专题05 简单机械与功（复习讲义，江苏专用）2026年中考物理二轮复习讲练测

专题05 简单机械与功 目录 【01 考情剖析·命题前瞻】 3 【02 思维导图·网络构建】 5 【03 考点通关·靶向突破】 6 考点1 简单机械 6 教材·知识夯基 1. 杠杆 2. 滑轮 中考·考法聚焦 考法1：力与力臂的作图 考法2：杠杆平衡条件及其应用 考法3：杠杆的最小动力问题 考法4：杠杆的动态平衡问题 考点2 功、功率和机械效率 9 教材·知识夯基 1. 功 2. 功率 3. 机械效率 中考·考法聚焦 考法1：力做功的必要条件 考点2：功和功率的大小计算 考点3：水平面内滑轮组及其机械效率的计算 考点4：竖直面内滑轮组及其机械效率的计算 考点5：斜面及其机械效率的计算 考点3 机械能 13 教材·知识夯基 1. 动能 2. 势能 3. 机械能及其转化 中考·考法聚焦 考法1：动能和势能 考法2：机械能及其相互转化 【04 素养拓展·思维进阶】 14 拓展1：含斜面的滑轮组的机械效率的计算 14 拓展2：含浮力杠杆滑轮的机械效率 15 【05 优题精选·练能提分】 16 考点 考查形式 考查内容 考法分析 杠杆 ☑选择题 ☑填空题 ☑作图题 ☑实验题 杠杆的定义、五要素、平衡条件、杠杆的分类及其在生活中的应用实例 近年来，杠杆知识点以基础概念理解和实际应用分析为主，其中杠杆平衡条件的探究实验是高频考点，常结合示意图考查力臂的画法及平衡条件的应用计算；杠杆分类多与生活场景结合，要求判断杠杆类型并解释其工作原理。 滑轮 ☑选择题 ☑填空题 ☑作图题 ☑实验题 滑轮的定义、种类、特点及其在实际生活和生产中的应用。 近年来，滑轮相关知识点注重对其工作特点的理解和实际应用分析，定滑轮和动滑轮的特点是基础考查内容；滑轮组的绕线方法、省力情况判断及机械效率计算是重点和难点，，要求学生能根据实际需求设计滑轮组绕线方式，并结合功和功率知识进行相关计算。 功、功率 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 功的定义、两个必要因素、计算公式及单位；功率的物理意义、定义、计算公式及单位。 近年来，功和功率是力学综合题的常考内容，功的计算多结合简单机械或运动学知识，需注意判断力是否做功以及做功多少的计算；功率常以生活实例为背景，考查对功率物理意义的理解及功率公式的灵活应用，尤其在与机械效率结合的综合计算题中出现频率较高，要求学生能区分功、功率与机械效率的概念及联系。 机械效率 ☑选择题 ☑填空题 ☑实验题 ☑计算题 机械效率的定义、计算公式、影响因素以及提高机械效率的方法。 近5年中考中，机械效率是力学重点考查内容，常结合滑轮组、斜面等简单机械进行考查，除基本概念理解外，重点在于机械效率的计算，包括有用功、总功、额外功的辨析与计算，以及影响机械效率因素的实验探究，要求学生能分析不同情况下机械效率的变化，并掌握提高机械效率的具体措施。 命题新趋势 情境生活化：以塔吊、自行车、电梯、登楼以及跳绳等日常生活中的常见场景为背景，深入考查知识的实际应用能力。 实验探究深化：部分聚焦于杠杆平衡条件探究，需研究杠杆在不同受力下的平衡状态。同时，对滑轮组效率测量进行改进，包括优化测量方法、提升精度，详尽分析可能出现的误差，涵盖误差来源与大小评估，确保测量结果准确可靠。 综合计算强化：重点在于将杠杆和滑轮组相关知识与功、功率以及机械效率等概念相结合进行联立计算。这种计算不是单一知识点的简单运算，而是多个知识点相互交织后的复杂计算过程，它是整个学习内容中的压轴重点部分，要求学生具备扎实的知识基础和较强的综合分析能力，能够灵活运用各个概念之间的关系来解决实际问题。 图像结合：部分则侧重于对多种图像的分析与计算。例如，对于力 - 距离图像，要能够从图像中读取力的大小随着距离变化的规律，并据此进行相关的计算；对于功率 - 时间图像，要明确功率在不同时间点的变化情况，从而进行准确的数据处理。 命题预测 预计未来中考对简单机械和机械能相关知识点考查，将延续“情境化、综合化、探究化”趋势。情境设置会融入社会热点、科技发展和学生生活实际，如新能源设备机械结构、智能机器人机械原理等，引导学生用物理知识解决实际问题。实验探究除传统实验外，可能增加对实验方案评估改进、实验误差分析减小等高层次考查，强调科学探究与创新思维。综合计算注重知识纵横联系，可能将简单机械等知识与运动学、力学其他知识及能量守恒定律结合，考查知识整合与综合应用能力。图像信息题比重或增加，通过各类物理图像考查学生获取、分析和解决问题能力，要求具备图像解读与数据处理能力。机械能部分结合环保、节能等主题考查能量转化守恒及提高能量利用效率等，将成命题新方向。 考点1 简单机械 1. 杠杆 （1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。 （2）五要素：支点O、动力F₁、阻力F₂、动力臂l₁、阻力臂l₂。 （3）杠杆平衡条件：。 （4）杠杆分类： 杠杆类型 条件 特点 实例 省力杠杆 动力臂（）>阻力臂（） 省力费距离 钳子、撬棒、羊角锤 费力杠杆 动力臂（）<阻力臂（） 费力省距离 钓鱼竿、筷子、镊子 等臂杠杆 动力臂（）=阻力臂（） 不省力不费力 天平、定滑轮 2. 滑轮 （1）定滑轮 ① 实质：等臂杠杆； ② 特点：不省力，可改变力的方向。 （2）动滑轮 ① 实质：动力臂为阻力臂2倍的杠杆； ② 特点：省一半力，不能改变力的方向。 （3）滑轮组 ① 拉力：（为承担物重的绳子段数）； ② 距离：； ③ 特点：既可省力，又可改变力的方向。 考法1：力与力臂的作图 【典例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，重物对杠杆的拉力为阻力，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 考法2：杠杆平衡条件及其应用 【典例2】（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 考法3：杠杆的最小动力问题 【典例3】（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： 考法4：杠杆的动态平衡问题 【典例4】如图，用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．先变小，后变大 【答案】A 【详解】如图所示 用一个始终水平向右的力F，把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，阻力的大小不变（等于物重G），阻力臂变大，动力臂不断变小，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，动力将F变大。 故选A。 考点2 功、功率和机械效率 1. 功 （1）两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离。 （2）公式： （3）单位：焦耳（J） （4）不做功的三种情况：有力无距（劳而无功）、有距无力（不劳无功）、力距垂直（垂直无功）。 2. 功率 （1）物理意义：表示做功快慢的物理量。 （2）公式： （3）单位：瓦特（W），1kW=1000W 3. 机械效率 （1）定义：有用功与总功的比值。 （2）公式： （3）特点：总小于1，无单位。 （4）提高方法：增大物重、减小机械自重和摩擦。 考法1：力做功的必要条件 【典例1】（2025·江苏常州·中考真题）机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 【答案】B 【详解】对重物A受力分析可知，机器狗对重物A有竖直向上的支持力的作用，根据力做功的两个必要因素可知，需要在竖直方向上移动一定的距离，因此需要托举重物匀速竖直上升，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 考点2：功和功率的大小计算 【典例2】我国电动汽车技术不断创新，2024年电动汽车出口量首次突破200万辆。国产某品牌电动汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶27km，此过程中电机功率恒为20kW，则电动汽车消耗的电能为________kW·h，若电动机消耗的电能全部用于对汽车做功，则牵引力的大小为_______N。 【答案】 6 800 【详解】[1]电动汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶27km，行驶的时间 则电动汽车消耗的电能为 [2]汽车的功率 若电动机消耗的电能全部用于对汽车做功，则牵引力的大小为 考点3：水平面内滑轮组及其机械效率的计算 【典例3】（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4：竖直面内滑轮组及其机械效率的计算 【典例4】（2025·江苏无锡·模拟预测）小明体重为500N，双脚与地面接触面积为0.05m2，用如图所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升了1m，用时10s。拉动过程中小明对绳子的拉力为400N，若不计绳重与摩擦，则（    ） A．在匀速提升物体的过程中，拉力做功的功率为40W B．在匀速提升物体的过程中，小明对地面的压强为10Pa C．使用该滑轮组，小明最多能提起800N的物体 D．不管提起多重的物体，该滑轮组的机械效率总是75% 【答案】C 【详解】A．由题意可知，，，绳子段数，绳子自由端移动的距离 拉力所做的功 拉力做功的时间，则拉力做功的功率，故A不符合题意； B．由题意可知，小明向下拉绳子的力为400N，由于力的作用是相互的，绳子对小明向上的拉力也为400N，小明体重为500N， 所以小明对地面的压力 受力面积，则小明对地面的压强，故B不符合题意； C．不计绳重和摩擦，拉力，则动滑轮重力 小明最大拉力等于自身重力，即，最多提起的物重，故C符合题意； D．由滑轮组的机械效率可知，机械效率随物重增大而增大，并非固定，故D不符合题意。 故选C。 考点5：斜面及其机械效率的计算 【典例5】（2025·四川泸州·中考真题）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为______J，绳子末端拉力做功功率为______W，物体受到斜面的摩擦力大小为______N。 【答案】 12 1.5 3 【详解】[1]对物体做的有用功为 [2]由图可知，滑轮组有效绳子段数，绳子末端移动的距离是 绳子末端拉力做功 则绳子末端拉力做功功率为 [3]额外功为 则物体受到斜面的摩擦力 考点3 机械能 1. 动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能。 （2）影响因素：质量、速度 （3）速度对动能影响更显著 2. 势能 （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，与质量、高度有关。 （2）弹性势能：物体发生弹性形变具有的能，与形变程度有关。 3. 机械能及其转化 （1）机械能：动能+势能 （2）转化规律：不计空气阻力和摩擦时，机械能守恒。 （3）实例：摆球摆动、滚摆、跳伞匀速下落（机械能减小）。 考法1：动能和势能 【典例1】（2025·江苏宿迁·中考真题）2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能___________，势能___________，机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 不变 减小 减小 【详解】[1][2][3]返回舱受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，它的质量不变，速度不变，所以动能不变，高度减小，它的势能减小；机械能是动能与势能的总和，所以机械能减小。 考法2：机械能及其相互转化 【典例2】（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。 拓展1：含斜面的滑轮组的机械效率的计算 （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 拓展2：含浮力杠杆滑轮的机械效率 （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。 一、单选题 1．（2025·江苏常州·模拟预测）一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，该飞机（　　） A．重力势能不变，动能不变 B．重力势能变小，动能不变 C．重力势能变小，机械能不变 D．重力势能变小，机械能变小 【答案】D 【详解】执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”的过程中，飞机的质量在减少；在速度不变时，质量减少，则动能减小；在高度不变时，质量减小，则重力势能减小，所以机械能减小；故此时动能和势能都是减小的，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．（2025·安徽合肥·二模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为200N，则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为100W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s D．“车梯”的机械效率为62.5% 【答案】D 【详解】A．使用“车梯”时做的有用功为，故A错误； B．由图乙可知，绳子承重段数n=4，绳子自由端移动的距离为 使用“车梯”时人做功（拉力做的总功）为 做功的功率为，故B错误； C．根据可得，使用“车梯”时人拉绳的速度为，故C错误； D．“车梯”的机械效率，故D正确。 故选D。 3．（2025·江苏镇江·模拟预测）如图所示，光滑斜面AB、AC，，沿斜面AB、AC分别将同一重物从底部拉到顶部，所需拉力分别为、，所做的功分别为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】光滑斜面AB、AC高度相同，斜面，所以物体沿AC运动时拉力较小，即；由题知，AC和AB是两个光滑的斜面，拉力做的额外功为0，在两斜面上做的功均等于克服物体重力做的功，又因为物重相同，斜面高度相同，所以 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．（2025·广东·一模）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成，工人利用该装置将重为5000N的物体M，沿水平方向匀速拉动10m，用时10s，电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=600N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%，忽略绳重、绳和滑轮组间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功为10000J B．拉力F做功的功率为1000W C．动滑轮的重力为200N D．电动卷扬机消耗的电能为12500J 【答案】C 【详解】A．由图可知，动滑轮上绳子的根数为2，则拉力移动的距离为s=nh=2×10m=20m 拉力F做功，故A错误； B．拉力做功的功率，故B错误； C．物体M在水平面上滑动时所受的阻力 图示中，滑轮组承重绳子为2根，忽略绳重和滑轮组间的摩擦时，据得，动滑轮的重力 故C正确； D．电动卷扬机的效率为80%，它消耗的电能，故D错误。 故选C。 5．（2025·江苏泰州·三模）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。关于皮球两次下落并反弹的过程，下列说法中正确的有（　　） ①皮球对纸的最大压力相等 ②皮球获得的最大弹性势能不等 ③皮球刚到达纸面时的动能相等 ④反弹上升，B上升的高度比A大 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 【答案】C 【详解】①由图可知，B圆斑大说明B压力的作用效果明显即压强大，B的受力面积大，根据可知，B中皮球对纸的最大压力大于A中皮球，故①错误； ②B圆斑大说明B中皮球的最大弹性形变更大，B中皮球获得的最大弹性势能更大，皮球获得的最大弹性势能不等，故②正确； ③皮球从最高点下落到最低点，重力势能转化为弹性势能，B中皮球最低点弹性势能更大，B中皮球最高点的重力势能更大，皮球从最高点到达纸面的过程中，重力势能转化为动能，B中皮球刚到达纸面时的动能更大，故③错误； ④反弹上升，弹性势能转化为重力势能，B中最大弹性势能大，B中在最高点的重力势能大，由于为同一个皮球，质量相等，B上升的高度比A大，故④正确。 由此可知，①③错误，②④正确。故C正确，ABD错误。 故选C。 6．（2025·江苏南通·二模）为方便搬运，工地用小型卷扬机提升重物。图甲是卷扬机通过滑轮组提升重物的示意图，图乙是卷扬机以恒定输出功率拉升不同的重物，匀速时钢绳拉力与重物的速度的关系图。当提升重为的重物A，A匀速上升时速度为，当提升重物，匀速上升时速度为，不计绳重及摩擦，卷扬机输出功率始终保持不变。通过计算下列选项错误的是（　　） A．卷扬机输出恒定功率为 B．物体的重力是 C．先后两次卷扬机的拉力之比为 D．提升时滑轮组的机械效率约 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，当重物A以0.2m/s的速度上升时，钢绳上的拉力为450N，钢绳自由端移动的速度为 卷扬机输出的恒定功率为，故A正确，不符合题意； B．当重物A以0.2m/s的速度上升时，钢绳上的拉力为450N，由可知，动滑轮所受的重力为 当匀速提升重物B时，由于卷扬机的输出功率不变，故此时绳子自由端上的拉力为 故B所受的重力为，故B正确，不符合题意； C．先后两次卷扬机的拉力之比为，故C正确，不符合题意； D．提升时滑轮组的机械效率为 ，故D错误，符合题意。 故选D。 7．（2025·江苏淮安·一模）如图一根均匀实心直棒，A端静止在水平地面上，B端被竖直绳悬挂着，绳上的拉力为25N，则实心棒的质量为（　　） A．5kg B．2.5kg C．50N D．25N 【答案】A 【详解】AB．均匀实心直棒的重心在其几何中心，即棒的中点处。以A端为支点，棒受到两个力的作用：竖直向下的重力G是阻力，作用点在中点；竖直向上的绳子拉力是动力，作用点在B端，动力臂是阻力臂的2倍，即 根据杠杆平衡条件可得，所以实心棒的重力​ 由重力计算公式可得实心棒的质量，故A符合题意，B不符合题意。 CD．题意中问的是实心棒的质量，单位应是千克，不是牛顿，故CD不符合题意。 故选A。 8．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）周末爸爸到超市买了一袋米和一袋面粉，现要将它们搬到四楼，可以有两种方法：一是把它们一起搬上楼；二是先将一袋米搬上楼，再搬剩下的一袋面粉。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬米和面粉的功率为，机械效率为，第二种方法搬米和面粉的功率为，机械效率为，用这两种方法搬米和面粉的有用功分别为、，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】将米和面粉一次搬上楼和分两次搬米和面粉总重力不变，米和面粉上升的高度不变，所以对米和面粉做的有用功不变，故W1=W2；由于将米和面粉一次搬上楼，克服人的重力做功1次；将米和面粉分两次搬克服人的重力做功2次；所以分两次搬米和面粉做的额外功多，故分两次搬米和面粉做的总功多，所以将米和面粉一次搬上楼的机械效率大于分两次搬的机械效率，即η1>η2；因上楼的速度相同，方法二需要上楼二次，所以方法二所用时间是第一次的两倍，将米和面粉一次搬上楼人做功的功率为   ① 将米和面粉分两次搬上楼人做功的功率为   ② 比较①②两式可知P1>P2。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 9．（2025·江苏常州·二模）如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，不计绳重及摩擦，则以下说法正确的是（   ） A．拉力F甲大于F乙 B．F甲的功率一定等于F乙的功率 C．甲、乙做的有用功一样多 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 【答案】C 【详解】A．滑轮组的省力情况要看挂动滑轮的绳子的段数，甲图为3段，乙图为2段，由于是相同的滑轮组且提升相同的物体，故此甲图更省力，拉力F甲小于F乙，故A错误； B．功率, 拉力F甲小于F乙, 两次提升的速度不知，则F甲的功率与F乙的功率大小无法比较，故B错误； C．有用功是克服重物重力提升一定的高度，根据题意“将同一物体匀速提升相同高度”，即甲、乙做的有用功一样多，故C正确； D．由于是相同的滑轮组且提升相同的物体相同高度，故此有用功相同，克服动滑轮重力所做的额外功也相同，即总功相同，机械效率是指有用功占总功的比值，所以甲的机械效率等于乙的机械效率，故D错误。 故选C。 10．（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。 二、填空题 11．（2025·江苏无锡·一模）如图所示为三峡升船机，升船机塔楼主要由塔柱、承船厢、滑轮组和两组平衡重等构成，承船厢装满水时总质量为15400吨，其工作原理是：船只由航道进入装满水的承船厢，此时滑轮组无驱动力，平衡重借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止；关闭闸门后，再由带驱动力的滑轮组和两组平衡重共同将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承船厢驶出航道。（取） (1)一艘总质量为4000吨的货轮驶入装满水的承船厢，待其平衡时从承船厢排开__________________的水；关闭闸门后，承船厢的总质量为_______________吨； (2)为了减少升船机的耗能，三峡升船机的一侧的平衡重的质量应设置为___________吨。 【答案】(1) 4× 15400 (2)7700 【详解】（1）[1]货轮漂浮在承船厢的水面，浮力等于重力，即 由阿基米德原理可知，排开水的重力等于浮力，即 [2]由于承船厢装满水，轮船漂浮在水面上，由浮沉条件和阿基米德原理可知，轮船排开水的重力等于自身重力，由G=mg可知，轮船排开水的质量等于自身质量，承船厢装满水时总质量为15400吨，关闭闸门后，承船厢的总质量不变，为15400吨。 （2）由图可知，承船厢受到竖直向下的重力和两根绳向上的拉力，承船厢不能倾斜，两侧绳的拉力相等，为了减少升船机的耗能，承船厢应匀速上升，处于平衡状态，承船厢受到竖直向下的重力和两根绳向上的拉力三力平衡，则有G承=2F，由图可知，滑轮组为两个定滑轮，绳对平衡重的拉力等于平衡重的重力，即F=G平，故G承=2G平，由G=mg可知，m承=2m平，因此三峡升船机的一侧的平衡重的质量应设置为 12．（2025·江苏镇江·一模）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB＝2m，AC＝8m。吊臂是一个 _______ 杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是 _____ 点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为 __________ N。 【答案】 费力 A 80000 【详解】[1][2]由图可知，吊臂在升起过程中，围绕着A点转动，故A为支点，在图中分别做出动力臂和阻力臂，如下图所示： 由图可知，动力臂L1小于阻力臂L2，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，所以是费力杠杆。 [3]货物重 已知AC＝8m，AB＝2m，由杠杆的平衡条件得 由相似三角形对应边成比例，可得 13．（2025·江苏南京·二模）用如图所示的动滑轮匀速提升质量为30kg的物体，5s内提升了2m，动滑轮重15N，拉力F为200N，则有用功为______J，绳子自由端移动的速度为______m/s，拉力的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。（g取10N/kg） 【答案】 600 0.8 160 75 【详解】[1]物体的重力为 有用功为 [2]由图可知，承担物重的绳子段数为n=2，动滑轮省力费距离，绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的速度为 [3]由可知，拉力的功率为 [4]动滑轮的机械效率为 14．（2025·江苏徐州·模拟预测）工人用滑轮组匀速提升重为240N的物体，如图所示，所用的拉力为150N，在4s内物体被匀速提高2m。在此过程中，物体的运动速度为______，工人做功的功率为______W。当滑轮组的机械效率低于______，使用它将不再省力。 【答案】 0.5 150 50％ 【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数 沿拉力方向移动的距离 物体运动的速度 [2]拉力做的功 工人做功的功率 [3]由可得，当使用滑轮组不再省力时，即，时，此时滑轮组的机械效率为 所以当滑轮组的机械效率低于50%时，使用它将不再省力。 15．（23-24八年级下·山东淄博·期末）如图所示，供轮椅通行的斜坡长，高。小聪用沿斜坡向上的拉力将重为200N的木箱从底端拉到顶端。若斜坡是光滑的，他所做的功为__________J，所用的拉力是__________N。若斜坡的机械效率为80%，所用的拉力是__________N，木箱所受摩擦力的大小为__________N。 【答案】 400 100 125 25 【详解】[1]由于斜面光滑，所以木箱不受摩擦力，小聪所做的功等于克服木箱重力所做的功，所以，小聪所做的功为 W=Gh=200N×2m=400J[2]由于 s=L=4m所以，由W=Fs得拉力F为 [3][4]若斜坡的机械效率为80%，此时，拉力做的总功W总与有用功W有（即木箱重力所做的功）之间的关系为 额外功为 W额=W总-W有=500J-400J=100J因为摩擦力做的功为额外功，所以由W=Fs得摩擦力为 即木箱受到的摩擦力大小为25N。 16．（2024·江苏南京·一模）如图甲所示，物体A、定滑轮和动滑轮的重分别为30N、10N和10N，若用25N的力F拉动细绳，使物体A向上做匀速直线运动，已知2s内，A物体上升高度为10cm，则提升物体A的有用功为________J，机械效率为_________%，拉力F的功率是_________W，如图乙，将测力计换成某重物B后，发现A物体可以匀速向下运动.若增大A的重力，B和桌面间的滑动摩擦力大小将_________。 【答案】 3 60 2.5 不变 【详解】[1]提升物体A的有用功为 [2]拉力做的总功为 则机械效率为 [3]拉力的功率为 [4]物体B受到的是滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，两个因素都没有变化，因此B与桌面间的滑动摩擦力大小不变。 17．（2024·江苏宿迁·二模）如图甲是小林再探动滑轮的实验装置，图乙他根据实验数据画出的机械效率与动滑轮重力的关系图像（不计绳重和摩擦）。 (1)动滑轮实质上可以看成________杠杆； (2)当该动滑轮的机械效率为75%时，小林提起的物体所受重力是多少________； (3)如果小林用该动滑轮5s把4N的物体匀速提高0.3m，则他的功率是多少_________? 【答案】(1)省力 (2) (3) 【详解】（1）动滑轮实质上可以看成一个动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 （2）由图知，当该动滑轮的机械效率为75%时，动滑轮重为1N，滑轮组的机械效率为 则有 解得，小林提起的物体所受重力是 （3）如果小林用该动滑轮5s把4N的物体匀速提高0.3m，拉力大小为 绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 则他的功率是 三、实验题 18．（2025·黑龙江·三模）小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 【答案】(1)0.3 (2)低 (3) 4 1 (4)相同 (5)降低 【详解】（1）由图可知承重绳子股数n=3，则弹簧测力计竖直向上移动的速度 （2）根据图乙可知，被提升物体的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 （3）[1][2]忽略绳重和摩擦，克服物体重力所做的功为有用功，克服物体和动滑轮重力所做的功为总功，所以，滑轮组的机械效率 由图乙可知G动=1N，机械效率为80%，则 解得G=4N。拉力为 若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为 （4）小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，若忽略绳重及摩擦，则克服动滑轮重做的功为额外功，额外功相同，做的有用功相同，因此总功相同，由 可知，甲、丙滑轮组的机械效率相同。 （5）当弹簧测力计拉着钩码加速上升时，此时绳端受的是不平衡的力，测力计对绳端拉力变大，总功变大，机械效率会降低。 19．（2026·陕西西安·二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)杠杆放在水平桌面上，在如图1所示位置静止，此时杠杆______（选填“平衡”或“不平衡”）；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)使杠杆在水平位置平衡的目的是______。小秦所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图2所示，他们记录的数据为动力，动力臂，阻力，阻力臂。 (3)小秦根据这组数据得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，同组的小华认为他的做法不合理，理由是______。 (4)继续实验，将右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，弹簧测力计拉力方向始终垂直于杠杆，如图3所示，则此过程中拉力的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (5)实验后，小秦和小华制作杆秤。 ①如图4所示，用50cm长的木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空托盘挂在点作为秤盘，在点挂粗绳作为提纽；移动秤砣的位置，直到杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应刻度值为______g。 ②在秤盘中逐一添加50g的砝码，移动秤砣的位置，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量。为了增大杆秤的最大测量值，下列作法可行的是______。 A．增大秤砣质量    B．增大杆秤的长度 【答案】(1) 平衡 右 (2)便于测量力臂 (3)只根据一组实验数据得出结论，结论具有偶然性 (4)变小 (5) 0 A 【详解】（1）[1]如图1所示，杠杆处于静止状态，即处于平衡状态。 [2]调节杠杆平衡时，可按照“左高左调、右高右调”的调节方法调节，使杠杆在水平方向上平衡，如图1所示，杠杆右端较高，故应将平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平方向上平衡。 （2）使杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点之间的刻度差等于力臂，力臂可以直接读出，所以使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂。 （3）只根据一组实验数据得出结论，具有偶然性，所以小秦仅根据这组数据得出的结论不合理。 （4）如图3所示，此过程中，弹簧测力计拉力方向始终垂直于杠杆，动力臂不变；左边钩码的重力不变，重力的力臂变小。根据杠杆的平衡条件可得 即 则此过程中弹簧测力计拉力变小。 （5）[1]此时秤盘里没有放物体，所以该位置对应刻度值为0g。 [2]根据杠杆的平衡条件可得，则增大秤砣质量，在物体重力的力臂不变时，能增大杆秤的最大测量值；增大杆秤的长度，并不能直接改变物体重力的力臂、秤砣重力以及秤砣重力的力臂等影响测量值的关键因素，所以不能增大最大测量值。故选A。 20．（2026·湖南永州·一模）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 【答案】(1)铅球陷入沙坑的深度 (2)A和B (3)物体的质量相同时，所处的高度越高，物体的重力势能越大 (4)无关 【详解】（1）根据转换法，铅球的重力势能越大，落地时对沙坑做功越多，陷入沙坑的深度就越深。因此，用铅球陷入沙坑的深度来反映重力势能的大小。 （2）要探究 “高度一定时，质量对重力势能的影响”，需控制下落高度、运动路径相同，只改变质量。A、B两球高度、路径相同，质量不同，符合控制变量要求。 （3）A、C 两球的质量、路径相同，仅下落高度不同：A球高度H，C球高度2H。C球高度更高，陷入沙坑更深，说明重力势能更大。因此结论为：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 （4）C、D两球的质量、高度相同，仅运动路径不同，两球陷入沙坑的深度相同​，说明重力势能大小相同，因此重力势能与运动路径无关。 21．（2026·青海西宁·一模）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 (1)该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是_______（选填“小球”或“纸盒”）； (2)本实验中用到的物理研究方法是控制变量法和_______； (3)图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的_______相同；分析甲、乙图的实验现象，可以初步得到的结论是_______； (4)有同学联想到八年级学过的“探究阻力对物体运动的影响”实验：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放，分别在毛巾、木板、玻璃板三种不同水平表面上运动，最终均静止。若小车从到达水平表面至静止的过程中，克服摩擦做的功分别是W1（毛巾表面）、W2（木板表面）、W3（玻璃板表面），则三个功的大小关系为_______。 【答案】(1)小球 (2)转换法 (3) 速度 在速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4) 【详解】（1）本实验探究的是小球撞击纸盒时的动能，所以“物体的动能”中的“物体”指的是小球。 （2）实验中通过纸盒被推动的距离来反映小球动能的大小，这种将不易直接测量的物理量转换为容易测量的物理量的方法，叫做转换法，所以本实验用到的物理研究方法是控制变量法和转换法。 （3）[1]小球从相同高度由静止释放，滑到斜轨道底端时的速度相同，因为轨道光滑，机械能守恒，高度相同则到达底端的速度相同。 [2]甲、乙两图中，小球速度相同，质量不同（甲是2m，乙是m），且质量大的小球推动纸盒的距离更远，说明动能更大，由此可得出结论：在速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）小车从同一斜面同一高度由静止释放，到达水平面时重力势能转化为动能的大小相同，小车在水平面上运动时，克服摩擦力做功，动能全部转化为内能，因为三次实验中小车到达水平面时的动能相同，所以克服摩擦力做的功也相同，即 四、计算题 22．（2025·江苏苏州·一模）如图甲所示的装置，A是重为的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和，质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力随时间变化的关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数取。求 (1)第2s内，绳子自由端移动的距离； (2)第2s内，拉力所做的功； (3)定滑轮的重和此装置提升重物的最大机械效率。 【答案】(1) (2) (3)；75% 【详解】（1）由图丙可知，第2s内A被匀速提升，其速度为2m/s；由图甲可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，则第2s内绳子自由端移动的距离为s=nh=nvt=2×2m/s×1s=4m （2）由图乙可知，第2s内A被匀速提升的拉力F为10N，则第2s内拉力F所做的功为W=Fs=10N×4m=40J （3）第2s内A被匀速提升，忽略绳重及摩擦，动滑轮的重力为G动=nF-GA=2×10N-15N=5N 因每个滑轮重相同，则定滑轮的重也为5N，C处绳子拉力 则当C处最大拉力为40N时，B处拉力为75N，当B处最大拉力为80N时，C处拉力为42.5N，所以要以C处最大拉力为准，则B处的拉力FB=GA+G货物=75N 此装置最多能匀速运载货物的重力G货物=FB-GA=75N-15N=60N 此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率 23．（2024·四川达州·二模）如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重均为20N，当甲绳自由端拉力为400N，乙绳自由端拉力为150N时，物块在水平方向匀速向左运动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦。求： (1)物块与地面之间的滑动摩擦力大小； (2)的大小； (3)物块匀速移动时，乙滑轮组的最大机械效率。 【答案】(1)120N (2)180N (3)96.2% 【详解】（1）甲装置是定滑轮，当甲绳自由端拉力为400N时，甲装置对物块的拉力方向向左，即 乙装置是滑轮组，当乙绳自由端拉力为150N时，乙装置对物块的拉力方向向右，即 物块在水平方向匀速向左运动，处于平衡状态，水平方向合力为零，故滑动摩擦力为 （2）当甲的绳端拉力为340N时，甲装置对物块的拉力 由于物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，由力的平衡可知，乙装置对物块的拉力 故乙装置的绳端拉力为 （3）忽略绳重及滑轮转轴摩擦，乙滑轮组的机械效率为 所以当滑轮组乙对物块的拉力最大时，乙滑轮组的机械效率最大；根据题意，当滑轮甲对物块的拉力达到最大值500N时，由力的平衡可知，物块在水平方向匀速向右运动，此时乙装置对物块的拉力最大，为 所以乙滑轮组对物块的拉力最大值为500N时，乙滑轮组的机械效率最大 24．（2025·北京·模拟预测）如下图甲所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂电子测力计的示数T随之改变，的关系如图乙所示。求： (1)正方体甲受到的重力； (2)阻力臂大小； (3)当动力臂时，正方体甲对电子测力计的压强。 【答案】(1)3N (2)2cm (3)100Pa 【详解】（1）对正方体甲进行受力分析，甲受到竖直向下的重力G甲、杠杆对它竖直向上的拉力F拉和电子测力计对它竖直向上的支持力F支。由于甲处于静止状态，所以受力平衡，则有。电子测力计的示数T等于支持力F支，即，所以 。由图乙可知，当动力臂时，电子测力计的示数。此时，根据杠杆平衡条件，动力G乙对杠杆的作用效果为零，由于杠杆是轻质的，杠杆对甲的拉力F拉也为零。所以，正方体甲的重力 （2）设钩码乙的重力为G乙，杠杆左侧绳子对杠杆的拉力为F2。根据杠杆平衡条件有，其中。所以。由图乙可知，当时，。代入数据 解得。 （3）由图乙可知，当动力臂时，电子测力计的示数。正方体甲对电子测力计的压力F压等于电子测力计的示数T，即 正方体甲的底面积（受力面积）为 正方体甲对电子测力计的压强为 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 简单机械与功 目录 【01 考情剖析·命题前瞻】 3 【02 思维导图·网络构建】 5 【03 考点通关·靶向突破】 6 考点1 简单机械 6 教材·知识夯基 1. 杠杆 2. 滑轮 中考·考法聚焦 考法1：力与力臂的作图 考法2：杠杆平衡条件及其应用 考法3：杠杆的最小动力问题 考法4：杠杆的动态平衡问题 考点2 功、功率和机械效率 9 教材·知识夯基 1. 功 2. 功率 3. 机械效率 中考·考法聚焦 考法1：力做功的必要条件 考点2：功和功率的大小计算 考点3：水平面内滑轮组及其机械效率的计算 考点4：竖直面内滑轮组及其机械效率的计算 考点5：斜面及其机械效率的计算 考点3 机械能 13 教材·知识夯基 1. 动能 2. 势能 3. 机械能及其转化 中考·考法聚焦 考法1：动能和势能 考法2：机械能及其相互转化 【04 素养拓展·思维进阶】 14 拓展1：含斜面的滑轮组的机械效率的计算 14 拓展2：含浮力杠杆滑轮的机械效率 15 【05 优题精选·练能提分】 16 考点 考查形式 考查内容 考法分析 杠杆 ☑选择题 ☑填空题 ☑作图题 ☑实验题 杠杆的定义、五要素、平衡条件、杠杆的分类及其在生活中的应用实例 近年来，杠杆知识点以基础概念理解和实际应用分析为主，其中杠杆平衡条件的探究实验是高频考点，常结合示意图考查力臂的画法及平衡条件的应用计算；杠杆分类多与生活场景结合，要求判断杠杆类型并解释其工作原理。 滑轮 ☑选择题 ☑填空题 ☑作图题 ☑实验题 滑轮的定义、种类、特点及其在实际生活和生产中的应用。 近年来，滑轮相关知识点注重对其工作特点的理解和实际应用分析，定滑轮和动滑轮的特点是基础考查内容；滑轮组的绕线方法、省力情况判断及机械效率计算是重点和难点，，要求学生能根据实际需求设计滑轮组绕线方式，并结合功和功率知识进行相关计算。 功、功率 ☑选择题 ☑填空题 ☑计算题 功的定义、两个必要因素、计算公式及单位；功率的物理意义、定义、计算公式及单位。 近年来，功和功率是力学综合题的常考内容，功的计算多结合简单机械或运动学知识，需注意判断力是否做功以及做功多少的计算；功率常以生活实例为背景，考查对功率物理意义的理解及功率公式的灵活应用，尤其在与机械效率结合的综合计算题中出现频率较高，要求学生能区分功、功率与机械效率的概念及联系。 机械效率 ☑选择题 ☑填空题 ☑实验题 ☑计算题 机械效率的定义、计算公式、影响因素以及提高机械效率的方法。 近5年中考中，机械效率是力学重点考查内容，常结合滑轮组、斜面等简单机械进行考查，除基本概念理解外，重点在于机械效率的计算，包括有用功、总功、额外功的辨析与计算，以及影响机械效率因素的实验探究，要求学生能分析不同情况下机械效率的变化，并掌握提高机械效率的具体措施。 命题新趋势 情境生活化：以塔吊、自行车、电梯、登楼以及跳绳等日常生活中的常见场景为背景，深入考查知识的实际应用能力。 实验探究深化：部分聚焦于杠杆平衡条件探究，需研究杠杆在不同受力下的平衡状态。同时，对滑轮组效率测量进行改进，包括优化测量方法、提升精度，详尽分析可能出现的误差，涵盖误差来源与大小评估，确保测量结果准确可靠。 综合计算强化：重点在于将杠杆和滑轮组相关知识与功、功率以及机械效率等概念相结合进行联立计算。这种计算不是单一知识点的简单运算，而是多个知识点相互交织后的复杂计算过程，它是整个学习内容中的压轴重点部分，要求学生具备扎实的知识基础和较强的综合分析能力，能够灵活运用各个概念之间的关系来解决实际问题。 图像结合：部分则侧重于对多种图像的分析与计算。例如，对于力 - 距离图像，要能够从图像中读取力的大小随着距离变化的规律，并据此进行相关的计算；对于功率 - 时间图像，要明确功率在不同时间点的变化情况，从而进行准确的数据处理。 命题预测 预计未来中考对简单机械和机械能相关知识点考查，将延续“情境化、综合化、探究化”趋势。情境设置会融入社会热点、科技发展和学生生活实际，如新能源设备机械结构、智能机器人机械原理等，引导学生用物理知识解决实际问题。实验探究除传统实验外，可能增加对实验方案评估改进、实验误差分析减小等高层次考查，强调科学探究与创新思维。综合计算注重知识纵横联系，可能将简单机械等知识与运动学、力学其他知识及能量守恒定律结合，考查知识整合与综合应用能力。图像信息题比重或增加，通过各类物理图像考查学生获取、分析和解决问题能力，要求具备图像解读与数据处理能力。机械能部分结合环保、节能等主题考查能量转化守恒及提高能量利用效率等，将成命题新方向。 考点1 简单机械 1. 杠杆 （1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒。 （2）五要素：支点O、动力F₁、阻力F₂、动力臂l₁、阻力臂l₂。 （3）杠杆平衡条件：。 （4）杠杆分类： 杠杆类型 条件 特点 实例 省力杠杆 动力臂（）>阻力臂（） 省力费距离 钳子、撬棒、羊角锤 费力杠杆 动力臂（）<阻力臂（） 费力省距离 钓鱼竿、筷子、镊子 等臂杠杆 动力臂（）=阻力臂（） 不省力不费力 天平、定滑轮 2. 滑轮 （1）定滑轮 ① 实质：等臂杠杆； ② 特点：不省力，可改变力的方向。 （2）动滑轮 ① 实质：动力臂为阻力臂2倍的杠杆； ② 特点：省一半力，不能改变力的方向。 （3）滑轮组 ① 拉力：（为承担物重的绳子段数）； ② 距离：； ③ 特点：既可省力，又可改变力的方向。 考法1：力与力臂的作图 【典例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___________。 考法2：杠杆平衡条件及其应用 【典例2】（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） 考法3：杠杆的最小动力问题 【典例3】（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。 考法4：杠杆的动态平衡问题 【典例4】如图，用一个始终水平向右的力F把杠杆OA从图示位置缓慢拉至水平的过程中，力F的大小将（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．先变小，后变大 考点2 功、功率和机械效率 1. 功 （1）两个必要因素：作用在物体上的力、物体在力的方向上移动的距离。 （2）公式： （3）单位：焦耳（J） （4）不做功的三种情况：有力无距（劳而无功）、有距无力（不劳无功）、力距垂直（垂直无功）。 2. 功率 （1）物理意义：表示做功快慢的物理量。 （2）公式： （3）单位：瓦特（W），1kW=1000W 3. 机械效率 （1）定义：有用功与总功的比值。 （2）公式： （3）特点：总小于1，无单位。 （4）提高方法：增大物重、减小机械自重和摩擦。 考法1：力做功的必要条件 【典例1】（2025·江苏常州·中考真题）机器狗能帮助人们搬运重物；不计空气阻力，下列四种情境中，机器狗对重物A做功的是（　　） A．蹲着不动 B．托举重物匀速竖直上升 C．站着不动 D．承载重物匀速水平移动 考点2：功和功率的大小计算 【典例2】我国电动汽车技术不断创新，2024年电动汽车出口量首次突破200万辆。国产某品牌电动汽车以90km/h的速度在水平路面上匀速行驶27km，此过程中电机功率恒为20kW，则电动汽车消耗的电能为________kW·h，若电动机消耗的电能全部用于对汽车做功，则牵引力的大小为_______N。 考点3：水平面内滑轮组及其机械效率的计算 【典例3】（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_________。 [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4：竖直面内滑轮组及其机械效率的计算 【典例4】（2025·江苏无锡·模拟预测）小明体重为500N，双脚与地面接触面积为0.05m2，用如图所示的滑轮组将重为600N的物体匀速提升了1m，用时10s。拉动过程中小明对绳子的拉力为400N，若不计绳重与摩擦，则（    ） A．在匀速提升物体的过程中，拉力做功的功率为40W B．在匀速提升物体的过程中，小明对地面的压强为10Pa C．使用该滑轮组，小明最多能提起800N的物体 D．不管提起多重的物体，该滑轮组的机械效率总是75% 考点5：斜面及其机械效率的计算 【典例5】（2025·四川泸州·中考真题）小兴学习了简单机械后，设计了如图所示的装置，粗糙斜面长1m、高0.5m，滑轮组位于斜面顶端，不计绳重、滑轮重、滑轮的摩擦，各段绳子均与斜面平行。她把重为24N的物体从斜面底端匀速拉到顶端，用时10s，弹簧测力计示数为5N，则对物体做的有用功为______J，绳子末端拉力做功功率为______W，物体受到斜面的摩擦力大小为______N。 考点3 机械能 1. 动能 （1）定义：物体由于运动而具有的能。 （2）影响因素：质量、速度 （3）速度对动能影响更显著 2. 势能 （1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，与质量、高度有关。 （2）弹性势能：物体发生弹性形变具有的能，与形变程度有关。 3. 机械能及其转化 （1）机械能：动能+势能 （2）转化规律：不计空气阻力和摩擦时，机械能守恒。 （3）实例：摆球摆动、滚摆、跳伞匀速下落（机械能减小）。 考法1：动能和势能 【典例1】（2025·江苏宿迁·中考真题）2025年4月30日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下降，此过程中，动能___________，势能___________，机械能___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。 考法2：机械能及其相互转化 【典例2】（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______。 拓展1：含斜面的滑轮组的机械效率的计算 （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。 拓展2：含浮力杠杆滑轮的机械效率 （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。    一、单选题 1．（2025·江苏常州·模拟预测）一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，该飞机（　　） A．重力势能不变，动能不变 B．重力势能变小，动能不变 C．重力势能变小，机械能不变 D．重力势能变小，机械能变小 2．（2025·安徽合肥·二模）图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使50kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m，所用的拉力为200N，则此过程中，下列说法中正确的是（　　） A．使用“车梯”时做的有用功为1600J B．使用“车梯”时人做功的功率为100W C．使用“车梯”时人拉绳的速度为1m/s D．“车梯”的机械效率为62.5% 3．（2025·江苏镇江·模拟预测）如图所示，光滑斜面AB、AC，，沿斜面AB、AC分别将同一重物从底部拉到顶部，所需拉力分别为、，所做的功分别为、，则（    ） A．， B．， C．， D．， 4．（2025·广东·一模）如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成，工人利用该装置将重为5000N的物体M，沿水平方向匀速拉动10m，用时10s，电动卷扬机对滑轮组绳子端的拉力为F=600N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.2倍，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%，忽略绳重、绳和滑轮组间的摩擦。则下列说法正确的是（　　） A．拉力F做功为10000J B．拉力F做功的功率为1000W C．动滑轮的重力为200N D．电动卷扬机消耗的电能为12500J 5．（2025·江苏泰州·三模）在水平地面上铺一张纸，将一只皮球表面涂黑，使其先后从高处下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。关于皮球两次下落并反弹的过程，下列说法中正确的有（　　） ①皮球对纸的最大压力相等 ②皮球获得的最大弹性势能不等 ③皮球刚到达纸面时的动能相等 ④反弹上升，B上升的高度比A大 A．①③ B．②③ C．②④ D．①④ 6．（2025·江苏南通·二模）为方便搬运，工地用小型卷扬机提升重物。图甲是卷扬机通过滑轮组提升重物的示意图，图乙是卷扬机以恒定输出功率拉升不同的重物，匀速时钢绳拉力与重物的速度的关系图。当提升重为的重物A，A匀速上升时速度为，当提升重物，匀速上升时速度为，不计绳重及摩擦，卷扬机输出功率始终保持不变。通过计算下列选项错误的是（　　） A．卷扬机输出恒定功率为 B．物体的重力是 C．先后两次卷扬机的拉力之比为 D．提升时滑轮组的机械效率约 7．（2025·江苏淮安·一模）如图一根均匀实心直棒，A端静止在水平地面上，B端被竖直绳悬挂着，绳上的拉力为25N，则实心棒的质量为（　　） A．5kg B．2.5kg C．50N D．25N 8．（24-25九年级上·江苏无锡·期中）周末爸爸到超市买了一袋米和一袋面粉，现要将它们搬到四楼，可以有两种方法：一是把它们一起搬上楼；二是先将一袋米搬上楼，再搬剩下的一袋面粉。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬米和面粉的功率为，机械效率为，第二种方法搬米和面粉的功率为，机械效率为，用这两种方法搬米和面粉的有用功分别为、，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 9．（2025·江苏常州·二模）如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个不同的滑轮组，分别将同一物体匀速提升相同高度，拉力分别为F甲、F乙，不计绳重及摩擦，则以下说法正确的是（   ） A．拉力F甲大于F乙 B．F甲的功率一定等于F乙的功率 C．甲、乙做的有用功一样多 D．甲的机械效率大于乙的机械效率 10．（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 二、填空题 11．（2025·江苏无锡·一模）如图所示为三峡升船机，升船机塔楼主要由塔柱、承船厢、滑轮组和两组平衡重等构成，承船厢装满水时总质量为15400吨，其工作原理是：船只由航道进入装满水的承船厢，此时滑轮组无驱动力，平衡重借助滑轮组使承船厢和船只保持悬空静止；关闭闸门后，再由带驱动力的滑轮组和两组平衡重共同将承船厢提升或下降，到达位置后开闸，船只离开承船厢驶出航道。（取） (1)一艘总质量为4000吨的货轮驶入装满水的承船厢，待其平衡时从承船厢排开__________________的水；关闭闸门后，承船厢的总质量为_______________吨； (2)为了减少升船机的耗能，三峡升船机的一侧的平衡重的质量应设置为___________吨。 12．（2025·江苏镇江·一模）如图所示是吊车吊起货物的示意图，已知AB＝2m，AC＝8m。吊臂是一个 _______ 杠杆，当吊臂吊着2t的货物处于静止状态时，杠杆的支点是 _____ 点（选填“A”、“B”或“C”），伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为 __________ N。 13．（2025·江苏南京·二模）用如图所示的动滑轮匀速提升质量为30kg的物体，5s内提升了2m，动滑轮重15N，拉力F为200N，则有用功为______J，绳子自由端移动的速度为______m/s，拉力的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。（g取10N/kg） 14．（2025·江苏徐州·模拟预测）工人用滑轮组匀速提升重为240N的物体，如图所示，所用的拉力为150N，在4s内物体被匀速提高2m。在此过程中，物体的运动速度为______，工人做功的功率为______W。当滑轮组的机械效率低于______，使用它将不再省力。 15．（23-24八年级下·山东淄博·期末）如图所示，供轮椅通行的斜坡长，高。小聪用沿斜坡向上的拉力将重为200N的木箱从底端拉到顶端。若斜坡是光滑的，他所做的功为__________J，所用的拉力是__________N。若斜坡的机械效率为80%，所用的拉力是__________N，木箱所受摩擦力的大小为__________N。 W=Gh=200N×2m=400J[2]由于 即木箱受到的摩擦力大小为25N。 16．（2024·江苏南京·一模）如图甲所示，物体A、定滑轮和动滑轮的重分别为30N、10N和10N，若用25N的力F拉动细绳，使物体A向上做匀速直线运动，已知2s内，A物体上升高度为10cm，则提升物体A的有用功为________J，机械效率为_________%，拉力F的功率是_________W，如图乙，将测力计换成某重物B后，发现A物体可以匀速向下运动.若增大A的重力，B和桌面间的滑动摩擦力大小将_________。 17．（2024·江苏宿迁·二模）如图甲是小林再探动滑轮的实验装置，图乙他根据实验数据画出的机械效率与动滑轮重力的关系图像（不计绳重和摩擦）。 (1)动滑轮实质上可以看成________杠杆； (2)当该动滑轮的机械效率为75%时，小林提起的物体所受重力是多少________； (3)如果小林用该动滑轮5s把4N的物体匀速提高0.3m，则他的功率是多少_________? 三、实验题 18．（2025·黑龙江·三模）小明利用如图甲所示的装置测量滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。 (1)若钩码以0.1m/s的速度匀速上升，则弹簧测力计竖直向上移动的速度为________m/s。 (2)只改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________（填“高”或“低”）。 (3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N；若该物体被匀速提升的距离为20cm，则此时拉力做的总功为________J。 (4)小明同学分别使用动滑轮重相同的甲、丙滑轮组匀速提升相同的钩码时，甲、丙滑轮组的机械效率________（填“相同”或“不相同”）。 (5)若小明在做图甲实验时用力加速提升钩码，则此时滑轮组的机械效率与匀速提升钩码时相比将________（填“升高”“降低”或“不变”）。 19．（2026·陕西西安·二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)杠杆放在水平桌面上，在如图1所示位置静止，此时杠杆______（选填“平衡”或“不平衡”）；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)使杠杆在水平位置平衡的目的是______。小秦所在实验小组完成一次操作后，实验现象如图2所示，他们记录的数据为动力，动力臂，阻力，阻力臂。 (3)小秦根据这组数据得出了“动力×动力臂＝阻力×阻力臂”的结论，同组的小华认为他的做法不合理，理由是______。 (4)继续实验，将右边的钩码换成弹簧测力计，使杠杆从水平位置慢慢转过一定角度，弹簧测力计拉力方向始终垂直于杠杆，如图3所示，则此过程中拉力的大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 (5)实验后，小秦和小华制作杆秤。 ①如图4所示，用50cm长的木棒作为秤杆，用细线系一个20g的钩码作为秤砣，把空托盘挂在点作为秤盘，在点挂粗绳作为提纽；移动秤砣的位置，直到杆秤水平平衡，标记此时细线的位置，则该位置对应刻度值为______g。 ②在秤盘中逐一添加50g的砝码，移动秤砣的位置，当杆秤水平平衡时，记录细线的位置、标记相应的质量。为了增大杆秤的最大测量值，下列作法可行的是______。 A．增大秤砣质量    B．增大杆秤的长度 20．（2026·湖南永州·一模）某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球的质量为2m，让A、B两球从距沙坑表面高H处由静止下落，C球从距沙坑表面高2H处由静止下落，D球从距沙坑表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙坑的深度均为h3，且h1＜h2＜h3。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过___________来反映的。 (2)比较____两球，可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙坑的深度更深，由此可得出的结论是____。 (4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙坑的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径_______（选填“有关”或“无关”）。 21．（2026·青海西宁·一模）小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中，提出了2个猜想。猜想1：物体动能的大小与物体的质量有关；猜想2：物体动能的大小与物体的速度有关。 为了验证猜想，小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接，将体积相同、质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中，小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下，分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离，由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。 (1)该实验中，“物体的动能”中“物体”指的是_______（选填“小球”或“纸盒”）； (2)本实验中用到的物理研究方法是控制变量法和_______； (3)图甲、乙所示的2次实验中，小球都从相同高度处由静止释放，是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的_______相同；分析甲、乙图的实验现象，可以初步得到的结论是_______； (4)有同学联想到八年级学过的“探究阻力对物体运动的影响”实验：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止释放，分别在毛巾、木板、玻璃板三种不同水平表面上运动，最终均静止。若小车从到达水平表面至静止的过程中，克服摩擦做的功分别是W1（毛巾表面）、W2（木板表面）、W3（玻璃板表面），则三个功的大小关系为_______。 四、计算题 22．（2025·江苏苏州·一模）如图甲所示的装置，A是重为的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为和，质量为的小张同学将A提升到高处，施加的拉力随时间变化的关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化的关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，常数取。求 (1)第2s内，绳子自由端移动的距离； (2)第2s内，拉力所做的功； (3)定滑轮的重和此装置提升重物的最大机械效率。 23．（2024·四川达州·二模）如图的装置，甲、乙分别表示两个滑轮组，连接滑轮和物体的细绳相同，绳子能承受的最大拉力为500N，物块重为200N，动滑轮重均为20N，当甲绳自由端拉力为400N，乙绳自由端拉力为150N时，物块在水平方向匀速向左运动；当甲的绳端拉力为340N，乙的绳端拉力为时，物块处于静止状态，且物块与地面之间的摩擦力为0N，物块与水平地面粗糙程度均匀，忽略绳重及滑轮转轴摩擦。求： (1)物块与地面之间的滑动摩擦力大小； (2)的大小； (3)物块匀速移动时，乙滑轮组的最大机械效率。 24．（2025·北京·模拟预测）如下图甲所示，轻质杠杆左侧用细绳挂着正方体甲，正方体甲放在水平放置的电子测力计上，右侧挂着重为1N的钩码乙，O为支点，正方体甲的边长为0.1m。在杠杆水平平衡的条件下，当只改变动力臂电子测力计的示数T随之改变，的关系如图乙所示。求： (1)正方体甲受到的重力； (2)阻力臂大小； (3)当动力臂时，正方体甲对电子测力计的压强。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $