此过程中书包对绳a做功的功率； (3)此过程中滑轮组的机械效率。 【答案】(1) 240J (2) 80W (3) 60% 【详解】（1）由题意可知，此过程中滑轮组的有用功是克服人的重力所做的功，已知绳b对人拉力 人匀速上升距离，由可得滑轮组所做的有用功 （2）总功为书包拉力所做的功。已知书包对绳a的拉力，书包沿直线匀速下降的距离，由可知，书包对绳a做的总功 书包拉动绳子运动时间，根据，可知书包对绳a做功的功率 （3）由前两问可知，有用功，总功。根据机械效率的计算公式，可得 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 简单机械 功和能（参考答案） A题型建模・专项突破--------------------------------------------------------------------1~42 题型1 杠杆及杠杆分类和应用 题型9 动能、势能 题型2 作杠杆示意图 题型10 影响动能和势能大小的因素 题型3 实验探究：杠杆平衡条件 题型11 机械能转化及守恒 题型4 杠杆平衡条件的应用 题型12 机械效率基本知识 题型5 滑轮及其应用 题型13 机械效率的计算 题型6 滑轮作图 题型7 机械功及其计算 题型8 功率及其计算 B综合攻坚・能力跃升-----------------------------------------------------------------43~52 题型一 杠杆及杠杆分类和应用（共5小题） 1．【答案】C 2．【答案】A 3．【答案】 力 变小 4．【答案】 费力 大于 5．【答案】(1)ACD (2)D 题型二 作杠杆示意图（共4小题） 1．【答案】 2．【答案】 3．【答案】(1) (2) 4．【答案】 题型三 实验探究：杠杆平衡条件（共3小题） 1．【答案】(1) 平衡 右 力臂 (2)变大 (3) 0 bd 2．【答案】(1) 平衡 左 (2)3 (3)杠杆自重对实验造成影响 (4)A 3．【答案】(1)右 (2) 2 变大 (3)D (4)左端下沉 题型四 杠杆平衡条件的应用（共4小题） 1．【答案】(1)0.1N (2)1.6N (3)1.8×103Kg/m3 2．【答案】(1)400N (2)需要增大力臂OC 3．【答案】(1)3N (2)2N (3)12N 4．【答案】(1)能 (2)根据杠杆的知识，杆秤可简化为下图： 根据杠杆平衡条件可得： 杆秤空秤时G盘l1=G砣l0………………① 杠杆称物体时（G盘+G）l1=G砣l……② ②式-①式得Gl1=G砣（l-l0） 即 变形可得到 因为m0、l0、l1是定值，所以待测物体的质量m与长度l成正比，即能在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线。 题型五 滑轮及其应用（共5小题） 1．【答案】D 2．【答案】A 3．【答案】B 4．【答案】 B 0.3 20 5．【答案】(1)改变力的方向 (2) 匀速竖直 钩码和滑轮总重 C 题型六 滑轮作图（共5小题） 1．【答案】 2．【答案】 3．【答案】 4．【答案】 题型七 机械功及其计算（共5小题） 1．【答案】A 2．【答案】D 3．【答案】(1) (2) 【详解】（1）汽车满载重力 汽车静止在水平地面上时，对地面的压力等于其重力。即 又因为轮胎与地面的总接触面积 ，故汽车满载静止在水平地面上时，对水平地面的压强 （2）汽车匀速直线行驶时，牵引力等于阻力。由于阻力为汽车总重的 0.1 倍，则牵引力 由可知，汽车牵引力做的功为 4．【答案】(1)0.05m/s (2) (3) 【详解】（1）箱梁水平运动时的平均速度为：； （2）箱梁的重力为：； 克服箱梁的重力所做的功为：。 （3）箱梁水平移动时所受的阻力为：； 因为箱梁水平匀速移动，所以处于平衡状态，架桥机对箱梁的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等。 ； 牵引力所做的功为：。 题型八 功率及其计算（共4小题） 1．【答案】A 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】(1) 240W (2) 1680J 【详解】（1）由图乙可知，在7~12s内，机器人做匀速直线运动，其速度为，牵引力为。所以7~12s内机器人动力做功的功率为 （2）已知机器人以恒定的功率运动，因此机器人在0~7s内的功率与7~12s内的功率相同，即。所以0~7s内机器人动力做的功为 题型九 动能、势能（共5小题） 1．【答案】 做功 不变 增大 2．【答案】 不变 增大 增大 3．【答案】 大 重力势 4．【答案】 0 相对 5．【答案】 A 变大 题型十 影响动能和势能大小的因素（共3小题） 1．【答案】(1)木块移动距离的远近 (2)A (3) 合理 不能 (4) 速度 = (5)可行 2．【答案】(1)重物 (2) 桌脚陷入沙子中的深度 转换 (3)C (4) 质量相等，物体的高度越高 乙、丙 (5)可行 3．【答案】(1) 木块被推动越远，能够做功越多 探究动能大小与哪些因素有关 (2) 弹簧被压缩距离一定，弹性势能大小与弹簧材料有关 不能 (3) 没有控制弹簧的材料 弹簧材料一定，弹簧压缩的距离不同 题型十一 机械能转化及守恒（共3小题） 1．【答案】C 2．【答案】D 3．【答案】D 4．【答案】 不变 动 > 不守恒 题型十二 机械效率基本知识（共3小题） 1．【答案】C 2．【答案】 D 加润滑油后，额外功减少，总功减小；有用功不变，机械效率增大 3．【答案】A 4．【答案】C 题型十三 机械效率的计算（共4小题） 1．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据题意，提升国旗所做的有用功为克服国旗自身重力所做的功，已知国旗的重力，上升的高度，根据功的计算公式 （2）旗杆顶部为定滑轮，绳子自由端移动的距离s等于国旗上升的高度h，拉力，绳子自由端移动的距离，拉力做的总功为 做功时间为，功率为 （3）根据机械效率 2．【答案】(1) 1200J (2) 75% (3) 50N 【详解】（1）推力做的功为 （2）将小车推上斜面做的有用功是克服小车重力做的功 斜面的机械效率为 （3）克服摩擦力做的功是额外功，额外功等于总功减去有用功 根据功的公式 可得，摩擦力大小 3．【答案】(1)12J (2)80% (3)10N 【详解】（1）力F做的有用功 （2）由三角形相似可知力F移动的距离 总功 杠杆的机械效率 （3）若不计绳重和摩擦，克服杠杆自身的重力做的功是额外功，额外功 杠杆重心上升的高度与重物上升高度相同，杠杆自身的重力 4．【答案】(1)10J (2)12.5N (3)80% (4)6.5W 【分析】根据滑轮组的工作原理，计算细绳的拉力、滑轮组对物体做的有用功、滑轮组的机械效率以及玩具电动小车牵引力的功率。 【详解】（1）由题意可知，物体5s内上升的高度 物体的重力 滑轮组在5s内做的有用功 （2）由题意可知，动滑轮的重力 由图可知，动滑轮由2段绳子承担，即，不计绳与滑轮间的摩擦，可得绳子的拉力 （3）由题图可知，绳子自由端移动的距离 总功 滑轮组的机械效率 （4）由题意可知，玩具电动小车的速度 小车做匀速直线运动，牵引力等于绳子拉力与滚动摩擦力之和，即 玩具电动小车牵引力的功率 一、单选题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 A D C B C A C A 二、作图题 9．【答案】 10．【答案】 三、实验题 11．【答案】(1)左 (2) (3)2 (4)变大 (5) 力臂 提纽位置向左移动 四、计算题 12．【答案】(1) (2)513N (3) 【详解】（1）邮轮满载时排开水的质量 根据阿基米德原理，邮轮受到的浮力 （2）（1）邮轮底部受到海水的压强为 （2）探测仪器的面积 由得，探测仪器受到海水的压力： （3）邮轮航行速度： 根据 可得， 因为邮轮匀速行驶，所以受到的阻力与牵引力是一对平衡力即 13．【答案】(1) 240J (2) 80W (3) 60% 【详解】（1）由题意可知，此过程中滑轮组的有用功是克服人的重力所做的功，已知绳b对人拉力 人匀速上升距离，由可得滑轮组所做的有用功 （2）总功为书包拉力所做的功。已知书包对绳a的拉力，书包沿直线匀速下降的距离，由可知，书包对绳a做的总功 书包拉动绳子运动时间，根据，可知书包对绳a做功的功率 （3）由前两问可知，有用功，总功。根据机械效率的计算公式，可得 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八章 简单机械 功和能 A题型建模・专项突破--------------------------------------------------------------------1~23 题型1 杠杆及杠杆分类和应用 题型9 动能、势能 题型2 作杠杆示意图 题型10 影响动能和势能大小的因素 题型3 实验探究：杠杆平衡条件 题型11 机械能转化及守恒 题型4 杠杆平衡条件的应用 题型12 机械效率基本知识 题型5 滑轮及其应用 题型13 机械效率的计算 题型6 滑轮作图 题型7 机械功及其计算 题型8 功率及其计算 B综合攻坚・能力跃升-----------------------------------------------------------------23~29 题型一 杠杆及杠杆分类和应用（共5小题） 1．（25-26九年级上·上海·月考）小张同学假期中经常在家里做些力所能及的家务。在家中，他发现如筷子、剪刀、食品钳、开瓶器、钢丝钳、镊子等工具都可以看作他在物理课中所学的“杠杆”。如图所示工具，使用时属于费力杠杆的是（      ） A．羊角锤 B．扳手 C．筷子 D．核桃夹 2．（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（　　）          A．前臂杠杆是省力杠杆 B．肘关节处可以视为支点 C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力 D．前臂保持水平时，阻力臂最长 3．（2025·河南·模拟预测）一个小工具，提升大效率。如图所示的食材铡刀，可以用于切玉米、排骨、药材等不易切割的食材，操作简单方便。使用铡刀可以省______（填“力”或“距离”）；将要切断的玉米向连接轴处靠近，所用的力______（填“变大”“变小”或“不变”）。 4．（24-25八年级下·辽宁沈阳·期末）辽宁省首届龙舟公开赛暨沈阳都市圈第四届龙舟邀请赛、沈阳市第十五届龙舟大赛在浑河3号码头至富民桥段举办。如图甲所示为龙舟竞速的画面，由图乙可分析出龙舟的桨是______选填“省力”“费力”或“等臂”杠杆。人在划船时，船桨头在水中的移动距离______选填“大于”“小于”或“等于”手移动的距离。 5．（24-25八年级下·上海闵行·期末）家中有许多工具在使用中可以视为杠杆。 (1)下列工具正常使用时，属于省力杠杆的有（　　） A．核桃夹 B．筷子 C．钢丝钳 D．行李车 (2)如图（丙）所示，使用剪刀剪断较粗的麻绳时，可能存在一定的困难。这时我们可以采用的方法是（　　） A．将绳远离O点，增大动力臂 B．将绳远离O点，增大阻力臂 C．将绳靠近O点，减小动力臂 D．将绳靠近O点，减小阻力臂 题型二 作杠杆示意图（共4小题） 1．（25-26九年级上·广东广州·月考）农用拔秆器解决了拔农作物茎秆时需要弯腰、费时费力的痛点，见图甲。拔秆器工作原理可以简化为乙图的杠杆，O为支点，杠杆A点受到茎秆的力F2。画出F2的力臂，画出人作用在杠杆上最小的动力。 2．如图所示，一根粗细均匀的筷子放在盛有半碗水的碗中，此时的筷子可以等效为一根绕O点转的杠杆，画出这时的杠杆五要素。 3．（2026·上海嘉定·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； (2)求出动力F1的大小。 4．（24-25八年级下·四川成都·期末）如图甲所示，是成都某公交站台的不锈钢立式报架，放置宣传海报时需用硬杆支撑起玻璃框架，此时可将玻璃框架视为杠杆。图乙为该报架放置宣传海报时的示意图，O为支点，F为硬杆给玻璃框架施加的力，A为玻璃框架的重心。请在图乙中画出： （1）玻璃框架所受重力的示意图； （2）力F的力臂L。 题型三 实验探究：杠杆平衡条件（共3小题） 1．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）小明探究“杠杆平衡条件”，并尝试自制简易杆秤。 (1)图1中静止的杠杆处于___________（选填“平衡”或“非平衡”）状态。实验时，应将平衡螺母向___________调节，目的是便于测量___________。 (2)图2中弹簧测力计施加拉力，保持杠杆在水平位置平衡，若拉力方向由①改为②，则弹簧测力计的示数将___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 (3)如图3，小明用细木棒（质量不计）、小纸杯、棉线和钩码等器材制作简易杆秤。步骤如下： 步骤一：把棉线系在“b”处，作为提纽；把纸杯悬挂在“a”处，作为秤盘；将质量为50g的钩码挂在杆秤上作为秤砣； 步骤二：手提提纽，移动秤砣使秤杆水平平衡，此时秤砣所在位置“c”为定盘星，即“c”点刻度值为___________ g； 步骤三：若要在“d”位置标定最大刻度值，只需用刻度尺测量“ab”和___________的长度（选填“cd”或“bd”）。 2．（25-26九年级上·江苏苏州·期末）在探究“杠杆的平衡条件”实验中，小明用可绕O点转动且质量分布均匀的杠杆，以及多个重为0.5N的钩码进行了以下实验操作。 实验次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 0.5 0.20 1.0 0.10 2 1.0 0.15 1.5 0.10 3 0.1 3.0 2.0 0.15 4 2.0 0.15 1.5 0.20 … (1)不挂钩码时，杠杆在如图甲的位置静止，此时杠杆处于________（平衡/非平衡）状态；小明将杠杆左边的平衡螺母调至最左端，发现杠杆右侧还略向下倾斜，此时他应将右边的平衡螺母向________调节，使杠杆水平位置平衡； (2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码，使其水平平衡。将左右侧钩码对杠杆的拉力分别记为和，对应的力臂记为和；多次实验并把数据填入上表，分析数据发现第________次数据记录有误，修改后，初步得出杠杆的平衡条件； (3)小华利用如图乙所示的装置探究杠杆的平衡条件，用校好零的弹簧测力计竖直向上拉杠杆，当杠杆在水平位置平衡时，发现：弹簧测力计的示数×动力臂>钩码的重力×阻力臂。其主要原因是________； (4)得出结论后，两位同学利用两根相同的实心金属杆（两端粗细不同）设计了下列四种悬臂式红绿灯，其中螺钉对支架底座施加的力最小的是________。 A．B．C．D． 3．（25-26九年级上·江苏南京·期末）在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)如图甲，实验前杠杆在支架上保持静止。要使其在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向________调节； (2)如图乙，在A点悬挂3个钩码，每个钩码质量为50g，在B点用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置再次平衡，则拉力大小为________N。若保持杠杆平衡状态不变，将弹簧测力计由a位置缓慢转动到b位置的过程中，其示数将________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (3)下列实验中多次测量（或探究）目的与本次探究不同的是________； A．探究动滑轮的特点 B．探究影响动能大小的因素 C．探究电流与电压关系 D．测量未知定值电阻的大小 (4)实验结束后，小明取一根均匀铁丝AB，用一细绳作用在中点O处并悬挂起来，铁丝保持平衡。将OB段从中间对折，如图丙所示（手未画）。则松手后，铁丝将________（选填“保持平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）。 题型四 杠杆平衡条件的应用（共4小题） 1．（24-25八年级下·重庆江津·期末）项目式学习小组利用木尺制作了一把简易杆秤。他们用轻质细线系一个10g钩码作为秤砣，在5cm刻度线处固定秤钩，挂上轻质纸盘作为秤盘，在10cm刻度线处固定粗绳作为提钮。若木尺质量为20g，重心在50cm刻度线处。求： (1)钩码的重力； (2)在使用过程中，小组成员发现木尺重力不能忽略，提出用质量合适的烧杯代替纸盘，消除木尺重力的影响，则烧杯的质量应为多少？ (3)将杆秤改进后，小组继续将其改为测量液体密度的装置。保留木尺原有刻度，对其进行重新标注，假如每次测量的液体体积都为100mL，那么该装置能测量的最大液体密度是多少？ 2．（2025·广东深圳·二模）如图甲是健身房锻炼手臂力量的健身器材，受此器械的启发，小深组装了如图乙所示的健身器材模拟装置，其中杠杆可绕支点0在竖直平面内转动，重物A悬挂在C点，人对杠杆的支持力作用在B点，方向竖走向上，且OC=2BC，此时杠杆在水平位整平衡。已知GA=600N，杠杆、悬绳的质量不计。求： (1)如图乙，此时杠杆对人的压力大小。 (2)如果小深想要增大杠杆对手臂的压力，分析并说明杠杆在水平位置平衡时，力臂OC需要增大还是减小? 3．（2025·安徽合肥·二模）小江同学想探究杠杆的平衡条件，从实验室借来了杠杆、钩码若干、弹簧测力计和铁架台等器材。如图甲是他完成的一组实验，此时杠杆处于水平平衡状态，已知一个钩码的质量为50g，杠杆的每一格的长度为。 (1)图甲中，弹簧测力计的示数是多少； (2)他又进行了图乙实验，读出弹簧测力计的示数为，发现，于是他请教老师原因，老师告诉他是杠杆自重的影响，并给了他两点提示： A．杠杆是否平衡是通过“力和力臂的乘积”大小判断的：B．杠杆可能不止受到一个动力和一个阻力，那么平衡条件中的“力与力臂的乘积”数量也会发生变化。最后，老师让他根据提示计算出杠杆的自重。请你帮助他算出杠杆的重力； (3)如图是一斜拉索桥，钢索的所受的最大拉力不仅要考虑桥上的车辆，也要考虑桥的自重。小江同学用铁架台，细绳和木板制成一个简易斜拉索桥，如图丙所示，他还在上面放了一辆遥控汽车模拟从到A过桥的过程，已知木板所受重力为，小车的质量约为，在小车过桥的过程中，细绳受到的最大拉力是多少。（不考虑小车长度） 4．（2025·北京西城·一模）小华要自制一个简易杆秤，她用一根木制长筷子作为秤杆，将一个小盆挂在秤杆的A点作为秤盘，在B点系一根细线作为提纽，用细线系一个螺母作为秤砣；秤盘中不放物品，手提提纽，移动秤砣位置使秤杆在水平位置平衡，将此时秤砣所在位置标记为定盘星O。秤盘中放入质量为100g的砝码，手提提纽，移动秤砣使秤杆在水平位置平衡，在此时秤砣所在的位置C处标记100g，如图所示。 (1)请你判断小华能否在定盘星O与C点间均匀标记质量的刻线？ (2)请你运用所学知识分析说明。（为使问题简化，不考虑秤杆的重力。设秤盘的质量为m盘，秤砣的质量为m0，OB的距离为l0，AB的距离为l1；若待测物体的质量为m，秤杆水平平衡时秤砣悬挂点到提纽的距离为l。） 题型五 滑轮及其应用（共5小题） 1．（25-26九年级上·江苏常州·期末）如图所示是小明利用同一滑轮往高处搬运同一货物的两种方法。甲、乙两图中，物体匀速上升速度相同，不计滑轮重，不计绳重与摩擦，则（    ） A．甲绳自由端的拉力等于乙绳自由端的拉力 B．甲绳自由端的拉力小于乙绳自由端的拉力 C．甲绳自由端移动速度等于乙绳自由端移动速度 D．甲绳自由端移动速度小于乙绳自由端移动速度 2．（24-25八年级下·安徽安庆·期末）某同学使用图中滑轮组探究问题，已知物重30N，下列说法中错误的是（    ） A．该滑轮组既可以省力，又可以改变拉力的方向 B．若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦，要提起重物，拉力至少为10N C．若将重物提升3cm，则绳子自由端需要移动9cm D．实验中，该同学匀速提升物体，所用拉力大于10N 3．（24-25八年级下·内蒙古呼和浩特·期末）如图所示，重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态（不计机械自重和摩擦），拉力分别为F1、F2、F3、F4。则力最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 4．（24-25九年级上·陕西渭南·月考）如图所示，A、B两个滑轮中，_________是动滑轮，在不考虑滑轮重、绳重和绳与滑轮间的摩擦时，以0.1m/s的速度匀速拉动物体C，物体C与桌面的摩擦力是60N，则绳子自由端移动的速度为__________m/s，拉力F为_________N。 5．（25-26九年级上·江苏南京·期中）在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验中： (1)比较甲、乙两图拉力的方向可知使用定滑轮可以_____。 (2)探究动滑轮的特点实验如图丙。 ①为探究使用动滑轮是否可以省力，需要竖直向上拉弹簧测力计，使钩码_____上升，并将弹簧测力计的示数与_____（选填“钩码重”或“钩码和滑轮总重”）进行比较。 ②如图丙，要想得出“动滑轮使用时最多可以省一半力”这一结论，可进行的操作是：_____ a.使用同一动滑轮，不断增大物重，多次实验 b.提升同一重物，不断减小动滑轮重，多次实验 A．只有a    B．只有b    C．a和b均可    D．a和b均不可 题型六 滑轮作图（共5小题） 1．（25-26九年级上·陕西西安·月考） 如图-2，汽车陷入烂泥中，附近有一棵大树，车上有滑轮两只，绳子一根，请在图中画出用最小的力把汽车拉出来的滑轮组绕法。 2．（24-25八年级下·广东佛山·期末）如图所示是小华家的升降式晾衣架。请完成晾衣架绕线，使得转动把手所需施加的力等于动滑轮、横杆、衣架以及所挂衣服总重力的（忽略绳索重量和摩擦力）。 3．（24-25八年级下·河南驻马店·期末）画出题图滑轮组的装配图，要求每个滑轮都要用上。 4．（24-25八年级下·广东珠海·期末）按要求作图。 为了使得高铁输电线保持绷直状态，保障列车电极与输电线的良好接触，采用了如图甲所示的坠砣牵引装置。请你在乙图中画出滑轮组的绕线方式。 题型七 机械功及其计算（共5小题） 1．（25-26九年级上·江苏镇江·期末）下列几种情景中，人对加“·”研究对象做功的是（　　） A．人搬起一箱报刊 B．人背书包，站在水平扶梯上匀速前进 C．人推汽车，车不动 D．足球离开脚后在草地上滚动 2．（25-26八年级下·安徽·课后作业）如下列图片所示，已知A、B、C三个物体的质量大小关系为，它们分别在同样大小的力F的作用下，都沿力的方向移动了s的距离。力F（　　） A．对A做的功最多 B．对B做的功最多 C．对C做的功最多 D．对A、B、C做的功一样多 3．（25-26九年级下·山西太原·开学考试）2025年12月15日，工业和信息化部附条件许可了某款自动驾驶车型产品，我国自动驾驶汽车产业迈向了“量产应用”新阶段。该自动驾驶汽车满载时总质量约为，轮胎与水平地面的总接触面积为0.1m2。在测试阶段，该汽车满载在平直公路上匀速直线行驶了，受到的阻力是汽车总重的0.1倍。求解下列问题：（g取10N/kg） (1)汽车满载静止在水平地面上时，对水平地面的压强。 (2)汽车牵引力做的功。 4．下图是世界首台千吨级架桥机“昆仑号”。在某次架桥中，“昆仑号”先将质量为的箱梁自桥面向上吊起1m，再在900s内将其水平匀速向前移动45m。已知箱梁水平移动时，箱梁所受阻力为其自重的0.18倍，g取10N/kg。求： (1)箱梁水平运动时的平均速度。 (2)此过程中克服箱梁的重力所做的功。 (3)水平移动时，架桥机对箱梁的牵引力所做的功。 题型八 功率及其计算（共4小题） 1．（25-26九年级上·广东潮州·期末）2024年5月21日，我国登山爱好者汪健带领5名队员组成的科研队伍成功登顶珠穆朗玛，当他们到达最高点的整个过程中，体重（含装备）越大的队员一定（　　） A．做功越多 B．做功相同 C．功率越大 D．做功越慢 2．（25-26九年级上·江苏常州·期末）跳绳测试，1min跳绳不低于160次可得满分。质量为50kg的小明，每次跳起高度约6cm。要想获得满分，他跳绳的功率至少是（g取10N/kg）（    ） A．0.8W B．8W C．80W D．800W 3．（25-26九年级上·江苏无锡·月考）在同一水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉同一物体两次，两次运动的图像如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为、，所做功的功率分别为、，则它们的关系正确的是（    ） A．， B．， C．， D．， 4．（25-26九年级上·安徽马鞍山·期末）如图甲所示，智能配送机器人从仓库出发，将医疗物资送到了医院。若机器人以恒定的功率在某段平直的路面上由静止开始运动，共用时12s，如图乙是速度v随时间t变化的关系图像，当牵引力F为40N时，机器人做匀速直线运动。求： (1)7~12s内机器人动力做功的功率。 (2)0~7s内机器人动力做的功。 题型九 动能、势能（共5小题） 1．（25-26九年级上·陕西汉中·期末）如图所示，小明同学帮助阿姨将三轮车匀速推上坡顶的过程中，小明的推力对三轮车_________（选填“做功”或“不做功”），三轮车的动能_________（选填“增大”“不变”或“减小”，下同），重力势能_________。 2．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）如图所示，2026年1月6日，渭南市迎新年越野赛在渭河南大堤全民健身长廊开跑。当参赛选手在上坡路段匀速奔跑时，选手的动能___________，重力势能___________，机械能___________。（均选填“增大”“不变”或“减小”） 当水流从高处下落冲击水轮时，水轮的动能变______（选填“大”或“小”）；当木槌被举至最高点时，木槌的______能最大。 4．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）物理学中，研究物体的重力势能时，总要先选择某一水平面作参考平面。若物体恰好在这个水平面上，其相对高度为零，物体相当于没被举高。参考平面的选取可依据研究问题的需要而灵活确定。如图所示的石头，若选择山脚的地面为参考平面，石头具有的重力势能为；若选择山腰平台为参考平面，石头具有的重力势能为，则_____（选填“”“”或“”）；若选择山顶为参考平面，石头具有的重力势能为__________。与描述物体运动时需要选定参照物类似，重力势能具有________性。 5．（25-26九年级上·江西新余·期末）把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上，笔尾抵在桌面用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。图乙中，A为按下后放手的时刻，B为按下后弹簧恢复原长的时刻，C为向上运动到最高点的时刻。弹簧的弹性势能在________（选填“A”“B”或“C”）点最大；圆珠笔在B→C的过程中，重力势能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 题型十 影响动能和势能大小的因素（共3小题） 1．（2025·山东临沂·模拟预测）为了探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。 (1)甲实验中a、b通过___________来比较小球动能的大小； (2)甲实验b的高度为2h时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的操作应采取的方法是 ； A．适当降低小球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案 ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木板并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理？___________（选填“合理”或“不合理”）； ②小华利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置___________（选填“能”或“不能”）完成该探究； (4)小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 ①.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离，可以研究小球的动能大小与___________（选填“质量”、“速度”或“质量和速度”）的关系； ②.若用A、B两个质量不同的小球（mA>mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA___________sB（选填“>”、“<”或“=”）； (5)小强认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是___________（选填“可行”或“不可行”）的。 2．（25-26九年级上·江苏常州·期中）同学们在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”时，把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，使桌腿陷入沙子，如图所示为实验过程中的有关情境。 (1)本实验探究的是______（重物/小桌）的重力势能； (2)实验中通过______来判断物体重力势能的大小，这种研究方法叫______法； (3)实验中可能出现桌脚陷入沙子中的深度不明显或桌脚陷入沙子中的深度差不明显的现象，针对这些现象，下列做法中最不具有操作性的是______； A．增大重物下落的高度 B．增大前后两次实验重物的质量差 C．测量前后两次桌脚陷入沙面的深度h（如图丁所示） D．每次实验前都松动沙子、平整沙面 (4)比较甲、乙两实验，可得结论：______，重力势能越大，若要探究重力势能与质量的关系，应比较______两实验； (5)小明想用以上器材探究“动能的大小与哪些因素有关”，他的设想______（可行/不可行）。 3．（24-25八年级下·山东威海·期末）实验探究：“弹性势能的大小跟哪些因素有关”。小明提出如下猜想： ①弹性势能的大小与弹簧的材料有关；②弹性势能的大小与弹簧被压缩程度有关； 探究猜想一设计如下实验方案：（以下所有弹簧被压缩后均未超过其弹性限度） 将两根外形完全相同，材料不同的弹簧A、B分别按图甲安装；将小球分别置于弹簧A、B的右端，使弹簧被压缩的长度为3cm，如图乙所示，放手后小球被弹出，并与同一位置的同一木块相碰，木块在同一水平面被推动距离分别为、，比较、大小。 (1)实验中通过小球推动木块的距离越远，可以间接反映弹簧具有的弹性势能越大的原因是___________；请再列举一个运用此物理研究方法的实验：___________。 (2)比较小球推动木块的距离，得出结论：弹性限度内，___________；若水平面光滑，___________（选填“能”或“不能”）得出同样的结论； (3)小明用上述实验装置继续探究猜想二，得出下表实验数据。分析数据，你认为小明实验中存在的主要问题是___________；若想验证猜想二是否成立，正确的实验操作是：___________，观察木块被推动的距离。 实验序号 弹簧编号 弹簧被压缩距离/cm 木块被推动距离/cm 1 A 3 24 2 B 6 24 题型十一 机械能转化及守恒（共3小题） 1．（2026·湖南·一模）2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将巴基斯坦PRSC-EO2卫星、港中大一号卫星、电力红外卫星A星、数天宇星03~05星、空间环境监测卫星共7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 捷龙三号运载火箭在加速升空过程中，卫星的机械能的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能减少，机械能减少 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能增加，重力势能减少，机械能不变 2．（25-26九年级上·安徽六安·期末）小朱课外模拟蛙跳工作情景，用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置铁球的速度为零。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从A点到C点，铁球的动能一直减小 B．从A点到C点，铁球的动能一直增大 C．从A点到C点，铁球的机械能不变 3．（25-26九年级上·江苏盐城·期末）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b点时的动能为0 C．在c点的机械能大于在a点的机械能 D．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 4．（25-26九年级上·甘肃白银·期末）如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，D为球与水平地面的接触点，C、F两处等高，小球从A到B的过程中重力势能________（选填“增大”“减小”或“不变”），从B向D下落过程中________能增大，C点动能________（选填“>”“=”或“<”）F点的动能。整个过程机械能的总量________（选填“守恒”或“不守恒”）。 题型十二 机械效率基本知识（共3小题） 1．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）如图所示，用甲、乙两个滑轮组在相同时间内分别将物体M、N匀速提升，拉力分别为、，此过程相关数据如图所示.下列有关此过程的说法中，正确的是（　　） A．甲、乙两滑轮组中，绳子自由端移动的距离关系为 B．甲、乙两滑轮组的机械效率关系为 C．物体M、N的重力大小关系为 D．提升物体时两拉力的功率大小关系为 2．（25-26九年级上·宁夏固原·月考）小明用滑轮组把一箱货物从一楼提升到三楼，感到很“吃力”，他在滑轮组的轴上加润滑油后，感觉好多了。则加上润滑油后，下列说法正确的是( ) A．总功不变，滑轮组的机械效率减小            B．总功增加，滑轮组的机械效率不变 C．总功减小，滑轮组的机械效率不变            D．总功减小，滑轮组的机械效率增大 选择理由：________ 3．（25-26九年级上·陕西安康·期末）仓储物流作为经济发展的“大动脉”，高效运转离不开各类搬运设备的助力。叉车常用于货物的搬运，如图所示是工人师傅用叉车运送货物的情景，下列说法正确的是（　　） A．举高货物的过程中，叉车对货物做了功 B．叉车举起的货物越重，所做的功越多 C．叉车举起货物越快，机械效率越高 D．叉车举起同一批货物用时越短，做功的功率越小 4．（25-26九年级上·广东肇庆·期末）如图是我国古代劳动人民利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，拉或放绳索的另一端即可让水桶升降。下列说法正确的是（　　） A．井架上的滑轮是动滑轮，其作用是省力 B．利用该滑轮打水能够省力并省功 C．提等量的水，水桶越轻，该滑轮的机械效率越高 D．随着科技的发展，该滑轮的机械效率可以达到100% 题型十三 机械效率的计算（共4小题） 1．（25-26九年级上·安徽亳州·期末）如图所示，某学校升旗时的情景，旗手利用固定在旗杆顶部的定滑轮通过下拉绳索匀速竖直向上提升重为20N的国旗（不包括固定国旗的钢棍和绳索），所用的竖直拉力为40N，国旗上升的高度为20m，用时20s。求： (1)旗手所做的有用功 (2)旗手所用拉力做功的功率P； (3)定滑轮的机械效率。 2．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）为方便残疾人上下台阶，很多公共场所设计了如图所示的专用通道。将重450N的小车沿6m长的斜面推至2m高的入口处，沿斜面所用的推力为200N，求： (1)在此过程中推力做的总功； (2)斜面的机械效率； (3)小车受到斜面的摩擦力。 3．（24-25九年级上·安徽六安·月考）如图所示，OA是一个质量分布均匀的杠杆，O是支点，B是OA的中点，在B点悬挂一个重为的重物。用方向竖直向上，大小恒为25N的拉力F将杠杆从图中甲位置匀速提升到乙位置，重物上升的高度为0.3m，A点上升高度为0.6m。求： (1)拉力F做的有用功是多少？ (2)该过程杠杆的机械效率是多少？ (3)若不计绳重和摩擦，杠杆自身的重力是多少？ 4．（2026·湖北·一模）为了进一步理解所学知识，某物理兴趣小组组装了如图所示的装置。一辆质量为3kg的玩具电动小车放置在粗糙水平桌面上，其与桌面间的滚动摩擦力为20N，一根不可伸长的细绳一端固定在小车尾部，另一端依次跨过定滑轮、动滑轮后固定在O点，两滑轮质量都为0.5kg。当小车向右运动，借助细绳、滑轮带动质量为2kg的物体以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升，不计细绳与两滑轮之间的摩擦，不考虑空气阻力，求： (1)滑轮组在5秒内对物体做的有用功。 (2)细绳的拉力F。 (3)滑轮组的机械效率。 (4)玩具电动小车牵引力的功率P。 一、单选题 1．下列工具在正常使用时，与图中所示的提碗器属于同一类杠杆的是（   ） A．镊子 B．核桃夹 C．裁纸刀 D．托盘天平 2．斜身引体向上是我市体育中考测试项目之一。如图是某学生做斜身引体向上的简化图。当其向上引体时身体相当于一个杠杆，以下说法正确的是（　　） A．A点为杠杆支点 B．动力一定会增大 C．阻力一定会减小 D．阻力臂一定减小 3．如图是电气化铁路上的接触网补偿装置，它由两个轻质滑轮、钢绳、坠砣组成，可以自动调整输电线的松弛度，保障列车电极与输电线的良好接触（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．该装置中的两个滑轮都是定滑轮 B．该装置中的两个滑轮都是动滑轮 C．输电线A端所受的拉力大小大于坠砣的重力大小 D．输电线A端所受的拉力大小等于钢绳的拉力大小 4．如图是关于“机械功和功率”的部分知识结构图，关于图中①②③④的理解正确的是（　　） A．①之和 B．②比值 C．③快慢 D．④多少 5．下列实例中，能反映出力对物体没有做功的是（　　） A．起重机吊起大象 B．用力推车，车后退了 C．杠铃纹丝不动 D．马拉车前进 6．如图所示，是甲、乙两物体做功与时间的关系图象，由图可知，甲、乙两物体做功的功率大小关系（　　） A．P甲＞P乙 B．P甲＜P乙 C．P甲＝P乙 D．无法确定 7．如图甲，是猎鹰重型火箭降落回收的过程，通过控制推力，沿竖直方向先从点减速运动到点，再从点匀速运动到点。且。如图乙。忽略火箭质量的变化。则（　　） A．火箭的机械能在段减小，段不变 B．火箭在段时，只有重力对火箭做了功 C．段重力做功的功率大于段 D．段火箭的重力势能转化为动能，机械能守恒 8．新考法·比较机械效率 小明用如图所示的装置测量杠杆的机械效率。已知制作杠杆的材料质量分布均匀，杠杆的重力为，图中，所用钩码相同，弹簧测力计均保持在竖直方向上拉杠杆，使钩码均竖直上升高度，杠杆的三次机械效率分别为、、。以下判断正确的是（    ） A． B． C． D． 二、作图题 9． 按要求作图；如图甲是按压式订书机，其中可视为一个杠杆，简化示意图如图乙，点为支点，B点为阻力点，请在图中画出装订时作用在点的最小动力及其力臂的示意图。 10．请在图中画出该滑轮的动力臂和阻力臂。 三、实验题 11．我国古代《墨经》最早记述了杆秤的原理。墨子对杠杆平衡有以下阐述：“衡，加重于其一旁，必捶，权重相若也。相衡，则本短标长”。文中提到的“权、重、标、本”如图甲所示。实践小组想自制一个杆秤，于是先设计实验探究杠杆的平衡条件，如图所示。 (1)实验开始前，杠杆处于图乙所示状态，为了使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向______（选填“左”或“右”）调节； (2)小组同学进行了多次实验，并将数据记录在下表中。请你分析下表中的数据，得出杠杆的平衡条件是_____（写出公式）； 次数 动力 动力臂 阻力 阻力臂 1 1 10 2 5 2 2 5 1 10 3 2 3 3 2 4 3 6 6 3 (3)如图丙所示，在A点挂有3个钩码，为了使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂____个钩码； (4)如图丁所示，保持弹簧测力计悬挂点不变，使其拉力方向由竖直方向变为斜向右下方，当杠杆再次水平平衡时，弹簧测力计示数将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）； (5)杆秤中的“权”、“重”对应物理学中的力、“标”、“本”对应物理学中的__________，为了扩大杆秤的量程，可采用的方法是__________。 四、计算题 12．我国是继德国、法国、意大利、芬兰之后，全球第五个有能力建造大型邮轮的国家。首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”自2024年1月1日开启商业首航一年来，完成运营84航次，运输出入境旅客60万人次。“爱达·魔都号”总吨位（满载时排开水的质量）为13.55万吨，总长323.6米，型宽37.2米，最大吃水深度8.55米，最大航速22.6节，高达16层的庞大上层建筑生活娱乐公共区域，被誉为移动的“海上现代化城市”。取海水的密度为1×103kg/m3，g取10N/kg.求： (1)满载时，“爱达·魔都号”邮轮受到海水的浮力是多少？ (2)最大吃水深度时，“爱达·魔都号”底部受到海水的压强是多少？若船底需要安装探测仪器，其面积为60cm2，求探测仪器受到海水的压力是多少？ (3)“爱达·魔都号”一次在航行中以19.5节（约36km/h）的速度匀速行驶，航行中功率达6.24×107W，求航行中受到的阻力多大？ 13．如图所示，某学生研究小组正在进行“使用书包和滑轮组来提升人”的实验。书包在5s内沿直线匀速下降8m，使人匀速升高0.4m，书包对绳a的拉力，绳b对人的拉力。请通过计算求： (1)此过程中滑轮组所做的有用功； (2)此过程中书包对绳a做功的功率； (3)此过程中滑轮组的机械效率。 1 / 1 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 学科网（北京）股份有限公司 $