专项05 机械能与简单的机械（专项训练，江苏专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

专项05 机械能与简单的机械 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 航天航空 古人智慧 古代科技 生活情境 体育娱乐 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 功及其计算 考点02 功率及其计算 考点03 动能和势能 考点04 杠杆 考点05 滑轮及滑轮组 考点06 滑轮组及其机械效率的计算 考点07 斜面模型及其机械效率的计算 考点08 复杂装置的机械效率的计算 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 1．【航天航空】（2025·江苏常州·模拟预测）如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（   ） A．飞机腾空而起的过程中，重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大 C．若飞机加速飞行，动能增大，则重力势能一定减小 D．在飞机减速下降的过程中，机械能一定减小 2．【古人智慧】（2025·江苏无锡·一模）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点分别为、端系一石块，端装有轮轴，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为，轮轴质量为，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在位置，长为长长为，硬棒及绳索质量忽略不计，人对辘轳不施加力时，下列说法中正确的是（　　） A．辘轳可视作简单机械中的斜面 B．桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多 C．若点系上质量为的石块，为保证硬棒不翻转，桶中最多可装的水 D．若人用时将桶匀速提升，桶内水的质量为，人做功的功率为 3．【古代科技】（2025·江苏无锡·三模）杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量为10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．秤砣的质量为0.4kg B．称2kg的荔枝，应提起C秤纽，秤砣移到离C秤纽20cm处 C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg D．若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的 4．【生活情境】（2025·江苏常州·二模）小明发现感冒冲剂在热水中溶解得快，是因为温度越高，分子热运动越_______；杯中的热水会逐渐变凉，这是________（热传递/做功）改变物体的内能。小明投掷实心球的运动轨迹如图，球从最高点到落地点的过程中，不计空气阻力，球的机械能________（增大/减小/不变）；若实心球在最高点时，所有外力均消失，则实心球将会________。 5．【体育娱乐】（2025·江苏常州·模拟预测）如图是学校新增的一批简易篮球架。图中篮筐的直径为50cm，篮筐的高度为2m，为防止篮球架在使用过程中意外倾倒，底部有一个可以装水的塑料底座（质量可忽略不计），底座的长度，装一定量的水后质量是60kg。体育课上老师提醒同学们打篮球时千万不要整个身体吊在篮筐上，这样很危险，相当于形成一个______（选填“省力或“费力”）杠杆，会使篮球架翻倒。请算出质量约为______kg的物体挂在篮筐边缘C点就会发生倾倒，为了安全起见，假如设计时需要考虑即使一个质量为60kg的人吊在篮筐边缘C点也不会倾倒，则至少还需要再加水______m3。（g取） 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 功及其计算 1．（2025·江苏泰州·三模）一个和尚挑水吃，两个和尚抬水喝。一根轻质扁担长1.8m，甲和尚用它来挑水，扁担的前端挂了400N的水（不计桶重），后端挂了500N的水，为了使扁担水平平衡，甲和尚的肩距前端______m，甲和尚利用扁担挑水______（选填“有”或“没有”）省力；沿水平方向前进了20m，对水做的功为______J。两个小和尚仍用这根扁担来抬这么多的水，扁担在水平位置平衡时水桶悬挂点到乙和尚的距离为0.8m，则乙和尚受到的压力是______N。 2．（2025·江苏无锡·二模）如图所示，水平地面点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向的力作用向右运动，利用频闪照片每隔记录物体运动状况。已知物体在段做匀速直线运动，下面说法不正确的是（　　） A．段的平均速度为 B．段的摩擦力为 C．点右侧地面较粗糙 D．段拉力做的功为 考点02 功率及其计算 3．（2025·江苏镇江·二模）M和P为同种材料制成的正方体滑块，分别重10N和7N。如图1， M套在水平放置的方管Q上，在水平风力的作用下，以2m/s的速度向右匀速运动。已知滑块与方管间的摩擦力总等于它们间压力大小的0.9倍，风力对M做功的功率为___________W。如图2，P套在竖直放置的Q上，由静止释放。下落过程中进入风带，受到与图1相同的风力作用， P Q间的压力为___________N， P的运动状态是___________。（方管和风带足够长且忽略空气阻力） 4．（2025·江苏徐州·模拟预测）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m，后又继续运动10s，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=3×103 N，求： (1)在0~10s内汽车的平均速度。 (2)汽车速度达到 20 m/s后，继续运动10s的过程中汽车发动机的功率。 考点03 动能和势能 5．（2025·江苏无锡·一模）嫦娥五号返回器关闭发动机后，用“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的轨迹简化为如图所示，进入大气层后到达A点，接着由B点离开大气层，再由C点进入大气层，随后经过D点后着陆。段返回器的动能__________（选填“增大”“减小”或“不变”，下同）；段返回器的机械能_________________，段重力势能____________。 6．（2025·江苏常州·一模）如图是一款新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（    ） A．动能减小，重力势能增大，机械能不变 B．动能减小，重力势能增大，机械能减小 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能增大，机械能减小 考点04 杠杆 7．（24-25九年级下·江苏泰州·开学考试）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示，O点为提纽处，若，秤砣重150N，忽略秤杆重，杆秤平衡时，弓弦所受的拉力为________N；为测出弓弩的最大弹力，应逐渐增加弓下方所挂重物的重力，再将秤砣悬挂点逐渐________（靠近/远离）O点。 8．（2025·江苏镇江·二模）如图一轻质杠杆悬挂于铁架台并保持水平平衡，已知，。在A点通过细线连接质量为9kg、边长为10cm的实心立方体甲，此时甲静止于水平地面，B点悬挂质量为3kg的物体乙，则甲物体重G=___________N，对地面的压力F=___________N，对地面的压强p=___________Pa。（g=10N/kg） 考点05 滑轮及滑轮组 9．（2025·江苏·二模）有一矿井，深30m，两位工人将一重为480N的矿石从井底匀速拉向井口，如图所示，动滑轮重20N，不计绳重与其他摩擦。如果两位工人始终保持相等的速度拉矿石，则其中一位工人所用的拉力F=_________N；当矿石拉出井口时，其中一位工人将绳子拉动了_________ m；整个装置的机械效率是_________。 10．（2025·江苏盐城·一模）工人用滑轮组提升重物，在内绳端匀速移动，重物上升，动滑轮总重，不计绳重与摩擦。此过程中，绳端移动速度为______，工人做的有用功为______J，拉力做功的功率为______W。 考点06 滑轮组及其机械效率的计算 11．（2025·江苏扬州·二模）如图是建筑工人用卷扬机和滑轮组提升建筑材料A的场景，在15s的时间内，工人师傅开动卷扬机将建筑材料A匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为600N，建筑材料A的重力为1000N。在这个过程中（　　） A．卷扬机带动绳子自由端移动的距离是3m B．拉力F的功率为120W C．滑轮组的有用功为1800J D．此滑轮组的机械效率为83.3% 12．（2025·江苏泰州·一模）如图甲所示，物体A、定滑轮和动滑轮的重力分别为40N、10N和10N，若用30N的力F拉动细绳，使物体A向上做匀速直线运动，已知2s内物体A上升的高度为10cm，则拉力F的功率是_________W，机械效率为_________%；如图乙所示，将弹簧测力计换成重物B后，发现物体A可以匀速向下运动，若增大物体A的重力，重物B和桌面间的滑动摩擦力大小将_________。 考点07 斜面模型及其机械效率的关计算 13．（2025·江苏苏州·二模）如图所示，已知固定斜面长6m，倾角为30°，木箱重200N。某同学用大小为150N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，斜面对物体的支持力做功大小为_________J，木箱受到斜面的摩擦力大小为_________N，斜面的机械效率为_________（结果保留一位小数）。 14．（2025·江苏常州·模拟预测）如图甲所示斜面的倾角为：30°，斜面长s=0.4m。用力 F将质量为200g的木块，沿斜面匀速拉到高处，已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。求：（g取10 N/ kg） (1)拉力F大小? (2)斜面的机械效率? 考点08 复杂装置的机械效率的计算 15．（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 16．如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升。工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）工人对地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）细绳BC对支架的拉力。 二阶·素养进阶练 1．（2024·江苏镇江·二模）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（　　） A．小球从A点运动到B点的过程中动能不断减小 B．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 C．小球反弹经过D点时，若外力突然全部消失，则小球将保持静止 D．小球经过E点的动能一定大于经过G点的动能 2．（2024·江苏镇江·一模）图1 是跳水运动中的跳板，其可简化为图2所示的轻质杠杆，A 为支点，跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上，设人到跳板左端O 点距离为x，OA 之间距离为xA，跳板总长为L，下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是（　　） A．B．C．D． 3．（2025·江苏常州·一模）两个完全相同的滑轮，分别以图示甲、乙两种方式，将重为G的物体在相同时间内匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，甲、乙的机械效率分别为η1、η2。下列判断正确的是（　　） A．F1＞2F2 B．W1＝2W2 C．P1＜P2 D．η1＝η2 4．（2025·江苏镇江·二模）如图甲所示，在垂直升降电梯的轿厢天花板上固定一轻质弹簧，弹簧的另一端连接木块1，木块2与木块1完全相同。某一过程中，轿厢的v—t图像和弹簧的l—t图像分别如图乙、丙所示（弹簧长度变化时的快慢情况为近似处理）。则下列判断正确的是（　　） A．0～t4时间内，轿厢处于下降过程中 B．t2～t3时间内，木块2的机械能保持不变 C．0～t1时间内，木块2的平均速度等于木块1的平均速度 D．t3～t4时间内，木块2的动能变化量大于木块1的动能变化量 5．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，小明家的墙面开关。拆开开关后，小明发现内部结构简图如图乙所示，墙面开关整体呈T型，A、B为静触点，M、N为动触点，按动开关，驱动金属片MON绕O点转动，以实现动触点与静触点之间的通断。两种状态分别对应图乙和图丙。 (1)当开关处于图乙状态时，对应灯L被点亮，则应将A、O、B三个接线柱中_________两个接线柱接入电路。 (2)当开关处于如图丙所示状态时，在D点用如图的力F垂直按压开关，则墙面开关面板上E点受到的摩擦力方向为________；当压力F=1.2N时，开关开始转动。小明测得开关按钮，，为中点，，已知开关按钮E点所受摩擦力大小为压力的0.25倍，则NB间的弹力为_________N。（N点为NB间弹力等效作用点） 6．（2025·江苏扬州·二模）在动物园的综合实践课上，张老师用一只弹簧测力计“称”出了一只大象质量，如图甲所示，他动用了吊车、铁笼和一根粗细一样、质地均匀长为10m的硬棒作为辅助工具。 (1)硬棒实质上是一个______杠杆。 (2)如图乙，当硬棒在水平位置平衡时，，，若弹簧测力计示数为200N，则大象和铁笼总质量约为______t。 (3)由于硬棒有重力，会使得大象和铁笼总质量的测量值______。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (4)同事小王建议，先把空铁笼系于B点，B点（离右端点1cm）和A点（棒的左端点）位置均保持不变，调整O点位置，使硬棒在水平位置平衡，小王这样建议的目的是______，然后将大象放进铁笼，“称”出大象质量。若硬棒质量为0.9kg，铁笼质量为49kg，弹簧测力计量程为500N，则用此方法能称出的大象最大质量为______。 7．（2023·江苏苏州·一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。 8．（2025·江苏无锡·二模）图甲为坐姿划船训练器械，图乙是其原理简化图。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和摩擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起，每分钟提升配重15次，每次配重上升0.8m。配重匀速提升过程中，A端绳子的拉力为___________N，该滑轮组的机械效率是___________，该运动员的平均功率为_________W，配重匀速上升时的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/Kg） 9．（2025·江苏苏州·一模）小丽在校园景观湖水质调查活动中，想测出湖水的密度，利用手边现有的水杯、硬木尺、金属块、重物和一些细线等设计了一个测量湖水密度的实验方案，如图所示．以下是小丽测出的部分实验步骤，请将其补充完整。（已知金属块的密度为） 步骤一：细线系在木尺的某一适当位置，悬挂在固定点上，使木尺在__________平衡，然后将金属块挂在木尺左端处，重物挂在木尺右端，调节重物的位置，待木尺水平平衡，此时重物挂在木尺上的位置为，测出长度为、长度为； 步骤二：把金属块浸没在盛有湖水的水杯中，保持金属块的悬挂点不变，把重物从处移动到处时，木尺再次在水平位置平衡，测出的长度； 步骤三：利用上述测量出的物理量和已知量计算湖水密度的表达式为__________。 10．（2025·江苏南通·二模）已知某品牌混动汽车电池容量30kW•h。当汽车功率为20kW时，以80km/h的速度行驶；当汽车功率为10kW时，以60km/h速度行驶。A为车耗电与电池总容量之比，部分阶段的汽车功率与A的关系如图，当A为80%时，车将采取“强制保电”措施关闭纯电模式，不再由纯电驱动。 (1)汽车匀速上坡时动能___________，机械能___________； (2)当充电柱给汽车充电时，蓄电池作为___________。若汽车在“强制保电”后充电，充满电需要的电费为___________元；（电费为0.5元/度） (3)某次测试，汽车行驶距离s与A的关系如下表，汽车充满电后，“纯电驱动”行驶距离90km时，此时A值为___________%。（已知：s2:s3:s4=1:3:1） A 0~10% 10~55% 55~60% 60~75% 75~80% s 18km s1 s2 s3 s4 11．（2024·江苏无锡·三模）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA＝8cm，OB＝2cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强p0＝1.0×105 Pa，进水管中水压p＝4.0×105 Pa。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。则刚停止进水时； （1）浮筒受重力多大； （2）进水管中的水对止水阀的压力； （3）浮筒排开水的体积。 12．（2025·江苏宿迁·三模）如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，PO:OQ=1:3；P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g=10N/kg，水的密度。求： (1)打开阀门前b受到的浮力； (2)b的密度； (3)当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 真●题●验●证 1．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 2．（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 3．（2025·江苏苏州·中考真题）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 4．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．额外功为20J C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为20W 5．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为___________N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会___________（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是___________。 6．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 7．（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___________。 8．（2025·江苏南通·中考真题）学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)安装好杠杆，发现左端低、右端高，应将平衡螺母向______调节，使之在水平位置平衡； (2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡，这说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越______，进一步实验，可归纳得出杠杆的平衡条件是______； (3)保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应______，这是因为此时______。 9．（2025·江苏盐城·中考真题）图甲为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石头，脚蹬木杠的另一端，一踏一放使石头一起一落，舂捣油料。为了便于施力，另外配有可移动支架，如图乙所示。 (1)把石头的下端打磨得较尖的目的是什么？ (2)体重过轻的人无论怎样用力，都无法将石头抬起，为什么？ (3)若支架横杆离人偏远，脚蹬木杠时支架易翻倒。说明其中的道理。 10．（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。 11．（2023·江苏苏州·模拟预测）用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。 12．（2022·江苏苏州·一模）（1）用如图1所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，此过程中拉力做的有用功、总功分别为多少？滑轮组的机械效率为多少？如果不计绳重和摩擦，动滑轮重量为多少？ （2）如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图2所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC︰OD=1︰2，物体A的体积为0.02m3，物体A重为450N，物体B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： ①水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； ②水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。    17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项05 机械能与简单的机械 中 目 录 第一部分 风向速递 洞察考向，感知前沿 航天航空 古人智慧 古代科技 生活情境 体育娱乐 第二部分 分层突破 固本培优，精准提分 一阶·考点靶向练 考点01 功及其计算 考点02 功率及其计算 考点03 动能和势能 考点04 杠杆 考点05 滑轮及滑轮组 考点06 滑轮组及其机械效率的计算 考点07 斜面模型及其机械效率的计算 考点08 复杂装置的机械效率的计算 二阶·素养进阶练 第三部分 真题验证 对标中考，感悟考法 风●向●速●递 1．【航天航空】（2025·江苏常州·模拟预测）如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（   ） A．飞机腾空而起的过程中，重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能增大 C．若飞机加速飞行，动能增大，则重力势能一定减小 D．在飞机减速下降的过程中，机械能一定减小 【答案】D 【详解】A．飞机腾空而起的过程，质量不变，速度变大，动能增加，高度增大，重力势能增加，不是重力势能转化为动能，故A错误； B．飞机沿水平方向匀速飞行时，速度不变，质量不变，动能不变，故B错误； C．飞机加速飞行，质量不变，速度变大，动能增大。若其高度不变，则重力势能不变，若其高度增加，则重力势能增加，故C错误； D．飞机减速下降的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小。机械能为动能和势能之和，所以机械能减小，故D正确； 故选D。 2．【古人智慧】（2025·江苏无锡·一模）如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点分别为、端系一石块，端装有轮轴，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为，轮轴质量为，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在位置，长为长长为，硬棒及绳索质量忽略不计，人对辘轳不施加力时，下列说法中正确的是（　　） A．辘轳可视作简单机械中的斜面 B．桶中未装水，为保证硬棒不会翻转，石块质量最多 C．若点系上质量为的石块，为保证硬棒不翻转，桶中最多可装的水 D．若人用时将桶匀速提升，桶内水的质量为，人做功的功率为 【答案】C 【详解】A．辘轳是围绕着固定点转动的硬棒，符合杠杆的特征，属于简单机械中的杠杆，而不是斜面，斜面是一种倾斜的平面，用于省力，二者结构和原理不同，故A错误； B．空桶质量为5kg，轮轴质量为10kg，那么空桶和轮轴的总质量是m总=5kg+10kg=15kg 它们的总重力会对硬棒产生向下的作用力，这个作用力作用在B位置。当硬棒刚好不绕 O1翻转时，石块对硬棒的作用力和空桶、轮轴对硬棒的作用力围绕O1构成杠杆平衡。根据杠杆平衡条件，动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，这里石块的重力是动力，对应的力臂是O1A 的长度0.6m；空桶和轮轴的总重力是阻力，对应的力臂是O1B 的长度 1.8m。设石块质量为m，则有mg×0.6m=15kg×g×1.8m 两边的g可以约掉，计算可得 m=45kg，故B错误； C．当A点系上质量为40kg的石块时，若硬棒刚好不绕O2翻转，此时以O2为支点，石块的重力是阻力，对应的力臂是O1A 与O1O2的长度之和，即L=0.6m+1m=1.6m 桶和水的总重力是动力，对应的力臂是O2B的长度0.8m。设桶中水的质量为m水 ，桶的质量是5kg，那么总质量是 5kg+ m水 ，根据杠杆平衡条件，可得（5kg+ m水 ）×g×0.8m=40kg×g×1.6m 计算得出m水=65kg，所以桶中最多可装65kg的水，故C正确； D．桶内水的质量为40kg，桶的质量为5kg，那么总质量是m总'=40kg+5kg=45kg 总重力是 G=45kg×10N/kg=450N 人将桶匀速提升3m，根据功的计算公式W=Gh，可得人做的功是W=Gh=450N×3m=1350J 又已知用时20s，根据功率公式，可得功率是 故D错误。 故选C。 3．【古代科技】（2025·江苏无锡·三模）杆秤作为华夏国粹，曾是商品流通中的主要度量工具，它的原理和制作工艺无一不渗透着中国古代人民的智慧。如图是杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的秤纽，移动秤砣改变其在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量为10kg。秤杆、秤钩和秤纽的质量忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．秤砣的质量为0.4kg B．称2kg的荔枝，应提起C秤纽，秤砣移到离C秤纽20cm处 C．距离C点12.5cm，有两个刻度，分别为1kg和3.1kg D．若选用秤杆粗细不一致，所标记的刻度仍是均匀的 【答案】B 【详解】A．提起B秤纽，秤砣的力臂可以达到最长，而秤砣的重力、重物的力臂不变，由杠杆平衡条件得，此时可以达到最大称量，当最大称量是10kg时，由杠杆平衡条件得 解得秤砣的质量是0.4kg，故A正确，不符合题意； B．称2kg的荔枝，提起C秤纽时，设秤砣到C秤纽的距离为l，由杠杆平衡条件得 解得，即秤砣到C秤纽的距离应为25cm，故B错误，符合题意； C．距离C点12.5cm，有两个刻度，由杠杆平衡条件得，当用B提钮时，刻度对应的质量满足 解得；当用C提钮时，刻度对应的质量满足 解得，即两个刻度分别为1kg和3.1kg，故C正确，不符合题意； D．根据杠杆平衡条件可知秤杆粗细不影响杠杆的平衡，若选用秤杆粗细不一致，则杆秤的刻度仍然是均匀的，故D正确，不符合题意。 故选B。 4．【生活情境】（2025·江苏常州·二模）小明发现感冒冲剂在热水中溶解得快，是因为温度越高，分子热运动越_______；杯中的热水会逐渐变凉，这是________（热传递/做功）改变物体的内能。小明投掷实心球的运动轨迹如图，球从最高点到落地点的过程中，不计空气阻力，球的机械能________（增大/减小/不变）；若实心球在最高点时，所有外力均消失，则实心球将会________。 【答案】 剧烈 热传递 不变 做匀速直线运动 【详解】[1]热水温度高，分子运动较剧烈，扩散速度快，所以感冒冲剂在热水中比在冷水中溶解得快。 [2]改变物体内能的方式：做功和热传递。杯中的热水放在桌面上，温度会逐渐降低，这是通过热传递的方法改变物体的内能。 [3]实心球从最高点到落地点的过程中，质量不变，速度增大，高度降低，所以动能变大，势能变小，重力势能转化为动能。由于不计空气阻力，机械能是守恒的，保持不变。 [4]当实心球运动到最高点时，在竖直方向速度是零，但由于惯性，在水平方向仍然运动，若此时所受的外力全部消失，据牛顿第一运动定律可知，实心球将沿水平方向做匀速直线运动。 5．【体育娱乐】（2025·江苏常州·模拟预测）如图是学校新增的一批简易篮球架。图中篮筐的直径为50cm，篮筐的高度为2m，为防止篮球架在使用过程中意外倾倒，底部有一个可以装水的塑料底座（质量可忽略不计），底座的长度，装一定量的水后质量是60kg。体育课上老师提醒同学们打篮球时千万不要整个身体吊在篮筐上，这样很危险，相当于形成一个______（选填“省力或“费力”）杠杆，会使篮球架翻倒。请算出质量约为______kg的物体挂在篮筐边缘C点就会发生倾倒，为了安全起见，假如设计时需要考虑即使一个质量为60kg的人吊在篮筐边缘C点也不会倾倒，则至少还需要再加水______m3。（g取） 【答案】 省力 36 0.04/ 【详解】[1]当学生身体吊在篮筐上，此时人对篮筐的拉力相当于动力，大小等 于人身体的重力；装水的塑料底座的重力相当于阻力，A点为支点，动力臂等于篮筐的直径，为50cm；阻力臂等于AB的一半，为30cm，此时动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆。 [2]根据题意，篮筐的直径为动力臂，底座的长度一半为阻力臂，阻力为 根据杠杆平衡条件可得 解得 则挂在篮筐边缘C点物体的质量为 [3]假如设计时需要考虑即使一个质量为60kg的人吊在篮筐边缘C点也不会倾倒，根据杠杆平衡条件可得 解得 则需要加水的重力为 则加水的体积为 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 功及其计算 1．（2025·江苏泰州·三模）一个和尚挑水吃，两个和尚抬水喝。一根轻质扁担长1.8m，甲和尚用它来挑水，扁担的前端挂了400N的水（不计桶重），后端挂了500N的水，为了使扁担水平平衡，甲和尚的肩距前端______m，甲和尚利用扁担挑水______（选填“有”或“没有”）省力；沿水平方向前进了20m，对水做的功为______J。两个小和尚仍用这根扁担来抬这么多的水，扁担在水平位置平衡时水桶悬挂点到乙和尚的距离为0.8m，则乙和尚受到的压力是______N。 【答案】 1 没有 0 500 【详解】[1]甲和尚以肩为支点，设L1为肩膀距离前端的距离，L2为肩膀距离后端的距离，要使两边平衡则有G1L1=G2L2，即400N×L1=500N×L2 由题意知L1+L2=1.8m 解得L1=1m [2]扁担的支点为肩膀，两端的水桶重力均为阻力，肩膀向上的支持力为动力，动力大小等于两端阻力之和（400N+500N=900N），与直接手提两桶水所需的力相等，扁担的作用是通过调整力臂使两端平衡，便于搬运，但未减少总阻力，因此没有省力。 [3]水的重力竖直向下，甲和尚对水的力竖直向上，水平移动的距离与力方向垂直，故做功为0J。 [4]水重G=400N+500N=900N，以甲和尚的支撑点为支点，乙和尚的压力的力臂为1.8m，重力的力臂为1m，根据杠杆平衡 解得 2．（2025·江苏无锡·二模）如图所示，水平地面点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向的力作用向右运动，利用频闪照片每隔记录物体运动状况。已知物体在段做匀速直线运动，下面说法不正确的是（　　） A．段的平均速度为 B．段的摩擦力为 C．点右侧地面较粗糙 D．段拉力做的功为 【答案】C 【详解】A．由图可知物体在MN段的路程为，所用时间为，则MN段的平均速度为，已知物体在MO段均做匀速直线运动，因此MO段的平均速度也是2.5m/s，故A正确，不符合题意； B．已知物体在MO段做匀速直线运动，在水平方向上受到向右的拉力F和向左的摩擦力f，由二力平衡的条件可知道MO段的摩擦力为，故B正确，不符合题意； C．物体在MN段做匀速直线运动，摩擦力等于拉力，物体在OQ段做加速运动，摩擦力小于拉力，所以物体在MN段的摩擦力大于OQ段的摩擦力，所以O点右侧比较光滑，故C错误，符合题意。 D．由图可知，OQ段的路程为，拉力做的功为，故D正确，不符合题意。 故选C。 考点02 功率及其计算 3．（2025·江苏镇江·二模）M和P为同种材料制成的正方体滑块，分别重10N和7N。如图1， M套在水平放置的方管Q上，在水平风力的作用下，以2m/s的速度向右匀速运动。已知滑块与方管间的摩擦力总等于它们间压力大小的0.9倍，风力对M做功的功率为___________W。如图2，P套在竖直放置的Q上，由静止释放。下落过程中进入风带，受到与图1相同的风力作用， P Q间的压力为___________N， P的运动状态是___________。（方管和风带足够长且忽略空气阻力） 【答案】 18 9 先减速后静止 【详解】[1]在水平风力的作用下，M做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向受到风力和阻力，大小相等；竖直方向受到重力和支持力，大小相等；滑块M对方管的压力等于自身重力，即F压=G=10N 滑块M与方管间的摩擦力为 由二力平衡知，风力 风力对M做功的功率为 [2]P下落过程中进入风带，受到与图1相同的风力作用， PQ间的压力等于风对P的力，大小为9N； P受到的摩擦力为 [3]进入风带时，P的重力为7N，P受到的摩擦力大于重力，合力竖直向上，而速度竖直向下，两者方向相反，所以P做减速运动，直到速度为0，故P的运动状态是先减速后静止。 4．（2025·江苏徐州·模拟预测）一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m，后又继续运动10s，设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为 f=3×103 N，求： (1)在0~10s内汽车的平均速度。 (2)汽车速度达到 20 m/s后，继续运动10s的过程中汽车发动机的功率。 【答案】(1)12m/s (2)6×104 W 【详解】（1）由题意可得，在0~10s内汽车的平均速度为 （2）汽车速度达到20m/s后，做匀速直线运动，处于平衡状态，因此牵引力等于阻力，即 汽车发动机的功率为 考点03 动能和势能 5．（2025·江苏无锡·一模）嫦娥五号返回器关闭发动机后，用“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的轨迹简化为如图所示，进入大气层后到达A点，接着由B点离开大气层，再由C点进入大气层，随后经过D点后着陆。段返回器的动能__________（选填“增大”“减小”或“不变”，下同）；段返回器的机械能_________________，段重力势能____________。 【答案】 减小 不变 减小 【详解】[1]返回器在AB段高度增加，重力势能增加；由于重力和空气阻力的作用，返回器速度减小，质量不变，动能减小。 [2]BC段返回器在大气层外，不需要空气阻力做功，只有动能和重力势能发生相互转化，机械能守恒，所以机械能不变。 [3] CD段返回器高度降低，质量不变，所以重力势能减小。 6．（2025·江苏常州·一模）如图是一款新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（    ） A．动能减小，重力势能增大，机械能不变 B．动能减小，重力势能增大，机械能减小 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能增大，机械能减小 【答案】C 【详解】无人机在竖直向上匀速运动的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度增大，重力势能增大；此时的机械能等于动能与重力势能之和，故机械能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C 。 考点04 杠杆 7．（24-25九年级下·江苏泰州·开学考试）“试弓定力”是《天工开物》中记载的一种测量弓弩最大弹力的方法。如图所示，O点为提纽处，若，秤砣重150N，忽略秤杆重，杆秤平衡时，弓弦所受的拉力为________N；为测出弓弩的最大弹力，应逐渐增加弓下方所挂重物的重力，再将秤砣悬挂点逐渐________（靠近/远离）O点。 【答案】 450 远离 【详解】[1]据杠杆平衡条件有，即 解得，所以弓弦所受的拉力为。 [2]为了测出弓弩的最大弹力，在秤砣的作用力、OB不变，即动力和阻力臂不变时，若增大所挂重物的重力，即增大阻力，则需要增大动力臂，所以秤砣的悬挂点逐渐远离O点。 8．（2025·江苏镇江·二模）如图一轻质杠杆悬挂于铁架台并保持水平平衡，已知，。在A点通过细线连接质量为9kg、边长为10cm的实心立方体甲，此时甲静止于水平地面，B点悬挂质量为3kg的物体乙，则甲物体重G=___________N，对地面的压力F=___________N，对地面的压强p=___________Pa。（g=10N/kg） 【答案】 90 70 7000 【详解】[1]在A点通过细线连接质量为9kg的甲物体，则甲的重力为 [2]由二力平衡可知，B点绳子拉力为 由可知，A点绳子拉力为 对甲受力分析可知，甲受竖直向下的重力，竖直向上的支持力和绳子的拉力，即 则支持力为 甲对地面的压力与地面对甲的支持力是一对相互作用力，大小相等，压力为 [3]甲的面积为 甲对地面的压强为 考点05 滑轮及滑轮组 9．（2025·江苏·二模）有一矿井，深30m，两位工人将一重为480N的矿石从井底匀速拉向井口，如图所示，动滑轮重20N，不计绳重与其他摩擦。如果两位工人始终保持相等的速度拉矿石，则其中一位工人所用的拉力F=_________N；当矿石拉出井口时，其中一位工人将绳子拉动了_________ m；整个装置的机械效率是_________。 【答案】 250 30 96% 【详解】[1]如图所示，二段绳子拉动滑轮和重物，则 [2]由于两端绳子以相同速度向后拉，所以其中一端绳子移动的距离等于物体上升的高度，当矿石拉出井面时，此物体上升了30m，则其中一端绳子也移动了30m。 [3]整个装置的机械效率是 10．（2025·江苏盐城·一模）工人用滑轮组提升重物，在内绳端匀速移动，重物上升，动滑轮总重，不计绳重与摩擦。此过程中，绳端移动速度为______，工人做的有用功为______J，拉力做功的功率为______W。 【答案】 0.8 3200 180 【详解】[1]绳端移动速度为 [2]工人做的有用功为 [3]绳子段数为 因为不计绳重与摩擦，所以绳端拉力为 拉力做功的功率为 考点06 滑轮组及其机械效率的计算 11．（2025·江苏扬州·二模）如图是建筑工人用卷扬机和滑轮组提升建筑材料A的场景，在15s的时间内，工人师傅开动卷扬机将建筑材料A匀速提升了3m，已知绳子自由端的拉力F为600N，建筑材料A的重力为1000N。在这个过程中（　　） A．卷扬机带动绳子自由端移动的距离是3m B．拉力F的功率为120W C．滑轮组的有用功为1800J D．此滑轮组的机械效率为83.3% 【答案】D 【详解】A．由图可知，动滑轮上绳子股数n=2，绳子自由端移动的距离s=nh=2×3m=6m 故A不符合题意； B．拉力做的总功W总=Fs=600N×6m=3600J 拉力做功的功率 故B不符合题意； C．拉力做的有用功W有=Gh=1000N×3m=3000J 故C不符合题意； D．滑轮组的机械效率 故D符合题意。 故选D。 12．（2025·江苏泰州·一模）如图甲所示，物体A、定滑轮和动滑轮的重力分别为40N、10N和10N，若用30N的力F拉动细绳，使物体A向上做匀速直线运动，已知2s内物体A上升的高度为10cm，则拉力F的功率是_________W，机械效率为_________%；如图乙所示，将弹簧测力计换成重物B后，发现物体A可以匀速向下运动，若增大物体A的重力，重物B和桌面间的滑动摩擦力大小将_________。 【答案】 3 66.7 不变 【详解】[1]如图甲所示，2根绳子承担物体和动滑轮的重力，2s内物体A上升时拉力所做的功为 则拉力F的功率是 [2]物体A上升过程中所做的有用功为 机械效率为 [3]若增大物体A的重力，物体B受到的拉力变大。由于滑动摩擦力的大小只与压力和接触面粗糙程度有关，这两个因素都不变，则重物B和桌面间的滑动摩擦力大小将不变。 考点07 斜面模型及其机械效率的关计算 13．（2025·江苏苏州·二模）如图所示，已知固定斜面长6m，倾角为30°，木箱重200N。某同学用大小为150N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，斜面对物体的支持力做功大小为_________J，木箱受到斜面的摩擦力大小为_________N，斜面的机械效率为_________（结果保留一位小数）。 【答案】 0 50 66.7% 【详解】[1]木箱在斜面对其支持力的方向上没有通过距离，斜面对木箱没有做功，所以斜面对物体的支持力做功大小为0J。 [2]对木箱的推力所做的功为总功，根据公式可知，总功为 克服木箱的重力做的功为有用功，根据公式可知，有用功为 克服斜面的摩擦力做功为额外功，额外功为 根据公式可知，木箱受到斜面的摩擦力大小为 [3]根据公式可知，斜面的机械效率为 14．（2025·江苏常州·模拟预测）如图甲所示斜面的倾角为：30°，斜面长s=0.4m。用力 F将质量为200g的木块，沿斜面匀速拉到高处，已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。求：（g取10 N/ kg） (1)拉力F大小? (2)斜面的机械效率? 【答案】(1)1.25N； (2)80% 【详解】（1）由图像可知，用力将木块匀速拉动的距离为0.4m，拉力做的功为0.5J，则拉力F为 （2）斜面的高度为 拉力做的有用功为 斜面的机械效率为 考点08 复杂装置的机械效率的计算 15．（2025·安徽六安·一模）工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 【答案】(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【详解】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 16．如图所示，支架OB固定于竖直墙面O点，且可绕O点在竖直面内转动，细绳BC与支架连接于B点，另一端固定在墙上C点，此时支架水平，细绳与支架夹角为30°。滑轮组悬挂于支架A处，OA=2AB，重500N的工人用300N竖直向下的拉力拉动绳子自由端，使重540N的物体M匀速上升。工人与水平地面的接触面积为500cm2，两个滑轮的质量相等，不计支架和细绳重力，不计滑轮组的绳重和摩擦。求： （1）工人对地面的压强； （2）滑轮组的机械效率； （3）细绳BC对支架的拉力。 【答案】（1）4000Pa；（2）90%；（3）1280N 【详解】解：（1）工人静止于水平地面，对工人进行受力分析如图所示: 则有F支持＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是一对相互作用力，则该工人对地面的压力F压＝F支持＝200N 工人对地面的压强p4000Pa （2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则滑轮组的机械效率90% （3）不计滑轮组的绳重和摩擦，由F+得动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N 两个滑轮的质量相等，则定滑轮的重力G定＝G动＝60N 支架受到滑轮组的拉力F拉＝G定+3F＝60N+3×300N＝960N F拉的力臂l2=OB 细绳BC的拉力力臂l1=OB， 由杠杆平衡条件FBCl1=F拉l2得，FBC1280N 答：（1）工人对地面的压强为4000Pa。 （2）滑轮组的机械效率为90%。 （3）细绳BC对支架的拉力为1280N。 二阶·素养进阶练 1．（2024·江苏镇江·二模）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（　　） A．小球从A点运动到B点的过程中动能不断减小 B．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 C．小球反弹经过D点时，若外力突然全部消失，则小球将保持静止 D．小球经过E点的动能一定大于经过G点的动能 【答案】D 【详解】A．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，质量不变，动能大小不变，故A错误； B．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，在C点与在F点时，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球受到空气阻力作用，机械能逐渐变小，所以小球在C点的机械能大于在F点的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在C点的圆要大于在F点的圆斑，故B错误； C．小球反弹经过D点时，小球具有水平向右的速度，若外力突然全部消失，则小球将保持匀速直线运动状态，故C错误； D．小球从 E 点到 G 点的过程中，会克服摩擦力做功，一部分动能转化为内能，所以小球经过 E 点的动能一定大于经过 G 点的动能，故D正确。 故选D。 2．（2024·江苏镇江·一模）图1 是跳水运动中的跳板，其可简化为图2所示的轻质杠杆，A 为支点，跳板左侧O点由一竖直轻杆OB将跳板固定在水平面上，设人到跳板左端O 点距离为x，OA 之间距离为xA，跳板总长为L，下列关于OB中弹力大小F与x的图像可能正确的是（　　） A．B．C．D． 【答案】C 【详解】人站在O点时，对OB的压力等于人的重力，人向A点移动过程中，人对OB的压力逐渐减小，当人站在A点时，人对A点的压力等于人的重力，所以人对OB的压力为0，人远离A点时，A为支点，杠杆对OB的拉力逐渐增大，由于A点右端的距离大于A点左端的距离，所以OB受到的拉力大于人的重力，所以OB中弹力大小F随x的增大，先减小至0，再增大至大于人的重力，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．（2025·江苏常州·一模）两个完全相同的滑轮，分别以图示甲、乙两种方式，将重为G的物体在相同时间内匀速提升相同高度，不计绳重和摩擦，拉力F1、F2做的功分别为W1、W2，功率分别为P1、P2，甲、乙的机械效率分别为η1、η2。下列判断正确的是（　　） A．F1＞2F2 B．W1＝2W2 C．P1＜P2 D．η1＝η2 【答案】C 【详解】A．甲是定滑轮，乙是动滑轮，不计绳重和摩擦，甲的拉力等于物体的重力，而乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半，则F1＜2F2，故A错误； BC．不计绳重和摩擦，因为物重相同，提升的高度相同，故甲做的有用功等于乙做的有用功；因为甲用定滑轮提升，乙用动滑轮提升，所以甲做的额外功为零，乙的额外功是克服动滑轮重力做的功，所以甲做的总功小于乙做的总功，即W1＜W2，但不一定W1＝2W2；由前面分析可知，甲做的总功小于乙做的总功，又因为所用时间相同，则由P可知甲的功率小于乙的功率，即P1＜P2，故B错误，C正确； D．甲做的有用功等于乙做的有用功，而甲做的总功小于乙做的总功，因为机械效率是有用功与总功的比值，所以甲的机械效率大于乙的机械效率，即η1＞η2，故D错误。 故选C。 4．（2025·江苏镇江·二模）如图甲所示，在垂直升降电梯的轿厢天花板上固定一轻质弹簧，弹簧的另一端连接木块1，木块2与木块1完全相同。某一过程中，轿厢的v—t图像和弹簧的l—t图像分别如图乙、丙所示（弹簧长度变化时的快慢情况为近似处理）。则下列判断正确的是（　　） A．0～t4时间内，轿厢处于下降过程中 B．t2～t3时间内，木块2的机械能保持不变 C．0～t1时间内，木块2的平均速度等于木块1的平均速度 D．t3～t4时间内，木块2的动能变化量大于木块1的动能变化量 【答案】D 【详解】A．v-t图像能体现速度大小，题中给出的0~t时间内做加速运动，然后匀速运动，根据丙图知，匀速运动时拉力等于重力，而加速弹簧的伸长比匀速时大，说明拉力大于重力，因加速运动时，较大的力与运动方向相同，说明物体和电梯一起向上加速运动的，最终减速运动时，弹簧的拉力小于重力，即较大的力与运动方向相反，也说明是向上运动，故A错误； B．t2~ t3时间内，轿厢做匀速运动，木块2也做匀速运动，其动能不变；因木块2的高度增大，其重力势能变大，因此其机械能改变，故B错误； C．0~t1时间内，轿厢做加速运动；从弹簧l-t图像可知弹簧长度增大，即木块l相对于木块2是向下运动的，即相同时间内，木块1运动的路程比2小，故平均速度是不同的，故C错误； D．t3~ t4时间内，轿厢做减速运动，开始时的速度相同，质量相同，具有的动能相同，弹簧长度变长且近似匀速变长，意味着木块1受向上的弹力增大且弹力大于重力，木块2向上做加速度增大的减速运动；木块1仅受重力与支持力，其加速度小于木块2加速度，二者初速度相同、运动时间相同，由v=v0+at可得木块1末速度小于木块2末速度；因二者质量相同，依据动能公式E=mv2可推出木块2的动能变化量大于木块1的动能变化量，故D正确。 故选D。 5．（24-25九年级上·江苏无锡·期末）如图甲所示，小明家的墙面开关。拆开开关后，小明发现内部结构简图如图乙所示，墙面开关整体呈T型，A、B为静触点，M、N为动触点，按动开关，驱动金属片MON绕O点转动，以实现动触点与静触点之间的通断。两种状态分别对应图乙和图丙。 (1)当开关处于图乙状态时，对应灯L被点亮，则应将A、O、B三个接线柱中_________两个接线柱接入电路。 (2)当开关处于如图丙所示状态时，在D点用如图的力F垂直按压开关，则墙面开关面板上E点受到的摩擦力方向为________；当压力F=1.2N时，开关开始转动。小明测得开关按钮，，为中点，，已知开关按钮E点所受摩擦力大小为压力的0.25倍，则NB间的弹力为_________N。（N点为NB间弹力等效作用点） 【答案】(1)A、O (2) 沿EN向上 2 【详解】（1）当开关处于乙图状态时，对应的灯被点亮，电路接通，由此可知A、O接入电路。 （2）[1]图丙中，当在D点施加作用力F时，接触点E有向O点向下滑动的趋势，则E点受到的摩擦力方向为沿EN向上。 [2]当F=1.2N，O1E=2cm，以O1为支点，由杠杆的平衡条件得F·O1D=f·O1E 所以E点对ON的压力 因为，以O为支点，由杠杆的平衡条件得F弹·ON=F1·OE 6．（2025·江苏扬州·二模）在动物园的综合实践课上，张老师用一只弹簧测力计“称”出了一只大象质量，如图甲所示，他动用了吊车、铁笼和一根粗细一样、质地均匀长为10m的硬棒作为辅助工具。 (1)硬棒实质上是一个______杠杆。 (2)如图乙，当硬棒在水平位置平衡时，，，若弹簧测力计示数为200N，则大象和铁笼总质量约为______t。 (3)由于硬棒有重力，会使得大象和铁笼总质量的测量值______。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） (4)同事小王建议，先把空铁笼系于B点，B点（离右端点1cm）和A点（棒的左端点）位置均保持不变，调整O点位置，使硬棒在水平位置平衡，小王这样建议的目的是______，然后将大象放进铁笼，“称”出大象质量。若硬棒质量为0.9kg，铁笼质量为49kg，弹簧测力计量程为500N，则用此方法能称出的大象最大质量为______。 【答案】(1)省力 (2)3.31 (3)偏小 (4)消除杠杆和铁笼自重对杠杆平衡的影响 5.5 【详解】（1）硬棒在力的作用下绕固定点转动，符合杠杆的定义。由于动力臂大于阻力臂，根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂，可知动力小于与阻力，故杠杆属于省力杠杆。 （2）弹簧测力计拉力即动力F₁=200N，动力臂L₁=9.93m，阻力臂L₂=0.06m。代入杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，200N×9.93m=G×0.06m 解得G=33100N 由G=mg得，质量 （3）硬棒的重心在左侧，故自身重力会在左侧产生向下的动力，会使拉力比本来应该使用的拉力小，使得测得的总质量偏小。 （4）[1] 先使硬棒在水平位置平衡的目的，可消除硬棒自重和铁笼自重对平衡的影响，使后续的测量仅反映大象的质量。 [2]空载时，假设O到B的距离为L，右侧的力臂为L－0.01m，杠杆重心的力臂为5m－L；根据杠杆的平衡条件F₁L₁=F₂L₂得， 解得L=0.1m 弹簧测力计示数为最大量程500N时，根据杠杆的平衡条件知， 解得能称出的大象最大质量m=5500kg=5.5t 7．（2023·江苏苏州·一模）让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示（不考虑空气阻力）。已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到a、b、c三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.7m。 （1）小球从a点到c点的过程中，小球动能变化情况是_________（变大/变小/先变大再变小/不变/先变小再变大）； （2）当橡皮筋弹性势能最大时，小球处于_________状态（平衡/非平衡）； （3）实验中所用小球的重力为_________N。由a点到b点，动能变化量_________（大于/小于/等于）重力势能变化量。 【答案】 先变大再变小 非平衡 1 小于 【详解】（1）[1]小球在下落的过程中，橡皮筋逐渐发生弹簧形变，橡皮筋所受弹力由小变大，当重力大于弹力时，小球受到合力向下，小球加速下落；当弹力等于重力时，小球受到合力为0，速度达到最大；当弹力大于小球重力时，合力向上，小球开始做减速运动。由此可知小球下落速度的变化情况是：先变大后变小；由于小球的质量不变，因此小球动能变化情况是先变大再变小。 （2）[2]当橡皮筋伸长量最大即弹性势能最大时，小球速度减小为0，小球受力不平衡，所以处于非平衡状态。 （3）[3]由图可知，在b点处时小球的速度是最大的，重力等于弹力；此时橡皮筋的伸长量为 Δh=hb-ha=0.5m-0.4m=0.1m 橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，则弹力为 因此小球的重力为1N。 [4]根据能量守恒可知，由a点到b点，小球减少的重力势能转化为小球的动能和橡皮筋的弹性势能，则小球的动能变化量小于重力势能的变化量。 8．（2025·江苏无锡·二模）图甲为坐姿划船训练器械，图乙是其原理简化图。已知动滑轮质量为10kg，配重质量为50kg，不计绳重和摩擦。某次训练过程中，运动员两只手分别从A、B端同时施加拉力将配重匀速提起，每分钟提升配重15次，每次配重上升0.8m。配重匀速提升过程中，A端绳子的拉力为___________N，该滑轮组的机械效率是___________，该运动员的平均功率为_________W，配重匀速上升时的机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（g取10N/Kg） 【答案】 300 83.3% 120 增大 【详解】[1]从图乙可知，该滑轮组由一个动滑轮和两个定滑轮组成，且动滑轮上有2段绳子承担物重。动滑轮和配重的总重力G总​=G动​+G配​=m动g+m配g=10kg×10N/kg+50kg×10N/kg=600N 不计绳重和摩擦，则A端绳子的拉力 [2]该滑轮组的机械效率 [3]提升一次配重，所做有用功W有=G配h=50kg×10N/kg×0.8m=400J 运动员1分钟做功15次，总共做的有用功W=15W有=15×400J=6000J 运动员做的总功 运动员做功的平均功率 [4]配重匀速上升时，速度不变，质量不变，所以动能不变；高度增加，质量不变，所以重力势能增大。因为机械能等于动能与势能之和，动能不变，重力势能增大，所以配重的机械能增大。 9．（2025·江苏苏州·一模）小丽在校园景观湖水质调查活动中，想测出湖水的密度，利用手边现有的水杯、硬木尺、金属块、重物和一些细线等设计了一个测量湖水密度的实验方案，如图所示．以下是小丽测出的部分实验步骤，请将其补充完整。（已知金属块的密度为） 步骤一：细线系在木尺的某一适当位置，悬挂在固定点上，使木尺在__________平衡，然后将金属块挂在木尺左端处，重物挂在木尺右端，调节重物的位置，待木尺水平平衡，此时重物挂在木尺上的位置为，测出长度为、长度为； 步骤二：把金属块浸没在盛有湖水的水杯中，保持金属块的悬挂点不变，把重物从处移动到处时，木尺再次在水平位置平衡，测出的长度； 步骤三：利用上述测量出的物理量和已知量计算湖水密度的表达式为__________。 【答案】 水平位置 【详解】[1]此处利用杠杆平衡原理，必须使杠杆在水平位置平衡，因为水平平衡时力臂在杠杠上便于测量力臂。 [2] 当A在空气中时，根据杠杆的平衡条件得﹣﹣﹣① 把金属块B浸没在盐水中时，B将受到盐水向上的浮力作用，其浮力，则根据杠杆的平衡条件得﹣﹣﹣② 由得 10．（2025·江苏南通·二模）已知某品牌混动汽车电池容量30kW•h。当汽车功率为20kW时，以80km/h的速度行驶；当汽车功率为10kW时，以60km/h速度行驶。A为车耗电与电池总容量之比，部分阶段的汽车功率与A的关系如图，当A为80%时，车将采取“强制保电”措施关闭纯电模式，不再由纯电驱动。 (1)汽车匀速上坡时动能___________，机械能___________； (2)当充电柱给汽车充电时，蓄电池作为___________。若汽车在“强制保电”后充电，充满电需要的电费为___________元；（电费为0.5元/度） (3)某次测试，汽车行驶距离s与A的关系如下表，汽车充满电后，“纯电驱动”行驶距离90km时，此时A值为___________%。（已知：s2:s3:s4=1:3:1） A 0~10% 10~55% 55~60% 60~75% 75~80% s 18km s1 s2 s3 s4 【答案】(1) 不变 变大 (2) 用电器 12 (3)65 【详解】（1）[1][2]汽车匀速上坡时，质量不变，速度不变，高度升高，动能不变，重力势能增大，机械能为动能与势能的总和，则机械能变大。 （2）[1]当充电柱给汽车充电时，蓄电池作为用电器，消耗电能。 [2]若汽车在“强制保电”后充电，充满电需要消耗的电能为 需要的电费为 （3）A为10~55%，汽车消耗的电能为 由得，此过程中汽车运动的时间为 由得，此过程中汽车运动路程为 A为60~75%，汽车消耗的电能为 由得，此过程中汽车运动的时间为 由得，此过程中汽车运动路程为 由得 故 则汽车充满电后，“纯电驱动”行驶距离90km时，此时A值在60~75%间。汽车在60~75%间运动的距离为 由得，汽车在60~75%间运动的时间为 由得，此过程中汽车消耗的电能为 汽车在60~75%间消耗的电能与电池总容量之比为 则“纯电驱动”行驶距离90km时，此时A值为 11．（2024·江苏无锡·三模）某卫生间马桶水箱的进水调节装置如图甲所示，图乙为其结构示意图，浮臂AB可视为绕O点转动的杠杆，OA＝8cm，OB＝2cm，A端通过细连接杆AC与柱状浮筒连接，浮筒质量为50g，B端通过细连接杆BD与圆饼状止水阀连接，止水阀上下表面积与进水管口面积均为0.2cm2。当水箱中无水或水量较少时，止水阀打开，水从进水管流进水箱。水位达到一定高度时，浮筒推动杠杆，使止水阀刚好堵住进水管，停止进水，此时AB处于水平位置，连接杆竖直，大气压强p0＝1.0×105 Pa，进水管中水压p＝4.0×105 Pa。除浮筒外其它装置所受重力不计，忽略所有摩擦。则刚停止进水时； （1）浮筒受重力多大； （2）进水管中的水对止水阀的压力； （3）浮筒排开水的体积。 【答案】（1）0.5N；（2）8N；（3）2×10-4m3 【详解】解：（1）浮筒所受重力 （2）进水管中的水对止水阀的压力 （3）止水阀上表面所受到的大气压力为 对止水阀进行受力分析，则有 浮臂平衡时，由杠杆平衡条件得：FALOA=FBLOB，则 对浮筒进行受力分析，由力的平衡可得 由阿基米德定律得，浮筒排开水的体积为 答：（1）浮筒受重力为0.5N； （2）进水管中的水对止水阀的压力为8N； （3）浮筒排开水的体积为2×10-4m3。 12．（2025·江苏宿迁·三模）如图甲所示的装置由杠杆PQ、圆柱形物体a、b以及水箱、滑轮等组成。杠杆PQ只能绕O点在竖直平面内转动，PO:OQ=1:3；P端通过竖直绳连接a，a通过竖直轻杆固定在地面上；b浸没在水中，通过细绳、滑轮与杠杆Q端相连。开始时PQ水平，打开出水口阀门，轻杆对a的作用力F的大小随水面下降高度x变化的规律如图乙所示。已知a、b质量分别为ma=1.5kg、mb=1.08kg，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，忽略所有摩擦，g=10N/kg，水的密度。求： (1)打开阀门前b受到的浮力； (2)b的密度； (3)当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压强。 【答案】(1)4N (2)2.7×103kg/m3 (3)2.4×103Pa 【详解】（1）由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N，物体a处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前P端绳对a的拉力为FP拉=Ga-F=mag-F=1.5kg×10N/kg-4.8N=10.2N 由PO:OQ=1:3可知，打开阀门前Q端绳的拉力为 图中承重绳子股数n=2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，此时绳子对b的拉力为Fb=2FQ拉=2×3.4N=6.8N 此时，物体b处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前b受到的浮力为Fb浮=Gb-Fb=mbg-6.8N=1.08kg×10N/kg-6.8N=4N （2）由得，b的体积为 b的密度为 （3） 当b浸没时，受到的拉力为6.8N，b的重力不变，当b受到的拉力大小为8.4N时，浮力需减小，则此时b上表面露出水面，由得，，即b下表面处的液体压力等于浮力，当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压力为 由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。由此可知，b的高度为h=50cm-10cm=40cm b的底面积为 b下表面处的液体压强为 真●题●验●证 1．（2025·江苏盐城·中考真题）如图所示，摆球下降的过程中，它的（　　） A．重力势能减小，动能减小 B．重力势能减小，动能增大 C．重力势能增大，动能增大 D．重力势能增大，动能减小 【答案】B 【详解】摆球下降的过程中，小球的质量不变，高度变小，重力势能逐渐变小，速度变大，动能逐渐增大，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．（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。 3．（2025·江苏苏州·中考真题）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。 4．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，不计绳重和摩擦。则在此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．有用功为200J B．额外功为20J C．动滑轮的机械效率为80% D．拉力F的功率为20W 【答案】B 【详解】用动滑轮将重380N的物体在10s内匀速竖直提升了1m，拉力F为200N，有用功为 总功为 拉力F的功率为 额外功为 动滑轮的机械效率为 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 5．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，探究杠杆的平衡条件，调节杠杆水平平衡后，在杠杆的左边20cm处挂2个钩码，在杠杆的右边10cm处用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的示数为___________N；若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，则测力计示数会___________（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是___________。 【答案】 2 变大 测力计的拉力的力臂变小 【详解】[1]此时测力计的分度值为0.1N，示数为2N。 [2][3]若测力计沿图中虚线方向向下拉，使杠杆在水平位置重新平衡，此时测力计的拉力的力臂变小，钩码对杠杆的拉力及其力臂不变，由杠杆平衡条件得，测力计示数会变大。 6．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 【答案】 0.4 360 80 95 【详解】[1]木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，木箱上升的速度为 [2]有用功W有=Gh=180N×2m=360J [3]由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m 拉力做的总功W总=Fs=100N×4m=400J 拉力做功的功率 [4]W额=W总﹣W有=400J﹣360J=40J 由于不计绳重和摩擦，则额外功就是克服动滑轮重力所做的功，即W额=G动h=40J 可得 由于不计绳重和摩擦，若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，滑轮组的机械效率 7．（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 8．（2025·江苏南通·中考真题）学习小组做“探究杠杆的平衡条件”实验。 (1)安装好杠杆，发现左端低、右端高，应将平衡螺母向______调节，使之在水平位置平衡； (2)D点悬挂两个钩码。A、B、C三点分别悬挂六个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡，这说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越______，进一步实验，可归纳得出杠杆的平衡条件是______； (3)保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应______，这是因为此时______。 【答案】(1)右 (2) 小 动力×动力臂=阻力×阻力臂 (3) 竖直向上 力臂最大 【详解】（1）当杠杆左端低、右端高时，说明杠杆的重心偏向左端，为了使杠杆水平，需要将平衡螺母向右调节，使杠杆水平平衡。 （2）[1]钩码在A、B、C三点对杠杆拉力的力臂越来越大，所需钩码数目变少，说明杠杆平衡时，力臂越大，对应的力越小。 [2]进一步实验，可归纳得出杠杆平衡时动力和动力臂的乘积等于阻力和阻力臂的乘积，即杠杆平衡条件为动力×动力臂=阻力×阻力臂。 （3）[1][2]加在杠杆左端的钩码阻碍杠杆顺时针转动，动力加在杠杆左端，为了使杠杆顺时针转动，拉力要向上拉动，而当拉力的方向竖直向上时，拉力的力臂最大，根据杠杆平衡条件，此时所需拉力最小。 9．（2025·江苏盐城·中考真题）图甲为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠，杠的一端装有石头，脚蹬木杠的另一端，一踏一放使石头一起一落，舂捣油料。为了便于施力，另外配有可移动支架，如图乙所示。 (1)把石头的下端打磨得较尖的目的是什么？ (2)体重过轻的人无论怎样用力，都无法将石头抬起，为什么？ (3)若支架横杆离人偏远，脚蹬木杠时支架易翻倒。说明其中的道理。 【答案】(1)增大压强 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）下端较尖是通过减小受力面积的方式增大压强。 （2）体重过轻的人提供的动力较小，无法满足石头被抬起时的杠杆的平衡条件。 （3）支架可视作一个杠杆，支架横杆离人较远时，人脚蹬木杠时对横杆的力与对应力臂的乘积不为0，支架易翻倒。 10．（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 11．（2023·江苏苏州·模拟预测）用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N；如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC∶OD =1∶2，A的体积为0.02m3，A重为450N，B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： （1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。 【答案】（1）200N；（2）230N 【详解】解：（1）当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以A排开水的体积为 V排=VA=0.02m3 所以A受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N （2）水位上涨过程中，当A物体露出水面时，A排开水的体积为 物体A此时受到的浮力为 F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N 物体A受到浮力、重力和滑轮组的拉力，三力平衡，所以滑轮组的拉力为 F′=GA-F浮′=450N-80N=370N 根据力的作用的相互性可知，物体A对滑轮组拉力 F′′= F′=370N 不计绳重与摩擦，用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，则动滑轮的重力为 G动=3F-G=3×50N-100N=50N 滑轮组绳子自由端的拉力为 根据力的作用的相互性可知，绳子转自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等，大小FC=140N。杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有 Fc·OC=FD·OD 变形代入数据，解得 绳子对D端拉力为70N，所以B物体受到拉力为 FB拉=FD=70N B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡，所以B受到的支持力为 F支=GB-FB拉=300N-70N=230N 所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于230N。 答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力为230N。 12．（2022·江苏苏州·一模）（1）用如图1所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，此过程中拉力做的有用功、总功分别为多少？滑轮组的机械效率为多少？如果不计绳重和摩擦，动滑轮重量为多少？ （2）如果将该滑轮组与其它部件组合成一监控水库水位的模拟装置（如图2所示），整个模拟装置是由长方体A和B、滑轮组、轻质杠杆CD、电子秤等组成。杠杆始终在水平位置平衡。已知OC︰OD=1︰2，物体A的体积为0.02m3，物体A重为450N，物体B重为300N，不计绳重与摩擦（ρ水=1.0×103kg/m3）。求： ①水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力； ②水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力。    【答案】（1）200J， 300J， 66.7%； 50N；（2）①200N；②230N 【详解】解：（1）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，则拉力端移动的距离为 拉力做的有用功为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮重量为 （2）①如图所示，当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以物体A排开水的体积为 则物体A受到的浮力为 ②水位上涨过程中，当A物体露出水面时，物体A排开水的体积为 物体A此时受到的浮力为 物体A受到浮力、滑轮组对它的拉力和A的重力，且处于平衡状态，所以物体A对滑轮组拉力为 因为力的作用是相互的，滑轮组绳子自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端对绳子的拉力大小相等，不计绳重与摩擦，绳子对C端拉力为 杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有 已知OC︰OD=1︰2，则绳子对D端拉力为 所以B物体受到拉力为70N，B物体受到拉力、电子秤对它的支持力和B的重力，且处于平衡状态，所以B受到的支持力为 所有电子秤受到B物体对它的压力等于电子秤对它的支持力为230N。 答：（1）拉力做的有用功为200J，总功为300J，滑轮组的机械效率为66.7%；如果不计绳重和摩擦，动滑轮重量为50N； （2）①水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N； ②水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力230N。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专项05 机械能与简单的机械 ·参考答案 风●向●速●递 1．D 2．C 3．B 4．剧烈 热传递 不变 做匀速直线运动 5． 省力 36 0.04/ 分●层●突●破 一阶·考点靶向练 考点01 功及其计算 1． 1 没有 0 500 2．C 考点02 功率及其计算 3． 18 9 先减速后静止 4．(1)12m/s (2)6×104 W 考点03 动能和势能 5． 减小 不变 减小 6．C 考点04 杠杆 7．450 远离 8． 90 70 7000 考点05 滑轮及滑轮组 9． 250 30 96% 10． 0.8 3200 180 考点06 滑轮组及其机械效率的计算 11．D 12． 3 66.7 不变 考点07 斜面模型及其机械效率的关计算 13． 0 50 66.7% 14．(1)1.25N；(2)80% 考点08 复杂装置的机械效率的计算 15．(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【详解】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 16．（1）4000Pa；（2）90%；（3）1280N 【详解】解：（1）工人静止于水平地面，对工人进行受力分析如图所示: 则有F支持＝G人﹣F＝500N﹣300N＝200N 工人对地面的压力和地面对工人的支持力是一对相互作用力，则该工人对地面的压力F压＝F支持＝200N 工人对地面的压强p4000Pa （2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则滑轮组的机械效率90% （3）不计滑轮组的绳重和摩擦，由F+得动滑轮的重力G动＝nF﹣G＝2×300N﹣540N＝60N 两个滑轮的质量相等，则定滑轮的重力G定＝G动＝60N 支架受到滑轮组的拉力F拉＝G定+3F＝60N+3×300N＝960N F拉的力臂l2=OB 细绳BC的拉力力臂l1=OB， 由杠杆平衡条件FBCl1=F拉l2得，FBC1280N 答：（1）工人对地面的压强为4000Pa。 （2）滑轮组的机械效率为90%。 （3）细绳BC对支架的拉力为1280N。 二阶·素养进阶练 1．D 2．C 【详解】人站在O点时，对OB的压力等于人的重力，人向A点移动过程中，人对OB的压力逐渐减小，当人站在A点时，人对A点的压力等于人的重力，所以人对OB的压力为0，人远离A点时，A为支点，杠杆对OB的拉力逐渐增大，由于A点右端的距离大于A点左端的距离，所以OB受到的拉力大于人的重力，所以OB中弹力大小F随x的增大，先减小至0，再增大至大于人的重力，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．C 4．D 5．(1)A、O (2) 沿EN向上 2 6．(1)省力 (2)3.31 (3)偏小 (4)消除杠杆和铁笼自重对杠杆平衡的影响 5.5 7．先变大再变小 非平衡 1 小于 8． 300 83.3% 120 增大 9． 水平位置 10．(1) 不变 变大 (2) 用电器 12 (3)65 11．（1）0.5N；（2）8N；（3）2×10-4m3 【详解】解：（1）浮筒所受重力 （2）进水管中的水对止水阀的压力 （3）止水阀上表面所受到的大气压力为 对止水阀进行受力分析，则有 浮臂平衡时，由杠杆平衡条件得：FALOA=FBLOB，则 对浮筒进行受力分析，由力的平衡可得 由阿基米德定律得，浮筒排开水的体积为 答：（1）浮筒受重力为0.5N； （2）进水管中的水对止水阀的压力为8N； （3）浮筒排开水的体积为2×10-4m3。 12．(1)4N (2)2.7×103kg/m3 (3)2.4×103Pa 【详解】（1）由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。打开阀门前轻杆对a的作用力F=4.8N，物体a处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前P端绳对a的拉力为FP拉=Ga-F=mag-F=1.5kg×10N/kg-4.8N=10.2N 由PO:OQ=1:3可知，打开阀门前Q端绳的拉力为 图中承重绳子股数n=2，滑轮、杠杆和绳的重力均忽略不计，此时绳子对b的拉力为Fb=2FQ拉=2×3.4N=6.8N 此时，物体b处于静止状态，竖直方向受力平衡，则打开阀门前b受到的浮力为Fb浮=Gb-Fb=mbg-6.8N=1.08kg×10N/kg-6.8N=4N （2）由得，b的体积为 b的密度为 （3） 当b浸没时，受到的拉力为6.8N，b的重力不变，当b受到的拉力大小为8.4N时，浮力需减小，则此时b上表面露出水面，由得，，即b下表面处的液体压力等于浮力，当b受到的拉力大小为8.4N时，b下表面处的液体压力为 由图乙可知，当水面下降高度x小于10cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全浸没在水中；当水面下降高度x在10cm至50cm之间时，轻杆对a的作用力F方向先向上，大小逐渐减小，直至减小为零，之后F方向变为向下，大小逐渐增大，此时P端绳对a的拉力逐渐增大，Q端绳的拉力也逐渐增大，绳对b的拉力也逐渐增大，b受到的浮力逐渐减小，此过程为b上表面刚露出水面到b下表面刚露出水面的过程；当水面下降高度x大于50cm时，轻杆对a的作用力F不变，则P端绳对a的拉力不变，Q端绳的拉力不变，绳对b的拉力不变，b受到的浮力不变，此时b完全露出水面。由此可知，b的高度为h=50cm-10cm=40cm b的底面积为 b下表面处的液体压强为 真●题●验●证 1．B 2．D 3．D 4．B 5． 2 变大 测力计的拉力的力臂变小 6． 0.4 360 80 95 7． 变大 不变 / 8．(1)右 (2) 小 动力×动力臂=阻力×阻力臂 (3) 竖直向上 力臂最大 9．(1)增大压强 （2）体重过轻的人提供的动力较小，无法满足石头被抬起时的杠杆的平衡条件。 （3）支架可视作一个杠杆，支架横杆离人较远时，人脚蹬木杠时对横杆的力与对应力臂的乘积不为0，支架易翻倒。 10．(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 11．（1）200N；（2）230N 【详解】解：（1）当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以A排开水的体积为 V排=VA=0.02m3 所以A受到的浮力为 F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N （2）水位上涨过程中，当A物体露出水面时，A排开水的体积为 物体A此时受到的浮力为 F浮'=ρ水gV排'=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m3=80N 物体A受到浮力、重力和滑轮组的拉力，三力平衡，所以滑轮组的拉力为 F′=GA-F浮′=450N-80N=370N 根据力的作用的相互性可知，物体A对滑轮组拉力 F′′= F′=370N 不计绳重与摩擦，用如图所示的滑轮组将重100N的物体匀速提升2m，拉力F为50N，则动滑轮的重力为 G动=3F-G=3×50N-100N=50N 滑轮组绳子自由端的拉力为 根据力的作用的相互性可知，绳子转自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端受到拉力大小相等，大小FC=140N。杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有 Fc·OC=FD·OD 变形代入数据，解得 绳子对D端拉力为70N，所以B物体受到拉力为 FB拉=FD=70N B物体受到的拉力、电子秤的支持力与B的重力平衡，所以B受到的支持力为 F支=GB-FB拉=300N-70N=230N 所以电子秤受到B物体对它的压力大小等于230N。 答：（1）水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N； （2）水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力为230N。 12．（1）200J， 300J， 66.7%； 50N；（2）①200N；②230N 【详解】解：（1）由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，则拉力端移动的距离为 拉力做的有用功为 拉力做的总功为 滑轮组的机械效率为 不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮重量为 （2）①如图所示，当水位上涨到A的上表面时，A浸没在水中，所以物体A排开水的体积为 则物体A受到的浮力为 ②水位上涨过程中，当A物体露出水面时，物体A排开水的体积为 物体A此时受到的浮力为 物体A受到浮力、滑轮组对它的拉力和A的重力，且处于平衡状态，所以物体A对滑轮组拉力为 因为力的作用是相互的，滑轮组绳子自由端对杠杆C端拉力与杠杆C端对绳子的拉力大小相等，不计绳重与摩擦，绳子对C端拉力为 杠杆始终在水平位置平衡，O为支点，由杠杆平衡条件有 已知OC︰OD=1︰2，则绳子对D端拉力为 所以B物体受到拉力为70N，B物体受到拉力、电子秤对它的支持力和B的重力，且处于平衡状态，所以B受到的支持力为 所有电子秤受到B物体对它的压力等于电子秤对它的支持力为230N。 答：（1）拉力做的有用功为200J，总功为300J，滑轮组的机械效率为66.7%；如果不计绳重和摩擦，动滑轮重量为50N； （2）①水位上涨到A的上表面时，A受到的浮力为200N； ②水位上涨过程中，当A物体五分之三露出水面时，电子秤所受的压力230N。 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