专题07 功和机械能、简单机械（知识·方法·能力清单）（全国通用）2026年中考物理二轮复习讲练测

专题07 功和机械能、简单机械 内●容●导●航 第一部分 命题解码 洞察命题意图，明确攻坚方向 ►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈 第二部分 知识卡片 AI赋能教学，趣绘多彩知识 知识点01 功和功率 知识点02 机械能及其转化 知识点03 杠杆 知识点04 滑轮 第三部分 方法建模 构建思维框架，提炼通用解法 ►流程建模 ►技法清单/答题模板 模板01 能量转化判断 模板02 杠杆的“最小力” 模板03 滑轮组的计算 第四部分 思维引路 示范思考过程，贯通方法应用 ►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用 题型01 机械能及其转化 题型02 杠杆作图 题型03 机械效率的计算 第五部分 分级实战 分级强化训练，实现能力跃迁 命●题●解●码 考向聚焦 知识点01 功和功率 知识点02 机械能及其转化 知识点03 杠杆 知识点04 滑轮 考查形式 以选择题、填空题、计算题为主要考查形式（占比65%-75%），少量搭配作图题、实验探究题，常与浮力、压强、力学平衡结合出综合题；整体难度中等偏基础。基础题聚焦功和功率的概念辨析、机械能转化判断、杠杆五要素识别、滑轮特点应用；中等题集中在功和功率的计算、杠杆平衡条件应用、滑轮组机械效率简单计算。 能力要求 能准确理解功、功率的定义，区分做功与不做功的情况，熟练运用公式进行基础计算；能判断动能、势能的影响因素及相互转化，解释生活中机械能转化现象；能识别杠杆类型，运用杠杆平衡条件分析问题；区分定、动滑轮的特点，进行相关计算；能综合运用简单机械、功和功率知识解决实际问题。 知●识●卡●片 方●法●建●模 模板1 能量转化判断 流程建模 第一步：确定研究对象与过程 锁定能量转化的物体（如小球、汽车、弹簧），明确完整运动过程（如下落、上升、形变） 第二步：分析动能、势能变化 ·动能：根据“质量m、速度v”判断：m不变时，v增大→动能增大，v减小→动能减小，v不变→动能不变 ·重力势能：m不变时，高度h增大→重力势能增大，h减小→重力势能减小；​ ·弹性势能：形变程度越大→弹性势能越大，形变恢复→弹性势能减小； 第三步：判断转化方向 按“一种能量增、另一种能量减”的逻辑（无损耗时总量不变），如“物体下落”→重力势能减、动能增→重力势能转化为动能 第四步：机械能守恒判断 ·守恒条件：只有重力或弹力做功，无摩擦、无外力干预（如自由下落、光滑斜面滑动） ·判断方法：若动能+势能（重力势能+弹性势能）总量不变，则机械能守恒；若总量减小，大概率转化为内能（有摩擦） 1．陷阱：将“匀速运动”当作守恒（如匀速上升的气球，动能不变但重力势能增，外力做功，不守恒）；忽略“弹性势能”（如弹簧连接的物体运动，需计入弹性势能判断总量）。 2．小技巧：守恒判断用“总量不变”快速筛选（如光滑水平面的小球滚动，动能+势能不变→守恒）；非守恒场景直接标注“机械能→内能”。 技法清单 方法 适用场景 操作要点 “因素分析法” 判断能量转化 动能与势能相互转化判断、机械能守恒判断、能量转化辨析 ·核心因素：动能（m、v）、重力势能（m、h）、弹性势能（形变程度）；​ ·解题口诀：“升势降动，降势升动；形变增则弹性势能增，守恒看总量不变”；​ ·守恒实例：自由下落的小球（无空气阻力）→重力势能减、动能增，总量不变→守恒；​ ·非守恒实例：粗糙表面滑动的木块→动能减、内能增，机械能不守恒。 “场景归类法” 生活场景中能量转化、守恒判断 守恒场景归类：​ ·无摩擦重力做功：自由落体、光滑斜面滑动、单摆摆动；​ ·弹性形变：弹簧自由伸缩、弹弓发射（无空气阻力）；​ 非守恒场景归类：​ ·有摩擦：刹车、搓手取暖、物体在粗糙表面运动；​ ·外力做功：升旗、汽车行驶、起重机吊货物；守恒场景归类： 模板2 杠杆的“最小力” 流程建模 第一步：识别杠杆五要素 明确支点O（杠杆绕着转动的点）、动力作用点A（题目给定或隐含的施力点）、阻力F2（阻碍杠杆转动的力）与阻力臂L2（支点到阻力作用线的距离） 第二步：确定最大动力臂L1​ 连接支点O与动力作用点A，线段OA即为最大动力臂（原理：支点到作用点的距离是最长的力臂） 第三步：判断最小动力的方向 过动力作用点A，作最大动力臂OA的垂线，根据“使杠杆转动的目标方向”确定力的指向（与阻力转动方向相反，避免杠杆反向转动） 第四步：计算最小动力大小 （若需） 代入杠杆平衡条件F1L1=F2L2，已知L1=OA，求解 （单位需统一） 第五步：规范作图（作图题） 标注支点O、动力臂L1（实线+大括号）、最小动力F1（带箭头，垂直于L1），确保符号规范 1．陷阱：臂误画成“OA 连线”（未垂直于力的方向）；方向画反（与阻力转动方向相同，导致杠杆无法按目标转动）；计算时忽略单位统一（如长度单位混用cm 和m）。 2．小技巧：找不到作用点时，题目隐含“作用点在杠杆端点”（端点到支点距离最长）；作图时用“虚线作垂线”辅助，避免画错方向。 技法清单 方法 适用场景 操作要点 “垂线法”画杠杆最小力 杠杆最小力作图题（中考必考题型）、结合作图的选择题 ·先找支点O和动力作用点A（题目给定或隐含在杠杆端点）； ·用直尺连接O和A，画出最大力臂OA（实线，标注“L1”）； ·过A点，作OA的垂线（虚线辅助），确保垂线垂直于OA； ·根据阻力F2的转动方向，确定最小力F1的指向（与阻力转动方向相反），在垂线上画带箭头的线段，标注“F1”； ·最后用大括号标注力臂L1，完成作图。 示例：如图为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。图中支点为O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该垂直于OA向下。 模板3 滑轮组的计算 流程建模 第一步：确定有效绳子段数n 从动滑轮上直接引出的绳子段数口诀：“奇动偶定”，n为奇数时绳子固定在动滑轮，偶数时固定在定滑轮；数法：从定滑轮下端开始数，绕在动滑轮上的绳子都计入n） 第二步：分析拉力与物重的关系（竖直提升物体） ·不计动滑轮重力（G动）和摩擦：拉力； ·考虑不计摩擦（中考常见场景）：拉力 第三步：推导距离与速度关系 绳子自由端移动的距离s＝nh（h为物体上升高度），自由端速度 （为物体上升速度） 第四步：计算机械效率 ·有用功：（对物体做的功）； ·总功：（拉力做的功）； ·机械效率： （不计摩擦时， ） 技法清单 方法 操作要点 滑轮组中n的判断 n为动滑轮上的有效绳子段数，可以在动滑轮与定滑轮之间画一条直线，数出与动滑轮相连的绳子的段数。 竖直方向的滑轮组公式 ，，，，。若不计绳重和摩擦，则有、、，可以判断出机械效率η的大小与物重G物和动滑轮重G动有关，G动不变时，物重G物越大，机械效率η越大；G物不变时，动滑轮重G动越大，机械效率η越小。 水平方向的滑轮组公式 ，，，， 思●维●引●路 题型01 机械能及其转化 母题精讲 【典例01】（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 变式应用 【变式01】（2026·湖南娄底·一模）2026年2月，长征十号运载火箭一子级和梦舟飞船返回舱完成海上溅落回收试验。返回舱从高空匀速下落、靠近海面的过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能增大，机械能不变 D．动能不变，重力势能增大，机械能增大 【变式02】如图所示的单摆，摆球从A点静止释放、经过最低点B到达与A等高的C点后返回。摆球从A点摆动到B点时将___________能转化为___________能，在摆动过程中，球在A点的机械能___________B点的机械能。 题型02 杠杆作图 母题精讲 【典例01】（2026·甘肃酒泉·一模）图甲是皮带打孔器，其AOB部分可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图，图中O为支点，是打孔时A点受到的阻力。请在图乙中画出阻力的力臂，以及作用在B点的最小动力及其力臂。 变式应用 【变式01】轻质杠杆OABC能够绕O点转动，在B点用细线悬挂重物G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图及其力臂。 【变式02】（2026·山东东营·一模）如图所示，请画出杠杆所受的阻力及拉力对应的力臂。 题型03 机械效率的计算 母题精讲 【典例01】（2025·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 变式应用 【变式01】（2026·湖南·模拟预测）工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升2m，所用拉力为250N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．绳子自由端移动的距离为4m C．动滑轮的重力为250N D．使用该滑轮组既可以省力也可以省功 【变式02】（2025·安徽铜陵·三模）如图甲所示，一辆总重为的汽车在大小为的牵引力的作用下，匀速从斜坡底端爬上顶端，用时20s，斜坡长200m，高20m（如图乙所示）。求： （1）汽车爬坡时克服自身重力所做的功； （2）汽车爬坡时的功率； （3）汽车匀速爬坡时所受阻力的大小。 实●战●演●练 巩固提升 1．（2025·四川·中考真题）随着我国航天科技发展，“天地往返”已成为常态。“神舟”飞船返回舱着陆前要进行多次减速，在减速下降的过程中，返回舱的（    ） A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．动能不变 D．动能增大 2．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 3．（2026·山东枣庄·一模）甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲做功的功率比乙大 B．甲装置可以省距离 C．乙装置的机械效率低 D．乙做的总功比甲多 4．（2026·山东淄博·一模）《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”，舂可以简化为下右图所示模型，碓头质量为10kg，OA 长度为0.8m，OB长度为1.2m。不计横木AB的重力和转动摩擦，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．舂在应用中属于省力杠杆 B．人脚越靠近O点越省力 C．1s内碓头下落0.3m，重力做功功率为3W D．至少用150N的力才能撬动碓头 5．（2026·安徽六安·二模）小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小王达到最低点。则下列说法正确的是 （　　） A．0~t3，小王的动能不断增大 B．0~t3，小王的重力势能不断减少 C．整个过程小王的机械能守恒 D．t2时，弹性绳的弹性势能最大 6．（2026·山东济宁·一模）甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104N，若甲车0～8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则（   ） A．乙车速度大小为10m/s B．甲、乙两车行驶到第6s时，两车相距60m C．0～6s内，甲车重力做功为7.2×105J D．0～6s内，甲车牵引力功率为1.6×104W 7．（2026·云南昭通·一模）如图所示是某运动员跳水的过程，若忽略空气阻力，下列关于运动员跳起过程分析正确的是（　　） A．运动员站立时，运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力 B．运动员离开跳板上升的过程中，跳板的弹力对运动员做了功 C．运动员离开跳板后，由于受到惯性，会上升一段距离 D．运动员离开跳板上升的过程中，动能不断转化为重力势能 8．（2026·山东济南·一模）足球是同学们喜爱的运动。如图1所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图2是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（   ） A．图1中足球在A 点时的重力势能大于在 B点的重力势能 B．图1中足球从A 点移动到B点的过程中动能在逐渐增大 C．图2中A、B两点高度相同，足球在这两点机械能相等 D．图2中足球从C 点至 D点的过程中，足球的机械能减少 9．（2026·云南昭通·一模）如图所示，质量分布均匀的木杆AB的B端固定在墙壁的转轴上，木杆可在竖直平面内转动，在木杆下垫一长方体木块C，恰好能使木杆水平放置。现用一始终垂直于木杆的力F将木杆从水平位置缓慢拉起到竖直方向，在拉动过程中，拉力F将（　　） A．保持不变 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 10．（2026·山西太原·一模）日常生活中有很多工具为我们的生活带来便利。下图所示工具在使用时属于费力杠杆的是（　　） A． 核桃夹子夹核桃 B． 瓶盖起子起瓶盖 C． 钢丝钳子剪铁丝 D． 面包夹子夹面包 11．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．滑轮组的机械效率为83.3% C．拉力的功率为300W D．若增加物体的重力机械效率保持不变 12．如图所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力，货物10s被提升4m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力 B．拉力F的功率 C．动滑轮的机械效率 D．增加提升货物的重力可以提高动滑轮的机械效率 13．（2025·吉林·中考真题）如图所示，工人用500N的拉力，在15s内将重为450N的物体匀速提升3m，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用的滑轮是动滑轮 B．做的有用功为1500J C．拉力的功率为90W D．该装置的机械效率为90% 14．（2026·河南周口·一模）如图是东坡井口木制辘轳结构及侧面图。人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轮轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下分析正确的（　　） A．辘轳是定滑轮的应用，可改变力的方向 B．辘轳是动滑轮的应用，可省力 C．辘轳属于轮轴结构，轮半径越大越省力 D．提高机械效率的关键是增大提水桶上升的速度 15．（2026·河南郑州·一模）道路救援车拖移故障车辆时可构建成图所示的模型，将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端用时200s，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．拉力所做的功为 B．斜面的机械效率为80% C．拉力做功的功率为125W D．小车受到的摩擦力大小为2000N 16．（2026·新疆昌吉·二模）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和摩擦），则下列正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则一定有 D．若，则一定有 17．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为________J，拉力F做功的功率为________W。此过程中定滑轮的机械效率为__________。 18．（2026·湖南·模拟预测）如图所示，用F=20N的水平拉力，拉着重为50N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体在2s内移动了0.4m。此过程中，拉力F做的功为______J，功率为______W，物体与地面间的摩擦力为______N。 19．（2026·安徽芜湖·一模）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示，其中段返回器的动能___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 20．（2026·福建泉州·一模）随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通交通工具已经走进千家万户。汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，这主要是利用了水的________较大的特点；汽车在匀速爬坡过程中，机械能_________（填“增大”“不变”或“减小”）。 21．（2026·江苏常州·一模）如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 22．（2026·广东肇庆·一模）2024年10月29日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉航天发射中心成功发射。火箭在加速上升过程中，说明力可以改变物体的______，加速过程神舟飞船的机械能______（选填“减小”“增大”或“不变”）：升空后神舟飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，此时以火箭为参照物，飞船是______的。 23．（2026·四川南充·一模）长时间低头看手机，有可能引起颈部肌肉和颈椎损伤。如图是人体颈部杠杆模型，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，O点为支撑点，颈部肌肉拉力F方向如图所示，请画出肌肉拉力的力臂L和头部受到的重力G的示意图。 24．（2026·湖南长沙·二模）列车上设有售卖食品的手推车（如图所示）。 （1）请画出手推车所受的重力； （2）当前轮遇到障碍物时，售货员需要在扶手上施加力，使手推车绕O点将前轮翘起以顺利通过，请画出所需的最小动力及其对应的力臂。 25．（2026·湖北黄石·一模）如图所示，是潜水器的一只机械手臂的示意图，它由金属杆AB、固定杆OC和可伸缩的液压杆AC组成。当液压杆伸缩时，会带动金属杆绕着O点转动，从而采集样品。请画出当液压杆伸长时，金属杆A端受到的作用力及其力臂。 26．（2026·河南商丘·二模）如图甲所示是一种手动榨汁器，用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时榨汁器的手柄可视作一根直杠杆，请在图乙中作出该杠杆的支点O以及受到的阻力F2和最小动力F1。 27．（2026·重庆铜梁·一模）2025年1月，国内首款氢燃料电池机器狗在山东省济南市开展续航测试，测试采用了“双狗伴走”的形式（如图所示），来对比锂电池机器狗和氢燃料电池机器狗的续航能力。在寒冷的济南冬天，氢燃料电池机器狗续航时长为4h，水平行走的路程约为12km。 （1）氢燃料电池机器狗水平行走的平均速度大约是多少？ （2）若该氢燃料电池机器狗水平行走时受到的牵引力恒为240N，则该过程牵引力做的功是多少？ 28．（2026·辽宁葫芦岛·一模）如图，某同学用一个动滑轮用时10s将质量为25kg的重物匀速向上提起3m，动滑轮重50N，不计摩擦和绳重，g=10N/kg，求： （1）重物受到的重力G的大小； （2）绳子自由端受到的拉力F的大小； （3）有用功； （4）动滑轮的机械效率。（结果保留一位小数） 29．（2026·辽宁铁岭·一模）小南是一个爱思考问题的同学，他看到某小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。下面是某一款塔式起重机的简易示意图（如图甲），图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）。 （1）若钢丝绳能承受的最大拉力为，求该塔式起重机能吊起货物的最大质量； （2）若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，求钢丝绳做的功； （3）换用如图丙所示的滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力F将重为8000N的物体在5 s内匀速提升了0.5m，若滑轮组的机械效率为80%，求： ①拉力F的大小； ②该过程中拉力F所做功的功率。 30．（2026·江西抚州·模拟预测）如图所示，重为的物体A在水平拉力为的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动。物体A受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了。请计算下列问题： （1）拉力所做的功； （2）拉力所做的有用功； （3）滑轮组做有用功的功率。 31．（2025·湖南长沙·模拟预测）马拉松比赛场地建设过程中，工人利用长度的斜面把质量为240kg的重物匀速推到高处，如图所示，工人所用推力。g取10N/kg。求： （1）将重物匀速推到1m高处所做的有用功； （2）匀速推动重物过程中摩擦力大小； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为，共用时20s，工人推力做功的功率。 32．（2026·四川自贡·一模）考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起来的谜题也逐步解开。现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响，g取10N/kg）。 （1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多少？（） （2）若每个动滑轮重600N，则A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率是多少？ （3）若A完全打捞出水面后，以0.1 m/s的速度匀速提升，则岸上钢缆绳拉力F的功率为多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07 功和机械能、简单机械 内●容●导●航 第一部分 命题解码 洞察命题意图，明确攻坚方向 ►考向聚焦 ►考查形式 ►能力清单/思维瓶颈 第二部分 知识卡片 AI赋能教学，趣绘多彩知识 知识点01 功和功率 知识点02 机械能及其转化 知识点03 杠杆 知识点04 滑轮 第三部分 方法建模 构建思维框架，提炼通用解法 ►流程建模 ►技法清单/答题模板 模板01 能量转化判断 模板02 杠杆的“最小力” 模板03 滑轮组的计算 第四部分 思维引路 示范思考过程，贯通方法应用 ►母题精讲 ►思维解析 ►变式应用 题型01 机械能及其转化 题型02 杠杆作图 题型03 机械效率的计算 第五部分 分级实战 分级强化训练，实现能力跃迁 命●题●解●码 考向聚焦 知识点01 功和功率 知识点02 机械能及其转化 知识点03 杠杆 知识点04 滑轮 考查形式 以选择题、填空题、计算题为主要考查形式（占比65%-75%），少量搭配作图题、实验探究题，常与浮力、压强、力学平衡结合出综合题；整体难度中等偏基础。基础题聚焦功和功率的概念辨析、机械能转化判断、杠杆五要素识别、滑轮特点应用；中等题集中在功和功率的计算、杠杆平衡条件应用、滑轮组机械效率简单计算。 能力要求 能准确理解功、功率的定义，区分做功与不做功的情况，熟练运用公式进行基础计算；能判断动能、势能的影响因素及相互转化，解释生活中机械能转化现象；能识别杠杆类型，运用杠杆平衡条件分析问题；区分定、动滑轮的特点，进行相关计算；能综合运用简单机械、功和功率知识解决实际问题。 知●识●卡●片 方●法●建●模 模板1 能量转化判断 流程建模 第一步：确定研究对象与过程 锁定能量转化的物体（如小球、汽车、弹簧），明确完整运动过程（如下落、上升、形变） 第二步：分析动能、势能变化 ·动能：根据“质量m、速度v”判断：m不变时，v增大→动能增大，v减小→动能减小，v不变→动能不变 ·重力势能：m不变时，高度h增大→重力势能增大，h减小→重力势能减小；​ ·弹性势能：形变程度越大→弹性势能越大，形变恢复→弹性势能减小； 第三步：判断转化方向 按“一种能量增、另一种能量减”的逻辑（无损耗时总量不变），如“物体下落”→重力势能减、动能增→重力势能转化为动能 第四步：机械能守恒判断 ·守恒条件：只有重力或弹力做功，无摩擦、无外力干预（如自由下落、光滑斜面滑动） ·判断方法：若动能+势能（重力势能+弹性势能）总量不变，则机械能守恒；若总量减小，大概率转化为内能（有摩擦） 1．陷阱：将“匀速运动”当作守恒（如匀速上升的气球，动能不变但重力势能增，外力做功，不守恒）；忽略“弹性势能”（如弹簧连接的物体运动，需计入弹性势能判断总量）。 2．小技巧：守恒判断用“总量不变”快速筛选（如光滑水平面的小球滚动，动能+势能不变→守恒）；非守恒场景直接标注“机械能→内能”。 技法清单 方法 适用场景 操作要点 “因素分析法” 判断能量转化 动能与势能相互转化判断、机械能守恒判断、能量转化辨析 ·核心因素：动能（m、v）、重力势能（m、h）、弹性势能（形变程度）；​ ·解题口诀：“升势降动，降势升动；形变增则弹性势能增，守恒看总量不变”；​ ·守恒实例：自由下落的小球（无空气阻力）→重力势能减、动能增，总量不变→守恒；​ ·非守恒实例：粗糙表面滑动的木块→动能减、内能增，机械能不守恒。 “场景归类法” 生活场景中能量转化、守恒判断 守恒场景归类：​ ·无摩擦重力做功：自由落体、光滑斜面滑动、单摆摆动；​ ·弹性形变：弹簧自由伸缩、弹弓发射（无空气阻力）；​ 非守恒场景归类：​ ·有摩擦：刹车、搓手取暖、物体在粗糙表面运动；​ ·外力做功：升旗、汽车行驶、起重机吊货物；守恒场景归类： 模板2 杠杆的“最小力” 流程建模 第一步：识别杠杆五要素 明确支点O（杠杆绕着转动的点）、动力作用点A（题目给定或隐含的施力点）、阻力F2（阻碍杠杆转动的力）与阻力臂L2（支点到阻力作用线的距离） 第二步：确定最大动力臂L1​ 连接支点O与动力作用点A，线段OA即为最大动力臂（原理：支点到作用点的距离是最长的力臂） 第三步：判断最小动力的方向 过动力作用点A，作最大动力臂OA的垂线，根据“使杠杆转动的目标方向”确定力的指向（与阻力转动方向相反，避免杠杆反向转动） 第四步：计算最小动力大小 （若需） 代入杠杆平衡条件F1L1=F2L2，已知L1=OA，求解 （单位需统一） 第五步：规范作图（作图题） 标注支点O、动力臂L1（实线+大括号）、最小动力F1（带箭头，垂直于L1），确保符号规范 1．陷阱：臂误画成“OA 连线”（未垂直于力的方向）；方向画反（与阻力转动方向相同，导致杠杆无法按目标转动）；计算时忽略单位统一（如长度单位混用cm 和m）。 2．小技巧：找不到作用点时，题目隐含“作用点在杠杆端点”（端点到支点距离最长）；作图时用“虚线作垂线”辅助，避免画错方向。 技法清单 方法 适用场景 操作要点 “垂线法”画杠杆最小力 杠杆最小力作图题（中考必考题型）、结合作图的选择题 ·先找支点O和动力作用点A（题目给定或隐含在杠杆端点）； ·用直尺连接O和A，画出最大力臂OA（实线，标注“L1”）； ·过A点，作OA的垂线（虚线辅助），确保垂线垂直于OA； ·根据阻力F2的转动方向，确定最小力F1的指向（与阻力转动方向相反），在垂线上画带箭头的线段，标注“F1”； ·最后用大括号标注力臂L1，完成作图。 示例：如图为一根“”形杠杆，O为支点，左端悬挂一重物M，现要在A端施加一个最小的力，使M在图示位置保持平衡。图中支点为O点，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该垂直于OA向下。 模板3 滑轮组的计算 流程建模 第一步：确定有效绳子段数n 从动滑轮上直接引出的绳子段数口诀：“奇动偶定”，n为奇数时绳子固定在动滑轮，偶数时固定在定滑轮；数法：从定滑轮下端开始数，绕在动滑轮上的绳子都计入n） 第二步：分析拉力与物重的关系（竖直提升物体） ·不计动滑轮重力（G动）和摩擦：拉力； ·考虑不计摩擦（中考常见场景）：拉力 第三步：推导距离与速度关系 绳子自由端移动的距离s＝nh（h为物体上升高度），自由端速度 （为物体上升速度） 第四步：计算机械效率 ·有用功：（对物体做的功）； ·总功：（拉力做的功）； ·机械效率： （不计摩擦时， ） 技法清单 方法 操作要点 滑轮组中n的判断 n为动滑轮上的有效绳子段数，可以在动滑轮与定滑轮之间画一条直线，数出与动滑轮相连的绳子的段数。 竖直方向的滑轮组公式 ，，，，。若不计绳重和摩擦，则有、、，可以判断出机械效率η的大小与物重G物和动滑轮重G动有关，G动不变时，物重G物越大，机械效率η越大；G物不变时，动滑轮重G动越大，机械效率η越小。 水平方向的滑轮组公式 ，，，， 思●维●引●路 题型01 机械能及其转化 母题精讲 【典例01】（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 思路指导 B．套圈从a点运动到c点的过程中，由题意可知，不计空气阻力，套圈在整个过程中机械能守恒，机械能保持不变，所以a、b、c三点的机械能相等，故B不符合题意； A．由于b点的位置最高，所以套圈在b点的重力势能最大，故A不符合题意； C．从b点运动到c点的过程中，套圈的质量不变，高度减小，速度增大，则套圈的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C符合题意； D．运动到b点的套圈在水平方向仍然具有一定的速度，若此时所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，套圈将沿水平方向做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 参考答案 C 变式应用 【变式01】（2026·湖南娄底·一模）2026年2月，长征十号运载火箭一子级和梦舟飞船返回舱完成海上溅落回收试验。返回舱从高空匀速下落、靠近海面的过程中（　　） A．动能增大，重力势能减小，机械能不变 B．动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．动能减小，重力势能增大，机械能不变 D．动能不变，重力势能增大，机械能增大 【答案】B 【解析】动能大小由质量和速度决定，返回舱匀速下落时，质量不变、速度不变，因此动能不变； 重力势能大小由质量和高度决定，下落过程中返回舱质量不变、高度降低，因此重力势能减小； 机械能等于动能与势能的总和，动能不变、重力势能减小，因此机械能减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 【变式02】如图所示的单摆，摆球从A点静止释放、经过最低点B到达与A等高的C点后返回。摆球从A点摆动到B点时将___________能转化为___________能，在摆动过程中，球在A点的机械能___________B点的机械能。 【答案】重力势 动 等于 【解析】[1][2]摆球从A点运动到B点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。 [3]由题意知，摆球由A点静止释放，经过最低点B到达C点，A、C两点等高，说明摆球在运动过程中没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变，故在摆动过程中，球在A点的机械能等于B点的机械能。 题型02 杠杆作图 母题精讲 【典例01】（2026·甘肃酒泉·一模）图甲是皮带打孔器，其AOB部分可视为一个杠杆，图乙是其简化示意图，图中O为支点，是打孔时A点受到的阻力。请在图乙中画出阻力的力臂，以及作用在B点的最小动力及其力臂。 思路指导 反向延长F2的作用线，过支点作力F2的作用线的垂线，支点到垂足间的距离为力臂l2；当以OB为动力臂时，动力臂最长，此时动力最小，连接OB，过B点作垂直OB向上的带箭头的直线，表示皮带打孔器的最小动力F1，OB为对应力臂l1。 参考答案 变式应用 【变式01】轻质杠杆OABC能够绕O点转动，在B点用细线悬挂重物G，为了使杠杆在如图所示的位置平衡，请在杠杆上作出所施加最小动力的示意图及其力臂。 【答案】见解析 【解析】轻质杠杆OABC绕O点转动，O点为支点，根据杠杆平衡的条件，当阻力和阻力臂的乘积不变时，动力臂越长，动力最小，观察杠杆，C点到O点的距离最远，因此连接OC，OC就是最长动力臂，动力臂OC与动力的作用线垂直，重物G使杠杆绕O点顺时针转动，因此最小动力需使杠杆逆时针转动，方向为垂直于OC斜向上，作用点在C点，如图所示： 【变式02】（2026·山东东营·一模）如图所示，请画出杠杆所受的阻力及拉力对应的力臂。 【答案】见解析 【解析】 画阻力，杠杆的阻力是阻碍杠杆转动的力，本题中阻力是重物对杠杆的拉力： 作用点画在杠杆上悬挂重物的位置，方向竖直向下，画出带箭头的线段，标注为即可； 画拉力的力臂，先延长拉力，从支点向的作用线作垂线，标注该垂线段为即完成作图。 题型03 机械效率的计算 母题精讲 【典例01】（2025·黑龙江大庆·中考真题）如图所示，用滑轮组将汽车沿水平方向匀速拉动，20s汽车移动了5m。已知绳端拉力F为900N，汽车受到的阻力为1500N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（    ） A．绳端移动的距离为15m B．此滑轮组的机械效率约为83.3% C．汽车受到的拉力为1800N D．绳端拉力F的功率为750W 思路指导 AD．由图可知，提升动滑轮绳子段数为2，汽车移动了5m，则绳端移动的距离为 绳端拉力F的功率为 故AD错误； B．此滑轮组的机械效率为 故B正确； C．汽车沿水平方向匀速拉动，处于平衡状态，汽车受到的拉力与汽车受到的阻力二力平衡，大小相等，汽车受到的拉力为1500N，故C错误。 参考答案 B 变式应用 【变式01】（2026·湖南·模拟预测）工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升2m，所用拉力为250N，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　） A．滑轮组的机械效率为80% B．绳子自由端移动的距离为4m C．动滑轮的重力为250N D．使用该滑轮组既可以省力也可以省功 【答案】A 【解析】AB．由图可知，承担物重的绳子段数，绳子自由端移动的距离 有用功，总功 机械效率，故A正确，B错误； C．不计绳重和摩擦，拉力则 故C错误； D．使用任何机械都不省功，故D错误。故选A。 【变式02】（2025·安徽铜陵·三模）如图甲所示，一辆总重为的汽车在大小为的牵引力的作用下，匀速从斜坡底端爬上顶端，用时20s，斜坡长200m，高20m（如图乙所示）。求： （1）汽车爬坡时克服自身重力所做的功； （2）汽车爬坡时的功率； （3）汽车匀速爬坡时所受阻力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）克服重力做功 （2）计算牵引力做的总功为 功率为 （3）额外功为 汽车匀速爬坡时所受阻力为 实●战●演●练 巩固提升 1．（2025·四川·中考真题）随着我国航天科技发展，“天地往返”已成为常态。“神舟”飞船返回舱着陆前要进行多次减速，在减速下降的过程中，返回舱的（    ） A．重力势能减小 B．重力势能增大 C．动能不变 D．动能增大 【答案】A 【解析】返回舱减速下降过程中，质量不变，速度减小，因此动能减小；高度不断降低，因此重力势能减小，故选A。 2．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 【答案】B 【解析】A．踩动脚踏板越快，对水做功的功率变大，但是时间未知，所以对水做功不一定越多，故A错误； B．增大拐木的长度，动力臂变长，需要的动力减小，可以更省力，故B正确； C．水在上升的过程中，重力势能增加，动能基本不变，所以机械能增加，故C错误； D．使用龙骨水车提水，可以省力，但根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故D错误。 故选B。 3．（2026·山东枣庄·一模）甲、乙两人分别用如图所示的滑轮，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．甲做功的功率比乙大 B．甲装置可以省距离 C．乙装置的机械效率低 D．乙做的总功比甲多 【答案】A 【解析】由图可知，甲使用的是动滑轮，乙使用的是定滑轮。设货物重力为，提升高度为，动滑轮重力为，提升时间为； AD．货物质量相等、提升高度相同，根据，可得甲乙做的有用功相等；不计绳重及摩擦，甲做的总功需要克服货物和动滑轮重力做功，即 乙做的总功只需要克服货物重力做功，额外功为0，即，因此。相同时间内，根据功率公式，可得，故A正确，D错误； B．动滑轮的特点是省力费距离，绳子自由端移动距离，因此甲装置费距离，故B错误； C．机械效率，相同，，因此，乙装置的机械效率更高，故C错误。 故选A。 4．（2026·山东淄博·一模）《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂，“横木穿插碓头，碓嘴为铁，足踏其末而舂之”，舂可以简化为下右图所示模型，碓头质量为10kg，OA 长度为0.8m，OB长度为1.2m。不计横木AB的重力和转动摩擦，g取10N/kg，下列说法正确的是（　　） A．舂在应用中属于省力杠杆 B．人脚越靠近O点越省力 C．1s内碓头下落0.3m，重力做功功率为3W D．至少用150N的力才能撬动碓头 【答案】D 【解析】A．舂在应用中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误； B．根据杠杆平衡条件，动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。阻力与阻力臂不变时，动力臂越小，需要的动力越大。人脚越靠近O点，动力臂越小，越费力，故B错误； C．碓头重力 下落0.3m时，重力做功 功率，故C错误； D．由杠杆平衡条件：，得 即至少用150N的力才能撬动碓头，故D正确。 故选D。 5．（2026·安徽六安·二模）小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时，小王达到最低点。则下列说法正确的是 （　　） A．0~t3，小王的动能不断增大 B．0~t3，小王的重力势能不断减少 C．整个过程小王的机械能守恒 D．t2时，弹性绳的弹性势能最大 【答案】B 【解析】A．由题意可知，在t2时小王的速度达到最大值，t2~t3时间段内，小王向下运动速度变小，所以动能变小，故A错误； B．在0~t3时间段内，小王的质量不变，高度不断变小，所以小王的重力势能不断减少，故B正确； C．从t₁开始，弹性绳被拉长，弹性绳对小王做功，小王的机械能会转化为弹性绳的弹性势能，所以整个过程小王的机械能不守恒，故C错误； D．在t3时，小王的速度为0，此时小王到达最低点，此时弹性绳的伸长量是最大的，弹性势能最大，故D错误。故选B。 6．（2026·山东济宁·一模）甲、乙两车同时同地在水平路面上向北沿直线行驶，它们的s-t图像如图所示。已知甲车总重1.2×104N，若甲车0～8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则（   ） A．乙车速度大小为10m/s B．甲、乙两车行驶到第6s时，两车相距60m C．0～6s内，甲车重力做功为7.2×105J D．0～6s内，甲车牵引力功率为1.6×104W 【答案】D 【解析】A．由图可知，乙车速度大小为，故A不符合题意； B．由图可知，第6s时，甲车行驶的路程为60m，乙车行驶的路程为30m，则两车相距30m，故B不符合题意； C．0~6s内，甲车的重力的方向始终竖直向下，而甲车在竖直方向没有移动的距离，因此重力不做功，故C不符合题意； D．甲车速度大小为 甲车0~8s内的牵引力大小恒为1.6×103N，则0~6s内，甲车牵引力的功率为，故D符合题意。 故选D。 7．（2026·云南昭通·一模）如图所示是某运动员跳水的过程，若忽略空气阻力，下列关于运动员跳起过程分析正确的是（　　） A．运动员站立时，运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力是一对平衡力 B．运动员离开跳板上升的过程中，跳板的弹力对运动员做了功 C．运动员离开跳板后，由于受到惯性，会上升一段距离 D．运动员离开跳板上升的过程中，动能不断转化为重力势能 【答案】D 【解析】A．平衡力的条件是作用在同一物体上。运动员对跳板的压力作用在跳板上，跳板对运动员的支持力作用在运动员身上，二力是一对相互作用力，不是平衡力，故A错误； B．做功的前提是物体受到力的作用。运动员离开跳板后，不再和跳板接触，不受跳板的弹力，因此弹力不对运动员做功，故B错误； C．惯性是物体本身固有的性质，不能说“受到惯性”，正确表述应为“由于惯性”，故C错误； D．运动员离开跳板上升的过程中，速度减小，动能减小；高度增加，重力势能增加，忽略空气阻力，动能不断转化为重力势能，故D正确。 故选D。 8．（2026·山东济南·一模）足球是同学们喜爱的运动。如图1所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹，图2是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是（   ） A．图1中足球在A 点时的重力势能大于在 B点的重力势能 B．图1中足球从A 点移动到B点的过程中动能在逐渐增大 C．图2中A、B两点高度相同，足球在这两点机械能相等 D．图2中足球从C 点至 D点的过程中，足球的机械能减少 【答案】D 【解析】A．重力势能的大小与质量和高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。图1中B点高度大于A点，因此足球在A点的重力势能小于在B点的重力势能，故A错误； B．图1中足球从A点移动到B点的过程中，高度升高，重力势能增加，同时克服空气阻力做功，部分动能转化为重力势能和内能，因此动能逐渐减小，故B错误； C．图2中足球弹跳过程中，两点高度相同、重力势能相等，但克服空气阻力做功、与地面碰撞时都会损失能量，机械能逐渐减小，A点位置早于B点，因此A点机械能大于B点机械能，故C错误； D．图2中足球从C点至D点的过程中，需要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，因此足球的机械能减少，故D正确。 故选D。 9．（2026·云南昭通·一模）如图所示，质量分布均匀的木杆AB的B端固定在墙壁的转轴上，木杆可在竖直平面内转动，在木杆下垫一长方体木块C，恰好能使木杆水平放置。现用一始终垂直于木杆的力F将木杆从水平位置缓慢拉起到竖直方向，在拉动过程中，拉力F将（　　） A．保持不变 B．逐渐减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【答案】B 【解析】由图分析可知，B为支点，在拉动过程中，动力F始终垂直于木杆，动力臂为AB，保持不变；阻力大小不变，等于木杆的重力，阻力臂逐渐减小，根据杠杆平衡条件，可知动力臂和阻力都不变，阻力臂逐渐减小，所以拉力F也逐渐减小，故选B。 10．（2026·山西太原·一模）日常生活中有很多工具为我们的生活带来便利。下图所示工具在使用时属于费力杠杆的是（　　） A． 核桃夹子夹核桃 B． 瓶盖起子起瓶盖 C． 钢丝钳子剪铁丝 D． 面包夹子夹面包 【答案】D 【解析】A．核桃夹子夹核桃时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故A不符合题意； B．瓶盖起子起瓶盖时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故B不符合题意； C．钢丝钳子剪铁丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。故C不符合题意； D．面包夹子夹面包时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。故D符合题意。 故选D。 11．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）小明设计了如图所示的滑轮组帮助工人搬运建筑材料。一名工人12s内用400N的拉力通过滑轮组将水平地面上重为1150N的建筑材料匀速提升3m（不计绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为12m B．滑轮组的机械效率为83.3% C．拉力的功率为300W D．若增加物体的重力机械效率保持不变 【答案】C 【解析】A．绳子自由端移动距离 ，故A错误； B．有用功 总功 机械效率 ，不是，故B错误； C．拉力的功率 ，故C正确； D．不计绳重和摩擦，，动滑轮重力不变，增加物体重力，机械效率会增大，故D错误。 故选C。 12．如图所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力，货物10s被提升4m，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（    ） A．动滑轮的重力 B．拉力F的功率 C．动滑轮的机械效率 D．增加提升货物的重力可以提高动滑轮的机械效率 【答案】D 【解析】A．使用动滑轮时，绳子承重股数为，不计绳重和摩擦，拉力为，则动滑轮的重力为，故A错误； B．拉力端移动距离为，拉力做的总功为，拉力F的功率为，故B错误； C．拉力做的有用功为，动滑轮的机械效率为，故C错误； D．不计绳重和摩擦，增加提升货物重力，有用功增大，额外功不变，动滑轮的机械效率为，机械效率增大，故D正确。 故选D。 13．（2025·吉林·中考真题）如图所示，工人用500N的拉力，在15s内将重为450N的物体匀速提升3m，在这个过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用的滑轮是动滑轮 B．做的有用功为1500J C．拉力的功率为90W D．该装置的机械效率为90% 【答案】D 【解析】A．由图可知，滑轮的轴固定不动，是定滑轮，故A错误； B．由题意得，有用功 故B错误； C．定滑轮不省力也不省距离，拉力端移动距离 拉力做的功 则拉力的功率为 故C错误； D．该装置的机械效率为 故D正确。 故选D。 14．（2026·河南周口·一模）如图是东坡井口木制辘轳结构及侧面图。人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轮轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下分析正确的（　　） A．辘轳是定滑轮的应用，可改变力的方向 B．辘轳是动滑轮的应用，可省力 C．辘轳属于轮轴结构，轮半径越大越省力 D．提高机械效率的关键是增大提水桶上升的速度 【答案】C 【解析】ABC．定滑轮的轴是固定不动的，不随物体一起运动，动滑轮是轴随物体一起运动的滑轮，而辘轳在工作时，轮和轴一起转动，属于轮轴结构，不是定滑轮，也不是动滑轮；根据轮轴的原理，（ F1 是作用在轮上的力， R 是轮半径，F2是作用在轴上的力， r 是轴半径），在阻力和轴半径一定时，轮半径 R 越大，所需的动力F1越小，也就越省力，故 C 正确，AB错误； D．提高机械效率的关键是增大有用功在总功中的比例，比如减小额外功，如减小摩擦力、减轻机械自身重量等，而不是增大提水桶上升的速度，故D错误。 故选C。 15．（2026·河南郑州·一模）道路救援车拖移故障车辆时可构建成图所示的模型，将重为的小车A从斜面底端沿斜面匀速拉至斜面顶端用时200s，钢绳对小车A施加的沿斜面的拉力为5000N，已知斜面高为2m，斜面长为5m。在小车从斜面底端被拖上救援车的过程中，不计钢绳重和钢绳与滑轮间的摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．拉力所做的功为 B．斜面的机械效率为80% C．拉力做功的功率为125W D．小车受到的摩擦力大小为2000N 【答案】D 【解析】A．拉力做的总功 故A正确，不符合题意； B． 克服小车重力做的有用功 斜面机械效率 故B正确，不符合题意； C．拉力做功的功率 故C正确，不符合题意； D．克服摩擦力做的额外功 得摩擦力 不是2000N，故D错误，符合题意。 故选D。 16．（2026·新疆昌吉·二模）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为G1和G2的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为F1和F2，两装置的机械效率分别为η1和η2（不计绳重和摩擦），则下列正确的是（    ） A．若，则 B．若，则 C．若，则一定有 D．若，则一定有 【答案】C 【解析】AB．不计绳重和一切摩擦有 又甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，所以若，则，若，则，故AB错误； C．据图可知，甲乙两滑轮组绳子承担重物的段数分别为3、2段。 则， 可得， 因此若，则，那么一定有，故C正确； D．由C可知，若，关系不确定，所以有可能，但不一定有，故D错误。 故选C。 17．（2025·江苏淮安·中考真题）如图所示，用定滑轮匀速提升重为90N的物体，所用拉力F=100N，经过2s物体上升0.2m，拉力F做的功为________J，拉力F做功的功率为________W。此过程中定滑轮的机械效率为__________。 【答案】20 10 【解析】[1]图中为定滑轮，绳子自由端移动距离为 则拉力F做的功为 [2]拉力F做功的功率为 [3]有用功为 则定滑轮的机械效率为 18．（2026·湖南·模拟预测）如图所示，用F=20N的水平拉力，拉着重为50N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体在2s内移动了0.4m。此过程中，拉力F做的功为______J，功率为______W，物体与地面间的摩擦力为______N。 【答案】8 4 20 【解析】拉力F做的功为 功率为 由于物体沿水平地面做匀速直线运动，摩擦力与拉力是平衡力，则物体与地面间的摩擦力为 19．（2026·安徽芜湖·一模）嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示，其中段返回器的动能___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】变小 【解析】返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，该过程是返回器的动能转化为重力势能和内能，所以返回器的动能变小。 20．（2026·福建泉州·一模）随着我国人民生活水平的不断提高，汽车作为一种普通交通工具已经走进千家万户。汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，这主要是利用了水的________较大的特点；汽车在匀速爬坡过程中，机械能_________（填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】比热容 增大 【解析】[1]水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度时能吸收更多热量，可有效带走发动机的热量，因此适合用于散热。 [2]汽车匀速爬坡时，速度、质量均不变，动能不变；高度增加、质量不变，重力势能增大，机械能是动能与势能的总和，所以机械能增大。 21．（2026·江苏常州·一模）如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在远火点运动向近火点的过程中，探测器的重力势能______（选填“增大”或“减小”），所以近火点的速度______（选填“大于”“小于”或“等于”）远火点的速度。 【答案】减小 大于 【解析】[1][2]火星探测器在从远火点向近火点运动的过程中，质量不变，高度降低，则重力势能减小，火星探测器运动过程中机械能守恒，所以动能增大，则速度增大，所以近火点的速度大于远火点的速度。 22．（2026·广东肇庆·一模）2024年10月29日，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭，在酒泉航天发射中心成功发射。火箭在加速上升过程中，说明力可以改变物体的______，加速过程神舟飞船的机械能______（选填“减小”“增大”或“不变”）：升空后神舟飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，此时以火箭为参照物，飞船是______的。 【答案】运动状态 增大 运动 【解析】[1]力的作用效果有改变物体形状和改变物体运动状态两种。火箭加速上升时速度大小发生变化，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]机械能包含动能与势能。飞船加速上升过程中，质量不变，速度增大使动能增大，高度升高使重力势能增大，因此机械能（动能与势能的总和）增大。 [3]判断物体运动或静止的依据是相对于参照物的位置是否变化。飞船与火箭分离后，二者位置发生改变，以火箭为参照物，飞船的位置相对火箭发生了变化，所以飞船是运动的。 23．（2026·四川南充·一模）长时间低头看手机，有可能引起颈部肌肉和颈椎损伤。如图是人体颈部杠杆模型，图中A点为头部重力作用点，B点为颈部肌肉受力点，O点为支撑点，颈部肌肉拉力F方向如图所示，请画出肌肉拉力的力臂L和头部受到的重力G的示意图。 【答案】见解析 【解析】重力的方向总是竖直向下，A点为头部重力作用点，则过A点作竖直向下的带箭头的直线，可得头部受到的重力G；肌肉拉力的力臂L为O点到力F作用线的距离，过O点作力F的作用线的垂线，支点到垂足之间的距离为肌肉拉力的力臂L，据此作图。 24．（2026·湖南长沙·二模）列车上设有售卖食品的手推车（如图所示）。 （1）请画出手推车所受的重力； （2）当前轮遇到障碍物时，售货员需要在扶手上施加力，使手推车绕O点将前轮翘起以顺利通过，请画出所需的最小动力及其对应的力臂。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）重力的作用点在手推车的重心，方向竖直向下，据此作图。 （2）支点在后轮的着地点如图，动力的作用点在手握车把的地方，连接支点与动力的作用点，为最长的动力臂，用大括号标出，标上字母符号；在动力作用点处垂直动力臂斜向下画出动力，标上字母符号，据此作图。 25．（2026·湖北黄石·一模）如图所示，是潜水器的一只机械手臂的示意图，它由金属杆AB、固定杆OC和可伸缩的液压杆AC组成。当液压杆伸缩时，会带动金属杆绕着O点转动，从而采集样品。请画出当液压杆伸长时，金属杆A端受到的作用力及其力臂。 【答案】 【解析】当液压杆伸长时，金属杆A端受到液压杆沿液压杆斜向下的作用力，反向延长的作用线，过O点作的作用线的垂线段OD，即为的力臂，据此作图。 26．（2026·河南商丘·二模）如图甲所示是一种手动榨汁器，用力下压手柄，容器中的水果受到挤压，可快速榨出果汁。此时榨汁器的手柄可视作一根直杠杆，请在图乙中作出该杠杆的支点O以及受到的阻力F2和最小动力F1。 【答案】 【解析】用力下压手柄，手柄绕最左端点处转动，所以该杠杆的支点O位于最左端；阻力F2是容器上部对手柄的力，方向向上，据此画出阻力F2；从支点O用虚线连接手柄最远端（即最右端）即为最小动力F1的最长力臂，由于阻力使杠杆逆时针转动，则动力使杠杆顺时针转动，在最右端点向下作垂直于最长力臂的带箭头线段，即为最小动力F1。据此作图。 27．（2026·重庆铜梁·一模）2025年1月，国内首款氢燃料电池机器狗在山东省济南市开展续航测试，测试采用了“双狗伴走”的形式（如图所示），来对比锂电池机器狗和氢燃料电池机器狗的续航能力。在寒冷的济南冬天，氢燃料电池机器狗续航时长为4h，水平行走的路程约为12km。 （1）氢燃料电池机器狗水平行走的平均速度大约是多少？ （2）若该氢燃料电池机器狗水平行走时受到的牵引力恒为240N，则该过程牵引力做的功是多少？ 【答案】（1）3km/h （2） 【解析】（1）机器狗水平行走的平均速度是 （2）机器狗水平行走的路程是 该过程牵引力做的功是 28．（2026·辽宁葫芦岛·一模）如图，某同学用一个动滑轮用时10s将质量为25kg的重物匀速向上提起3m，动滑轮重50N，不计摩擦和绳重，g=10N/kg，求： （1）重物受到的重力G的大小； （2）绳子自由端受到的拉力F的大小； （3）有用功； （4）动滑轮的机械效率。（结果保留一位小数） 【答案】（1）（2）（3）（4） 【解析】（1）重物受到的重力 （2）由图可知，动滑轮承担总重的绳子段数，动滑轮重，不计摩擦和绳重，绳子自由端受到的拉力 （3）有用功 （4）绳子自由端移动距离 拉力做的总功 动滑轮的机械效率 29．（2026·辽宁铁岭·一模）小南是一个爱思考问题的同学，他看到某小区正在建造的楼房地基上有起重机在不停地吊起地面上的建筑材料，于是他查阅了起重机资料，知道了塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装。下面是某一款塔式起重机的简易示意图（如图甲），图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图（动滑轮重、绳重及摩擦不计，g取10N/kg）。 （1）若钢丝绳能承受的最大拉力为，求该塔式起重机能吊起货物的最大质量； （2）若将重为的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m，再沿水平方向移动20m，求钢丝绳做的功； （3）换用如图丙所示的滑轮组，在需要考虑动滑轮重力的情形下，用拉力F将重为8000N的物体在5 s内匀速提升了0.5m，若滑轮组的机械效率为80%，求： ①拉力F的大小； ②该过程中拉力F所做功的功率。 【答案】（1） （2） （3）； 【解析】（1）由图乙可知，承担物重的绳子段数，已知动滑轮重、绳重及摩擦不计，最大物重 可得最大货物质量 （2）竖直提升货物时，拉力对货物做功；水平移动货物时，拉力方向竖直向上，与货物移动方向垂直，拉力不做功。因此钢丝绳总功等于竖直提升过程做的功 （3）由图丙可知，承担物重的绳子段数，提升物体的有用功 拉力总功 绳子自由端移动距离 拉力 拉力F所做功的功率 30．（2026·江西抚州·模拟预测）如图所示，重为的物体A在水平拉力为的作用下，沿水平面向左做匀速直线运动。物体A受到水平地面的摩擦力是其重力的0.12倍，若物体在10s内向左移动了。请计算下列问题： （1）拉力所做的功； （2）拉力所做的有用功； （3）滑轮组做有用功的功率。 【答案】（1）300J （2）120J （3）12W 【解析】（1）由题图可知，动滑轮上承担力的绳子段数，拉力，物体A移动距离，拉力端移动的距离 拉力所做的功 （2）由题意可得，物体A受到的摩擦力 水平滑轮组的有用功为克服摩擦力做的功，因此 （3）滑轮组做有用功的功率 31．（2025·湖南长沙·模拟预测）马拉松比赛场地建设过程中，工人利用长度的斜面把质量为240kg的重物匀速推到高处，如图所示，工人所用推力。g取10N/kg。求： （1）将重物匀速推到1m高处所做的有用功； （2）匀速推动重物过程中摩擦力大小； （3）工人将另一质量为300kg的重物匀速推到同一高度，为了省力，换用长度为5m的斜面，此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为，共用时20s，工人推力做功的功率。 【答案】（1）2400J； （2）200N； （3）210W 【解析】（1）重物的重力G=mg=240kg×10N/kg=2400N 所做有用功W有​=Gh=2400N×1m=2400J （2）所做总功W总=​FL=1000N×3m=3000J 克服摩擦力所做额外功W额=W总​−W有​=3000J−2400J=600J 摩擦力 （3）另一重物的重力G′=m′g=300kg×10N/kg=3000N 此时做的有用功W有′=G′h=3000N×1m=3000J 此时重物与斜面间的摩擦力与原来的摩擦力之比为6∶5，则此时摩擦力 此时斜面长度L′=5m，所做额外功W额′=f′L′=240N×5m=1200J 此时总功W总′=W有′+W额′=3000J+1200J=4200J 工人推力做功的功率 32．（2026·四川自贡·一模）考古学家在黄海海域发现甲午海战沉船“致远舰”的消息轰动了整个考古界，随着水下考古工作的进行，一些重要文物近日陆续出水重见天日，关于这艘在海水中沉睡了120余年的战舰是如何被打捞起来的谜题也逐步解开。现某课外活动小组，照此设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg（设整个过程A均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响，g取10N/kg）。 （1）A完全浸没在水中时受到的浮力是多少？（） （2）若每个动滑轮重600N，则A完全打捞出水面后，滑轮组的机械效率是多少？ （3）若A完全打捞出水面后，以0.1 m/s的速度匀速提升，则岸上钢缆绳拉力F的功率为多少？ 【答案】（1）1000N （2）70% （3）400W 【解析】（1）由题意得，A浸没在水中时，排开水的体积为 根据阿基米德原理，A浸没在水中时受到的浮力为 （2）A的重力为 由图可知，滑轮组承担物重的绳子段数，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，滑轮组的机械效率为 （3）A完全打捞出水面后，岸上钢缆绳的拉力为 钢缆绳自由端移动的速度 岸上钢缆绳拉力F的功率为 / 学科网（北京）股份有限公司 $