抢分秘籍04 力学一(运动和力、功和机械能、简单机械、机械效率)(八大题型,四大易错点)(全国通用)2026年中考物理终极冲刺讲练测
2026-04-29
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2份
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63页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | 力学 |
| 使用场景 | 中考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 6.57 MB |
| 发布时间 | 2026-04-29 |
| 更新时间 | 2026-04-29 |
| 作者 | 物理小妖 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-04-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57607469.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
秘籍04力学一(机械运动、运动和力、功和机械能、简单机械、机械效率)
秘籍导览
【解密中考】
【秘籍特训】
【题型一】 运动状态的判断与相对性(押考点)
【题型二】 力的相关概念辨析
【题型三】 牛顿第一定律与惯性
【题型四】 二力平衡的条件及应用
【题型五】 功和功率的理解计算
【题型六】 动能、势能和机械能的转化和守恒
【题型七】 几种简单机械
【题型八】 机械效率
【易错点拨】
【易错一】平衡力和相互作用力区分
【易错二】运动学图像
【易错三】摩擦力的理解应用
【易错四】功、功率和效率的理解
解密中考
:力学是中考物理的绝对核心,占比通常达30%~40%,题型覆盖选择、填空、作图、实验探究及计算题。机械运动常考长度、时间的估测与测量,速度公式 v=s/t的简单计算及参照物判断。运动和力聚焦牛顿第一定律、惯性、二力平衡及摩擦力探究,常结合生活场景(如行车安全、传送带问题)。功和机械能包括功、功率的定性分析与定量计算,动能、势能及机械能守恒的判断(如过山车、卫星运动)。简单机械重点考查杠杆力臂作图与平衡条件、滑轮组绕线与拉力计算。机械效率要求区分有用功、额外功、总功,并能计算滑轮组、斜面的机械效率。近年命题突出受力分析与能量观念的融合,注重探究实验(如阻力对运动的影响、杠杆平衡条件)和综合建模能力。
:构建力学知识体系:按“运动描述—力与运动关系—功与能—简单机械—效率”主线推进。强化受力分析基本功,规范作图(重力、弹力、摩擦力、支持力等),熟练运用平衡力与相互作用力。实验重点复习:测量平均速度、探究二力平衡条件、阻力对运动的影响(理想实验法)、影响滑动摩擦力因素(控制变量法)、探究杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率等。功和功率注意区分 W=Fs与 W=Pt,利用 P=FvP=Fv 解决功率与牵引力问题。机械效率突破关键是明确有用功与总功的对应关系,结合滑轮组绕线、物体提升或水平拉动物体等模型分类训练。注重图像(s−t、v−t)与能量转化图的分析能力,通过典型计算题提升综合解题规范与单位换算准确性。
秘籍特训
【题型一】运动状态的判断与相对性
秘籍解读
物体运动状态的判断:
秘籍应用
【例1】2026年2月22日,在米兰冬奥会自由式滑雪女子U形池决赛中,中国队选手包揽该项目金银牌。巍峨的雪山之间,冉冉升起的五星红旗在蓝天白雪的映衬下更加夺目。关于五星红旗升起过程,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,旗杆是运动的
B.以地面为参照物,五星红旗是运动的
C.以旗杆为参照物,五星红旗是静止的
D.以五星红旗为参照物,站在领奖台上的运动员是静止的
【答案】B
【详解】A.以地面为参照物,旗杆相对于地面的位置没有发生改变,所以旗杆是静止的,故A错误;
B.以地面为参照物,五星红旗升起过程中相对于地面的位置不断升高,位置发生了改变,所以五星红旗是运动的,故B正确;
C.以旗杆为参照物,五星红旗升起时相对于旗杆的位置向上变化,位置发生了改变,所以五星红旗是运动的,故C错误;
D.以五星红旗为参照物,站在领奖台上的运动员相对于五星红旗的位置向下变化,位置发生了改变,所以运动员是运动的,故D错误。
故选B。
【例2】2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船发射成功并对接中国空间站。关于飞船发射与对接过程中运动和力的关系,下列分析正确的是( )
A.飞船在发射升空与对接过程中具有惯性
B.飞船调整轨道时,其运动状态保持不变
C.飞船喷气调整姿态,说明力是维持运动的原因
D.对接完成后,飞船相对于空间站是运动的
【答案】A
【详解】A.任何时候物体都具有惯性,所以飞船在发射升空与对接过程中具有惯性,故A正确;
B.飞船调整轨道时,运动方向发生变化,因此运动状态改变,故B错误;
C.飞船喷射气体时,飞船对气体施加一个力,根据力的作用是相互的,气体对飞船也会施加一个反作用力,从而使飞船调整姿态,说明力是改变运动的原因,故C错误;
D.对接完成后,飞船与空间站的相对位置没有发生变化,所以飞船相对于空间站是静止的,故D错误。
故选A。
【跟踪训练】在2026年世界乒乓球职业大联盟常规挑战赛马斯喀特站的比赛中,我国乒乓球代表队收获四项冠军。关于乒乓球比赛中涉及的物理知识,下列分析正确的是( )
A.下落的乒乓球,相对于桌面是静止的
B.鞋底凹凸不平,可增大对地面的压力
C.乒乓球上升过程中运动状态发生改变
D.击出的乒乓球受到惯性作用继续运动
【答案】C
【详解】A.空中下落的乒乓球相对于乒乓球桌面位置发生改变,相对于桌面,乒乓球是运动的,故A错误;
B.鞋底凹凸不平,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度,来增大走路时鞋底与地面之间的摩擦力,故B错误;
C.乒乓球上升过程中,运动速度和运动方向都会发生改变,运动状态发生改变,故C正确;
D.击出的乒乓球,不再受球拍的作用力,球由于惯性,要保持原来的运动状态向前运动,而惯性不是力,不能表达为受到惯性的作用,故D错误。
故选C。
【跟踪训练】以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.游云西行,而谓月之东驰 B.牛从桥上过,桥流水不流
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动 D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
【答案】C
【详解】运动的描述是相对的,选择不同的参照物,物体的运动状态可能不同。
A.游云西行,而谓月之东驰,说明以向西运动的云为参照物,月亮向东运动,未体现运动的相对性,故A不符合题意。
B.牛从桥上过,桥流水不流,说明以牛为参照物,桥是运动的,河水是静止的,未体现运动的相对性,故B不符合题意;
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动,说明以自己为参照物,山是运动的,以河岸为参照物,山是静止的,体现了运动的相对性,故C符合题意;
D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走,说明以竹排为参照物,两岸的山是运动的,未体现运动的相对性,故D不符合题意;
故选C。
【题型二】 力的相关概念辨析
秘籍解读
关于力的概念的理解
(1)力不能离开物体而单独存在,发生相互作用的两个物体,一个是施力物体,另一个就是受力物体.
(2)物体间力的作用是相互的,施力物体和受力物体同时存在,施力物体同时也是受力物体.
(3)作用力与反作用力的特点:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上.
(4)相互作用的两个物体可以是接触的,也可以是不接触的.
秘籍应用
【例1】如图甲所示,长期不用的水龙头会因生锈而很难打开,维修人员常会用一长铁管套在水龙头上,如图乙所示,用同样大小的力作用在管端A点处,则会很容易打开水龙头,此过程中,改变了力的作用效果的因素是( )
A.大小 B.作用点 C.方向 D.以上说法都不正确
【答案】B
【详解】维修人员用同样大小的力作用在管端A点处来打开水龙头,即力的作用点发生改变,会改变力的作用效果,说明改变力的作用效果的因素是作用点。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【例2】2026年2月18日,在2026年米兰冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中,中国选手苏翊鸣为中国体育代表团夺得本届冬奥会首枚金牌。他在比赛中的场景如图所示,对其比赛过程分析正确的是( )
A.加速滑行时,不受阻力 B.下落过程中,机械能增大
C.跳跃腾空时,利用惯性 D.缓冲减速时,运动状态不变
【答案】C
【详解】A.运动员加速滑行时,会受到空气阻力、雪面的摩擦力等阻力作用,故A错误;
B.下落过程中,需要克服空气阻力做功,部分机械能会转化为内能,因此机械能减小,故B错误;
C.运动员跳跃腾空前具有水平向前的速度,起跳后由于惯性,会保持原来的水平速度继续向前运动,同时在重力作用下做抛体运动。单板滑雪的跳跃腾空正是利用了惯性,故C正确;
D.运动状态的改变包括速度大小或运动方向的变化。缓冲减速时,运动员的速度大小逐渐减小,运动状态发生改变,故D错误。
故选 C。
【跟踪训练】春晚节目《武BOT》中,机甲机器人静止站立摆出武术定姿,机身重心稳定、水平地面无滑动。下列判断正确的是( )
A.机器人的重力与地面支持力是一对相互作用力
B.机器人对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
C.机器人不受摩擦力,是因为接触面绝对光滑
D.机器人静止时,竖直方向合力为零
【答案】D
【详解】A.机器人的重力和地面对机器人的支持力,都作用在机器人这同一个物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线,属于一对平衡力,故A错误;
B.机器人对地面的压力作用在地面上,地面对机器人的支持力作用在机器人上,两个力作用在不同物体上,属于一对相互作用力,故B错误;
C.机器人静止站立,水平方向没有相对运动、也没有相对运动趋势,因此不受摩擦力,故C错误;
D.机器人静止,处于平衡状态,平衡状态下物体合力为零,因此竖直方向合力为零,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】2025年11月10日,第十五届全运会跳水男子3米跳板决赛在广州奥体中心落幕,25岁的湖北名将王宗源以六跳总分549.85分强势夺冠,继11月4日斩获男子1米跳板金牌后,实现本届全运会“跳板双金”壮举。如图所示,当运动员站在3米跳板上时产生的现象中,下列说法正确的是( )
A.运动员在起跳前所受的弹力方向向下
B.跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
C.运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力
D.跳水运动员对跳板的弹力是由于跳板发生了弹性形变
【答案】B
【详解】A.跳板对运动员的弹力,是跳板为恢复形变对运动员产生的支持力,方向向上,不是向下,故A错误。
B.跳板被压弯后,撤去运动员的压力可以恢复原状,属于弹性形变,故B正确。
C.弹力产生需要两个物体相互接触并发生弹性形变,运动员腾空后与跳板不接触,不会受到跳板的弹力,故C错误。
D.弹力是施力物体发生弹性形变产生的,跳水运动员对跳板的弹力,施力物体是运动员,因此是运动员的脚发生弹性形变产生的,不是跳板形变产生的,故D错误。
故选B。
【题型三】 牛顿第一定律与惯性
秘籍解读
1.对牛顿第一定律的理解
(1)“一切物体”表明该定律适用于任何物体.
(2)“没有受到力的作用”是指理想情况下物体不受力,实际情况下物体受到的合力为零.
(3)该定律描述的是物体不受力或受到平衡力时的运动规律.
(4)运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因.
2. 对“惯性”的理解:
①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。
②惯性是物体本身所固有的一种属性,不是一种力,所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等,都是错误的。
③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来,前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律,后者表明的是物体的属性。
④惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
秘籍应用
【例1】如图是某同学加速助跑、起跳和落地的跳远过程简图。该同学( )
A.加速助跑过程中相对沙地静止
B.加速助跑过程中动能不变
C.起跳后利用惯性在空中继续前进
D.起跳后至落地前重力势能保持不变
【答案】C
【详解】A.某同学加速助跑过程中相对沙地的位置是变化的,是运动的,故A不符合题意;
B.某同学加速助跑过程中,质量不变,速度变大,动能变大,故B不符合题意;
C.起跳后,不再受到向前的动力,由于自身具有惯性,要保持原来的运动状态,所以能在空中继续向前运动。即利用惯性在空中继续前进,故C符合题意;
D.起跳后上升阶段,质量不变,高度增加,重力势能增加;下落阶段,质量不变,高度降低,重力势能减小;故起跳后至落地前重力势能先增大后减小,故D不符合题意。
故选C。
【例2】2月20日凌晨,在米兰—科尔蒂纳冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,中国选手宁忠岩以1分41秒98打破奥运纪录,夺得冠军。这是中国队在冬奥会该项目上的首枚金牌。宁忠岩也成为在该项目夺金的亚洲第一人。如图所示是宁忠岩速滑的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B.在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C.运动员对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D.身体前倾,运动员的重力和冰面对运动员的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.惯性是物体本身固有的性质,不能说“受到惯性作用”,故A错误;
B.匀速转弯时运动方向发生改变,不是平衡状态,受非平衡力,故B错误;
C.运动员对冰面产生压力,由于力的作用是相互的,所以冰面对运动员产生支持力,这两个力是一对相互作用力,故C正确;
D.运动员身体前倾时,重力和支持力不在同一直线上,不是一对平衡力,故D错误。
故选C。
【跟踪训练】如图甲所示,避险车道被称为公路上的“救命道”,避险车道的陡坡上铺有厚厚的砂石,失控车辆一旦冲上避险车道就会快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。如图乙所示是失控车辆冲上避险车道后的简化示意图。下列说法正确的是( )
A.当车辆冲上避险车道时,速度减小,惯性减小
B.当车辆冲上避险车道减速直至停止的过程中,车辆机械能保持不变
C.车辆最终静止在避险车道上时,车辆所受重力与路面对车辆的支持力是一对平衡力
D.车辆最终静止在避险车道上时,车辆对路面的压力与路面对车辆的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【详解】A.当车辆冲上避险车道时,速度减小,质量不变,惯性不变,故A错误;
B.当车辆冲上避险车道减速直至停止的过程中,动能减小,重力势能增大,但要克服摩擦力做功,部分机械能转化为其他形式的能量,所以车辆机械能减小,故B错误;
C.车辆最终静止在避险车道上时,车辆所受重力竖直向下,路面对车辆的支持力垂直斜面向上,不共线,所以不是一对平衡力,故C错误;
D.车辆对路面的压力和路面对车辆的支持力,大小相等、方向相反、作用在同一直线、分别作用在两个物体上,是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】如图所示,在冰壶比赛中,运动员用手推出冰壶,冰壶能在水平冰面上向前运动一段距离。下列说法正确的是( )
A.用手推冰壶,使其向前运动,说明运动需要力来维持
B.手推冰壶向前运动的过程中,手的推力对冰壶没有做功
C.冰壶离开手后,向前运动过程中,它的机械能转化为内能
D.冰壶离开手后,继续向前运动,是因为冰壶受惯性的作用
【答案】C
【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力维持,故A错误;
B.做功的条件是:物体受力,且在力的方向上移动距离;手推冰壶向前运动时,冰壶在推力方向移动了距离,因此推力对冰壶做了功,故B错误;
C.冰壶离开手后运动时,受到冰面的摩擦力作用,克服摩擦做功,机械能逐渐减小,转化为内能,故C正确;
D.惯性是物体本身的固有性质,不是力,不能说“受惯性的作用”,应该说冰壶由于惯性继续向前运动,故D错误。
故选C。
【题型四】 二力平衡的条件及应用
秘籍解读
二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可以简单记为:同物、等大、反向、共线。物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平衡。
秘籍应用
【例1】下列关于小汽车的说法正确的是( )
A.车突然向前启动时,人由于受惯性会向后仰
B.运动的车在失去一切外力后,会保持静止或匀速直线运动
C.静止在水平地面上的空车所受支持力与其对地面的压力是一对平衡力
D.安全带是在车辆刹车时保护人的安全
【答案】D
【详解】A.车突然向前启动时,车上的人下半身随车向前运动,而上半身由于惯性要保持原来的状态,所以人会向后仰,惯性不是力,不能说“受惯性”,故A错误;
B.运动的物体具有一定的速度,若失去一切外力,它将保持匀速直线运动状态,故B错误;
C.静止在水平地面上的空车所受支持力受力物体是车,车对地面的压力受力物体是地面,二者作用在不同物体上,不是平衡力,故C错误;
D.车辆在刹车时,受到外力影响处于减速状态,由于惯性,司机和乘客会仍然按照原来的速度向前运动,所以身体会前倾,安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害,故D正确。
故选D。
【例2】如图所示,在水平桌面放置一根条形磁体,用弹簧测力计悬挂一个铁块置于磁体左端的上方,使铁块与磁体在相距一定距离的情况下保持静止。下列说法正确的是( )
A.测力计对铁块的拉力等于铁块的重力
B.测力计对铁块的拉力与铁块对测力计的拉力是一对平衡力
C.测力计对铁块的拉力与磁铁对铁块的作用力是一对平衡力
D.将测力计水平向右缓慢移到磁体右端,其示数将先变小后变大
【答案】D
【详解】A.铁块静止时受三个力:竖直向上的测力计拉力、竖直向下的重力、磁铁对铁块竖直向下的吸引力,根据受力平衡可得“拉力=重力+吸引力”,因此拉力大于铁块的重力,A错误;
B.测力计对铁块的拉力受力物体是铁块,铁块对测力计的拉力受力物体是测力计,两个力不是平衡力,B错误;
C.铁块同时受重力、拉力、磁铁的吸引力三个力,拉力与磁铁的吸引力大小不相等,因此二者不是一对平衡力,C错误;
D.条形磁体的磁性特点是两端磁极磁性最强,中间磁性最弱。铁块从磁体左端向右端移动时,磁铁对铁块的吸引力先变小后变大,结合“拉力=重力+吸引力”可知,测力计示数先变小后变大,D正确。
故选D。
【跟踪训练】如图所示,是自由式滑雪项目运动员从高处滑下,再腾空而起完成动作的过程。关于运动员,下列说法正确的是( )
A.从A点滑到B点,重力势能增加
B.从B点上升到C点,主要是动能转化为重力势能
C.腾空上升到最高点C时,受到的合力为零
D.从C点加速下落到D点,是由于运动员具有惯性
【答案】B
【详解】A.运动员从A点滑到B点,质量不变,高度降低,因此重力势能减小,故A错误;
B.运动员从B点上升到C点,质量不变,速度减小,动能减小;高度增加,重力势能增加,能量转化主要是动能转化为重力势能,故B正确;
C.运动员腾空到最高点C时,受重力和空气阻力,合力大小不为零,故C错误;
D.从C点加速下落到D点,是因为运动员受到重力作用,重力改变了运动员的运动状态,使运动员加速下落,故D错误。
故选B。
【跟踪训练】如图所示,2026年央视春晚合肥分会场,22580架无人机编队表演创造了吉尼斯世界纪录,实现我国高精度控制技术的重大突破。下列说法正确的是( )
A.无人机的电机利用电磁感应工作
B.无人机与地面控制中心通过电磁波传递信息
C.无人机工作时机械能守恒
D.无人机在空中悬停时,机身所受升力与重力是一对相互作用力
【答案】B
【详解】A.无人机的电机是电动机,其工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,故A错误;
B.无人机与地面控制中心之间的遥控、数据传输(如视频画面)都属于无线通信。无线通信是通过发射和接收电磁波来传递信息的,故B正确;
C.无人机工作时,电机需要消耗电能,且飞行过程中要克服空气阻力做功,机械能会不断转化为内能并消耗,不满足机械能守恒的条件,故 C 错误;
D.相互作用力是作用在两个不同物体上的力。而无人机悬停时,受到的升力和重力都作用在无人机这一个物体上,使其保持静止状态(平衡状态),所以它们是一对平衡力,故D错误。
故选 B。
【题型五】 功和功率的理解计算
秘籍解读
1.功和功率的理解
(1)“功”表示做功的“多少”;
(2)“功率”则表示做功的“快慢”;(功率与功和时间两个因素有关)
(3)在做功时间相同时,做功多的做功快;
做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大。
2.功率的计算
(1)公式P=Fv的适用条件:物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)该公式也适用于变速直线运动。
(2)公式只能用于求平均功率,P=Fv既可以用于求平均功率,也可以用于求瞬时功率。
(3)由公式P=Fv可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
秘籍应用
【例1】老旧小区的外墙开裂、脱落,不仅会影响美观,更会危及行人安全。如图所示吊车正在辅助工人进行墙体修复、粉刷、下列说法正确的是( )
A.人站在悬停的吊车上,吊车对人持续做功 B.使用吊车辅助可以省功
C.吊车运行时功率越大,做功越快 D.吊车空载运行时,机械效率最高
【答案】C
【详解】A.人站在悬停的吊车上,吊车对人有支持力,但人没有在力的方向上移动距离,吊车对人不做功,故A错误;
B.根据功的原理,使用任何机械都不省功,吊车作为机械也不例外,故B错误;
C.功率是表示物体做功快慢的物理量,功率越大,说明做功越快,故C正确;
D.机械效率,空载运行时,有用功为0,机械效率为0,故D错误。
故选C。
【例2】如图所示,重为60N的物体在水平拉力F=3N的作用下,沿水平面向左做匀速直线运动,物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.1倍,若物体在2s内向左移动了1m。下列有关说法错误的是( )
A.拉力做的功为9J
B.左边墙壁对滑轮组的拉力大小为6N
C.滑轮组有用功的功率为2W
D.滑轮组的机械效率为66.7%
【答案】C
【详解】摩擦力
由图可得动滑轮上绳子段数,拉力移动距离
A.拉力做的总功,故A正确,不符合题意;
B.左侧定滑轮静止,受力平衡,定滑轮受到向右两段绳子的拉力,每段拉力都等于,总拉力为
因此墙壁对滑轮组的拉力大小等于,故B正确,不符合题意;
C.水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功,即
有用功的功率,不是,故C错误,符合题意;
D.滑轮组的机械效率,故D正确,不符合题意。
故选C。
【跟踪训练】如图所示,某工人将重400N的铁桶在20s内竖直向上匀速拉高4m。不计绳重、摩擦和滑轮重,下列说法正确的是( )
A.装置为定滑轮,可以省功
B.工人拉绳的速度为
C.工人拉绳的拉力的大小为400N
D.工人拉绳的拉力做功的功率为80W
【答案】D
【详解】A.A是动滑轮不是定滑轮,且根据功的原理,任何机械都不能省功,故A错误。
B.物体上升速度
拉力端移动速度
故B错误。
C.不计绳重、摩擦和滑轮重,动滑轮省一半力,拉力
故C错误。
D.拉力端移动距离
拉力做功
拉力功率
故D正确。
故选D。
【跟踪训练】下列物理量最接近实际的是( )
A.家用节能灯正常工作的电流约为1A
B.中学生匀速爬楼的功率约为500W
C.让人感觉舒适的室内温度约为37℃
D.光在真空中的传播速度约为
【答案】D
【详解】A.家用节能灯的功率一般在10W~20W左右,电压为 220V。根据公式,电流约为
远小于1A,故A错误。
B.中学生质量约,重力
一层楼高约,爬一层楼时间约,功率
所以中学生爬楼功率通常在100W~200W之间,500W过大,故B错误。
C.人体的正常体温约为37℃,而让人感觉舒适的室温通常在 20℃~25℃ 之间。37℃接近体温,会让人感觉闷热不适,故C错误。
D.这是物理常量,光在真空中的传播速度,故D正确。
故选D。
【题型六】 动能、势能和机械能的转化和守恒
秘籍解读
1. 动能和势能的转化
(1)在一定的条件下,动能和势能可以互相转化。
(2)如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但是机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。
(3)在分析动能和势能转化的实例时,首先要明确研究对象是在哪一个过程中,再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况,从而确定能的变化和转化情况。
注意:机械能的转化:
秘籍应用
【例1】2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。在火箭加速升空的过程中,下列说法正确的是( )
A.火箭的重力势能转化为动能
B.飞船的重力势能逐渐增大
C.以火箭为参照物,飞船是运动的
D.飞船内宇航员的质量变小
【答案】B
【详解】AB.火箭在加速升空的过程中,其速度和高度不断增加,动能和重力势能都在增大,不存在重力势能转化为动能的情况,而是燃料燃烧释放的化学能转化为火箭的机械能,故A错误,B正确;
C.飞船是搭载在火箭上的,在升空过程中,飞船与火箭之间的相对位置没有发生改变。如果以火箭为参照物,飞船是静止的,故C错误;
D.质量是物体本身的一种基本属性,它表示物体所含物质的多少。质量不随物体的位置、形状、状态或温度的改变而改变。宇航员在飞船内,虽然位置发生了变化(从地面到太空),但其质量保持不变,故D错误。
故选 B。
【例2】如图所示,这是我国研发的全球首款集齐适航三证的吨级eVTOL(电动垂直起降飞行器),这是一种不需要跑道、可垂直起降的电动飞行器。如图所示,装载货物的飞行器在低空水平匀速直线飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.所载货物的重力势能增大 B.所载货物的机械能减小
C.飞行器的动能增大 D.飞行器的机械能不变
【答案】D
【详解】A.飞行器水平飞行,所载货物的质量不变、高度不变,因此重力势能不变,故A错误;
B.飞行器载着货物匀速飞行,货物的质量、速度不变,因此动能不变;重力势能也不变,可知货物的机械能不变,故B错误;
C.飞行器匀速飞行,速度不变,质量不变,因此动能不变,故C错误;
D.飞行器水平匀速飞行,速度不变、高度不变,质量不变,因此动能、重力势能都不变,所以飞行器的机械能不变,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】我国成功将一颗人造地球卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空过程中,燃气的内能全部转化为机械能
B.火箭上升过程中,所用燃料质量减小,热值变小
C.升空过程中,火箭与大气摩擦温度升高,其所含的热量变多
D.卫星进入预定轨道后,从远地点向近地点运行时,重力势能转化为动能
【答案】D
【详解】A.火箭加速升空时,燃气的内能不可能全部转化为机械能,会有部分内能因散热、克服摩擦等损失,故A错误;
B.热值是燃料的固有属性,只和燃料的种类有关,和燃料质量无关,所以燃料质量减小,热值不变,故B错误;
C.热量是过程量,只能说“吸收或放出热量”,不能说“所含热量”,火箭温度升高是内能增加,故C错误;
D.卫星从远地点向近地点运行时,高度降低,重力势能减小,动能增大,是重力势能转化为动能,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】地铁作为城市轨道交通的骨干,西安已建成多条线路,总里程突破400公里。列车采用先进的再生制动技术,进站时将动能转化为电能回馈电网,实现节能环保。关于西安地铁进站时的情景,下列说法正确的是( )
A.地铁进站时,车厢外流速大的位置压强大
B.地铁进站时,以地铁为参照物,站台是运动的
C.地铁进站刹车时,乘客由于惯性会向后倾倒
D.地铁进站刹车时,动能保持不变
【答案】B
【详解】A.根据流体压强与流速的关系,流速越大的位置压强越小,所以车厢外流速大的位置压强小,故A错误。
B.以地铁为参照物,站台的位置在不断变化,因此站台是运动的,故B正确。
C.地铁进站刹车时,乘客的脚随车厢减速,而身体上部由于惯性要保持原来的运动状态,会向前倾倒,故C错误。
D.动能与质量和速度有关,进站刹车时速度减小,动能也随之减小,故D错误。
故选B。
【题型七】 几种简单机械
秘籍解读
1. 三种类型杠杆的相关比较
名称
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图示
力臂的大小关系
l1<l2
l1>l2
l1=l2
力的大小关系
F1>F2
F1<F2
F1 = F2
特点
省力但费距离
费力但省距离
既不省力也不省距离,既不费力也不费距离
应用
铡刀、启瓶器、手推车、钢丝钳等
钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、缝纫机脚踏板等
定滑轮、托盘天平等
区分定滑轮、动滑轮和滑轮组
滑轮种类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
图示
定义
使用时轴固定不动的滑轮
轴可以随被吊物体一起运动的滑轮
把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组
实质
等臂杠杆
省力杠杆
—
特点
可以改变力的方向,但不省力
可以省力,但不能改变力的方向,且费距离
既可以省力,又可以改变力的方向
拉力F移动的距离(s)和重力G移动的距离(h)的关系
S=h
S=2h
S=3h
拉力(F)和重力(G)的关系(忽略滑轮重及摩擦)
F=G
2F=G
3F=G
应用
旗杆顶部的定滑轮
电动起重机的动滑轮
常使用滑轮组提升重物
秘籍应用
【例1】如图所示,小丽用筷子夹着一个小番茄。关于筷子的使用,下列说法正确的是( )
A.在图示状态使用时,筷子是省力杠杆
B.把小番茄往手部靠近能增大动力臂
C.把小番茄往手部靠近可以更省力
D.筷子对小番茄的压力是阻力
【答案】C
【详解】筷子的支点在手握的位置,动力是手指对筷子的作用力,阻力是小番茄对筷子的作用力。
A.筷子使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误;
B.把小番茄往手部靠近,改变的是阻力臂,阻力作用点靠近支点,阻力臂减小,动力臂是支点到手指施力点的距离,不会因此增大,故B错误;
C.把小番茄往手部靠近,阻力臂减小,阻力不变,根据,动力会减小,所以可以更省力,故C正确;
D.小番茄对筷子的反作用力是阻力,筷子对小番茄的压力是动力的反作用力,不是阻力,故D错误。
故选C。
【例2】如图所示为吸盘式挂杆,将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气,吸盘就能“吸”在瓷砖上。重10 N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态,已知AB=4AP,若吸盘与横杆的重力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.吸盘“吸”在瓷砖上,吸盘面积越大,大气压强就越大
B.吸盘最好吸在光滑瓷砖上,是为了减小摩擦
C.以A为支点,吸盘B受到的摩擦力为2.5N
D.将悬挂点P移到横杆正中间,吸盘B所受摩擦力变小
【答案】C
【详解】A.将吸盘用力按压到瓷砖上时,排出了吸盘内的大部分空气,由于大气压强的作用,吸盘将“吸”在瓷砖表面。大气压强与吸盘面积大小无关,故A错误;
B.摩擦力大小的影响因素:压力大小和接触面的粗糙程度,在接触面粗糙程度一定时,增大压力是为了增大摩擦力,故B错误;
CD.由图可知,以吸盘A为支点,AP为动力臂,AB的距离为阻力臂,锅对杠杆的拉力为动力,其大小等于重物的重力,用G表示,吸盘B受到的摩擦力fB为阻力,根据杠杆的平衡条件可得
将悬挂点P移到横杆正中间,则,根据杠杆的平衡条件可得
故C正确,D错误。
故选C。
【跟踪训练】某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示,他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.3m,绳端拉力大小为2N,不考虑绳子的自重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.乙衣架的作用是为了改变力的方向 B.乙衣架的重力为2N
C.绳子自由端通过的距离为0.9m D.提升更重的矿泉水瓶,该装置的机械效率变大
【答案】D
【详解】首先明确装置:甲是固定不动的定滑轮,乙是随物体一起运动的动滑轮,由图可知承担总重的绳子段数,逐一分析选项:
A.乙是动滑轮,作用是省力,改变力的方向是定滑轮(甲)的作用,故A错误;
B.不考虑绳重和摩擦,拉力满足,代入,得
不是,故B错误。
C.绳子自由端移动距离
不是,故C错误。
D.装置的机械效率,同一装置不变,提升物体的重力越大,机械效率越大,因此提升更重的矿泉水瓶,机械效率变大,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】如图所示,关于物理知识在生活中的应用下列说法错误的是( )
A.电话的话筒是声音传感器
B.人们修建盘山公路可以达到省功的目的
C.利用电磁铁设计的限流装置,防止电路中电流过大
D.水封是连通器的应用
【答案】B
【详解】A.电话话筒的作用是将声音信号转换为电信号,属于声音传感器,故A正确,不符合题意;
B.盘山公路是斜面的应用,只能省力。根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故B错误,符合题意;
C.该限流装置利用了电磁铁的性质:电流越大电磁铁磁性越强,当电路中电流过大时,电磁铁磁性增强,触发结构切断电路,防止电流过大,故C正确,不符合题意;
D.洗手池排水管的U形水封,符合连通器“上端开口,底部连通”的特点,是连通器的应用,故D正确,不符合题意。
故选B。
【题型八】 机械效率
秘籍解读
1. 机械效率—η
(1)定义:有用功与总功的比值叫机械效率。
(2)公式:η= W有用/ W总。
(3)机械效率总是小于1。
(4)提高机械效率的方法:①改进结构,使它更合理、更轻巧;②经常保养,使机械处于良好的状态。
2.滑轮组、斜面的机械效率的相关计算
机械类型
有用功
额外功
总功
机械效率
提高机械
效率的方法
(考虑摩擦)
(拉动物
体上升h)
W有=Gh
W额=G动h
W总=Fs=W有+W额=Gh+G动h,F是拉力,s是拉力移动的距离,s=nh,n为承担物重的绳子段数
η====或η===
增加物重;减小动滑轮重,减小绳子摩擦
(拉动物体
上升h)
W有=Gh
W额=fs
W总=Fs=Gh+fs,F是拉力,s是拉力移动的距离
η==或η==
增大斜面倾斜程度;减小摩擦
(拉动物
体前进s)
W有=fs
—
W总=Fns,F是拉力,ns为拉力移动的距离,n为动滑轮连接绳子的段数
η===
减小绳子摩擦
秘籍应用
【例1】如图所示,用甲动滑轮竖直匀速提升一块水泥板时,机械效率为88%;用乙动滑轮竖直匀速提升相同的两块水泥板时,机械效率也是88%。已知使用动滑轮提升水泥板时,除动滑轮重力之外的其它因素导致的额外功与总功的比值相同,则甲、乙两个动滑轮的重力之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
【答案】A
【详解】已知甲乙机械效率
拉力做的总功
甲乙机械效率相同,其它因素导致的额外功与总功的比值相同。即两种情况下的有用功和 “其他额外功”与总功的比值相同,那么克服动滑轮重力做的功在总功中的占比也必然是相同的。故有用功与克服动滑轮重力做的功之比,在甲、乙两种情况下是相等的。
根据上述分析,我们可以直接列出比例关系:对于甲有
对于乙有
因为这两个比值相等,所以
整理后得到甲、乙两个动滑轮的重力之比
故选A。
【例2】用图所示的滑轮组拉着物体A在水平地面上沿直线匀速运动2 m,绳端拉力,物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响,下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.滑轮组的机械效率为75%
C.有用功是物体A所受重力做的功
D.额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功
【答案】B
【详解】A.由图可知,拉动动滑轮的绳子段数,物体移动距离,则绳子自由端移动距离,故A错误;
BC.水平拉动滑轮组时,物体没有沿重力方向移动距离,物体重力不做功,有用功为克服物体与地面摩擦力做的功,总功为拉力做的功,滑轮组的机械效率,故B正确,C错误;
D.水平拉动滑轮组,忽略绳重和动滑轮重时,额外功主要是克服滑轮转轴处摩擦做的功,故D错误。
故选B。
【跟踪训练】工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体,拉力F为600N。物体在10s内提升2m,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重量为400N B.工人做的有用功为2000J
C.提升该物体的机械效率是62.3% D.增大拉绳的速度,滑轮组的机械效率变大
【答案】B
【详解】A.该滑轮组承担物重的绳子段数,忽略绳重和摩擦时,拉力,则动滑轮的重量为
故A错误;
B.工人做的有用功为
故B正确;
C.提升该物体的机械效率是
故C错误;
D.忽略绳重摩擦时,滑轮组机械效率为
则滑轮组的机械效率与拉绳的速度无关,故D错误。
故选B。
【跟踪训练】如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景,用独轮车运输货物时需左右对称,否则不稳定,极易倾倒。下列说法正确的是( )
A.车上物体的重力为阻力
B.使用独轮车可以省功
C.推车人的手越靠近车轮越费力
D.运送重力不同的物体时,独轮车的机械效率不变
【答案】C
【详解】A.车上物体和车的总重力会阻碍杠杆的转动,故为阻力,故A错误;
B.使用任何机械都不能省功,甚至还要做额外功,故B错误;
C.推车人的手越靠近车轮,动力臂越短,根据杠杆平衡条件可知越费力,故C正确;
D.运送重力不同的物体时,有用功改变,额外功基本不变,所以独轮车的机械效率改变,故D错误。
故选C。
易错点拨
【易错点一】平衡力和相互作用力区分
平衡力作用在同一物体上(等大、反向、共线),使物体保持平衡状态;相互作用力作用在两个不同物体上(等大、反向、共线,同时产生、同时消失)
【例1】2025年9月3日,为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,我国举行了盛大的阅兵式。下图为阅兵时的场景。下列说法正确的是( )
A.以飞过广场上空的战斗机为参照物,天安门城楼是静止的
B.飞机匀速飞过天安门上空时,只受重力作用
C.坦克经过天安门城楼时,受到的重力和对地面的压力是一对相互作用力
D.坦克在水平路面上加速前进时,受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
【答案】D
【详解】A.以飞行的战斗机为参照物,天安门城楼相对于战斗机的位置不断改变,因此天安门城楼是运动的,故A错误;
B.飞机匀速飞行时,除重力外,还受到空气升力、发动机推力、空气阻力,不止受重力作用,故B错误;
C.坦克的重力是地球对坦克的力,坦克对地面的压力是坦克对地面的力,二者不满足相互作用力的关系,故C错误;
D.平衡力需要满足:作用在同一物体上、大小相等、方向相反、共线。坦克竖直方向上,向下的重力和向上的支持力符合平衡力的条件;坦克加速是水平方向运动状态改变,不影响竖直方向的受力平衡,因此二者是一对平衡力,故D正确。
故选 D。
【例2】3月28日晚,2026西安国际青年足球锦标赛,中国U23男足1:1战平朝鲜U23男足。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.足球静止在草坪时,足球的重力与足球对地面的压力是一对平衡力
B.离开脚后在空中运动的足球受重力、脚对足球的力
C.滚动在草坪上的足球会停下来,说明力能改变物体的运动状态
D.如果在空中运动的足球所受的外力全部消失,足球将静止不动
【答案】C
【详解】A.足球的重力,受力物体是足球;足球对地面的压力,受力物体是地面。两个力受力物体不同,不是一对平衡力,故A错误;
B.足球离开脚后,脚和足球不再接触,不再受到脚的作用力,空中只受重力和空气阻力,故B错误;
C.滚动的足球受到草坪的摩擦力,速度逐渐减小、最终停下,足球的运动状态发生改变,说明力能改变物体的运动状态,故C正确;
D.根据牛顿第一定律,运动的物体外力全部消失时,会保持原来的运动速度做匀速直线运动,故D错误。
故选C。
【跟踪训练】如图是小红坐在雪圈上,爸爸拉着雪圈在水平的雪地上游玩的情景。若爸爸拉着雪圈做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.爸爸对雪圈的拉力和雪圈受到的摩擦力是一对平衡力
B.爸爸走得越快,雪圈受到的摩擦力越大
C.小红受到的重力和雪圈对她的支持力是一对平衡力
D.充气的雪圈又软又大可以减小小红对雪圈的压力
【答案】C
【详解】A.爸爸对雪圈的拉力为斜向上方向,而摩擦力为水平向后,二者不在同一直线上,不满足平衡力条件,故A错误;
B.摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与运动速度无关。只要压力和粗糙程度不变,摩擦力大小就不变,故B错误;
C.小红静止在雪圈上,受到竖直向下的重力和雪圈对她竖直向上的支持力,这两个力大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在同一直线上,符合平衡力条件,故C正确;
D.小红对雪圈的压力等于她的重力(水平面上,压力大小等于重力),和雪圈软不软、大不大无关。充气雪圈又软又大,是通过增大受力面积来减小压强,故D错误。
故选C。
【跟踪训练】《天工开物》是我国明代科学家宋应星所著的综合性科技著作,书中记载了古代雕版印刷的工艺流程。若将一块雕刻好的木质雕版平放在水平印刷案几上。当雕版静止时,下列各组力中属于平衡力的是( )
A.案几受到的重力和雕版对案几的压力 B.雕版受到的重力和案几对雕版的支持力
C.雕版对案几的压力和案几对雕版的支持力 D.雕版受到的重力和雕版对案几的压力
【答案】B
【详解】A.案几受到的重力竖直向下,雕版对案几的压力也竖直向下,两个力方向相同,作用在一个物体上,不是平衡力,故A不符合题意;
B.雕版静止时,处于平衡状态,所以受到的重力和案几对雕版的支持力是一对平衡力,故B符合题意;
C.雕版对案几的压力与案几对雕版的支持力是一对相互作用力,故C不符合题意;
D.雕版受到的重力作用在雕版上,雕版对案几的压力作用在案几上,二力作用对象不同,且方向均竖直向下,故D不符合题意。
故选B。
【易错点二】运动学图像
机械运动中常见的图象有s-t与v-t图象两种,能形象直观地反映物体的运动情况同学们要会区分s-t与v-t图线的不同之处,熟练地掌握图象中s-t与v-t图线的物理意义
【例1】如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平向右拉力F的作用,拉力随时间变化关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化关系如图丙所示。下列判断正确的是( )
A.0~3s物体受到的摩擦力大小为0N B.3~6s物体做匀速直线运动
C.3~6s物体受到的摩擦力大小为6N D.6~9s物体运动时做功的功率为4W
【答案】D
【详解】A.由乙图和丙图可知,0~3s物体处于静止状态,受力平衡,摩擦力与拉力的大小相等即为2N,故A错误;
BC.3∼6s物体在做加速直线运动,此时物体受到的拉力大于摩擦力,摩擦力的大小仍与匀速运动时滑动摩擦力大小相等为4N,故BC错误;
D.6∼9s物体做匀速直线运动,拉力做功的功率,故D正确。
故选D。
【例2】水平桌面上的物体,在水平推力的作用下从图甲位置运动到图乙位置(物体未掉落),的大小以及物体运动速度与时间的关系如图丙和丁,下列说法正确的是( )
A.内,物体受到的摩擦力大小为
B.物体在第3秒时受到的滑动摩擦力为
C.物体从图甲位置运动到图乙位置,受到的滑动摩擦力变小
D.乙图中,沿竖直方向将物体露出桌面部分切掉,并放在剩余部分上面,乙图中物体对桌面的压强不变
【答案】D
【详解】 A.由图丁可知,在0~2s内,物体的速度为0m/s,处于静止状态。由图丙可知,在0~2s内,物体受到的水平推力为1N。根据二力平衡条件,物体受到的静摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,方向相反,所以摩擦力大小为1N,故A错误;
B.由图丁可知,在4~6s内,物体以4m/s的速度做匀速直线运动。由图丙可知,在4~6s内,物体受到的水平推力为2N。根据二力平衡条件,物体受到的滑动摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等,所以滑动摩擦力大小为2N。在第3秒时,物体正在做加速运动,但由于物体对桌面的压力和接触面的粗糙程度都没有改变,所以物体受到的滑动摩擦力大小不变,仍为2N,故B错误;
C.物体从图甲位置运动到图乙位置的过程中,物体对桌面的压力等于其自身重力,压力大小不变;物体与桌面间的接触面的粗糙程度也不变。滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以物体受到的滑动摩擦力大小不变,故C错误;
D.设物体总重力为G,在乙图中时,物体与桌面的接触面积为S。在水平桌面上物体对桌面的压力等于物体的重力,即物体对桌面的压强为
沿竖直方向将物体露出桌面部分切掉,并放在剩余部分上面,此时物体对桌面的压力仍然等于物体的总重力G,与桌面的接触面积仍然为S。由可知,此时物体对桌面的压强不变,故D正确。
故选D。
【跟踪训练】小明沿水平方向推箱子前行,推力F-t和速度v-t图像如图甲、乙所示。判断正确的是( )
A.0~3s内,箱子受到地面的摩擦力为1N
B.t=5s时,箱子受到地面的摩擦力为6N
C.t=8s时,箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
D.若在t=12s时松手,箱子将做匀速直线运动
【答案】B
【详解】A. 由乙图可知,内箱子速度为0,处于静止状态,水平方向推力与静摩擦力平衡。结合甲图,此阶段推力为,因此静摩擦力也为,而非,故A错误;
B. 由乙图,内箱子匀速直线运动,推力与滑动摩擦力平衡。结合甲图,此阶段推力为,故滑动摩擦力为。滑动摩擦力仅与压力大小和接触面粗糙程度有关而与速度无关。内箱子加速运动,但压力和接触面粗糙程度不变,因此滑动摩擦力仍为,处于之间,故摩擦力为,故B正确;
C. 由乙图,内箱子减速运动,推力与摩擦力不相等,不满足“二力平衡”条件。因此时,推力与摩擦力不是平衡力,故C错误;
D. 时松手,箱子水平方向仅受摩擦力,合力与运动方向相反,因此箱子做减速运动,而非匀速直线运动,故D错误。
故选B。
【跟踪训练】如图甲,小王用方向不变的力作用在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。关于该运动过程下列说法正确的是( )
A.0~2s内,木箱处于运动状态
B.当t=1s时,木箱不受摩擦力的作用
C.当t=5s时,物体受到的摩擦力4N
D.4~6s内, 推力F对物体做了16J的功
【答案】C
【详解】A.由图丙的v﹣t图象可知,在0~2s内,木箱的速度为零,木箱处于静止状态,故A错误;
B.当t=1s时,木箱静止,受平衡力作用,由平衡条件可知,此时木箱受到的静摩擦力等于木箱受到的推力;由图乙的F﹣t图象可知,此时推力为2N,所以当t=1s时,木箱受到的静摩擦力大小是2N,故B错误;
C.由图丙的v﹣t图象可知,在4~6s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,由平衡条件可知,此时木箱所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力,即f=F;由图乙的F﹣t图象可知,在4s~6s内,推力F=4N,则木箱所受到的滑动摩擦力f=F=4N
所以当t=5s时,木箱受到的摩擦力4N,故C正确;
D.根据可知,在4~6s内木箱通过的路程为s=vt=4m/s×2s=8m
推力所做的功为W=Fs=4N×8m=32J
故D错误。
故选C。
【易错点三】摩擦力的理解应用
影响滑动摩擦力大小的因素有物体间的压力和接触面的粗糙程度,接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大。对于静摩擦力,我们是根据二力平衡来判断其大小的。
摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向无关。摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触、有挤压、发生相对运动或有相对运动趋势且接触面粗糙这里我们要明确“相对运动”和“相对运动趋势”的含义,“相对”是以跟被研究物体接触的另一物体为参照物,来描述被研究物体的运动方向或运动趋势的.物体的运动方向则多以静止的地面为参照物。
【例1】如图所示是小新同学将一铁制小球从斜面顶端释放,小球滚到斜面底端后接着在水平桌面上运动的情景。下列分析正确的是( )
A.小球从斜面滚下的过程中,支持力对小球做了功
B.小球在水平桌面上运动时速度越大惯性越大
C.小球在水平桌面上受到的摩擦是滑动摩擦
D.小球在水平桌面上做曲线运动,是因为受到了磁铁引力的作用
【答案】D
【详解】A.力做功的条件是物体在其作用力的方向上移动距离,支持力始终垂直于斜面,而小球沿着斜面向下运动,力的方向与运动方向垂直,小球在支持力方向上没有移动距离,故支持力不做功,故A错误。
B.惯性大小只与物体的质量有关,与物体的运动速度、运动状态等都无关,故B错误。
C.摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦,小球在桌面上是滚动前进的,此时是滚动摩擦,不是滑动摩擦,故C错误。
D.力可以改变物体的运动状态,磁铁对铁制小球有吸引力,这个力改变了小球的运动方向,因此小球做曲线运动,故D正确。
故选D。
【例2】如图所示,,,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为6N
C.物体A和地面之间的摩擦力为2N
D.如果增大物体A可能向左运动
【答案】C
【详解】A.图中连接B的是动滑轮,动滑轮上绳子段数,因此拉绳子的速度
根据,的功率,故A错误;
B.每段绳子拉力都等于,左侧定滑轮受向右3段绳子的拉力,静止时弹簧测力计的拉力等于总拉力,即,故B错误;
C.B匀速向左运动,动滑轮对B的拉力为
因此A对B向右的滑动摩擦力大小为;根据力的作用是相互的,B对A向左的摩擦力也为。 A静止,受力平衡:向左的摩擦力,向右的拉力,因此地面对A向右的摩擦力,故C正确;
D.滑动摩擦力大小只和压力、接触面粗糙程度有关,增大后,B对A的滑动摩擦力大小不变,A仍然受力平衡,保持静止,不会向左运动,故D错误。
故选C。
【跟踪训练】如图所示,某同学在冰壶场地用水平推力使冰壶从A点向前运动,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止,已知水平冰面粗糙程度相同,下列说法不正确的是( )
A.冰壶从A到B的过程,该同学对冰壶做了功
B.冰壶能够从B运动到C,是由于它具有惯性
C.冰壶从B到C的过程,机械能转化为内能
D.冰壶在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力
【答案】D
【详解】A.冰壶从A到B的过程中,运动员对冰壶施加了水平推力,且冰壶在推力的方向上移动了距离,因此运动员对冰壶做了功,故A正确;
B.松手后冰壶由于惯性,会继续从B运动到C,故B正确;
C.冰壶从B到C滑行过程中,受到摩擦力作用,克服摩擦力做功,机械能逐渐转化为内能,最终冰壶静止,故C正确;
D.冰壶对冰面的压力等于自身重力,大小不变,且冰面粗糙程度相同,因此AB段和BC段冰壶受到的摩擦力大小相等,故D错误。
该题选择错误选项,故选D。
【跟踪训练】实验小组同学用图示装置进行“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,两个传感器可分别显示拉力和压力的大小,向左拉动长木板,铁块始终处于静止状态。下列有关说法正确的是( )
A.实验过程中,必须匀速拉动长木板
B.当沙桶中沙子增加时,压力传感器的示数增加
C.当沙桶中沙子增加时,拉力传感器的示数减小
D.铁块对木板的压力与木板对铁块的支持力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.本实验中铁块始终静止,始终处于受力平衡状态,滑动摩擦力大小始终等于拉力传感器的示数,因此不需要匀速拉动长木板,故A错误;
B.沙桶中沙子增加,绳子对铁块向上的拉力增大。竖直方向铁块受力平衡,可得
因此木板对铁块的支持力减小,铁块对木板的压力也减小,压力传感器受到的总压力减小,示数减小,故B错误;
C.沙子增加后,铁块对木板的压力减小,滑动摩擦力随压力减小而减小。铁块水平方向静止受力平衡,拉力传感器的示数等于滑动摩擦力,因此拉力传感器的示数减小,故C正确;
D.铁块对木板的压力、木板对铁块的支持力,两个力分别作用在木板和铁块两个物体上,是一对相互作用力,故D错误。
故选C。
【易错点四】功、功率和效率的理解
功、功率和效率是三个不同的物理概念。功指力对物体做的“工作量”,等于力乘以距离,单位焦耳,只关心总量;功率表示做功的快慢,等于功除以时间,单位瓦特,反映工作速度;效率则是有用功与总功的百分比,没有单位,衡量能量是否被浪费。简而言之:功看“干了多少活”,功率看“干活多快”,效率看“活干得多好”。
【例1】如图所示,某人用动滑轮将重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。下列说法正确的是( )
A.动滑轮做的有用功是400J
B.拉力的功率为40W
C.动滑轮的机械效率为90%
D.若用此装置沿竖直方向匀速提升360N重物,拉力为200N
【答案】C
【详解】A.滑轮承担物重的绳子段数,不计绳重和摩擦,有用功是克服物体重力做的功,为,故A错误;
B.拉力移动距离
拉力做的总功
拉力功率,故B错误;
C.动滑轮机械效率,故C正确;
D.不计绳重和摩擦,根据可知动滑轮重力
提升360N重物时,拉力,故D错误。
故选C。
【例2】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
【详解】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。
【跟踪训练】为了将放置在水平地面上,的重物竖直向上匀速提升到某高度处,小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。当小明用如图乙所示随时间变化的竖直向上拉力F拉绳时,重物的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示,不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向,下列说法正确的是( )
A.保持装置不变,增大被提升重物的重力,可以提高滑轮组的机械效率
B.动滑轮的重力等于
C.在竖直向上提升的过程中,重物的动能增加、重力势能减小
D.在竖直向上提升的过程中,滑轮组的效率约为80%
【答案】A
【详解】A.同一滑轮组,动滑轮重力不变,额外功主要用于提升动滑轮,增大被提升重物的重力后,有用功增大,有用功在总功中的占比增大,因此可以提高滑轮组的机械效率,故A正确;
B.由图甲可知,承担物重的绳子段数;由图丙可知,内物体匀速上升,对应拉力,不计绳重和摩擦。匀速提升时满足 ,,因此动滑轮重力
故B错误;
C.内重物向上做加速运动,速度增大则动能增加,高度不断升高则重力势能增加,故C错误;
D.内,滑轮组的机械效率
故D错误。
故选A。
【跟踪训练】如图1所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图2所示,推力F随时间变化关系如图3所示。下列分析正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速运动的速度为0.15m/s B.10~20s内,箱子所受摩擦力为600N
C.0~10s内,该斜面的机械效率为60% D.10~20s内,推力F的功率为100W
【答案】D
【详解】A.根据图2可知,0~10s内,箱子做匀速直线运动,速度
故A错误;
B.由图3可知,10~20s内,箱子受到的推力为200N,根据图2可知,10~20s内,箱子做匀速直线运动,此时箱子在水平车厢中匀速直线运动,故摩擦力为200N,故B错误;
C.由图3可知,0~10s内,箱子受到的推力为600N,根据图2可知,0~10s内,箱子做匀速直线运动,推力做的功为
克服重力做的功大小为
则摩擦力做的功大小为
故摩擦力的大小为
0~10s内,斜面的机械效率
故C错误;
D.10~20s内,根据图3可知,推力F的大小为200N,物体在10~20s内运动的速度为0.5m/s,因此10~20s内,推力F的功率为
故D正确。
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秘籍04力学一(机械运动、运动和力、功和机械能、简单机械、机械效率)
秘籍导览
【解密中考】
【秘籍特训】
【题型一】 运动状态的判断与相对性(押考点)
【题型二】 力的相关概念辨析
【题型三】 牛顿第一定律与惯性
【题型四】 二力平衡的条件及应用
【题型五】 功和功率的理解计算
【题型六】 动能、势能和机械能的转化和守恒
【题型七】 几种简单机械
【题型八】 机械效率
【易错点拨】
【易错一】平衡力和相互作用力区分
【易错二】运动学图像
【易错三】摩擦力的理解应用
【易错四】功、功率和效率的理解
解密中考
:力学是中考物理的绝对核心,占比通常达30%~40%,题型覆盖选择、填空、作图、实验探究及计算题。机械运动常考长度、时间的估测与测量,速度公式 v=s/t的简单计算及参照物判断。运动和力聚焦牛顿第一定律、惯性、二力平衡及摩擦力探究,常结合生活场景(如行车安全、传送带问题)。功和机械能包括功、功率的定性分析与定量计算,动能、势能及机械能守恒的判断(如过山车、卫星运动)。简单机械重点考查杠杆力臂作图与平衡条件、滑轮组绕线与拉力计算。机械效率要求区分有用功、额外功、总功,并能计算滑轮组、斜面的机械效率。近年命题突出受力分析与能量观念的融合,注重探究实验(如阻力对运动的影响、杠杆平衡条件)和综合建模能力。
:构建力学知识体系:按“运动描述—力与运动关系—功与能—简单机械—效率”主线推进。强化受力分析基本功,规范作图(重力、弹力、摩擦力、支持力等),熟练运用平衡力与相互作用力。实验重点复习:测量平均速度、探究二力平衡条件、阻力对运动的影响(理想实验法)、影响滑动摩擦力因素(控制变量法)、探究杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率等。功和功率注意区分 W=Fs与 W=Pt,利用 P=FvP=Fv 解决功率与牵引力问题。机械效率突破关键是明确有用功与总功的对应关系,结合滑轮组绕线、物体提升或水平拉动物体等模型分类训练。注重图像(s−t、v−t)与能量转化图的分析能力,通过典型计算题提升综合解题规范与单位换算准确性。
秘籍特训
【题型一】运动状态的判断与相对性
秘籍解读
物体运动状态的判断:
秘籍应用
【例1】2026年2月22日,在米兰冬奥会自由式滑雪女子U形池决赛中,中国队选手包揽该项目金银牌。巍峨的雪山之间,冉冉升起的五星红旗在蓝天白雪的映衬下更加夺目。关于五星红旗升起过程,下列说法正确的是( )
A.以地面为参照物,旗杆是运动的
B.以地面为参照物,五星红旗是运动的
C.以旗杆为参照物,五星红旗是静止的
D.以五星红旗为参照物,站在领奖台上的运动员是静止的
【例2】2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船发射成功并对接中国空间站。关于飞船发射与对接过程中运动和力的关系,下列分析正确的是( )
A.飞船在发射升空与对接过程中具有惯性
B.飞船调整轨道时,其运动状态保持不变
C.飞船喷气调整姿态,说明力是维持运动的原因
D.对接完成后,飞船相对于空间站是运动的
【跟踪训练】在2026年世界乒乓球职业大联盟常规挑战赛马斯喀特站的比赛中,我国乒乓球代表队收获四项冠军。关于乒乓球比赛中涉及的物理知识,下列分析正确的是( )
A.下落的乒乓球,相对于桌面是静止的
B.鞋底凹凸不平,可增大对地面的压力
C.乒乓球上升过程中运动状态发生改变
D.击出的乒乓球受到惯性作用继续运动
【跟踪训练】以下诗句和歌词,能说明“运动的相对性”的是( )
A.游云西行,而谓月之东驰 B.牛从桥上过,桥流水不流
C.看山恰似走来迎,仔细看山山不动 D.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
【题型二】 力的相关概念辨析
秘籍解读
关于力的概念的理解
(1)力不能离开物体而单独存在,发生相互作用的两个物体,一个是施力物体,另一个就是受力物体.
(2)物体间力的作用是相互的,施力物体和受力物体同时存在,施力物体同时也是受力物体.
(3)作用力与反作用力的特点:作用在同一个物体上,大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上.
(4)相互作用的两个物体可以是接触的,也可以是不接触的.
秘籍应用
【例1】如图甲所示,长期不用的水龙头会因生锈而很难打开,维修人员常会用一长铁管套在水龙头上,如图乙所示,用同样大小的力作用在管端A点处,则会很容易打开水龙头,此过程中,改变了力的作用效果的因素是( )
A.大小 B.作用点 C.方向 D.以上说法都不正确
【例2】2026年2月18日,在2026年米兰冬奥会单板滑雪男子坡面障碍技巧决赛中,中国选手苏翊鸣为中国体育代表团夺得本届冬奥会首枚金牌。他在比赛中的场景如图所示,对其比赛过程分析正确的是( )
A.加速滑行时,不受阻力 B.下落过程中,机械能增大
C.跳跃腾空时,利用惯性 D.缓冲减速时,运动状态不变
【跟踪训练】春晚节目《武BOT》中,机甲机器人静止站立摆出武术定姿,机身重心稳定、水平地面无滑动。下列判断正确的是( )
A.机器人的重力与地面支持力是一对相互作用力
B.机器人对地面的压力与地面对它的支持力是一对平衡力
C.机器人不受摩擦力,是因为接触面绝对光滑
D.机器人静止时,竖直方向合力为零
【跟踪训练】2025年11月10日,第十五届全运会跳水男子3米跳板决赛在广州奥体中心落幕,25岁的湖北名将王宗源以六跳总分549.85分强势夺冠,继11月4日斩获男子1米跳板金牌后,实现本届全运会“跳板双金”壮举。如图所示,当运动员站在3米跳板上时产生的现象中,下列说法正确的是( )
A.运动员在起跳前所受的弹力方向向下
B.跳板被跳水运动员压弯,发生了弹性形变
C.运动员在起跳腾空后仍然受到跳板的弹力
D.跳水运动员对跳板的弹力是由于跳板发生了弹性形变
【题型三】 牛顿第一定律与惯性
秘籍解读
1.对牛顿第一定律的理解
(1)“一切物体”表明该定律适用于任何物体.
(2)“没有受到力的作用”是指理想情况下物体不受力,实际情况下物体受到的合力为零.
(3)该定律描述的是物体不受力或受到平衡力时的运动规律.
(4)运动和力的关系:力是改变物体运动状态的原因.
2. 对“惯性”的理解:
①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。
②惯性是物体本身所固有的一种属性,不是一种力,所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等,都是错误的。
③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来,前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律,后者表明的是物体的属性。
④惯性有有利的一面,也有有害的一面,我们有时要利用惯性,有时要防止惯性带来的危害,但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢,不论受力还是不受力,都具有惯性,而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关,质量大的物体惯性大,而与物体的运动状态无关。
秘籍应用
【例1】如图是某同学加速助跑、起跳和落地的跳远过程简图。该同学( )
A.加速助跑过程中相对沙地静止
B.加速助跑过程中动能不变
C.起跳后利用惯性在空中继续前进
D.起跳后至落地前重力势能保持不变
【例2】2月20日凌晨,在米兰—科尔蒂纳冬奥会速度滑冰男子1500米比赛中,中国选手宁忠岩以1分41秒98打破奥运纪录,夺得冠军。这是中国队在冬奥会该项目上的首枚金牌。宁忠岩也成为在该项目夺金的亚洲第一人。如图所示是宁忠岩速滑的精彩瞬间,下列说法正确的是( )
A.到达终点后,不能立即停下来是因为受到惯性作用
B.在匀速转弯过程中,处于平衡状态,所受到的力为平衡力
C.运动员对冰面的压力和冰面对运动员的支持力是一对相互作用力
D.身体前倾,运动员的重力和冰面对运动员的支持力是一对平衡力
【跟踪训练】如图甲所示,避险车道被称为公路上的“救命道”,避险车道的陡坡上铺有厚厚的砂石,失控车辆一旦冲上避险车道就会快速停下,这在很大程度上保护了驾乘人员和车辆的安全。如图乙所示是失控车辆冲上避险车道后的简化示意图。下列说法正确的是( )
A.当车辆冲上避险车道时,速度减小,惯性减小
B.当车辆冲上避险车道减速直至停止的过程中,车辆机械能保持不变
C.车辆最终静止在避险车道上时,车辆所受重力与路面对车辆的支持力是一对平衡力
D.车辆最终静止在避险车道上时,车辆对路面的压力与路面对车辆的支持力是一对相互作用力
【跟踪训练】如图所示,在冰壶比赛中,运动员用手推出冰壶,冰壶能在水平冰面上向前运动一段距离。下列说法正确的是( )
A.用手推冰壶,使其向前运动,说明运动需要力来维持
B.手推冰壶向前运动的过程中,手的推力对冰壶没有做功
C.冰壶离开手后,向前运动过程中,它的机械能转化为内能
D.冰壶离开手后,继续向前运动,是因为冰壶受惯性的作用
【题型四】 二力平衡的条件及应用
秘籍解读
二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可以简单记为:同物、等大、反向、共线。物体受到两个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,则这两个力平衡。
秘籍应用
【例1】下列关于小汽车的说法正确的是( )
A.车突然向前启动时,人由于受惯性会向后仰
B.运动的车在失去一切外力后,会保持静止或匀速直线运动
C.静止在水平地面上的空车所受支持力与其对地面的压力是一对平衡力
D.安全带是在车辆刹车时保护人的安全
【例2】如图所示,在水平桌面放置一根条形磁体,用弹簧测力计悬挂一个铁块置于磁体左端的上方,使铁块与磁体在相距一定距离的情况下保持静止。下列说法正确的是( )
A.测力计对铁块的拉力等于铁块的重力
B.测力计对铁块的拉力与铁块对测力计的拉力是一对平衡力
C.测力计对铁块的拉力与磁铁对铁块的作用力是一对平衡力
D.将测力计水平向右缓慢移到磁体右端,其示数将先变小后变大
【跟踪训练】如图所示,是自由式滑雪项目运动员从高处滑下,再腾空而起完成动作的过程。关于运动员,下列说法正确的是( )
A.从A点滑到B点,重力势能增加
B.从B点上升到C点,主要是动能转化为重力势能
C.腾空上升到最高点C时,受到的合力为零
D.从C点加速下落到D点,是由于运动员具有惯性
【跟踪训练】如图所示,2026年央视春晚合肥分会场,22580架无人机编队表演创造了吉尼斯世界纪录,实现我国高精度控制技术的重大突破。下列说法正确的是( )
A.无人机的电机利用电磁感应工作
B.无人机与地面控制中心通过电磁波传递信息
C.无人机工作时机械能守恒
D.无人机在空中悬停时,机身所受升力与重力是一对相互作用力
【题型五】 功和功率的理解计算
秘籍解读
1.功和功率的理解
(1)“功”表示做功的“多少”;
(2)“功率”则表示做功的“快慢”;(功率与功和时间两个因素有关)
(3)在做功时间相同时,做功多的做功快;
做功多不一定做功就快,即“功率”不一定就大。
2.功率的计算
(1)公式P=Fv的适用条件:物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做的功的功率可表示为Fv。(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)该公式也适用于变速直线运动。
(2)公式只能用于求平均功率,P=Fv既可以用于求平均功率,也可以用于求瞬时功率。
(3)由公式P=Fv可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
秘籍应用
【例1】老旧小区的外墙开裂、脱落,不仅会影响美观,更会危及行人安全。如图所示吊车正在辅助工人进行墙体修复、粉刷、下列说法正确的是( )
A.人站在悬停的吊车上,吊车对人持续做功 B.使用吊车辅助可以省功
C.吊车运行时功率越大,做功越快 D.吊车空载运行时,机械效率最高
【例2】如图所示,重为60N的物体在水平拉力F=3N的作用下,沿水平面向左做匀速直线运动,物体受到水平地面的摩擦力是其重力的0.1倍,若物体在2s内向左移动了1m。下列有关说法错误的是( )
A.拉力做的功为9J
B.左边墙壁对滑轮组的拉力大小为6N
C.滑轮组有用功的功率为2W
D.滑轮组的机械效率为66.7%
【跟踪训练】如图所示,某工人将重400N的铁桶在20s内竖直向上匀速拉高4m。不计绳重、摩擦和滑轮重,下列说法正确的是( )
A.装置为定滑轮,可以省功
B.工人拉绳的速度为
C.工人拉绳的拉力的大小为400N
D.工人拉绳的拉力做功的功率为80W
【跟踪训练】下列物理量最接近实际的是( )
A.家用节能灯正常工作的电流约为1A
B.中学生匀速爬楼的功率约为500W
C.让人感觉舒适的室内温度约为37℃
D.光在真空中的传播速度约为
【题型六】 动能、势能和机械能的转化和守恒
秘籍解读
1. 动能和势能的转化
(1)在一定的条件下,动能和势能可以互相转化。
(2)如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但是机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。
(3)在分析动能和势能转化的实例时,首先要明确研究对象是在哪一个过程中,再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况,从而确定能的变化和转化情况。
注意:机械能的转化:
秘籍应用
【例1】2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭成功发射。在火箭加速升空的过程中,下列说法正确的是( )
A.火箭的重力势能转化为动能
B.飞船的重力势能逐渐增大
C.以火箭为参照物,飞船是运动的
D.飞船内宇航员的质量变小
【例2】如图所示,这是我国研发的全球首款集齐适航三证的吨级eVTOL(电动垂直起降飞行器),这是一种不需要跑道、可垂直起降的电动飞行器。如图所示,装载货物的飞行器在低空水平匀速直线飞行的过程中,下列说法正确的是( )
A.所载货物的重力势能增大 B.所载货物的机械能减小
C.飞行器的动能增大 D.飞行器的机械能不变
【跟踪训练】我国成功将一颗人造地球卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道。下列说法正确的是( )
A.火箭加速升空过程中,燃气的内能全部转化为机械能
B.火箭上升过程中,所用燃料质量减小,热值变小
C.升空过程中,火箭与大气摩擦温度升高,其所含的热量变多
D.卫星进入预定轨道后,从远地点向近地点运行时,重力势能转化为动能
【跟踪训练】地铁作为城市轨道交通的骨干,西安已建成多条线路,总里程突破400公里。列车采用先进的再生制动技术,进站时将动能转化为电能回馈电网,实现节能环保。关于西安地铁进站时的情景,下列说法正确的是( )
A.地铁进站时,车厢外流速大的位置压强大
B.地铁进站时,以地铁为参照物,站台是运动的
C.地铁进站刹车时,乘客由于惯性会向后倾倒
D.地铁进站刹车时,动能保持不变
【题型七】 几种简单机械
秘籍解读
1. 三种类型杠杆的相关比较
名称
省力杠杆
费力杠杆
等臂杠杆
图示
力臂的大小关系
l1<l2
l1>l2
l1=l2
力的大小关系
F1>F2
F1<F2
F1 = F2
特点
省力但费距离
费力但省距离
既不省力也不省距离,既不费力也不费距离
应用
铡刀、启瓶器、手推车、钢丝钳等
钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、缝纫机脚踏板等
定滑轮、托盘天平等
区分定滑轮、动滑轮和滑轮组
滑轮种类
定滑轮
动滑轮
滑轮组
图示
定义
使用时轴固定不动的滑轮
轴可以随被吊物体一起运动的滑轮
把定滑轮和动滑轮组合在一起,构成滑轮组
实质
等臂杠杆
省力杠杆
—
特点
可以改变力的方向,但不省力
可以省力,但不能改变力的方向,且费距离
既可以省力,又可以改变力的方向
拉力F移动的距离(s)和重力G移动的距离(h)的关系
S=h
S=2h
S=3h
拉力(F)和重力(G)的关系(忽略滑轮重及摩擦)
F=G
2F=G
3F=G
应用
旗杆顶部的定滑轮
电动起重机的动滑轮
常使用滑轮组提升重物
秘籍应用
【例1】如图所示,小丽用筷子夹着一个小番茄。关于筷子的使用,下列说法正确的是( )
A.在图示状态使用时,筷子是省力杠杆
B.把小番茄往手部靠近能增大动力臂
C.把小番茄往手部靠近可以更省力
D.筷子对小番茄的压力是阻力
【例2】如图所示为吸盘式挂杆,将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气,吸盘就能“吸”在瓷砖上。重10 N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态,已知AB=4AP,若吸盘与横杆的重力忽略不计,则下列说法正确的是( )
A.吸盘“吸”在瓷砖上,吸盘面积越大,大气压强就越大
B.吸盘最好吸在光滑瓷砖上,是为了减小摩擦
C.以A为支点,吸盘B受到的摩擦力为2.5N
D.将悬挂点P移到横杆正中间,吸盘B所受摩擦力变小
【跟踪训练】某同学在家利用一模一样的两个衣架组装成简易滑轮组。如图所示,他将重为3N的矿泉水瓶匀速提升0.3m,绳端拉力大小为2N,不考虑绳子的自重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.乙衣架的作用是为了改变力的方向 B.乙衣架的重力为2N
C.绳子自由端通过的距离为0.9m D.提升更重的矿泉水瓶,该装置的机械效率变大
【跟踪训练】如图所示,关于物理知识在生活中的应用下列说法错误的是( )
A.电话的话筒是声音传感器
B.人们修建盘山公路可以达到省功的目的
C.利用电磁铁设计的限流装置,防止电路中电流过大
D.水封是连通器的应用
【题型八】 机械效率
秘籍解读
1. 机械效率—η
(1)定义:有用功与总功的比值叫机械效率。
(2)公式:η= W有用/ W总。
(3)机械效率总是小于1。
(4)提高机械效率的方法:①改进结构,使它更合理、更轻巧;②经常保养,使机械处于良好的状态。
2.滑轮组、斜面的机械效率的相关计算
机械类型
有用功
额外功
总功
机械效率
提高机械
效率的方法
(考虑摩擦)
(拉动物
体上升h)
W有=Gh
W额=G动h
W总=Fs=W有+W额=Gh+G动h,F是拉力,s是拉力移动的距离,s=nh,n为承担物重的绳子段数
η====或η===
增加物重;减小动滑轮重,减小绳子摩擦
(拉动物体
上升h)
W有=Gh
W额=fs
W总=Fs=Gh+fs,F是拉力,s是拉力移动的距离
η==或η==
增大斜面倾斜程度;减小摩擦
(拉动物
体前进s)
W有=fs
—
W总=Fns,F是拉力,ns为拉力移动的距离,n为动滑轮连接绳子的段数
η===
减小绳子摩擦
秘籍应用
【例1】如图所示,用甲动滑轮竖直匀速提升一块水泥板时,机械效率为88%;用乙动滑轮竖直匀速提升相同的两块水泥板时,机械效率也是88%。已知使用动滑轮提升水泥板时,除动滑轮重力之外的其它因素导致的额外功与总功的比值相同,则甲、乙两个动滑轮的重力之比为( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
【例2】用图所示的滑轮组拉着物体A在水平地面上沿直线匀速运动2 m,绳端拉力,物体A受到地面的摩擦力为30 N。忽略绳重和动滑轮重的影响,下列说法中正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为6 m
B.滑轮组的机械效率为75%
C.有用功是物体A所受重力做的功
D.额外功主要是克服地面对物体A的摩擦力所做的功
【跟踪训练】工人用如图所示的滑轮组匀速提升重为1000N的物体,拉力F为600N。物体在10s内提升2m,忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.动滑轮的重量为400N B.工人做的有用功为2000J
C.提升该物体的机械效率是62.3% D.增大拉绳的速度,滑轮组的机械效率变大
【跟踪训练】如图是节选自我国古代科技巨著《天工开物》中的劳动情景,用独轮车运输货物时需左右对称,否则不稳定,极易倾倒。下列说法正确的是( )
A.车上物体的重力为阻力
B.使用独轮车可以省功
C.推车人的手越靠近车轮越费力
D.运送重力不同的物体时,独轮车的机械效率不变
易错点拨
【易错点一】平衡力和相互作用力区分
平衡力作用在同一物体上(等大、反向、共线),使物体保持平衡状态;相互作用力作用在两个不同物体上(等大、反向、共线,同时产生、同时消失)
【例1】2025年9月3日,为纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年,我国举行了盛大的阅兵式。下图为阅兵时的场景。下列说法正确的是( )
A.以飞过广场上空的战斗机为参照物,天安门城楼是静止的
B.飞机匀速飞过天安门上空时,只受重力作用
C.坦克经过天安门城楼时,受到的重力和对地面的压力是一对相互作用力
D.坦克在水平路面上加速前进时,受到的重力和地面对它的支持力是一对平衡力
【例2】3月28日晚,2026西安国际青年足球锦标赛,中国U23男足1:1战平朝鲜U23男足。如图是比赛时的场景,下列说法正确的是( )
A.足球静止在草坪时,足球的重力与足球对地面的压力是一对平衡力
B.离开脚后在空中运动的足球受重力、脚对足球的力
C.滚动在草坪上的足球会停下来,说明力能改变物体的运动状态
D.如果在空中运动的足球所受的外力全部消失,足球将静止不动
【跟踪训练】如图是小红坐在雪圈上,爸爸拉着雪圈在水平的雪地上游玩的情景。若爸爸拉着雪圈做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.爸爸对雪圈的拉力和雪圈受到的摩擦力是一对平衡力
B.爸爸走得越快,雪圈受到的摩擦力越大
C.小红受到的重力和雪圈对她的支持力是一对平衡力
D.充气的雪圈又软又大可以减小小红对雪圈的压力
【跟踪训练】《天工开物》是我国明代科学家宋应星所著的综合性科技著作,书中记载了古代雕版印刷的工艺流程。若将一块雕刻好的木质雕版平放在水平印刷案几上。当雕版静止时,下列各组力中属于平衡力的是( )
A.案几受到的重力和雕版对案几的压力 B.雕版受到的重力和案几对雕版的支持力
C.雕版对案几的压力和案几对雕版的支持力 D.雕版受到的重力和雕版对案几的压力
【易错点二】运动学图像
机械运动中常见的图象有s-t与v-t图象两种,能形象直观地反映物体的运动情况同学们要会区分s-t与v-t图线的不同之处,熟练地掌握图象中s-t与v-t图线的物理意义
【例1】如图甲所示,放在水平地面上的物体受到水平向右拉力F的作用,拉力随时间变化关系如图乙所示,物体运动速度随时间变化关系如图丙所示。下列判断正确的是( )
A.0~3s物体受到的摩擦力大小为0N B.3~6s物体做匀速直线运动
C.3~6s物体受到的摩擦力大小为6N D.6~9s物体运动时做功的功率为4W
【例2】水平桌面上的物体,在水平推力的作用下从图甲位置运动到图乙位置(物体未掉落),的大小以及物体运动速度与时间的关系如图丙和丁,下列说法正确的是( )
A.内,物体受到的摩擦力大小为
B.物体在第3秒时受到的滑动摩擦力为
C.物体从图甲位置运动到图乙位置,受到的滑动摩擦力变小
D.乙图中,沿竖直方向将物体露出桌面部分切掉,并放在剩余部分上面,乙图中物体对桌面的压强不变
【跟踪训练】小明沿水平方向推箱子前行,推力F-t和速度v-t图像如图甲、乙所示。判断正确的是( )
A.0~3s内,箱子受到地面的摩擦力为1N
B.t=5s时,箱子受到地面的摩擦力为6N
C.t=8s时,箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力
D.若在t=12s时松手,箱子将做匀速直线运动
【跟踪训练】如图甲,小王用方向不变的力作用在水平地面上的木箱,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙和丙所示。关于该运动过程下列说法正确的是( )
A.0~2s内,木箱处于运动状态
B.当t=1s时,木箱不受摩擦力的作用
C.当t=5s时,物体受到的摩擦力4N
D.4~6s内, 推力F对物体做了16J的功
【易错点三】摩擦力的理解应用
影响滑动摩擦力大小的因素有物体间的压力和接触面的粗糙程度,接触面的粗糙程度一定时,压力越大,物体所受的滑动摩擦力越大。对于静摩擦力,我们是根据二力平衡来判断其大小的。
摩擦力的方向总是与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向无关。摩擦力产生的条件是:两个物体相互接触、有挤压、发生相对运动或有相对运动趋势且接触面粗糙这里我们要明确“相对运动”和“相对运动趋势”的含义,“相对”是以跟被研究物体接触的另一物体为参照物,来描述被研究物体的运动方向或运动趋势的.物体的运动方向则多以静止的地面为参照物。
【例1】如图所示是小新同学将一铁制小球从斜面顶端释放,小球滚到斜面底端后接着在水平桌面上运动的情景。下列分析正确的是( )
A.小球从斜面滚下的过程中,支持力对小球做了功
B.小球在水平桌面上运动时速度越大惯性越大
C.小球在水平桌面上受到的摩擦是滑动摩擦
D.小球在水平桌面上做曲线运动,是因为受到了磁铁引力的作用
【例2】如图所示,,,此时物体A相对于地面静止,物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动(不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦)。下列说法正确的是( )
A.的功率为0.6W
B.弹簧测力计读数为6N
C.物体A和地面之间的摩擦力为2N
D.如果增大物体A可能向左运动
【跟踪训练】如图所示,某同学在冰壶场地用水平推力使冰壶从A点向前运动,到B点时松手,冰壶滑行到C点静止,已知水平冰面粗糙程度相同,下列说法不正确的是( )
A.冰壶从A到B的过程,该同学对冰壶做了功
B.冰壶能够从B运动到C,是由于它具有惯性
C.冰壶从B到C的过程,机械能转化为内能
D.冰壶在AB段所受的摩擦力大于在BC段所受的摩擦力
【跟踪训练】实验小组同学用图示装置进行“探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验,两个传感器可分别显示拉力和压力的大小,向左拉动长木板,铁块始终处于静止状态。下列有关说法正确的是( )
A.实验过程中,必须匀速拉动长木板
B.当沙桶中沙子增加时,压力传感器的示数增加
C.当沙桶中沙子增加时,拉力传感器的示数减小
D.铁块对木板的压力与木板对铁块的支持力是一对平衡力
【易错点四】功、功率和效率的理解
功、功率和效率是三个不同的物理概念。功指力对物体做的“工作量”,等于力乘以距离,单位焦耳,只关心总量;功率表示做功的快慢,等于功除以时间,单位瓦特,反映工作速度;效率则是有用功与总功的百分比,没有单位,衡量能量是否被浪费。简而言之:功看“干了多少活”,功率看“干活多快”,效率看“活干得多好”。
【例1】如图所示,某人用动滑轮将重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。下列说法正确的是( )
A.动滑轮做的有用功是400J
B.拉力的功率为40W
C.动滑轮的机械效率为90%
D.若用此装置沿竖直方向匀速提升360N重物,拉力为200N
【例2】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
【跟踪训练】为了将放置在水平地面上,的重物竖直向上匀速提升到某高度处,小明同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。当小明用如图乙所示随时间变化的竖直向上拉力F拉绳时,重物的速度v随时间t变化的关系图像如图丙所示,不计摩擦和绳重,绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向,下列说法正确的是( )
A.保持装置不变,增大被提升重物的重力,可以提高滑轮组的机械效率
B.动滑轮的重力等于
C.在竖直向上提升的过程中,重物的动能增加、重力势能减小
D.在竖直向上提升的过程中,滑轮组的效率约为80%
【跟踪训练】如图1所示,工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中,斜面长3m、高1.5m,F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图2所示,推力F随时间变化关系如图3所示。下列分析正确的是( )
A.0~10s内,箱子做匀速运动的速度为0.15m/s B.10~20s内,箱子所受摩擦力为600N
C.0~10s内,该斜面的机械效率为60% D.10~20s内,推力F的功率为100W
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