抢分06 非选择题（功和机械能与简单机械）（广州专用）2026年中考物理终极冲刺讲练测

抢分06 非选择题（功和机械能与简单机械）（广州专用） 抢分预测 抢分秘籍 抢分特训 3年考情 抢分依据 命题预测 2025T12 2024T12 2023T13 广州中考常考模块，形式以填空、实验分析为主，侧重机械能转化规律、功和功率基础概念，考点基础、易拿分。 功和机械能：考查功和功率的概念辨析与简单计算、动能/势能的影响因素、机械能转化规律，以填空、实验小问形式为主，侧重规律应用与现象分析。 2025T18、 T14 2024T13、 T16 2023T12 广州中考高频考点，结合实验、计算考查杠杆、滑轮相关规律，侧重机械效率计算与实验探究，梯度设问易拿基础分。 简单机械：考查杠杆平衡条件探究、滑轮组绕线与机械效率计算、斜面省力规律，形式涵盖作图、实验、计算，侧重公式应用与实验数据处理。 【考向一】功和机械能 1、探究物体的动能跟哪些因素有关 （1）如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少。 （2）使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同。 （3）如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下。 （4）斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小。 （5）木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力。 （6）超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。 2、功与功率的计算 功的计算 1、公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W=FS进行计算． 2、功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W=Pt求出功 功率的计算 1、功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 2、计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力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）。 【考向二】简单机械 1、力臂的画法： （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。 （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。 （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂．用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 2、探究杠杆的平衡条件 （1）开始实验探究，将钩码用细线悬挂在杠杆左侧，在杠杆右侧用弹簧测力计拉住杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，此过程中应该注意使弹簧测力计拉线沿竖直方向。 （2）分析实验数据，得到的结论是：F1l1＝F2l2（填写表达式）； （3）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂。 （4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是寻找普遍规律。 （5）将砝码换成测力计的好处是：能直接测出拉力的大小，实验操作方便。 （6）选择杠杆终点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。 3、测量滑轮组的机械效率 （1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）通过实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 （3）通过实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （4）通过实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。 （5）通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。 （6）实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？ 答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。 （7）同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 4、简单机械的计算 杠杆的平衡条件的计算 1、杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂；式的表达式为F1l1=F2l2。 2、杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 滑轮组机械效率计算 1、公式变形：，注意绕绳段数n对F和s的影响； 2、结合浮力题（如打捞沉物）：总功需包含拉力对滑轮和物体的双重作用。 斜面机械效率分析 1、公式应用：，额外功主要来自摩擦力； 2、当斜面效率已知时，反推推力。 二力平衡与做功综合 1、匀速运动时拉力等于摩擦力，W=Fs计算总功（如水平拉动物体）； 2、多物体系统（如拉杆箱）中，需分析整体受力与能量分配。 5、杠杆平衡条件的应用问题 （1）根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡。此类问题需要判断相应力和力臂的乘积是否相等，当F1l1=F2l2时，杠杆平衡；当F1l1>F2l2时，杠杆沿F1方向转动；当F1l1<F2l2时，杠杆沿F2方向转动。 （2）已知杠杆是平衡的，根据杠杆平衡条件计算力或力臂的大小，判断动力的变化。若要计算力或力臂的大小，就要知道另外三个量的大小；若要判断动力的变化，就要先判断动力臂和阻力臂的变化特点。 （3）应用杠杆平衡条件解决问题的一般步骤: ①将实物抽象为杠杆模型； ②确定支点； ③明确动力、阻力的大小和方向，画出力的示意图； ④画出动力臂和阻力臂； ⑤利用杠杆的平衡条件进行计算或判断。 6、滑轮与机械效率的问题 （1）有用功的计算方法（以竖直向上提升重物为例） ①定义法：；②；③公式法： （1）不计绳重，以及绳与滑轮间的摩擦，则有：， （2）当物体浸在液体中时，则有：，， 注意：当用动滑轮或滑轮组竖直向上提升物体时，克服物体重力做有用功，即，不计绳重及摩擦克服动滑轮重做的功是额外功;当用动滑轮或滑轮组水平拉物体时，克服物体与水平面间的摩擦力做的功为有用功，即;当物体沿斜面上升时，克服物体重力做的功为有用功，即，克服物体与斜面间的摩擦力做的功为额外功，即。解答时应紧扣有用功、总功和额外功的定义，从工作的目的入手分析，弄清做的哪些功是有用功，哪些功是总功，哪些功是额外功，然后根据公式，求解机械效率。 题型一 功与功率 1．（2025·广东广州·三模）如图甲所示，这是我国的056A型护卫舰，小明查阅相关资料后得到该护卫舰的参数如下表所示。某次执行任务时，护卫舰由静止出发，以恒定最大推进功率航行，加速航行1.2km后达到最大航速，图乙是本次航行的v-t图像。（g＝10N/kg）求： 满载排水量 吃水深度 最大航速 最大推进功率 (1)护卫舰满载停泊在港湾时所受浮力大小________； (2)护卫舰以恒定最大推进功率从静止出发，航行120s达到最大速度的过程中，求推力做的功________； (3)护卫舰从密度较小的河永驶入密度较大的海水中，它受到的浮力__________；它排开水的重力___________；排开水的体积__________。（以上三空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 【答案】(1) (2) (3) 不变 不变 变小 【详解】（1）根据阿基米德原理，浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于物体排开液体所受的重力，即 则 （2）推力做的功 （3）[1]护卫舰在河水中和海水中都处于漂浮状态，根据漂浮条件，物体漂浮时浮力等于重力，护卫舰自身重力不变，所以它受到的浮力不变。 [2]根据阿基米德原理，因为浮力不变，所以排开水的重力不变。 [3]浮力不变，g不变，海水密度大于河水密度，根据，可知排开海水的体积变小。 2．（2024·广东广州·一模）木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示，其中GA=GB。 （1）此过程做匀速直线运动的物体是________（选填“A” 、“B”或“A 和 B”），  速度为________m/s； （2）此过程 F 对 A 做的功为________J； （3）此过程， A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2，F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2，则f1________f2，P1________ P2（选填“=”或“≠”）。 【答案】 A 1.5 18 ≠ = 【详解】（1）[1]s-t图像中，图像的斜率表示物体的速度，由图得，A的速度不变，B的速度改变，说明A做匀速直线运动，B做变速直线运动。 [2]A速度为 （2）[3]此过程 F 对 A 做的功为 （3）[4]A做匀速直线运动，受到的牵引力等于摩擦力；B做加速运动，受到的牵引力大于摩擦力，AB受到的牵引力相同，则 [5]AB受到的牵引力相同，运动路程相同，由得，AB做的功相同，运动时间相同，由得，AB的F对 A 、B 做功的功率 3．（2024·广东广州·二模）如图，物体在F=3N的水平拉力作用下，沿水平地面从M运动到Q，每经过1s，用虚线框记录物体的位置。 （1）在MN、OP段，物体的速度分别为v1、v2，拉力F所做的功为W1和W2，物体所受摩擦力分别为f1、f2，则v1______v2，W1______W2，f1______f2（均选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）物体从O运动到P，F做功的功率是______W，所受支持力做功的功率是______W。 【答案】 ＜ ＝ ＞ 9 0 【详解】（1）[1][2][3]由图1可知，MN与OP段路程相同，MN段所用时间大于OP段所用时间，根据公式可知，MN段的速度小于OP段速度，即v1＜v2；拉力不变，MN与OP段路程相同，根据公式可知，拉力F所做的功为W1=W2；因物体在MN做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，f1=F；OP段做加速运动，f2＜F，则f1＞f2。 （2）[4][5]物体从O运动到P，F做的功为 功率为 物体在竖直方向上没有移动距离，支持力不做功，功率为0。 4．（2025·广东广州·二模）小徐游玩时被蹦极活动深深吸引，蹦极参与者从高处跳下，身上绑定的弹性绳被反复拉伸，整个过程充满了刺激与挑战。小徐决定对“蹦极”进行模拟实验，了解其中的物理知识。通过网络查询，她找到了下表资料。 类型 材料 最大伸长倍数 例子与应用场景 1 锦纶弹力丝 3到5倍 户外装备、登山绳 2 天然橡胶 4到7倍 健身拉力带 3 高性能乳胶丝 12到14倍 医疗领域 4蚕丝弹力丝 2到3倍 高档丝绸服装 （注：伸长倍数指材料在拉伸过程中，伸长后的总长度与原始长度的比值） （1）有一材料的原长为20cm，伸长到最长时，其总长度为280cm，则该材料可能是上表资料中的类型________（填数字），其伸长倍数为________倍； （2）小徐利用天然橡胶弹性绳（原始长度为7cm，忽略自重及固定在天花板和固定物体时所需的长度）、正方体（边长为4cm）、弹簧测力计、刻度尺等进行模拟，操作如下： ①将正方体挂在已调零的弹簧测力计挂钩上，在空气中静止，如图1所示； ②将弹性绳上端固定在天花板上，静止时如图2所示； ③将正方体固定在弹性绳下端，将它移至图3所示的A位置并由静止释放，正方体下落到如图4所示的最低点B位置（第一次下落）。 （3）正方体所受重力为________N； （4）已知的长度为30cm，的长度为32cm。正方体从A位置下落到B位置的过程中，重力做的功为________，弹性绳的伸长倍数为________倍。 【答案】 3 14 1 0.34J 5 【详解】（1）[1][2]伸长倍数指材料在拉伸过程中，伸长后的总长度与原始长度的比值，故该材料伸长倍数为 故可能是类型3。 （3）根据图中弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为1N，物体的重力为1N。 （4）[1][2]物体下落的高度 重力做功 弹性绳的伸长后的长度为 伸长倍数为 5．（2024·广东广州·一模）桌子H在水平拉力作用下，在水平面从M到N如图1，重10N的箱子放在H上如图2，H在水平拉力作用下在另一水平面从P到Q，箱子与H一起运动，、的方向始终沿着H运动方向。H两次运动的路程—时间图像如图3。 （1）在MN、PQ段，H的速度分别为、，所受摩擦力分别为、，则_________，_________。（均选填“＞”“＝”“＜”） （2）H上表面水平，在PQ段，H对箱子的支持力做的功为_________J，H受到的力做的功为_________J。在MN段的功率为，在PQ段的功率为，则_________（选填“＞”“＝”“＜”）。 【答案】 ＞ ＞ 0 2.4 ＞ 【详解】（1）[1][2]由图3可得，桌子两次都做匀速直线运动，且MN段的速度为 PQ段的速度为 则 因桌子在MN、PQ段均做匀速直线运动，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，则 所以 （2）[3]在PQ段，H对箱子的支持力是竖直方向的，而箱子是在水平方向上移动的，所以H对箱子的并没有做功，即做功为0J。 （2）[4]H受到力F2做的功为 （2）[5]F1在MN段的功率为 F2在PQ段的功率为 则 6．（2025·广东广州·二模）工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个方形物件，绳子通过滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，水底到地面的高度h是7m，如图甲所示，汽车拉着物件一直匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与绳子向前移动距离s的变化关系如图乙所示。物件露出水面而带出的水分、绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，水的密度为，g取10N/kg，求： (1)物件完全离开水面后上升1m，汽车对绳子的拉力做的功； (2)物件浸没在水中时，受到的浮力大小； (3)物件的体积。 【答案】(1)3000J (2)1250N (3)0.125m3 【详解】（1）由图甲可知，滑动为定滑轮，只改变力的方向。由图乙可知，物件完全离开水面后，汽车对绳子的拉力F=3000N，则汽车对绳子的拉力做的功W=Fs=3000N×1m=3000J （2）由图乙可知，物件完全离开水面后匀速上升，处于平衡状态，则物件的重力G=F=3000N 物件浸没在水中时，绳子对物件的拉力F1=1750N，根据称重法可知，物件浸没时受到的浮力F浮=G-F1=3000N-1750N=1250N （3）物件完全浸没在水中时，排开水的体积等于物件的体积，根据阿基米德原理可知，物件的体积 7．（2024·广东广州·三模）图甲所示，工人将货物搬运到货车上，过程简化为图乙所示：某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中，推力做功的功率大小； (2)货物静止在d点时，对货车的压强大小。 【答案】(1)120W (2)1000Pa 【详解】（1）货物从a点到b点作匀速运动，受到的推力800N，货物移动的距离为s= 1.5m，速度为 推力做功的功率大小 （2）货物从静止在d点时，对货车的压力跟货物的重力大小相等，得 因为是变长1m的正方体，受力面积为 货物静止在d点时，对货车的压强大小 8．（2024·广东广州·三模）某轿车的质量是1t，车轮与地面的总接触面积是0.1m2（g=10N/kg） （1）轿车空载静止时，对水平地面的压强为多少？ （2）在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时，轿车由静止开始运动，水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后，轿车以30m/s的速度做匀速直线运动，①则在20-40s时间内动力做的功为多少？②轿车发动机的功率为多大？ 【答案】（1）1.0×105Pa；（2）1.2×106J；6×104W 【详解】解：（1）静止时轿车对水平地面的压力为 F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1.0×104N 轿车对水平地面的压强为 （2）由图可知，轿车在20~40s时间内牵引力F保持不变，为F=2×103N，根据可得，在20~40s时间内通过的路程 s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m 在20~40s内牵引力做的功为 W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J 轿车发动机的功率为 答：（1）它空载静止时，对水平地面的压强为1.0×105Pa； （2）轿车在20~40s时间内牵引力做的功1.2×106J；轿车发动机的功率为6×104W。 9．（2024·广东广州·二模）冰壶和冰球运动是冬奥比赛项目（g=10N/kg）。（甲乙丙是三个材质和质量相同的冰壶） (1)冰壶的质量约为20kg，底部与冰道接触的面积约为200cm2，根据以上数据算出冰壶静止时对冰道的压强大小约为多少？ (2)某次练习中，两运动员分别同时控制冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B，水平推力大小相等。每经过1s，频闪摄影记录冰球的位置如图a，在B时撤出推力，两球分别静止在C和D处； ①第7秒时甲相对乙 （选填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）； ②求冰球甲从Á滑行到B的速度； ③在b方框画出冰球乙经过C点的力的示意图。（用·表示乙） ④滑行过程中，两冰球所受摩擦力f甲 f乙（选填“>”、“=”或“<”）； ⑤若冰球乙在C点撞击静止的冰球丙，撞击力F为400N。撞击分离后，丙向前滑行停在D点，求撞击力F对冰球丙做的功。 【答案】(1)1×104Pa (2)①向左运动，②2m/s，③，④=，⑤0 【详解】（1）冰壶的质量m=20kg，则冰壶对地面的压力 F=G=mg=20kg×10N/kg=200N 冰壶与冰道的接触面积S=200cm2=0.02m2，则冰壶对地面的压强 （2）①[1]由图可知第7秒时，甲停止运动，乙还在向右滑行，故以乙为参照物，甲在向左运动。 ②[2]冰球甲从Á滑行到B的过程中做匀速直线运动，由图可知路程s=6m，时间间隔为t=3s，冰球甲从Á滑行到B的速度 ③[3]乙在C点时仍是处于运动状态，水平面上只受向左的摩擦力，竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，如图所示： ④[4]由于冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B，所以它们所受摩擦力大小等于各自受到的推力，而水平推力大小相等，所以甲、乙所受摩擦力相等，即 f甲=f乙 由于冰球甲、乙从B往后的滑行过程中受到是滑动摩擦力，又因为三个冰壶完全相同，因此冰壶对冰面的压力相同，冰壶与冰面的粗糙度也相同，因此仍是f甲=f乙 ⑤[5]分离后，丙在水平面上只受向左的摩擦力，不再受到撞击力F的作用，因此分离后，撞击力F对冰球丙做的功为0。 10．（2025·广东广州·二模）如图（1）所示，用弹簧测力计拉着同一个物体在和两段不同的水平路面直线运动，其中物体在AB段、CD段运动的动能和时间关系如图（2）所示。 (1)在方框内画出物体在AB段水平方向受到的力（用黑点表示物体）； (2)AB段物体受到摩擦力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）CD段物体受到摩擦力； (3)CD段物体受到摩擦力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）DE段物体受到摩擦力； (4)拉力在段对物体做功___________；段做的功率为；段做功的功率为，则___________。（选填“>”、“=”、“<”） 【答案】(1) (2)大于 (3)等于 (4) 12 = 【详解】（1）由图2可知：物体在AB段的动能不变，质量不变，所以物体的速度也不变，即物体在AB段做匀速直线运动，则物体在AB段水平方向受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反，且在同一直线上，因此物体受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力，两个力大小相等，如图所示： （2）由图2可知，物体在CD段的动能不变，质量不变，速度不变，所以物体在CD段做匀速直线运动，此时受到的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，则 AB段时，物体受到的摩擦力与拉力也是一对平衡力，二者大小相等，由图1可知，AB段弹簧测力计示数为 所以 所以物体在AB段所受的摩擦力大于它在CD段所受的摩擦力。 （3）物体在DE段运动时和在CD段运动时，物体对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以受到的滑动摩擦力不变，即CD段物体受到摩擦力等于DE段物体受到摩擦力。 （4）[1][2]由图可知，物体在AB段受到的拉力，通过的路程为，则拉力在AB段对物体做功 AB段做功的功率为 物体在CD段受到的拉力，通过的路程为，则拉力在CD段对物体做功 CD段做功的功率为 则 11．（2025·广东广州·二模）2024年5月，福建舰（如图1所示）完成了首次航行试验任务。福建舰满载时的排水量为，吃水深度可达13m。其配备的“歼-15舰载机”（如图2所示）是福建舰战斗力的核心，它在万米高空水平飞行时受到的零升阻力f与速度的平方的关系图像如图3所示。（吃水深度是指船舶底部到水面的垂直距离） (1)当福建舰上若干架舰载机起飞后，福建舰的吃水深度将________（选填“变深”“变浅”或“不变”）； (2)求福建舰满载漂浮时，其受到的浮力大小和舰底所受到海水的压强大小；（海水的密度取，g取） (3)福建舰以10m/s的速度沿水平方向匀速直线巡航1000m，所受的阻力始终为，求福建舰推力所做的功的功率大小； (4)歼-15舰载机以200m/s的速度在万米高空水平匀速飞行时，它所受到的零升阻力f为________N。 【答案】(1)变浅 (2) (3) (4) 【详解】（1）福建舰航行时，处于漂浮状态，所受浮力等于总重力，若干架舰载机起飞后，总重力变小，故福建舰所受的浮力变小，根据可知福建舰排开海水的体积变小，则福建舰将上浮一些，即福建舰的吃水深度变浅。 （2）福建舰满载时的排水量为 故福建舰满载漂浮时，其受到的浮力 舰底所受到海水的压强 （3）福建舰沿水平方向匀速直线巡航时，所受推力与阻力平衡，大小相等，即 故福建舰推力做功的功率 （4）歼-15舰载机在万米高空水平匀速飞行时，由图3可知，它所受到的零升阻力与速度的平方成正比， 故速度为200m/s时，它所受到的零升阻力 12．（2025·广东广州·二模）某时刻三峡大坝上下游的水位差达到，船舶要翻过大坝，可以选择“爬楼梯”或者“坐电梯”，这里的“楼梯”指的是船闸，“电梯”就是升船机。（g取，水的密度为）    (1)如图甲为一艘轮船通过大坝从上游驶向下游的情形。闸门A打开，闸室与上游水位等高，打开闸门C，轮船驶入闸室。船闸利用了_________原理；图中船相对于大坝是_________（选填“运动”或“静止”）的。 (2)如甲图中，船闸上游水深，请计算水底处0.2m2地面上受到水压力多大？ (3)升船机如图乙，与电梯原理相似。不考虑能量损耗，承船厢载着水和游轮垂直匀速提升，6分钟提升108m后与上游江面齐平，承船厢内船与江水总质量为吨，则电梯功率为多大？ 【答案】(1) 连通器 运动 (2)3×105N (3)6×107W 【详解】（1）[1]由图甲可知，阀门A打开，闸室与上游的上端开口、底部连通，构成了连通器，闸室与上游水位等高，打开闸门C，轮船驶入闸,所以船闸是利用连通器原理工作的。 [2]轮船通过大坝从上游驶向下游时，船相对于大坝的位置发生了变化，故船相对于大坝是运动的。 （2）水底处受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa 水底处0.2m2地面上受到水的压力F=pS=1.5×106Pa×0.2m2=3×105N （3）承船厢载着水和游轮垂直匀速提升，6分钟提升108m后与上游江面齐平，承船厢内船与江水总质量为2×104吨，则电梯做的功W=Gh=mgh=2×104×1000kg×10N/kg×108m=2.16×1010J 电梯的功率为 题型二 机械能及其转化 13．（2025·广东广州·二模）某工人师傅用如图所示斜面运送货物，将货物从O处由静止释放，下落过程中经过P处，最终静止在Q处。 (1)货物在O处的重力势能___________（选填“大于”“等于”或“小于”）P处的重力势能，货物在Q处的动能___________（选填“大于”“等于”或“小于”）O处的动能； (2)从O到Q的过程中，货物的机械能将___________（选填“变大”“变小”“不变”）； (3)图1为提袋器（忽略重力），图2用提袋器提袋子时手受到压强，图3用手直接提同一个袋子手受到压强为，______（选填“>”、“<”、“=”），判断的依据是___________。 【答案】(1) 大于 等于 (2)变小 (3) < 根据可知，压力相同时，增大受力面积可以减小压强 【详解】（1）[1][2]货物在O处的高度大于P处的高度，其质量不变，所以货物在O处的重力势能大于P处的重力势能；货物在O处和Q处的速度都为零，故动能都为零，则货物在Q处的动能等于处的动能。 （2）从O到Q的过程中，货物受到阻力作用，克服阻力做功，故货物的机械能将变小。 （3）[1][2]由图可知提袋器增大了与手的接触面积（受力面积），由可知，在压力一定时，增大受力面积可以减小压强，故。 14．（2025·广东广州·三模）小明和小红练习传球，如图是排球先后经过位置1、2、3、4的运动轨迹，其中位置1、位置2是小球前两次向上运动的最高点，位置3与位置4在同一水平高度。 (1)若小球运动到位置1时所有力都消失，小球将__________（选填“静止”、“水平匀速直线运动”、“竖直向下运动”）； (2)小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为__________（选填“E1>E2”、“E1=E2”、“E1<E2”或“无法判断”）； (3)小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为__________（选填“Ek3>Ek4”、“Ek3<Ek4”、“Ek3=Ek4”或“无法判断”）。 【答案】(1)水平匀速直线运动 (2)E1>E2 (3)Ek3>Ek4 【详解】（1）若小球运动到位置1时所有力都消失，小球竖直方向的速度为0，水平方向的速度不为0，则小球将沿水平匀速直线运动。 （2）小球运动过程中，需要克服摩擦力做功，机械能不断减小，则小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为 （3）小球运动到位置3和位置4时机械能 机械能为动能与势能的总和，小球运动过程中质量不变，位置3和位置4高度相同，小球在位置3和位置4的重力势能相等，则小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为 15．（2025·广东广州·三模） (1)如图所示，小红用平行于斜面的拉力把物体乙从C点匀速拉至D点，忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦，物体乙的机械能___________（选填“变小”、“变大”或“不变”）； (2)如图所示，忽略空气阻力，小东将与乙完全相同的物体甲，匀速提升至高度H。若小红对物体乙做的功为W1，则小东对物体甲做的功为W2，则W1___________W2（选填“>”、“<”或“=”） 【答案】(1)变大 (2)= 【详解】（1）物体乙匀速运动，动能不变；高度升高，重力势能变大，机械能等于动能与势能之和，所以机械能变大。 （2）由题意，忽略空气阻力，设 小东将与乙完全相同的物体甲，匀速提升至高度H，则小东做功 忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦，则小红做的额外功为零，则小红做功 所以 16．（2025·广东广州·二模）下图所示为球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，C位置为最高点。 (1)若球运动到D位置时受到的所有力突然消失，则球将______（选填“静止”“做匀速直线运动”或“做加速直线运动”）； (2)如图所示为球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，但是粗心的小明忘记在柱状图上标记出对应的位置，请在图中横坐标的方框内标记出C的位置______； (3)球在B点的动能______（选填“大于”“等于”或“小于”）其在D点的动能。 【答案】(1)做匀速直线运动 (2) (3)等于 【详解】（1）球运动到D位置时具有一定的速度，是运动的，若此时受到的所有力突然消失，根据牛顿第一定律，球将保持此刻的速度做匀速直线运动。 （2）C点是最高点，球在C点时，高度最高，则重力势能最大，所以最后一个方块对应C点，作图如下： （3）球被投出后，从A点到B点，再到C点的过程中将动能转化为重力势能，在A点时，速度最大，高度最小，则动能最大，重力势能最小，在C点时高度最大，速度最小，则重力势能最大，动能最小；从C点到D点的过程中，将重力势能转化为动能；B点的高度大于D点的高度，则B点的重力势能大于D点的重力势能。综上分析可知，柱状图上从左到右分别是D、A、B、C，由柱状图可知，球在B点的动能等于其在D点的动能。 17．（2025·广东广州·二模）科学家对银河系中心附近的恒星S₂进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S₂的位置如图所示，科学家认为S₂恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S₂恒星质量的变化，根据图片信息： (1)黑洞可能位于椭圆轨道内部的_____点（选填“P”、“Q”）； (2)S2恒星在运动过程中所受力是否平衡？_________，你的依据是： __________； (3)由机械能的转化与守恒定律可知，S2恒星在1995年时期的重力势能______2001年时期的重力势能，S2恒星在1995年时期的动能__________2001年时期的动能（以上两空选填“大于”、“小于”或“等于”）； 【答案】(1)Q (2) 否 S2恒星在运动过程中运动状态发生了改变，所以S2受力不平衡 (3) 大于 小于 【详解】（1）根据图中每年运动轨迹知道，S2恒星在1995年时期的移动距离比2001年时期的移动距离小，速度小，因而动能小，由于太空没有空气等阻力，故机械能守恒，故此时的重力势能大，离吸引力很大的黑洞距离远，故黑洞可能是Q点。 （2）[1][2]科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，即S2恒星在运动过程中运动状态发生改变，所以S2恒星在运动过程中所受力不平衡。 （3）[1][2]根据图中每年运动轨迹知道，S2恒星在1995年时期的移动距离比2001年时期的移动距离小，速度小，则S2恒星在1995年时期的动能小于2001年时期的动能，由于太空没有空气等阻力，故机械能守恒，故S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能。 18．（2025·广东广州·一模）如图，篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后最高只能回到与M点等高的N点。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek，重力势能为Ep。 (1)从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能________（选填“减小”“不变”“增大”）。 (2)M到N过程中减少的机械能E减=________（选填“E-Ep”“E-Ek”）。 【答案】(1)减小 (2)E-Ep 【详解】（1）从水平地面回弹到N点过程中，篮球的质量不变，篮球的速度越来越小，所以篮球动能减小。 （2）篮球在M点具有的机械能E=E1=Ek+Ep，由于篮球在N点的动能为0，所以篮球在N点具有的机械能E2=Ep，故M到N过程中减少的机械能E减=E1-E2=Ek=E-Ep。 19．（2025·江苏苏州·一模）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为点与点，离地高度为和，在这个过程中，小球的机械能是__________（守恒/不守恒）的，图中__________（大于/等于/小于）。 【答案】 守恒 大于 【详解】[1]甲球沿光滑斜面上升，无阻力，不存在能量损失，因此机械能是守恒的。 [2]甲乙两球在运动过程中，不存在能量的损失，因此机械能都是守恒的，甲图中小球的质量不变，上升到最高点时，速度为0，将动能全部转化为重力势能；乙图中小球上升到最高点时，竖直方向无速度，水平方向还有速度，就具有一定的动能，质量不变，将部分动能转化为重力势能，因此小球在斜面上升的高度大于抛向空中上升的高度，即。 20．（2025·广东广州·一模）如图所示，消防员在进行消防演练。 (1)消防员以v的速度从地面沿着杆匀速爬至楼层顶端，此过程消防员的机械能如何变化？______（选填“变大”“变小”或“保持不变”）； (2)上爬过程中，消防员所受摩擦力的方向为______； (3)消防员爬到顶端后，在楼顶取了包袱，背上包袱开始以相同的速度v匀速下滑，此过程中消防员所受的摩擦力与比较哪个大？______（选填“>”“<”或“=”）； (4)消防员背上包袱下滑时的动能与向上爬取包袱前的动能相比如何变化？______（选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 【答案】(1)变大 (2)竖直向上 (3)＞ (4)变大 【详解】（1）消防员以v的速度从地面沿着杆匀速爬至楼层顶端，此过程消防员的质量不变，速度不变，动能不变；高度升高，重力势能增大，所以机械能变大。 （2）消防员沿杆匀速向上爬，处于平衡状态，在竖直方向受到重力和摩擦力的作用，这两个力是一对平衡力。重力方向竖直向下，所以摩擦力方向竖直向上。 （3）消防员背上包袱后重力增大，匀速下滑时，处于平衡状态，摩擦力与重力仍是一对平衡力，即等于此时的重力。而在向上爬时，等于消防员自身重力，取包袱后重力增大，则摩擦力变大，所以。 （4）动能大小与质量和速度有关，消防员下滑与向上爬时速度相同，但背上包袱后质量增大，所以下滑时动能变大。 21．（2025·广东广州·三模）如图所示，摆线长L相同，实心小铁球A、小铅球B的体积VA＝VB，密度ρ铁＜ρ铅，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 (1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中，任一时刻速度的大小与小球的质量 _______ （选填“有关”或“无关”）； (2)若用如图乙、丙所示的装置，可通过改变悬线与竖直方向的夹角来改变小球撞击木块时的 _______ ，从而探究物体的动能大小与这个物理量的关系，请你根据这个方案设计实验步骤，记录3组以上的实验数据，并且根据实验数据，作出分析判断。 ①实验步骤：_________ 。 ②数据记录表格________； ③数据分析：___________ 。 【答案】(1)无关 (2) 速度 见解析 见解析 见解析 【详解】（1）实心小铁球A、小铅球B的体积VA＝VB，密度ρ铁＜ρ铅，由密度公式可知，两个小球的质量不同，图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，则小球的速度相同，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的质量无关。 （2）[1]根据乙、丙所示的探究过程，当悬线与竖直方向的夹角越大，木块被撞的距离越大，说明小球到达最低点的速度越大，所以可通过改变悬线与竖直方向的夹角来改变小球撞击木块时的速度。 [2]由题意可知，探究物体的动能大小与速度的关系，根据控制变量法，控制质量不变，设计实验步骤： ①组装实验装置，保持悬线与竖直方向夹角为θ1，让B球从静止开始释放，撞击木块C，用刻度尺测量并记录C的移动的距离s1； ②增大悬线与竖直方向夹角θ，重复步骤1，测得距离为s2、s3。 [3]实验中需要记录悬线与竖直方向夹角θ和木块C被撞的距离s，根据实验需要测量的数据，可知设计的实验表格为： θ/° s/m [4]数据分析：若θ1＜θ2＜θ3，但是s1＝s2＝s3，则物体的动能大小与物体运动速度无关；若θ1＜θ2＜θ3，且s1＜s2＜s3，则物体的动能大小与物体运动速度有关，质量相同时，物体运动速度越大，动能越大。 22．（2025·广东广州·一模）如图展示了一个弹弓模型，忽略空气阻力，通过拉伸橡皮筋后，能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。 (1)用A点表示小鸟，请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图； (2)弹弓的橡皮筋伸长过程中，弹性势能_________；发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________（选填“变小”  “变大”或“不变”）； (3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关，与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢？生活经验告诉我们水平飞出速度越大，飞行的水平距离越远，现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等，请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。 实验步骤：__________； 设计实验表格：__________。 【答案】(1) (2) 变大 不变 (3) 见解析 见解析 【详解】（1）离开橡皮筋后，忽略空气阻力的情况下，小鸟只受重力，重力的方向总是竖直向下的，如图所示： （2）[1][2]弹性势能的大小是随着橡皮筋的伸长量的增大而增大的，因此弹性势能变大；由于忽略空气阻力，仅受重力的情况下，小鸟在空中的机械能守恒。 （3）[1]实验步骤： ①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋； ②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上，将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出，用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录； ③换一条较粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离； ④换一条最粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离。 [2]如表所示： 实验序号 橡皮筋的粗细程度 弹射水平距离/m 1 细 2 较粗 3 最粗 23．（2025·广东广州·一模）小明在进行足球训练时，看到发球装置将足球斜向上抛出。 (1)小明在训练中某次抛出足球轨迹如图1，A、B、C为足球下落过程先后经过的点。若此过程中足球在各点位置的机械能和动能如下表。 ①足球在A点时的重力势能_________C点时的重力势能，在A点的速度_________C点的速度（以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”）； ②从A到B的过程中足球的机械能损失量为_________J； 位置 机械能/J 动能/J A点 53 30 B点 46 19 C点 40 30 (2)小明发现发球装置可调节发射足球的抛射角和抛出速度，实现射程不同。小明查得：忽略空气阻力时，足球被抛出后运动轨迹如图2虚线所示。抛出方向与水平方向的夹角为抛射角，A点的速度为抛出速度v，A点到落地点的水平距离为射程x.同时，x与v之间满足公式，其中k的大小与抛射角的关系如图3所示（g＝10N/kg）。 ①v不变时，抛射角大小为_________度时，x最大。 ②若抛射角为90度，v为10m/s，则x为_________m。 ③小明想探究“抛射角一定时，x与v2的关系”，设计了以下步骤： a.把抛射角调为45度，v设定为5m/s，将足球从A点抛出； b.记录足球落地位置，用卷尺测出x并记录。 c.把抛射角调为_________度，将v逐次增加5m/s重复步骤a、b，进行多次实验，直到v增加到30m/s为止。 请帮他设计实验数据记录的表格_________。 【答案】(1) 大于 等于 7 (2) 45 0 45 见解析 【详解】（1）①[1][2]由图1可知，A点比C点高，质量不变，足球在A点时的重力势能大于C点时的重力势能，由表中数据可知，A点的动能等于C点的动能，质量不变，所以在A点的速度等于C点的速度。 ②[3]从A到B的过程中足球的机械能损失量为53J-46J=7J （2）1①[1] x与v之间满足公式，可知，速度v不变时，x与k成正比，由图3可知，抛射角大小为45°时，k值最大，x最大。 ②[2]若抛射角为90度，由图3可知，k值为0，v为10m/s，则 ③[3]探究“抛射角一定时，x与v2的关系”， 把抛射角调为45度，将v逐次增加5m/s重复步骤a、b，进行多次实验，直到v增加到30m/s为止。 [4]实验数据中需要有抛射角，抛出速度，抛出速度的平方和射程，如下表 实验次数 抛射角（度） 抛出速度 （m/s） 抛出速度平方(m²/s²) 射程x(m) 1 45 5 25 2 45 10 100 3 45 15 225 4 45 20 400 5 45 25 625 6 45 30 900 24．（2025·广东广州·三模）如图1为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值，然后逐渐减慢，直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力，则 (1)运动员从O点运动到A点的过程中，他的______转化为______（以上两空均选填“动能”或“重力势能”）； (2)运动员从B点运动到C点的过程中，他的动能______，重力势能______，机械能______，蹦床的弹性势能______（以上均选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)以点代表运动员，请在图2中画出运动员在O点的受力示意图（虚线为运动员下落的方向）。 【答案】(1) 重力势能 动能 (2) 减小 减小 减小 增大 (3) 【详解】（1）[1][2]运动员在O点时处于最高位置，具有最大重力势能。随着下落，高度降低，重力势能逐渐减小。减小的重力势能转化为动能，使运动员速度逐渐增大。例如跳水运动员从跳台下落时，也是重力势能转化为动能的过程。 （2）[1][2][3]运动员到达B点时速度达到最大值，表明此时人体受到的重力与弹力相等，从B点到C点，由于这个过程，弹簧产生的弹力增加，弹力大于重力，故运动员速度逐渐减慢，动能减小。随着高度降低，重力势能持续减小。机械能等于动能与势能之和，运动员的动能与重力势能均减小，故其机械能减小。 [4]蹦床形变程度增大，储存的弹性势能增加。这类似于压缩弹簧时弹性势能增大。 （3）在O点时，运动员只受到竖直向下的重力作用（用带箭头的线段表示，箭头向下，标注G）。此时还未接触蹦床，不受弹力作用。如图所示： 25．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，轻质弹簧一端固定在墙上，另一自由端不受外力时在B点。把这端固定在物体M上，压缩到A点静止释放时（如图乙所示），M沿粗糙水平地面向右运动。当经过C点时，速度（如图丙所示，长度）。 (1)在方框内以“·”代替M，画出M经过C点时的受力示意图。 (2)从A到C的过程中，弹簧的弹性势能如何变化？________________ 从A到C的过程中，物体M的动能如何变化？________________ 从A到C的过程中，弹簧的弹性势能与物体动能的总和是否保持不变？________ 【答案】(1) (2) 先减小后增大 先增大后减小 减小 【详解】（1）在竖直方向上物体受到重力和支持力，它们是一对平衡力，先画出受到重力和支持力，大小相等，方向相反。图丙中当物块运动到C点的位置时，速度为v，弹簧被拉伸，此时弹簧对物块的拉力的方向是水平向左的，由于物体向右运动，则桌面对物体的摩擦力的方向是水平向左的；所以物体一共受到4个力的作用，如图所示： （2）[1]从A到C的过程中，弹簧的形变程度先变小后变大，所以弹簧的弹性势能先减小后增大。 [2]从A到C的过程中，物体开始向右加速，然后再向右减速，质量保持不变，所以物体M的动能先增大后减小。 [3]从A到C的过程中，由于物体受到地面的摩擦力，一部分机械能转化为其他形式的能，所以弹簧的弹性势能与物体动能的总和减小。 26．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，在水平地面上有一重的物体，受到绳子竖直向上的拉力，此时地面受到物体的压力为，受力面积为2m2，它对地面压强为p。电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升60s后，功率逐步减小，70s时功率为0W。此过程物体的“v-t”关系如图乙所示。忽略空气阻力。 (1)计算：压强p。 (2)计算：前60s，拉力对物体做的功。 (3)第60s时物体的机械能为；第70s时物体的机械能为。则_______（选填“<”“=”或“>”），判断依据_______。 (4)0~10s，钢索对物体的拉力_______（选填“变小”“不变”或“变大”），判断依据_______。 【答案】(1) (2) (3) < 拉力对物体做功的过程中，电能转化为物体的机械能 (4) 变小 根据，0~10s内P不变，v增大，所以F变小 【详解】（1）地面受到物体的压力为，受力面积为2m2，它对地面压强为 （2）电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升持续的时间为60s，在这60s的时间内拉力对物体做的功W=Pt=30×103W×60s=1.8×106J （3）[1][2]从60s到70s的过程中，电动机钢索的拉力对物体做功，将电能转化为机械能，所以第60s时物体的机械能为E1小于第70s时物体的机械能E2，即E1<E2。 （4）[1][2]由乙图可知，0~10s内，物体的速度变大，电动机功率恒定，根据可知，钢索对物体的拉力变小。 题型三 杠杆与滑轮 27．（2025·广东广州·三模）如图所示，在硬尺AB的7dm刻度处C点挂一重3N的物体M，并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为9N的拉力F使硬尺AB保持水平静止，硬尺AB的质量不计，完成下列问题。 (1)根据数据分析，你认为支点O的位置在杠杆的______dm刻度处；并画出F的力臂ll______； (2)如果拉力F作为动力，物体M对杠杆的力作为阻力，你认为作为杠杆使用硬尺AB，它是______（选填：省力或费力）杠杆，依据是____________。 【答案】(1) 1 (2) 费力 见解析 【详解】（1）[1]将拉力为动力，物重为阻力，由杠杆平衡条件知道，动力臂与阻力臂的关系为 要使杠杆在水平位置静止且动力大于阻力，且两力方向不同，支点只能在0dm刻度与3dm刻度之间，当支点在1dm处时，动力臂为2dm，阻力臂为6dm，满足比值关系，所以支点在杠杆的1dm处。 [2]过支点作动力F作用线的垂线段，即为动力臂，如下图所示： （2）[1][2]拉力F为9N作为动力，物体M重3N对杠杆的力作为阻力，动力大于阻力，所以是费力杠杆。 28．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，其简化示意图如图乙。A端挂有重为的石块，B端挂有重为的空桶，OA长为，OB长为。使用时，硬棒质量忽略不计，人向下拉绳放下空桶，此时桔槔为_________杠杆（选填“省力”、“费力”），将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起，向上拉绳提起装满水的桶时拉力为_________N。 【答案】 费力 60 【详解】[1]向下拉绳放下空桶时，B端为动力，A端为阻力，动力臂小于阻力臂，桔槔为费力杠杆。 [2]根据杠杆的平衡条件可得G石×l1=FB×l2 由三角形相似得到 则FB=2G石=2×40N=80N 桶中装满水时，桶和水的总重力G=G桶+G水=20N+120N=140N 向上拉绳提起装满水的桶时拉力为F=G-FB=140N-80N=60N 29．（2025·广东广州·一模）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，底面积为200cm2，B重，底面积为300cm2，则A对地面的压强为________Pa，A受到地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 【答案】 3000 20 40 【详解】[1]如图所示，A重，底面积为200cm2，因为A是做匀速直线运动，因此受力平衡，在竖直方向上，重力等于支持力，A对水平面的压力也等于支持力，即A对水平面的压力等于重力，根据公式可得A对水平面的压强为 [2]如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知B重10N，物体B恰好匀速下降，则A匀速向右运动，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即 [3]若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，该过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，仍为20N，此时物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB， 水平向右的摩擦力20N，所以水平刚好使A匀速向左运动，则拉力为 30．（2024·广东广州·三模）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问： (1)琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是___________J，对物体B做的额外功是___________J。 (2)将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能___________ ，机械能 ___________（以上两空选填“减小”，“不变”，“增大”）。 【答案】(1) 2 0.5 (2) 不变 增大 【详解】（1）[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功为 [2]A、B是两个完全相同的物体，都拉到相同高度，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同，由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功为 （2）[1][2]物体A是匀速上升的，上升过程质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，因此机械能增大。 31．（2025·广东广州·三模）在学习了杠杆的知识后，小明做了如下图的实验，已知每一个钩码的质量相同，O点为杠杆的支点，图甲中杠杆处于水平静止状态，不考虑绳重以及绳与滑轮间的摩擦。 (1)如图乙，将杠杆水平固定，用带杆的滑轮向左推动右侧细绳，①请在图乙中画出此时右侧细绳对杠杆的力F2，以及力臂__________；②右侧细绳对杠杆的力F2大小__________（选填“会”或“不会”）发生改变，杠杆从图乙位置静止释放后__________（选填“能”或“不能”）保持水平静止； (2)如图丙，若改变右侧细绳悬挂的位置以及钩码数量，且用带杆的滑轮竖直向上提细绳，杠杆从图丙位置静止释放后__________（选填“能”或“不能”）保持水平静止，请写出判断的依据：______________________________________________________。 【答案】(1) 会 能 (2) 不能 杠杆受力都使杠杆逆时针转动 【详解】（1）[1]右侧细绳对杠杆的力F2为细线对杠杆的拉力，作用点在细线与杠杆的接触点上，过作用点沿细线做带箭头的直线表示力F2；过O点作垂直力F2作用线的垂线支点到垂足间的距离表示力臂，如图所示： [2]动力与动力臂的乘积不变，阻力臂减小，由杠杆平衡条件得，右侧细绳对杠杆的力F2大小变大。 [3]杠杆从图乙位置静止释放后，杠杆两边力与力臂的乘积相等，则杠杆能保持水平静止。 （2）[1][2]图丙中使用的滑轮相当定滑轮，右边细线对杠杆的拉力大小为4个钩码的重力，杠杆左边力与力臂的乘积为 杠杆右边力与力臂的乘积为 则杠杆两边力与力臂的乘积相等，但是杠杆受到的两个力都使杠杆逆时针转动，因此杠杆从图丙位置静止释放后不能保持水平静止。 32．（2025·广东广州·一模）如图1是一根质量不均匀，重力为G的硬杆放在水平地面上，现在要用最小动力F将木板一端抬起； (1)请根据题意在图1中标出支点的位置用O表示，并画出所用最小动力F的示意图和它的力臂； (2)用表示重力的力臂，根据杠杆平衡条件，最小动力的大小是______（用题目中的G、和表示）； (3)小华同学想要测量这根硬杆的重力。由于所用测力计的量程小于硬棒的重力，因此设计了如下步骤： 步骤1：如图2，将硬杆左端放在支架上，用弹簧测力计竖直向上拉硬杆的右端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为； 步骤2：如图3，将硬杆右端放在支架上，用弹簧测力计竖直向上拉硬杆的左端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为；则： ①请判断和的大小关系：______（选填“>”“<”或“=”）。 ②硬杆重力的数学表达式为：______。（用和表示） 【答案】(1) (2) (3) < 【详解】（1）根据杠杆的平衡条件知，当阻力一定时，动力臂越长、阻力臂越短，动力越小，因而选择左侧端点为支点，阻力臂最短，右端作为动力作用点，且动力竖直向上，动力臂最大，动力最小，如图所示： （2）根据杠杆的平衡条件，则 （3）[1]图2最左端为支点，图3最右端为支点。由图2，根据杠杆平衡条件，则有，则 由图3，根据杠杆平衡条件，则有，则 两个步骤动力臂始终等于杠杆的长，所以动力臂不变，图2、图3中，均为硬杆的重力G提供阻力，所以阻力不变，因为图2阻力臂小于图3阻力臂，即，所以。 [2]两个步骤动力臂始终等于杠杆的长，动力臂不变，由图2，根据杠杆平衡条件，则有，由图3，根据杠杆平衡条件，则有 两式联立解得 33．（2025·广东广州·一模）在“探究杠杆平衡条件”实验中： (1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡，的力臂为___，并在图甲中画出的力臂______；      (2)假设弹簧测力计的作用点不变，然后调整弹簧测力计方向，当的大小为时，为使杠杆继续在水平位置平衡，请在图甲中画出所需的最小力______，此时大小为______N； (3)小明学过杠杆知识后，打算按照图乙自制了一根杆秤（自重不计），要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？______（写出一种方法即可）。 【答案】(1) 10.0 (2) 0.5 (3)换用质量更大的秤砣（增大） 【详解】（1）[1]由图甲可知，杠杆是水平的，而力臂是支点到力的作用线的距离，杠杆上的分度值为1cm，所以的力臂。 [2]过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，如图所示： （2）[1][2]当的大小为1N时，为使杠杆继续在水平位置平衡，最小力的方向要垂直于水平杠杆，即竖直向上拉杠杆，如图所示： 此时的力臂，根据杠杆平衡条件，代入数据得大小为 （3）要想增大杆秤的测量范围，可以换用质量更大的秤砣。根据杠杆平衡条件，两力臂不变，秤砣重力变大，对秤杆的拉力变大，即动力变大，那么阻力会变大，即称量的物体重力变大，则杆秤的测量范围变大。 34．（2025·广东广州·二模）小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物的重力在之间，动滑轮共有4个，请你设计实验，检验小永的猜想是否正确 (1)实验器材：图中___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）动滑轮不应该选取进行实验，还需要补充的实验器材有___________。 (2)请设计实验：写出实验步骤并画出实验数据记录表格（实验步骤可以图文结合的方式表达） 【答案】(1) A 弹簧测力计 (2)见详解 【详解】（1）[1]本题探究的是“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”，故应选取的动滑轮的重力应该大于提升的物体重力，重物的重力在之间，则A动滑轮不应该选取进行实验。 [2]实验中还需要测量力的大小的仪器，即弹簧测力计。 （2）将重物M分别挂在B、C、D动滑轮下，用弹簧测力计匀速竖直向上拉，读出测力计的示数，即拉力，若拉力大于重力，则小永猜想正确，若不是，则小永猜想错误。实验数据记录表格应包括动滑轮重力，物体重力，拉力大小，如图所示： 实验次数 动滑轮重力G动/N 物体重力G/N 拉力F/N 1 2 3 35．（2024·广东广州·三模）图（a）是常用的移动指示牌，其侧视图如图（b）所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，AB=80cm，BE=60cm，CD=50cm，且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的，总重力为100N。 (1)如图（c）所示，当有风吹过，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，风力最大作用力不能超过______N； (2)指示牌被风刮倒后如图（d）所示，请在图（d）中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 【答案】(1)25 (2) 【详解】（1）根据题意可知，指示牌可以看作杠杆，当指示牌的D端恰好被吹离地面时，动力为F风，支点为C点，阻力为重力。 如图，风力的力臂为 重力的力臂为 根据杠杆平衡条件，有 则 要使指示牌不被吹倒时，风力最大为25N。 （2）要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小。AC为最长动力臂L1时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段就是F1的示意图，如图所示： 36．（2024·广东广州·一模）如图，O点为轻质杠杆的支点，杠杆在弹簧弹力F1（未画出）和拉力F2的作用下保持静止。 （1）请在图中画出F1的示意图和F2的力臂l2_______； （2）此时F1_______F2（选填“>”、“=”或“<”），你的判断依据是：_______ 【答案】 ＞ 见详解 【详解】（1）[1]弹簧被拉伸，对杠杆的作用力F1竖直向下， F2的力臂是支点O到F2作用线的垂线段，如图所示 （2）[2][3]由图像可知，F1的力臂小于F2的力臂，即l1＜l2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆静止时F1＞F2。 37．（2025·广东广州·三模）如图所示，AOB为一轻质杠杆（质量忽略不计），AB＝3m，AO＝1m。A端用细线挂一个质量为5.4kg的实心铝球，B端施加一个竖直向下的拉力F。铝球下方有一水平升降台，升降台上放置着一个装有适量水的烧杯。当升降台缓缓上升，使铝球浸在水中某一深度时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时F＝17N，铝球没有碰到容器底或容器壁，，，g＝10N/kg。 (1)作出A点所受的力FA以及F对应的力臂L______； (2)此时实心铝球所受的浮力为 ______ N； (3)若往烧杯中缓慢地加满水，F的大小保挂不变，则杠杆将（　　） A．仍然保持水平平衡 B．左侧向下倾斜 C．右侧向下倾斜 【答案】(1)见解答 (2)20 (3)A 【详解】（1）图中杠杆平衡，右侧拉力向下，故左侧拉力也是向下，才能平衡，力臂是从支点到力的作用线的距离，如图所示： （2）杠杆恰好在水平位置平衡，则由杠杆平衡条件可得 代入得 解得F浮=20N。 （3）质量为5.4kg的实心铝球，根据密度公式知，体积为 如果浸没时，受到的浮力为 说明原来是浸没的，加满水，浮力是不变的，因而杠杆仍保持平衡。 故选A。 38．（2025·广东广州·二模）(1)如图所示，在水面上方有一发光点S发出的两束光分别射到液面，在容器底面出现A和B两个光斑，以及经水面反射后在容器右侧壁出现一个光斑C（C未标出）。已知光斑A在发光点S的正下方，光斑B在光斑A的右侧，请根据光的反射定律和折射特点，画出光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。 (2)如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态，的作用线是图中圆的切线。 ①以O为支点，画出的力臂。 ②如果把的作用点A移动到B点，且让力的大小保持不变，要让杠杆仍处于水平静止的平衡状态，则这个力的方向必须改变。请你在图中画出这个力并标示为（保留作图痕迹）。 (3)如图所示探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜的焦距为20cm，为凸透镜的主光轴。 <1>从A点发出的一束光a照射到凸透镜上，请在图中画出a经透镜折射后折射光线______。 <2>透镜的焦距太长会不利于找出像的位置，于是某同学更换了一个焦距为5cm透镜。 ①若蜡烛和透镜的位置不变，经透镜所成的像会落在光具座上的哪个刻度范围内：______。 A．50cm-55cm    B．55cm-60cm    C．65cm-70cm    D．75cm-80cm ②此时烛焰经凸透镜折射后能成一个像，这个像的特点是：______。 A．放大正立的虚像    B．放大倒立的实像    C．缩小倒立的实像 ③若保透镜的位置不变，要让所成的像成在落在离透镜更远的地方，该如何移动蜡烛？______ 【答案】(1) (2)见解析 (3) B C 蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离 【详解】（1）由题知，容器底上的A点在S点的正下方，S发出的光，垂直射向水面，传播方向不变，即这条光线可到达A点；S发出的光斜射向水面时，折射角小于入射角；连接SB，在SB与水面的交点右侧合适位詈选择一个点O，作为S发出光进入水中折射正好射到B点光路的入射点，连接SO为入射光线，OB为折射光线，过O点作法线，根据反射角等于入射角，在法线右侧的空气中画出反射光线与容器右壁交点为C点，如图所示： （2）[1]已知FA的作用线是图中圆的切线，由支点O向FA的作用线作垂线，即为FA的力臂L，如图所示： [2]作用在A点的力移动到B点，力的大小保持不变，由杠杆平衡条件知其力臂不变，所以作用在B点力的力臂仍等于圆的半径，由此作图如图所示： （3）[1]凸透镜的焦距为20cm，由图可知物距为u=50.0cm-30.0cm=20.0cm 在焦点处的光经过凸透镜平行射出，如图所示： [2]更换了一个焦距为5cm透镜，若蜡烛和透镜的位置不变，此时物距大于二倍焦距，像距应该大于一倍焦距小于二倍焦距，故像距应该在55cm-60cm这个范围，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 [3]物距大于二倍焦距，根据凸透镜成像的特点，此时烛焰经凸透镜折射后能成一个倒立、缩小的实像，故C符合题意，AB不符合题意。 故选C。 [4]若保持透镜的位置不变，要让所成的像成在落在离透镜更远的地方，根据物近像远像变大可知，应该将蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离。 39．（2025·广东广州·三模）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 (1)请在图乙中：①画出A点受到固定支撑物的弹力F，②画出弹力F的力臂l。 (2)B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在D时，A点受到的支持力最___________（选填“小”或“大”），请说明理由：___________，若衣服重为3.6N，则此支持力为 ___________N； 【答案】(1) (2) 大 由可得，衣服重力和阻力臂不变时，D点力臂lAD最大，支持力最大 6.8 【详解】（1）过A点作指向右侧并垂直支撑物的线段，在线段末端标上箭头，在箭头旁边标上弹力符号F；过O点作弹力的垂线段，并标上垂直符号，在线段两端标上箭头，在旁边标出l。如图所示： （2）[1][2]同一件衣服挂在B、C、D时，对应的力臂分别为lAB、lAC、lAD，由图可知 由可得，衣服重力和阻力臂不变，D点时力臂lAD最大，则阻力最大，即支持力最大。 [3] 由可得，当衣服挂在D时，支持力 40．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，起重机液压杆的支持力沿着液压杆。 (1)起重机吊臂OB实质是______杠杆；（选填“省力”“费力”或“等臂”） (2)在图甲中画出的力臂； (3)起重机吊臂从水平位置（图乙）逆时针转动到图丙所示位置的过程中，液压杆对吊臂的支持力______；（选填“变大”“变小”或“不变”） (4)已知，，重物质量为1t，图丙所示位置的起重机吊臂与水平面的夹角为30°，液压杆对起重机吊臂的支持力为______N（，不计吊臂和钢绳的重力） 【答案】(1)费力 (2) (3)变小 (4) 【详解】（1）如图甲，起重机工作时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 （2）在图甲中过支点O做F1的垂线段即为F1的力臂l1，如图所示： （3）起重机吊臂从水平位置（图乙）逆时针转动到图丙所示位置的过程中，吊起重物的重力不变，重力的力臂减小，F1的力臂变大，由杠杆平衡条件可知，在阻力一定时，液压杆对吊臂的支持力将变小。 （4）由图丙可知，动力臂，阻力臂 由杠杆平衡条件可得 解得 41．（2025·广东广州·二模）图甲戥（děng）子是凝聚我国古代劳动人民智慧的一种小型杆秤。 (1)如图乙用戥子称量某包药物时，秤砣挪至A点时杆秤平衡，O点为杠杆支点，请在图乙的简图中画出戥子在A点受到力及其力臂； (2)用同一戥子称量另一包药物时，将秤砣右移至B点时杆秤平衡，则_________（选填“”“”“”）依据是：__________。 (3)忽略杆重和绳重，已知秤砣重25g，空盘重20g，支点O距悬挂点C点10cm，最大刻度线处距O点40cm，则该戥子可称量中药的最大质量为__________g。 【答案】(1) (2) 见解析 (3)80 【详解】（1）A点受到力与秤砣竖直向下的重力相等，即F1是由于秤盘和绳子受到竖直向下的重力作用，向下拉着杠杆的力，绳子与杠杆的交点即F1的作用点，力臂是支点O到力F1的作用线的距离，过支点O作力F1的作用线的垂线段，即为力臂，如图所示： （2）[1][2]称量另一包药物后，秤砣质量不变且右移，C点悬挂点不变，则不变，力臂不变，力臂变大；根据杠杆平衡原理，所以变大，因为，秤盘重力不变，则另一包药物的重力变大，即 （3）根据杠杆平衡条件得，代入数据得 解得 42．（2025·广东广州·二模）物理兴趣小组的同学到动物园参加实践活动，他们仅用小小的弹簧测力计和一根长硬棒，粗略测出一头大象的重力。如图，测力计在A点垂直长硬棒向下拉长硬棒，使其静止。（g取10N/kg） (1)此时长硬棒是否平衡?_____，你的依是：______________。 (2)请在图中画出杠杆受到测力计的拉力 F1及动力臂 l1。 (3)弹簧测力计的读数为200N，悬点O距弹簧测力计一端的距离为9m，距铁笼悬挂线的距离为6cm，不计长硬棒和铁笼的质量，大象的重力为______N。 (4)老师用一个垂直于杠杆的力F把长硬棒从图示位置移动到图中虚线水平位置的过程中，如图，力F___________（选填“变大”“变小”“不变”），判断依据________________ 。 【答案】(1) 是 此时长硬棒处于静止状态 (2) (3)30000 (4) 变大 根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2， 当长硬棒由图示位置移到水平位置时，L1和F2保持不变，L2变大，所有F1变大 【详解】（1）长硬棒处于静止状态，根据杠杆是否处于平衡状态的规定，杠杆保持静止不动，或绕支点匀速转动，我们说杠杆处于平衡状态。 （2）测力计的拉力F1方向垂直长硬棒向下，作用在A点。动力臂L1是从支点O到拉力F1作用线的垂直距离，即OA的长度。如图所示： （3）根据杠杆平衡条件，已知F1=200N，L1=9m，L2=6cm=0.06m，代入公式可得大象的重力 （4）当长硬棒从倾斜位置移动到水平位置时，阻力臂L2（支点到大象重力作用线的垂直距离）逐渐增大，而动力臂L1和阻力F2（大象重力）不变。根据杠杆平衡条件，L2增大导致F1随之增大。 43．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，用竖直向下的力压脚踏式翻盖垃圾桶，使其保持静止。此时垃圾桶可简化为图乙的组合杠杆。水平静止的AB是以（图中未画出）为支点的杠杆（AB质量忽略不计，每格的长度相同）。是以为支点的杠杆，它的重心在O点。直杆对C处的力为F．已知为7.5N，直杆对B处竖直向下的阻力为15N． (1)画出：所受的重力G及其力臂l． (2)所受的重力G_______F（选填“<”“=”或“>”）。 (3)支点为图乙中的_______点。 【答案】(1) (2)< (3)M 【详解】（1）重力的方向竖直向下，作用点在重心，力臂为支点到力的作用线的垂直距离，如图所示： （2）对于杠杆O2CD，支点是O2，动力作用在C点，阻力作用在盖子的重心O点，则动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，所以G<F。 （3）根据杠杆平衡条件可知，F1O1A=F2O1B，则 ，由图可知，，则支点O1为M点。 44．（2025·广东广州·一模）如图1所示，农用喷雾器的手动杆可看成以O为支点的杠杆，杠杆质量不计且静止。M点受到竖杆的力为不变时，手作用在N点的最小的力为。（的力臂为） (1)①在图2中画出：力及对应的力臂；______ ②用上述字母写表达式______； ③该杠杆为______（选填“省力”“费力”）杠杆； (2)图3输液管里A点的液体流速小于喷头孔里B点的流速，则A点液体的压强______（选填“大于”“小于”）B点液体的压强。 【答案】(1) 省力 (2)大于 【详解】（1）[1]阻力和阻力臂不变，以ON为动力臂时，动力臂最长，根据杠杆平衡条件可知，此时动力最小。过点N作垂直于ON向下的力即为手作用在N点的最小力，ON即为力对应的力臂，作图如下： [2]根据杠杆平衡条件则有，所以。 [3]由图2可知动力臂大于阻力臂，所以该杠杆为省力杠杆。 （2）流体中流速越快的位置压强越小。A点的液体流速小于喷头孔里B点的流速，则A点液体的压强大于B点液体的压强。 45．（2025·广东·一模）如图，人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，可绕支点O转动，A点为头部的重心，B点为肌肉群拉力的作用点，拉力的方向沿图中虚线方向。 (1)请在图中画出人体头部所受重力G的示意图； (2)画出肌肉群拉力F的示意图及其相应的动力臂l1； (3)若将拉力看作动力，这是一个___________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。人在低头的过程中，头部重力的力臂___________（选填“增大”或“减小”）；颈部肌肉群的拉力___________（选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1) (2) (3) 费力 增大 增大 【详解】（1）重力的方向竖直向下，根据力的示意图画法画出重力；如图所示： （2）人的肌肉拉力从B点斜向下，力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，如图所示： （3）[1][2][3]头部模型相当于简单机械中的杠杆；且动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，根据杠杆平衡条件Gl2=Fl1，重力的方向竖直向下，当低头角度变大时，重力的力臂l2增大，l1不变，故拉力F增大。 46．（2025·广东广州·二模）阅读材料， 回答问题。 人形机器人 2025年春晚，科技融合传统文化的舞蹈节目《秧BOT》引发较大关注。如题图1，这款宇数H1机器人名叫福兮，表演转手绢不亚于专业舞者。人转手绢时速度是由慢到快，但机器人却能在一秒钟使手绢垂直旋转不会掉。秘密就在于它的关节扭矩、什么叫关节扭矩呢?关节扭矩是指作用在关节上使关节产生转动效应的力的力矩。扭矩 （T）等于力 （F）与力臂 （r）的乘积，即T=F×r。专业的举重运动员在屈膝发力的瞬间，关节扭矩可达350N·m，福兮腿部关节扭矩可达360N·m，手臂关节扭矩可达75N·m，这就是它能够瞬时转得又快又稳的原因。福兮的头部配有3D激光雷达和深度摄像头，配合全自动定位导航技术，实现自动走位和队形变换；未来人形机器人还可以用机械臂抓取危险用品，穿越核污染区自动消毒；在发生自然灾害时成为人类的电子战士等等。在世界的科技舞台上，人形机器人盛世拿手绢博人一笑，乱世携武器保家卫国。 (1)3D激光遇到障碍物后，在障碍物表面发生________（选填“反射”或“折射”），激光_________（选填“属于”或“不属于”）电磁波。 (2)为了使机器人跳舞更灵活，它的双臂关节连接处要尽量_________（选填“增大”或“减小”）摩擦。 (3)如题图2，机器人搬运货物，它的前臂相当于一根杠杆，支点在肘关节处，其原理如题图3所示。当前臂从水平位置向上提起重物时，在θ角增大到90°的过程中，动力 F1逐渐_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；机器人的前臂长度为300mm，当水平搬运物体时，最多可搬起________N的重物（忽略摩擦和前臂的重力）。 (4)题图4是某款人形机器人站在地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，题图5是地板所受压力随时间变化的图像；根据图像分析可知，机器人离开地面至再次落地所用的时间为________。 【答案】(1) 反射 属于 (2)减小 (3) 减小 250 (4)t5-t4 【详解】（1）[1]激光遇到障碍物后，在障碍物表面发生反射，机器人接收反射回来的激光，完成全自动定位导航技术，实现自动走位和队形变换。 [2]激光属于电磁波，就连我们常说的各种颜色的可见光，都属于电磁波，属于特殊频段的电磁波。 （2）为了使机器人跳舞更灵活，它的双臂关节连接处要尽量减小摩擦。摩擦力太大，阻力太大，就会导致转动不灵活。 （3）[1]当前臂从水平位置向上提起重物时，在θ角增大到90°的过程中，阻力不变，阻力臂变小，而动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力 F1逐渐减小。 [2]机器人手臂关节扭矩可达T=75N·m，机器人的前臂长度为 根据得水平搬运物体时，最多可搬起的重物得重力 （4）由图像可以看出，机器人对地面的压力在t4时刻变为0，t5时刻又开始有压力，t5时刻落地，机器人离开地面至再次落地所用的时间为t5-t4。 题型四 机械效率 47．（2025·广东广州·一模）甲、乙电动机用相同时间，把相同物体匀速提升2m，甲电动机做的有用功和额外功如图所示。乙电动机做的总功为3750J。 (1)物体重_______N，甲电动机做的总功为_______J； (2)乙电动机做的额外功为_______J； (3)甲电动机的效率_______乙电动机的效率。（选填“小于”“等于”或“大于”） 【答案】(1) 1500 4000 (2)750 (3)小于 【详解】（1）[1]由图像可知，甲电动机做的有用功为3000J，根据可知，物体重。 [2]根据，可知，甲电动机做的总功为。 （2）乙电动机做的总功为3750J，乙电动机做的额外功。 （3）由于，而，所以甲电动机的效率小于乙电动机的效率。 48．（2025·广东广州·一模）小明利用如图1所示的滑轮组（绕线并没有画出）把重物匀速提升，用时，拉力为。已知每个滑轮重40N；重物M和绳子自由端的路程随时间变化的图像如图2所示；整个过程中，有用功和额外功的大小如图3所示。 (1)图2中表示绳子自由端的路程随时间变化的图线是________（选填“A”或“B”）； (2)结合图2所示的图像，请在图1中正确画出此次滑轮组的绕线方式_________； (3)求重物的重力________； (4)求滑轮组的机械效率_________； (5)以下是小彬和小杜两位同学计算拉力大小的解题思路： 小彬：先算出重物以及动滑轮的总重力，然后数出吊着动滑轮的绳子段数，最后利用公式求出拉力的大小。 小杜：先根据图3算出总功，再根据图2得出绳子自由端移动的距离，最后利用公式求出拉力的大小。 你认为哪一位同学算出来的拉力的大小是正确的？并说明另一位同学的问题所在_______。 【答案】(1)A (2) (3)200N (4)80% (5)小杜正确；小彬的算法是在忽略绳重及摩擦等情况下才适用，题目中并没有说忽略这些因素 【详解】（1）由滑轮组的特点可知，滑轮组可以省力，但费距离，所以图2中上面的倾斜直线A是绳子自由端的s-t图像，而下面的倾斜直线B是物体的s-t图像，故绳子自由端的路程随时间变化的图线是A。 （2）由图2可知，t=4s时，绳子自由端移动的距离s=3m 物体移动的距离h=1m 根据s=nh可知，绳子股数 根据奇动偶定可知，绳子应从动滑轮起头，依次缠绕。如图所示： （3）由图3可知，滑轮组克服重力做的有用功为 则重物M的重力为 （4）由图3可知，滑轮组做的额外功为 则滑轮组的机械效率为 （5）不计绳重和摩擦，可以根据求出拉力F的大小；因题中没有不计绳重和摩擦，应根据求出拉力F的大小，故小杜计算拉力F的大小是正确，小彬计算拉力F的大小是错误的，因小彬同学忽略了绳重和摩擦对拉力的影响。 49．（2024·广东广州·三模）按要求作答。 (1)如图甲是雨伞，图乙是伞骨的简图。 ①撑伞时撑杆AB对伞面的支持力F1沿图中AB直线方向，请在图乙中画出这个支持力F1，并画出阻力F2的力臂l2；______ ②撑伞时该杠杆属于______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 (2)分别使用图中甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm，拉力大小如图所示： ①甲、乙两种提升方式中_____方式更省力，______方式绳子自由端移动距离更大（选填“甲”或“乙”） ②甲乙两种提升方式的机械效率η甲______η乙（选填“>”“=”或“<”）。 【答案】(1) 费力 (2) 乙 甲 < 【详解】（1）[1]撑杆AB对伞面的支持力作用在B点，方向沿撑杆AB向上，据此画出支持力F1的示意图；图中支点为O点，由支点向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂l2，如图所示： [2]从图中可以看出，动力臂小于阻力臂，因此它是一个费力杠杆。 （2）[1]由图得，甲滑轮组 乙滑轮组 由图得，拉着同一物体，甲绳子末端的拉力大于乙绳子末端的拉力，因此乙更省力。 [2]由得，乙绳子自由端移动距离更小。 [3]两次所做的有用功都是 此过程做的功 做的功 根据可知 50．（2024·广东广州·二模）图1石画像描述了秦始皇“泗水取鼎”的传说，假设鼎被捞起：河岸两边各有多人前后拉着绳子，绳子一端通过滑轮连接在铁鼎上，使铁鼎离开水面。 （1）如图2，匀速提升铁鼎，a、b绳对铁鼎的拉力分别为Fa、Fb，Fa=Fb=1.1×103N，求铁鼎的质量（g=10N/kg） ______； （2）突然，b绳断裂，如图3，仅在a绳拉动下，铁鼎匀速上升10m，此过程用时100s，求此过程：a绳的拉力所做的功和功率；______ （3）铁鼎上升过程依次经过M、N、O、P 点，铁鼎经过M点开始计时，其速度-时间图像如图5所示， 其中MN、NO、OP 段用时分别为20s、10s、20s，忽略空气阻力，则 ① 铁鼎在MN段动能______，在NO段机械能______，在 OP段重力势能______（三空均选填“增大”“不变”“减小”）； ② 在图6画出铁鼎在NO段的路程s随时间变化图像（仅作图，不用写出计算过程）；______ （4）用图7装置将鼎从地上提起，放到马车上，利用马车运送。 ①图7中O为支点， M为鼎的重心， c、d绳对杠杆的拉力分别为 Fc、Fd， Fc方向可以调整，装置在图7位置静止，请画出Fd、ld，并画出当 Fc最小时的 Fc和力臂 lc，Fc=______（用Fd、lc、ld表示）； ②如图8，车和鼎总重力为2.4×103N， 马拉车的牵引力平行于斜面向上，车沿斜面向上匀速直线运动，斜面倾角为，斜面的机械效率为 75%，求：马拉车的牵引力。______ 【答案】 220kg ，220W 增大 增大 增大 1600N 【详解】（1）[1] 铁鼎的重力为 则铁鼎的质量为 （2）[2] a绳的拉力为 则a绳的拉力所做的功为 则a绳的拉力的功率为 （3）[3][4][5] 铁鼎质量不变，由图5可知，铁鼎在MN段加速上升，则动能增大；在NO段匀速上升，速度不变，动能不变，高度上升，则重力势能增大，所以机械能增大；在 OP段减速上升，高度上升，则重力势能增大。 [6] 由图5可知，铁鼎在NO段以的速度匀速上升，则运动的距离为 故作图如下： （4）[7] 方向竖直向下，过支点O作力作用线的垂线段即为力臂，过杠杆左端点作垂直向下的力即为最小力，此时力臂最长，作图如下： [8] ，即斜面高度与长度之比，斜面的机械效率为 解得马拉车的牵引力。 51．（2025·广东广州·三模）小明用同一个物块在同一水平地面和斜面进行了两组实验，水平地面和斜面的粗糙程度相同且均匀，G物=2N，忽略空气阻力： 实验一：如图所示，对物块施加一个沿水平方向大小为3N的力F，从物块经过A点时开始计时，每经过1s，用虚线框记录物块的位置。物块在AC段做匀速直线运动，经过C点后撤去力F，物块运动上斜面后，最终静止在G点； 实验二：如图所示，利用细绳和两个滑轮组成的装置，水平拉物块向右运动，物块在1s内匀速运动了1m，绳子自由端的拉力大小为4N。 (1)实验一中，物块在AC段中，所受摩擦力的大小f1=__________N； (2)请画出：实验一中，物块经过D点时的受力示意图________； (3)实验一中，物块在CD段和EF段中所受的摩擦力大小__________（选填“相等”或“不相等”）； (4)两次实验中，物体在AC段的速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）它在MN段的速度。物块在MN段所受的摩擦力大小f2=__________N； (5)请计算：实验二中的额外功是多少？ (6)实验二中，滑轮的机械效率η=__________。 【答案】(1)3 (2) (3)相等 (4) 小于 3 (5)1J (6)75% 【详解】（1）物块在AC段做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的拉力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，则所受摩擦力为3N。 （2）物块经过D点时受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力、水平向左的摩擦力，作图如下图所示： （3）物块在CD段和EF段中，接触面的粗糙程度相同，压力的大小不同，则摩擦力大小不同。 （4）[1]实验一中物块运动的距离为1m时，所用的时间为2s；实验二中物块在1s内匀速运动了1m，根据可知，物体在AC段的速度小于它在MN段的速度。 [2]物块在MN段和AC段与水平面间的压力大小相同，接触面的粗糙程度相同，摩擦力大小相同，均为3N，即f2=3N。 （5）实验二中做的有用功为 总功为 实验二中的额外功是 （6）实验二中，滑轮的机械效率为 52．（2025·广东广州·一模）(1)小白进行“探究杠杆平衡条件实验”： ①实验时在杠杆左侧挂上钩码，沿如图1中所示方向拉弹簧测力计，能使杠杆在水平位置平衡，请在图中画出的力臂；______ ②小白根据杠杆知识制作了图2所示杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提秤纽，移动秤砣的位置，使秤杆水平平衡时即可从秤杆上读出待称物体的质量。选择秤纽______（选填“B”或“C”），杆秤测量的范围更大，原因是______； (2)如图3甲所示，工人用50N的拉力F，通过滑轮组将重为120N的重物匀速提升，10s内绳子自由端移动的距离为3m，此过程中滑轮组的机械效率为______，图乙阴影部分面积可以表示的物理量为______。 【答案】(1) B 见解析 (2) 80% 功 【详解】（1）[1]过支点作动力作用线的垂线段为动力臂l1，如下图所示： [2][3]图2中，杆秤在水平位置平衡，右侧秤砣的重力为动力，称砣所挂位置到秤纽之间的杆长为动力臂，杆秤左侧所挂物体的重力为阻力，所挂位置到秤纽之间的杆长为阻力臂，由于秤砣的重力不变，即动力不变，则动力臂越大，阻力臂越小，根据杠杆平衡条件可知，所能测量物体的重力越大，因此应选择秤纽B。 （2）[1]图3中滑轮组绳子的股数是3股，此过程中滑轮组的机械效率为 [2]图乙阴影部分面积是力与距离的乘积，根据功的定义可知该阴影面积代表的是功，对于该滑轮可知为总功。 53．（2024·广东广州·三模）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 实验次数物理量 l 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% （1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩码上升； （2）分析表中数据，可得第1次实验的s1=_________h1，这是用_______（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2=_________h2，这是用_______（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。 （3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1_________G2（选填“＞”，“＜”或“=”），机械效率η1_________η2（选填“＞”，“＜”或“=”），从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是__________。 （4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s3=_________m，机械效率η3=_________； （5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越___________（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。 【答案】 匀速 3 甲 4 乙 = > 使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低 0.3 83.3% 重 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。 （2）[2][3]由表格中的数据可知，第1次实验中的，即由三段绳子拉着动滑轮，故图中的甲图是该实验的装置。 [4][5]第2次实验中的，即由四段绳子拉着动滑轮，故图中的乙图是该实验的装置。 （3）[6][7][8]由第1次实验和第2次实验的数据可知，两次实验提升的重物，机械效率；造成两次机械效率有这样关系的主要原因是动滑轮的个数是不同的，动滑轮个数越多，机械效率越低，即使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。 （4）[9][10]由表中第1次实验数据可知，绳端移动的距离是钩码上升高度的3倍，第三次实验使用同样的装置，则第3次实验绳端移动距离 机械效率 （5）[11]比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组，物体重力越大，即增大物体的重力大小，可以提高滑轮组的机械效率。 54．（2025·广东广州·二模）课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置，用物体代替沉船。如图所示，使物体从位置匀速直线上升到位置，的高度，物体受到的重力，体积是，作用在绳子的拉力为，作用在绳子的拉力，（整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响），，求： (1)物体所受浮力的大小； (2)的大小； (3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置，滑轮组的机械效率。 【答案】(1)1000N (2)2100N (3)50% 【详解】（1）由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中，所以排开水的体积等于物体的体积，即 物体所受的浮力为 （2）物体在水中匀速上升，处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力，以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。 根据力的平衡条件有 的大小 （3）在此过程中，滑轮组做的有用功为提升物体所做的功，即克服物体的视重（重力与浮力的差值）做的功 由图可知，承担动滑轮的绳子段数，绳子b端移动的距离为 拉力F2做的总功为 滑轮组的机械效率为 55．（2025·广东广州·二模）如图，重为的卡车，经过一段水平路面，再以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行，已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，卡车爬坡长度s，爬坡高度为h，斜坡的机械效率为80%。（sin370=0.6）求卡车： (1)对水平路面的压强； (2)爬坡时的牵引力； (3)爬坡时的速度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）在水平路面行驶时，卡车对路面的压力大小等于卡车的重力，卡车对水平路面的压强 （2）斜坡和水平面构成直角三角形，则 爬坡时的机械效率 解得，爬坡时的牵引力 （3）爬坡时的功率 爬坡时的速度 56．（2025·广东广州·二模）湿地公园湖边的一个质量为1.5t的圆柱形花岗石墩，如图甲所示，落入湖水中，工人师傅用起重机将其匀速吊出水面。已知：花岗石密度是，起重机的功率为20kW，g取10N/kg，湖水密度，求： (1)石墩的体积； (2)石墩在水中A处受到的浮力； (3)石墩从脱离水面B处匀速提升到C处，路程与时间的关系图像如乙图所示，求起重机的效率。 【答案】(1) (2) (3)7.5% 【详解】（1）石墩的体积 （2）石墩在水中A处时浸没在水中，石墩受到的浮力 （3）由图乙可知，石墩在50s内匀速运动了5m，如图甲，起重机的功率为20kW，起重机做的总功 起重机做的有用功 起重机的效率 57．（2025·广东广州·一模）某种威亚的装置结构如图1，两台电动机各控制一套滑轮系统，分别使演员左右、上下移动。演员在钢丝的控制下，如图2从A点匀速竖直提升到B点，再依次水平移动到C、D、E点，、段是匀速直线运动，各段距离和时间已标出。 (1)通过分析，比较演员在、段的速度大小； (2)演员重，电动机2的拉力，求段： ①拉力F的功率； ②电动机2控制的滑轮组的机械效率。 【答案】(1)演员在段的速度小于在段的速度 (2)1000W， 【详解】（1）演员在段速度为 在段的速度为 所以演员在段的速度小于在段的速度。 （2）由图可知，滑轮组承重绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则电动机2的拉力做功为 则拉力F的功率 有用功为 所以电动机2控制的滑轮组的机械效率 58．（2025·广东广州·二模）《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，前轮小后轮大，绳子一端紧系在后轮轮轴，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。运动过程忽略空气阻力和滑轮摩擦。 小敏用图乙斜面M来研究引重车。用力F沿斜面匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据。根据数据计算以下问题： 实验 次序 倾斜 程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功 总功 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1% 3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 (1)第1次实验中的额外功和物体所受的摩擦力f； (2)倾斜程度“最陡”时，斜面的机械效率。（保留一位小数） (3)通过数据分析可推出，其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计__________（选填“a”、“b”）更省力。 【答案】(1)1.4J，1.4N (2)93.0% (3)a 【详解】（1）根据表中数据可知，第1次实验中的额外功为W额1=W总1-W有1=2.4J-1J=1.4J 根据W额1=fs1可知，物体所受的摩擦力为 （2）倾斜程度“最陡”时，有用功 总功 斜面的机械效率为 （3）由表中数据可知，当物重一定时，斜面倾斜程度越小越省力，因此当其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计a更省力。 59．（2025·广东广州·二模）某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，水桶里面水深 h1=80cm，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可做成一个简易浮力秤，如图甲所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其横截面积为 50cm2，不放被测物体时浮力秤的总质量为170g，水的密度为 1.0×103 kg/m3，g取10N/ kg。 (1)请在方框内画出图中浮力秤的受力示意图（用“·”来表示浮力称）。 (2)水桶底部有一块石头，已知石头上的A点距离水桶底部h2=15cm，求A点处所受水的压强为多少? (3)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。 (4)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。 (5)科技小组的同学又拿着水瓶用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图乙，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为 F1=30N，绳b对人的拉力为 F2=480N。此过程 ①F1做的功________F2做的功（选填“>”“=”“<”）； ②使用该滑轮组是_________（选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”）； ③请分别求出该滑轮组的有用功和机械效率? _______、_______ 【答案】(1) (2)6.5×103Pa (3)1.7N (4)100g (5) > 省力 240J 80% 【详解】（1）浮力秤漂浮时，浮力等于重力，都画在重心上，浮力方向竖直向上，重力方向竖直向下，受力示意图如下图所示： （2）A点处所处深度 A点处压强为 （3）浮力秤漂浮，浮力秤受到的浮力 （4）浮力秤浸到2cm刻度线漂浮时，秤内放入被测物的质量为m测，依据漂浮时受力平衡条件，不放入被测物时F浮=G秤 放入被测物时F浮'=G秤+m测g 可知m测g=F浮'-F浮 依据阿基米德原理F浮=ρ水gV0 则F浮'=ρ水gV0+ρ水gΔV排 则有m测=ρ水ΔV排=ρ水SΔh=1.0g/cm3×50cm3×2cm=100g （5）①[1]克服人的重力所做的功为有用功，绳b对人的拉力为F2=480N，所以人的重力G=F2=480N 有用功W有=Gh=480N×0.5m=240J F1做的功为总功，总功大小为W总=F1h瓶=30N×10m=300J>240J 所以F1做的功大于F2做的功。 ②[2]水瓶对绳a的拉力为 F1=30N，绳b对人的拉力为 F2=480N，由于F1<F2 所以该滑轮组是省力。 ③[3][4]有用功W有=Gh=480N×0.5m=240J 机械效率 60．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，利用滑轮组匀速竖直向上提升物体M，已知M受到的重力为400N，拉力F1做的功为W1，拉力F2做的功为W2，W1和W2的大小如图乙所示，绳子自由端移动的距离s为15m，用时50s。求此过程中： (1)滑轮组的机械效率η； (2)F1做功的功率； (3)该滑轮组结构可能是图丙中的________ （选填对应的字母）。 【答案】(1)80% (2)50W (3)C、D 【详解】（1）由图甲可知，拉力F1做的功为总功，拉力F2做的功为有用功；由图乙可知，总功W1=2500J 有用功W2=2000J 故滑轮组的机械效率为 （2）F1做功的功率为 （3）自由端的拉力为 根据 可知，绳子股数为 由图丙可知，AB的绳子股数不符合要求，C、D中承担动滑轮和物体重力的，都是3股绳，所以该滑轮组结构可能是图丙中的C、D。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分06 非选择题（功和机械能与简单机械）（广州专用） 参考答案 题型一 功与功率 1．(1) (2) (3) 不变 不变 变小 2．A 1.5 18 ≠ = 3．＜ ＝ ＞ 9 0 4．3 14 1 0.34J 5 5．＞ ＞ 0 2.4 ＞ 6．（1）由图甲可知，滑动为定滑轮，只改变力的方向。由图乙可知，物件完全离开水面后，汽车对绳子的拉力F=3000N，则汽车对绳子的拉力做的功W=Fs=3000N×1m=3000J （2）由图乙可知，物件完全离开水面后匀速上升，处于平衡状态，则物件的重力G=F=3000N 物件浸没在水中时，绳子对物件的拉力F1=1750N，根据称重法可知，物件浸没时受到的浮力F浮=G-F1=3000N-1750N=1250N （3）物件完全浸没在水中时，排开水的体积等于物件的体积，根据阿基米德原理可知，物件的体积 7．（1）货物从a点到b点作匀速运动，受到的推力800N，货物移动的距离为s= 1.5m，速度为 推力做功的功率大小 （2）货物从静止在d点时，对货车的压力跟货物的重力大小相等，得 因为是变长1m的正方体，受力面积为 货物静止在d点时，对货车的压强大小 8．解：（1）静止时轿车对水平地面的压力为 F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1.0×104N 轿车对水平地面的压强为 （2）由图可知，轿车在20~40s时间内牵引力F保持不变，为F=2×103N，根据可得，在20~40s时间内通过的路程 s=vt=30m/s×(40s﹣20s)=600m 在20~40s内牵引力做的功为 W=Fs=2×103N×600m=1.2×106J 轿车发动机的功率为 答：（1）它空载静止时，对水平地面的压强为1.0×105Pa； （2）轿车在20~40s时间内牵引力做的功1.2×106J；轿车发动机的功率为6×104W。 9．（1）冰壶的质量m=20kg，则冰壶对地面的压力F=G=mg=20kg×10N/kg=200N 冰壶与冰道的接触面积S=200cm2=0.02m2，则冰壶对地面的压强 （2）①[1]由图可知第7秒时，甲停止运动，乙还在向右滑行，故以乙为参照物，甲在向左运动。 ②[2]冰球甲从Á滑行到B的过程中做匀速直线运动，由图可知路程s=6m，时间间隔为t=3s，冰球甲从Á滑行到B的速度 ③[3]乙在C点时仍是处于运动状态，水平面上只受向左的摩擦力，竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，如图所示： ④[4]由于冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B，所以它们所受摩擦力大小等于各自受到的推力，而水平推力大小相等，所以甲、乙所受摩擦力相等，即 f甲=f乙 由于冰球甲、乙从B往后的滑行过程中受到是滑动摩擦力，又因为三个冰壶完全相同，因此冰壶对冰面的压力相同，冰壶与冰面的粗糙度也相同，因此仍是f甲=f乙 ⑤[5]分离后，丙在水平面上只受向左的摩擦力，不再受到撞击力F的作用，因此分离后，撞击力F对冰球丙做的功为0。 10．(1) (2)大于 (3)等于 (4) 12 = 11．（1）福建舰航行时，处于漂浮状态，所受浮力等于总重力，若干架舰载机起飞后，总重力变小，故福建舰所受的浮力变小，根据可知福建舰排开海水的体积变小，则福建舰将上浮一些，即福建舰的吃水深度变浅。 （2）福建舰满载时的排水量为 故福建舰满载漂浮时，其受到的浮力 舰底所受到海水的压强 （3）福建舰沿水平方向匀速直线巡航时，所受推力与阻力平衡，大小相等，即 故福建舰推力做功的功率 （4）歼-15舰载机在万米高空水平匀速飞行时，由图3可知，它所受到的零升阻力与速度的平方成正比， 故速度为200m/s时，它所受到的零升阻力 12．（1）[1]由图甲可知，阀门A打开，闸室与上游的上端开口、底部连通，构成了连通器，闸室与上游水位等高，打开闸门C，轮船驶入闸,所以船闸是利用连通器原理工作的。 [2]轮船通过大坝从上游驶向下游时，船相对于大坝的位置发生了变化，故船相对于大坝是运动的。 （2）水底处受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×150m=1.5×106Pa 水底处0.2m2地面上受到水的压力F=pS=1.5×106Pa×0.2m2=3×105N （3）承船厢载着水和游轮垂直匀速提升，6分钟提升108m后与上游江面齐平，承船厢内船与江水总质量为2×104吨，则电梯做的功W=Gh=mgh=2×104×1000kg×10N/kg×108m=2.16×1010J 电梯的功率为 题型二 机械能及其转化 13．(1)大于 等于 (2)变小 (3) < 根据可知，压力相同时，增大受力面积可以减小压强 14．(1)水平匀速直线运动 (2)E1>E2 (3)Ek3>Ek4 15．(1)变大 (2)= 16．(1)做匀速直线运动 (2) (3)等于 17．(1)Q (2)否 S2恒星在运动过程中运动状态发生了改变，所以S2受力不平衡 (3)大于 小于 18．(1)减小 (2)E-Ep 19．守恒 大于 20．(1)变大 (2)竖直向上 (3)＞ (4)变大 21．(1)无关 (2)速度 ①组装实验装置，保持悬线与竖直方向夹角为θ1，让B球从静止开始释放，撞击木块C，用刻度尺测量并记录C的移动的距离s1； ②增大悬线与竖直方向夹角θ，重复步骤1，测得距离为s2、s3。 ③数据分析：若θ1＜θ2＜θ3，但是s1＝s2＝s3，则物体的动能大小与物体运动速度无关；若θ1＜θ2＜θ3，且s1＜s2＜s3，则物体的动能大小与物体运动速度有关，质量相同时，物体运动速度越大，动能越大。 22．(1) (2)变大 不变 (3)①选取3条相同材质、相同长度粗细不同的橡皮筋； ②将较细的橡皮筋其安装在弹弓上，将弹弓拉到一定长度后将弹珠沿水平方向弹出，用刻度尺测量弹珠弹射的水平距离并记录； ③换一条较粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离； ④换一条最粗的橡皮筋，将弹弓拉到相同长度后将弹珠沿水平方向弹出，测量并记录弹珠弹射的水平距离。 [2]如表所示： 实验序号 橡皮筋的粗细程度 弹射水平距离/m 1 细 2 较粗 3 最粗 23．(1)大于 等于 7 (2)45 0 45 实验次数 抛射角（度） 抛出速度 （m/s） 抛出速度平方(m²/s²) 射程x(m) 1 45 5 25 2 45 10 100 3 45 15 225 4 45 20 400 5 45 25 625 6 45 30 900 24．(1)重力势能 动能 (2)减小 减小 减小 增大 (3) 25．(1) (2)先减小后增大 先增大后减小 减小 26．(1) (2) (3)< 拉力对物体做功的过程中，电能转化为物体的机械能 (4)变小 根据，0~10s内P不变，v增大，所以F变小 题型三 杠杆与滑轮 27．(1)1 (2)费力 动力大于阻力 28．费力 60 29．3000 20 40 30．(1)2 0.5 (2)不变 增大 31．(1) 会 能 (2)不能 杠杆受力都使杠杆逆时针转动 32．(1) (2) (3)< 33．(1)10.0 (2) 0.5 (3)换用质量更大的秤砣（增大） 34．(1)A 弹簧测力计 (2)将重物M分别挂在B、C、D动滑轮下，用弹簧测力计匀速竖直向上拉，读出测力计的示数，即拉力，若拉力大于重力，则小永猜想正确，若不是，则小永猜想错误。实验数据记录表格应包括动滑轮重力，物体重力，拉力大小，如图所示： 实验次数 动滑轮重力G动/N 物体重力G/N 拉力F/N 1 2 3 35．(1)25 (2) 36． ＞ 由图像可知，F1的力臂小于F2的力臂，即l1＜l2，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2，则杠杆静止时F1＞F2 37．(1) (2)20 (3)A 38．(1) (2) (3) B C 蜡烛向靠近凸透镜的方向移动适当距离 39．(1) (2) 大 由可得，衣服重力和阻力臂不变时，D点力臂lAD最大，支持力最大 6.8 40．(1)费力 (2) (3)变小 (4) 41．(1) (2) 杠杆平衡原理，所以变大，因为，秤盘重力不变，则另一包药物的重力变大，即 (3)80 42．(1)是 此时长硬棒处于静止状态 (2) (3)30000 (4)变大 根据杠杆平衡条件：F1L1=F2L2， 当长硬棒由图示位置移到水平位置时，L1和F2保持不变，L2变大，所有F1变大 43．(1) (2)< (3)M 44．(1) 省力 (2)大于 45．(1) (2) (3)费力 增大 增大 46．(1)反射 属于 (2)减小 (3)减小 250 (4)t5-t4 题型四 机械效率 47．(1)1500 4000 (2)750 (3)小于 48．(1)A (2) (3)200N (4)80% (5)小杜正确；小彬的算法是在忽略绳重及摩擦等情况下才适用，题目中并没有说忽略这些因素 49．(1) 费力 (2)乙 甲 < 50．220kg ，220W 增大 增大 增大 1600N 51．(1)3 (2) (3)相等 (4)小于 3 (5)1J (6)75% 52．(1) B 动力臂越大，阻力臂越小 (2)80% 功 53．匀速 3 甲 4 乙 = > 使用不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低 0.3 83.3% 重 54．（1）由于物体从M到N的过程中完全浸没在水中，所以排开水的体积等于物体的体积，即 物体所受的浮力为 （2）物体在水中匀速上升，处于平衡状态。物体受到竖直向下的重力，以及竖直向上的浮力和绳子a的拉力。 根据力的平衡条件有 的大小 （3）在此过程中，滑轮组做的有用功为提升物体所做的功，即克服物体的视重（重力与浮力的差值）做的功 由图可知，承担动滑轮的绳子段数，绳子b端移动的距离为 拉力F2做的总功为 滑轮组的机械效率为 55．（1）在水平路面行驶时，卡车对路面的压力大小等于卡车的重力，卡车对水平路面的压强 （2）斜坡和水平面构成直角三角形，则 爬坡时的机械效率 解得，爬坡时的牵引力 （3）爬坡时的功率 爬坡时的速度 56．（1）石墩的体积 （2）石墩在水中A处时浸没在水中，石墩受到的浮力 （3）由图乙可知，石墩在50s内匀速运动了5m，如图甲，起重机的功率为20kW，起重机做的总功 起重机做的有用功 起重机的效率 57．(1)演员在段的速度小于在段的速度 (2)1000W， 【详解】（1）演员在段速度为 在段的速度为 所以演员在段的速度小于在段的速度。 （2）由图可知，滑轮组承重绳子段数，则绳子自由端移动距离为 则电动机2的拉力做功为 则拉力F的功率 有用功为 所以电动机2控制的滑轮组的机械效率 58．（1）根据表中数据可知，第1次实验中的额外功为W额1=W总1-W有1=2.4J-1J=1.4J 根据W额1=fs1可知，物体所受的摩擦力为 （2）倾斜程度“最陡”时，有用功 总功 斜面的机械效率为 （3）由表中数据可知，当物重一定时，斜面倾斜程度越小越省力，因此当其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计a更省力。 59．(1) (2)6.5×103Pa (3)1.7N (4)100g (5) > 省力 240J 80% 60．（1）由图甲可知，拉力F1做的功为总功，拉力F2做的功为有用功；由图乙可知，总功W1=2500J 有用功W2=2000J 故滑轮组的机械效率为 （2）F1做功的功率为 （3）自由端的拉力为 根据 可知，绳子股数为 由图丙可知，AB的绳子股数不符合要求，C、D中承担动滑轮和物体重力的，都是3股绳，所以该滑轮组结构可能是图丙中的C、D。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 抢分06 非选择题（功和机械能与简单机械）（广州专用） 抢分预测 抢分秘籍 抢分特训 3年考情 抢分依据 命题预测 2025T12 2024T12 2023T13 广州中考常考模块，形式以填空、实验分析为主，侧重机械能转化规律、功和功率基础概念，考点基础、易拿分。 功和机械能：考查功和功率的概念辨析与简单计算、动能/势能的影响因素、机械能转化规律，以填空、实验小问形式为主，侧重规律应用与现象分析。 2025T18、 T14 2024T13、 T16 2023T12 广州中考高频考点，结合实验、计算考查杠杆、滑轮相关规律，侧重机械效率计算与实验探究，梯度设问易拿基础分。 简单机械：考查杠杆平衡条件探究、滑轮组绕线与机械效率计算、斜面省力规律，形式涵盖作图、实验、计算，侧重公式应用与实验数据处理。 【考向一】功和机械能 1、探究物体的动能跟哪些因素有关 （1）如何判断动能大小：看木块被小钢球推动的距离多少。 （2）使质量不同的钢球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同。 （3）如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下。 （4）斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小。 （5）木块最终停下来的原因：在水平面受到摩擦力。 （6）超载、超速问题判断：超速时，质量不变，速度越大，动能越大；超载时，速度不变，质量越大，动能越大。 2、功与功率的计算 功的计算 1、公式法：对于恒力的功，通常利用功的定义式W=FS进行计算． 2、功率法：功跟完成这些功所需时间的比值，叫做功率．对于一段时间内外力的功，有时可以直接利用W=Pt求出功 功率的计算 1、功率的公式：（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）。 2、计算功率的另一个公式：P=Fv，即物体在拉力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）。 【考向二】简单机械 1、力臂的画法： （1）首先在杠杆的示意图上，确定支点O。 （2）画好动力作用线及阻力作用线，画的时候要用虚线将力的作用线适当延长。 （3）在从支点O向力的作用线作垂线，在垂足处画出直角，从支点到垂足的距离就是力臂．用三角板的一条直角边与力的作用线重合，让另一条直角边通过交点，从支点向力的作用线画垂线，作出动力臂和阻力臂，在旁边标上字母，l1和l2分别表示动力臂和阻力臂。 2、探究杠杆的平衡条件 （1）开始实验探究，将钩码用细线悬挂在杠杆左侧，在杠杆右侧用弹簧测力计拉住杠杆，使杠杆处于水平平衡状态，此过程中应该注意使弹簧测力计拉线沿竖直方向。 （2）分析实验数据，得到的结论是：F1l1＝F2l2（填写表达式）； （3）调节杠杆的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂。 （4）实验时，多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，重复实验。这样做的目的是寻找普遍规律。 （5）将砝码换成测力计的好处是：能直接测出拉力的大小，实验操作方便。 （6）选择杠杆终点作为支点的好处：消除杠杆自身重力对实验的影响。 3、测量滑轮组的机械效率 （1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。 （2）通过实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关。 （3）通过实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高。 （4）通过实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越小。 （5）通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。 （6）实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？ 答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。 （7）同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 4、简单机械的计算 杠杆的平衡条件的计算 1、杠杆平衡条件的表达式：动力×动力臂=阻力×阻力臂；式的表达式为F1l1=F2l2。 2、杠杆动态平衡：指构成杠杆的某些要素发生变化，而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态，分析杠杆的动态平衡时，一般是动中取静，根据杠杆平衡条件，分析比较，得出结论。 滑轮组机械效率计算 1、公式变形：，注意绕绳段数n对F和s的影响； 2、结合浮力题（如打捞沉物）：总功需包含拉力对滑轮和物体的双重作用。 斜面机械效率分析 1、公式应用：，额外功主要来自摩擦力； 2、当斜面效率已知时，反推推力。 二力平衡与做功综合 1、匀速运动时拉力等于摩擦力，W=Fs计算总功（如水平拉动物体）； 2、多物体系统（如拉杆箱）中，需分析整体受力与能量分配。 5、杠杆平衡条件的应用问题 （1）根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡。此类问题需要判断相应力和力臂的乘积是否相等，当F1l1=F2l2时，杠杆平衡；当F1l1>F2l2时，杠杆沿F1方向转动；当F1l1<F2l2时，杠杆沿F2方向转动。 （2）已知杠杆是平衡的，根据杠杆平衡条件计算力或力臂的大小，判断动力的变化。若要计算力或力臂的大小，就要知道另外三个量的大小；若要判断动力的变化，就要先判断动力臂和阻力臂的变化特点。 （3）应用杠杆平衡条件解决问题的一般步骤: ①将实物抽象为杠杆模型； ②确定支点； ③明确动力、阻力的大小和方向，画出力的示意图； ④画出动力臂和阻力臂； ⑤利用杠杆的平衡条件进行计算或判断。 6、滑轮与机械效率的问题 （1）有用功的计算方法（以竖直向上提升重物为例） ①定义法：；②；③公式法： （1）不计绳重，以及绳与滑轮间的摩擦，则有：， （2）当物体浸在液体中时，则有：，， 注意：当用动滑轮或滑轮组竖直向上提升物体时，克服物体重力做有用功，即，不计绳重及摩擦克服动滑轮重做的功是额外功;当用动滑轮或滑轮组水平拉物体时，克服物体与水平面间的摩擦力做的功为有用功，即;当物体沿斜面上升时，克服物体重力做的功为有用功，即，克服物体与斜面间的摩擦力做的功为额外功，即。解答时应紧扣有用功、总功和额外功的定义，从工作的目的入手分析，弄清做的哪些功是有用功，哪些功是总功，哪些功是额外功，然后根据公式，求解机械效率。 题型一 功与功率 1．（2025·广东广州·三模）如图甲所示，这是我国的056A型护卫舰，小明查阅相关资料后得到该护卫舰的参数如下表所示。某次执行任务时，护卫舰由静止出发，以恒定最大推进功率航行，加速航行1.2km后达到最大航速，图乙是本次航行的v-t图像。（g＝10N/kg）求： 满载排水量 吃水深度 最大航速 最大推进功率 (1)护卫舰满载停泊在港湾时所受浮力大小________； (2)护卫舰以恒定最大推进功率从静止出发，航行120s达到最大速度的过程中，求推力做的功________； (3)护卫舰从密度较小的河永驶入密度较大的海水中，它受到的浮力__________；它排开水的重力___________；排开水的体积__________。（以上三空均选填“变大”、“变小”或“不变”） 2．（2024·广东广州·一模）木块A 和铁块 B 在一个方向不变、大小为3N 的水平拉力F 的作用下做沿同一水平面做直线运动。0~4s 内路程随时间变化图像如图所示，其中GA=GB。 （1）此过程做匀速直线运动的物体是________（选填“A” 、“B”或“A 和 B”），  速度为________m/s； （2）此过程 F 对 A 做的功为________J； （3）此过程， A 、B 所受的摩擦力分别为f1 、 f2，F对 A 、B 做功的功率分别为P1、P2，则f1________f2，P1________ P2（选填“=”或“≠”）。 3．（2024·广东广州·二模）如图，物体在F=3N的水平拉力作用下，沿水平地面从M运动到Q，每经过1s，用虚线框记录物体的位置。 （1）在MN、OP段，物体的速度分别为v1、v2，拉力F所做的功为W1和W2，物体所受摩擦力分别为f1、f2，则v1______v2，W1______W2，f1______f2（均选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）物体从O运动到P，F做功的功率是______W，所受支持力做功的功率是______W。 4．（2025·广东广州·二模）小徐游玩时被蹦极活动深深吸引，蹦极参与者从高处跳下，身上绑定的弹性绳被反复拉伸，整个过程充满了刺激与挑战。小徐决定对“蹦极”进行模拟实验，了解其中的物理知识。通过网络查询，她找到了下表资料。 类型 材料 最大伸长倍数 例子与应用场景 1 锦纶弹力丝 3到5倍 户外装备、登山绳 2 天然橡胶 4到7倍 健身拉力带 3 高性能乳胶丝 12到14倍 医疗领域 4蚕丝弹力丝 2到3倍 高档丝绸服装 （注：伸长倍数指材料在拉伸过程中，伸长后的总长度与原始长度的比值） （1）有一材料的原长为20cm，伸长到最长时，其总长度为280cm，则该材料可能是上表资料中的类型________（填数字），其伸长倍数为________倍； （2）小徐利用天然橡胶弹性绳（原始长度为7cm，忽略自重及固定在天花板和固定物体时所需的长度）、正方体（边长为4cm）、弹簧测力计、刻度尺等进行模拟，操作如下： ①将正方体挂在已调零的弹簧测力计挂钩上，在空气中静止，如图1所示； ②将弹性绳上端固定在天花板上，静止时如图2所示； ③将正方体固定在弹性绳下端，将它移至图3所示的A位置并由静止释放，正方体下落到如图4所示的最低点B位置（第一次下落）。 （3）正方体所受重力为________N； （4）已知的长度为30cm，的长度为32cm。正方体从A位置下落到B位置的过程中，重力做的功为________，弹性绳的伸长倍数为________倍。 5．（2024·广东广州·一模）桌子H在水平拉力作用下，在水平面从M到N如图1，重10N的箱子放在H上如图2，H在水平拉力作用下在另一水平面从P到Q，箱子与H一起运动，、的方向始终沿着H运动方向。H两次运动的路程—时间图像如图3。 （1）在MN、PQ段，H的速度分别为、，所受摩擦力分别为、，则_________，_________。（均选填“＞”“＝”“＜”） （2）H上表面水平，在PQ段，H对箱子的支持力做的功为_________J，H受到的力做的功为_________J。在MN段的功率为，在PQ段的功率为，则_________（选填“＞”“＝”“＜”）。 6．（2025·广东广州·二模）工人师傅利用汽车作为动力，从水中打捞一个方形物件，绳子通过滑轮，一端系着物件，另一端拴在汽车上，水底到地面的高度h是7m，如图甲所示，汽车拉着物件一直匀速上升，已知汽车对绳子的拉力F与绳子向前移动距离s的变化关系如图乙所示。物件露出水面而带出的水分、绳子的体积、绳重及摩擦均忽略不计，水的密度为，g取10N/kg，求： (1)物件完全离开水面后上升1m，汽车对绳子的拉力做的功； (2)物件浸没在水中时，受到的浮力大小； (3)物件的体积。 7．（2024·广东广州·三模）图甲所示，工人将货物搬运到货车上，过程简化为图乙所示：某次工人先利用斜面将边长为1m的正方体货物匀速推到车上，再将货物水平匀速推到d点。这个过程中推力大小保持为800N，方向与运动方向保持一致，货物重为1000N，各段长度如图乙所示，推上斜面用时10s，水平推动用时5s，g=10N/kg，求： (1)将货物从a点沿斜面推到b点的运动过程中，推力做功的功率大小； (2)货物静止在d点时，对货车的压强大小。 8．（2024·广东广州·三模）某轿车的质量是1t，车轮与地面的总接触面积是0.1m2（g=10N/kg） （1）轿车空载静止时，对水平地面的压强为多少？ （2）在平直的公路上以恒定的功率测试轿车性能时，轿车由静止开始运动，水平方向获得的动力F随运动时间t的变化关系如图所示。t=20s后，轿车以30m/s的速度做匀速直线运动，①则在20-40s时间内动力做的功为多少？②轿车发动机的功率为多大？ 9．（2024·广东广州·二模）冰壶和冰球运动是冬奥比赛项目（g=10N/kg）。（甲乙丙是三个材质和质量相同的冰壶） (1)冰壶的质量约为20kg，底部与冰道接触的面积约为200cm2，根据以上数据算出冰壶静止时对冰道的压强大小约为多少？ (2)某次练习中，两运动员分别同时控制冰球甲、乙从A匀速直线向右滑行到B，水平推力大小相等。每经过1s，频闪摄影记录冰球的位置如图a，在B时撤出推力，两球分别静止在C和D处； ①第7秒时甲相对乙 （选填“向左运动”、“向右运动”或“静止”）； ②求冰球甲从Á滑行到B的速度； ③在b方框画出冰球乙经过C点的力的示意图。（用·表示乙） ④滑行过程中，两冰球所受摩擦力f甲 f乙（选填“>”、“=”或“<”）； ⑤若冰球乙在C点撞击静止的冰球丙，撞击力F为400N。撞击分离后，丙向前滑行停在D点，求撞击力F对冰球丙做的功。 10．（2025·广东广州·二模）如图（1）所示，用弹簧测力计拉着同一个物体在和两段不同的水平路面直线运动，其中物体在AB段、CD段运动的动能和时间关系如图（2）所示。 (1)在方框内画出物体在AB段水平方向受到的力（用黑点表示物体）； (2)AB段物体受到摩擦力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）CD段物体受到摩擦力； (3)CD段物体受到摩擦力___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）DE段物体受到摩擦力； (4)拉力在段对物体做功___________；段做的功率为；段做功的功率为，则___________。（选填“>”、“=”、“<”） 11．（2025·广东广州·二模）2024年5月，福建舰（如图1所示）完成了首次航行试验任务。福建舰满载时的排水量为，吃水深度可达13m。其配备的“歼-15舰载机”（如图2所示）是福建舰战斗力的核心，它在万米高空水平飞行时受到的零升阻力f与速度的平方的关系图像如图3所示。（吃水深度是指船舶底部到水面的垂直距离） (1)当福建舰上若干架舰载机起飞后，福建舰的吃水深度将________（选填“变深”“变浅”或“不变”）； (2)求福建舰满载漂浮时，其受到的浮力大小和舰底所受到海水的压强大小；（海水的密度取，g取） (3)福建舰以10m/s的速度沿水平方向匀速直线巡航1000m，所受的阻力始终为，求福建舰推力所做的功的功率大小； (4)歼-15舰载机以200m/s的速度在万米高空水平匀速飞行时，它所受到的零升阻力f为________N。 12．（2025·广东广州·二模）某时刻三峡大坝上下游的水位差达到，船舶要翻过大坝，可以选择“爬楼梯”或者“坐电梯”，这里的“楼梯”指的是船闸，“电梯”就是升船机。（g取，水的密度为）    (1)如图甲为一艘轮船通过大坝从上游驶向下游的情形。闸门A打开，闸室与上游水位等高，打开闸门C，轮船驶入闸室。船闸利用了_________原理；图中船相对于大坝是_________（选填“运动”或“静止”）的。 (2)如甲图中，船闸上游水深，请计算水底处0.2m2地面上受到水压力多大？ (3)升船机如图乙，与电梯原理相似。不考虑能量损耗，承船厢载着水和游轮垂直匀速提升，6分钟提升108m后与上游江面齐平，承船厢内船与江水总质量为吨，则电梯功率为多大？ 题型二 机械能及其转化 13．（2025·广东广州·二模）某工人师傅用如图所示斜面运送货物，将货物从O处由静止释放，下落过程中经过P处，最终静止在Q处。 (1)货物在O处的重力势能___________（选填“大于”“等于”或“小于”）P处的重力势能，货物在Q处的动能___________（选填“大于”“等于”或“小于”）O处的动能； (2)从O到Q的过程中，货物的机械能将___________（选填“变大”“变小”“不变”）； (3)图1为提袋器（忽略重力），图2用提袋器提袋子时手受到压强，图3用手直接提同一个袋子手受到压强为，______（选填“>”、“<”、“=”），判断的依据是___________。 14．（2025·广东广州·三模）小明和小红练习传球，如图是排球先后经过位置1、2、3、4的运动轨迹，其中位置1、位置2是小球前两次向上运动的最高点，位置3与位置4在同一水平高度。 (1)若小球运动到位置1时所有力都消失，小球将__________（选填“静止”、“水平匀速直线运动”、“竖直向下运动”）； (2)小球运动到位置1和位置2时的机械能E1、E2的大小关系为__________（选填“E1>E2”、“E1=E2”、“E1<E2”或“无法判断”）； (3)小球运动到位置3和位置4时的动能Ek3、Ek4的大小关系为__________（选填“Ek3>Ek4”、“Ek3<Ek4”、“Ek3=Ek4”或“无法判断”）。 15．（2025·广东广州·三模） (1)如图所示，小红用平行于斜面的拉力把物体乙从C点匀速拉至D点，忽略空气阻力及物体与斜面间的摩擦，物体乙的机械能___________（选填“变小”、“变大”或“不变”）； (2)如图所示，忽略空气阻力，小东将与乙完全相同的物体甲，匀速提升至高度H。若小红对物体乙做的功为W1，则小东对物体甲做的功为W2，则W1___________W2（选填“>”、“<”或“=”） 16．（2025·广东广州·二模）下图所示为球被投出后，先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹，C位置为最高点。 (1)若球运动到D位置时受到的所有力突然消失，则球将______（选填“静止”“做匀速直线运动”或“做加速直线运动”）； (2)如图所示为球的动能和重力势能在不同位置的大小情况，但是粗心的小明忘记在柱状图上标记出对应的位置，请在图中横坐标的方框内标记出C的位置______； (3)球在B点的动能______（选填“大于”“等于”或“小于”）其在D点的动能。 17．（2025·广东广州·二模）科学家对银河系中心附近的恒星S₂进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S₂的位置如图所示，科学家认为S₂恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S₂恒星质量的变化，根据图片信息： (1)黑洞可能位于椭圆轨道内部的_____点（选填“P”、“Q”）； (2)S2恒星在运动过程中所受力是否平衡？_________，你的依据是： __________； (3)由机械能的转化与守恒定律可知，S2恒星在1995年时期的重力势能______2001年时期的重力势能，S2恒星在1995年时期的动能__________2001年时期的动能（以上两空选填“大于”、“小于”或“等于”）； 18．（2025·广东广州·一模）如图，篮球从M点以速度v0竖直下落，经水平地面反弹后最高只能回到与M点等高的N点。设在M点时篮球的机械能为E，动能为Ek，重力势能为Ep。 (1)从水平地面回弹到N点过程中，篮球动能________（选填“减小”“不变”“增大”）。 (2)M到N过程中减少的机械能E减=________（选填“E-Ep”“E-Ek”）。 19．（2025·江苏苏州·一模）如图，甲乙完全相同的小球，以同样的速度沿着与水平方向均成角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲乙小球能到达的最高点分别为点与点，离地高度为和，在这个过程中，小球的机械能是__________（守恒/不守恒）的，图中__________（大于/等于/小于）。 20．（2025·广东广州·一模）如图所示，消防员在进行消防演练。 (1)消防员以v的速度从地面沿着杆匀速爬至楼层顶端，此过程消防员的机械能如何变化？______（选填“变大”“变小”或“保持不变”）； (2)上爬过程中，消防员所受摩擦力的方向为______； (3)消防员爬到顶端后，在楼顶取了包袱，背上包袱开始以相同的速度v匀速下滑，此过程中消防员所受的摩擦力与比较哪个大？______（选填“>”“<”或“=”）； (4)消防员背上包袱下滑时的动能与向上爬取包袱前的动能相比如何变化？______（选填“变大”“变小”或“保持不变”）。 21．（2025·广东广州·三模）如图所示，摆线长L相同，实心小铁球A、小铅球B的体积VA＝VB，密度ρ铁＜ρ铅，悬线与竖直方向的夹角θ1＜θ2。 (1)图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中，任一时刻速度的大小与小球的质量 _______ （选填“有关”或“无关”）； (2)若用如图乙、丙所示的装置，可通过改变悬线与竖直方向的夹角来改变小球撞击木块时的 _______ ，从而探究物体的动能大小与这个物理量的关系，请你根据这个方案设计实验步骤，记录3组以上的实验数据，并且根据实验数据，作出分析判断。 ①实验步骤：_________ 。 ②数据记录表格________； ③数据分析：___________ 。 22．（2025·广东广州·一模）如图展示了一个弹弓模型，忽略空气阻力，通过拉伸橡皮筋后，能够将模拟小鸟瞄准目标进行发射。 (1)用A点表示小鸟，请在方框中画出小鸟在位置B点的受力示意图； (2)弹弓的橡皮筋伸长过程中，弹性势能_________；发射后离开橡皮筋的模拟小鸟上升到最高点的过程中机械能__________（选填“变小”  “变大”或“不变”）； (3)某同学思考橡皮筋的弹性势能除了与橡皮筋的伸长量、材料有关，与橡皮筋自身长度、粗细是否有关呢？生活经验告诉我们水平飞出速度越大，飞行的水平距离越远，现有弹珠和弹弓一个、相同材质但粗细不同的橡皮筋若干条、剪刀、刻度尺等，请写出实验步骤并设计实验表格完成探究“橡皮筋的弹性势能与橡皮筋粗细的关系”这一实验。 实验步骤：__________； 设计实验表格：__________。 23．（2025·广东广州·一模）小明在进行足球训练时，看到发球装置将足球斜向上抛出。 (1)小明在训练中某次抛出足球轨迹如图1，A、B、C为足球下落过程先后经过的点。若此过程中足球在各点位置的机械能和动能如下表。 ①足球在A点时的重力势能_________C点时的重力势能，在A点的速度_________C点的速度（以上两空均选填“大于”“小于”或“等于”）； ②从A到B的过程中足球的机械能损失量为_________J； 位置 机械能/J 动能/J A点 53 30 B点 46 19 C点 40 30 (2)小明发现发球装置可调节发射足球的抛射角和抛出速度，实现射程不同。小明查得：忽略空气阻力时，足球被抛出后运动轨迹如图2虚线所示。抛出方向与水平方向的夹角为抛射角，A点的速度为抛出速度v，A点到落地点的水平距离为射程x.同时，x与v之间满足公式，其中k的大小与抛射角的关系如图3所示（g＝10N/kg）。 ①v不变时，抛射角大小为_________度时，x最大。 ②若抛射角为90度，v为10m/s，则x为_________m。 ③小明想探究“抛射角一定时，x与v2的关系”，设计了以下步骤： a.把抛射角调为45度，v设定为5m/s，将足球从A点抛出； b.记录足球落地位置，用卷尺测出x并记录。 c.把抛射角调为_________度，将v逐次增加5m/s重复步骤a、b，进行多次实验，直到v增加到30m/s为止。 请帮他设计实验数据记录的表格_________。 24．（2025·广东广州·三模）如图1为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值，然后逐渐减慢，直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力，则 (1)运动员从O点运动到A点的过程中，他的______转化为______（以上两空均选填“动能”或“重力势能”）； (2)运动员从B点运动到C点的过程中，他的动能______，重力势能______，机械能______，蹦床的弹性势能______（以上均选填“增大”“减小”或“不变”）； (3)以点代表运动员，请在图2中画出运动员在O点的受力示意图（虚线为运动员下落的方向）。 25．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，轻质弹簧一端固定在墙上，另一自由端不受外力时在B点。把这端固定在物体M上，压缩到A点静止释放时（如图乙所示），M沿粗糙水平地面向右运动。当经过C点时，速度（如图丙所示，长度）。 (1)在方框内以“·”代替M，画出M经过C点时的受力示意图。 (2)从A到C的过程中，弹簧的弹性势能如何变化？________________ 从A到C的过程中，物体M的动能如何变化？________________ 从A到C的过程中，弹簧的弹性势能与物体动能的总和是否保持不变？________ 26．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，在水平地面上有一重的物体，受到绳子竖直向上的拉力，此时地面受到物体的压力为，受力面积为2m2，它对地面压强为p。电动机钢索的拉力以恒定功率30kW将物体从静止开始竖直向上提升60s后，功率逐步减小，70s时功率为0W。此过程物体的“v-t”关系如图乙所示。忽略空气阻力。 (1)计算：压强p。 (2)计算：前60s，拉力对物体做的功。 (3)第60s时物体的机械能为；第70s时物体的机械能为。则_______（选填“<”“=”或“>”），判断依据_______。 (4)0~10s，钢索对物体的拉力_______（选填“变小”“不变”或“变大”），判断依据_______。 题型三 杠杆与滑轮 27．（2025·广东广州·三模）如图所示，在硬尺AB的7dm刻度处C点挂一重3N的物体M，并在3dm刻度处施加一个竖直向上、大小为9N的拉力F使硬尺AB保持水平静止，硬尺AB的质量不计，完成下列问题。 (1)根据数据分析，你认为支点O的位置在杠杆的______dm刻度处；并画出F的力臂ll______； (2)如果拉力F作为动力，物体M对杠杆的力作为阻力，你认为作为杠杆使用硬尺AB，它是______（选填：省力或费力）杠杆，依据是____________。 28．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，其简化示意图如图乙。A端挂有重为的石块，B端挂有重为的空桶，OA长为，OB长为。使用时，硬棒质量忽略不计，人向下拉绳放下空桶，此时桔槔为_________杠杆（选填“省力”、“费力”），将桶在井内装满重为120N的水后向上拉绳缓慢将桶提起，向上拉绳提起装满水的桶时拉力为_________N。 29．（2025·广东广州·一模）将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重，底面积为200cm2，B重，底面积为300cm2，则A对地面的压强为________Pa，A受到地面的摩擦力为___________N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为___________N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 30．（2024·广东广州·三模）如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别利用两个滑轮组将A、B两物体从地面匀速拉到相同高度，对物体做功情况如图乙所示，请问： (1)琴琴操作的滑轮组对物体A做的有用功是___________J，对物体B做的额外功是___________J。 (2)将物体A从地面往上拉动的过程中，物体A的动能___________ ，机械能 ___________（以上两空选填“减小”，“不变”，“增大”）。 31．（2025·广东广州·三模）在学习了杠杆的知识后，小明做了如下图的实验，已知每一个钩码的质量相同，O点为杠杆的支点，图甲中杠杆处于水平静止状态，不考虑绳重以及绳与滑轮间的摩擦。 (1)如图乙，将杠杆水平固定，用带杆的滑轮向左推动右侧细绳，①请在图乙中画出此时右侧细绳对杠杆的力F2，以及力臂__________；②右侧细绳对杠杆的力F2大小__________（选填“会”或“不会”）发生改变，杠杆从图乙位置静止释放后__________（选填“能”或“不能”）保持水平静止； (2)如图丙，若改变右侧细绳悬挂的位置以及钩码数量，且用带杆的滑轮竖直向上提细绳，杠杆从图丙位置静止释放后__________（选填“能”或“不能”）保持水平静止，请写出判断的依据：______________________________________________________。 32．（2025·广东广州·一模）如图1是一根质量不均匀，重力为G的硬杆放在水平地面上，现在要用最小动力F将木板一端抬起； (1)请根据题意在图1中标出支点的位置用O表示，并画出所用最小动力F的示意图和它的力臂； (2)用表示重力的力臂，根据杠杆平衡条件，最小动力的大小是______（用题目中的G、和表示）； (3)小华同学想要测量这根硬杆的重力。由于所用测力计的量程小于硬棒的重力，因此设计了如下步骤： 步骤1：如图2，将硬杆左端放在支架上，用弹簧测力计竖直向上拉硬杆的右端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为； 步骤2：如图3，将硬杆右端放在支架上，用弹簧测力计竖直向上拉硬杆的左端，当硬杆提起到水平位置时，读出弹簧测力计的示数为；则： ①请判断和的大小关系：______（选填“>”“<”或“=”）。 ②硬杆重力的数学表达式为：______。（用和表示） 33．（2025·广东广州·一模）在“探究杠杆平衡条件”实验中： (1)若在图甲中杠杆恰好水平平衡，的力臂为___，并在图甲中画出的力臂______；      (2)假设弹簧测力计的作用点不变，然后调整弹簧测力计方向，当的大小为时，为使杠杆继续在水平位置平衡，请在图甲中画出所需的最小力______，此时大小为______N； (3)小明学过杠杆知识后，打算按照图乙自制了一根杆秤（自重不计），要想增大杆秤的测量范围，你有哪些方法？______（写出一种方法即可）。 34．（2025·广东广州·二模）小永猜想“使用动滑轮提升重物时，如果提升的物体重力比动滑轮的重力小，这时动滑轮就是费力的”。现有下列物品及器材，重物的重力在之间，动滑轮共有4个，请你设计实验，检验小永的猜想是否正确 (1)实验器材：图中___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”）动滑轮不应该选取进行实验，还需要补充的实验器材有___________。 (2)请设计实验：写出实验步骤并画出实验数据记录表格（实验步骤可以图文结合的方式表达） 35．（2024·广东广州·三模）图（a）是常用的移动指示牌，其侧视图如图（b）所示，其中AB为指示牌的牌面，BE和CD为支架，AB=80cm，BE=60cm，CD=50cm，且E为CD中点。各部分材料均是质地均匀的，总重力为100N。 (1)如图（c）所示，当有风吹过，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，风力最大作用力不能超过______N； (2)指示牌被风刮倒后如图（d）所示，请在图（d）中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1。 36．（2024·广东广州·一模）如图，O点为轻质杠杆的支点，杠杆在弹簧弹力F1（未画出）和拉力F2的作用下保持静止。 （1）请在图中画出F1的示意图和F2的力臂l2_______； （2）此时F1_______F2（选填“>”、“=”或“<”），你的判断依据是：_______ 37．（2025·广东广州·三模）如图所示，AOB为一轻质杠杆（质量忽略不计），AB＝3m，AO＝1m。A端用细线挂一个质量为5.4kg的实心铝球，B端施加一个竖直向下的拉力F。铝球下方有一水平升降台，升降台上放置着一个装有适量水的烧杯。当升降台缓缓上升，使铝球浸在水中某一深度时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时F＝17N，铝球没有碰到容器底或容器壁，，，g＝10N/kg。 (1)作出A点所受的力FA以及F对应的力臂L______； (2)此时实心铝球所受的浮力为 ______ N； (3)若往烧杯中缓慢地加满水，F的大小保挂不变，则杠杆将（　　） A．仍然保持水平平衡 B．左侧向下倾斜 C．右侧向下倾斜 38．（2025·广东广州·二模）(1)如图所示，在水面上方有一发光点S发出的两束光分别射到液面，在容器底面出现A和B两个光斑，以及经水面反射后在容器右侧壁出现一个光斑C（C未标出）。已知光斑A在发光点S的正下方，光斑B在光斑A的右侧，请根据光的反射定律和折射特点，画出光线到达A、B、C三点的传播路径并标出C点。 (2)如图所示，不计质量的硬杆处于水平静止状态，的作用线是图中圆的切线。 ①以O为支点，画出的力臂。 ②如果把的作用点A移动到B点，且让力的大小保持不变，要让杠杆仍处于水平静止的平衡状态，则这个力的方向必须改变。请你在图中画出这个力并标示为（保留作图痕迹）。 (3)如图所示探究凸透镜成像规律实验中，凸透镜的焦距为20cm，为凸透镜的主光轴。 <1>从A点发出的一束光a照射到凸透镜上，请在图中画出a经透镜折射后折射光线______。 <2>透镜的焦距太长会不利于找出像的位置，于是某同学更换了一个焦距为5cm透镜。 ①若蜡烛和透镜的位置不变，经透镜所成的像会落在光具座上的哪个刻度范围内：______。 A．50cm-55cm    B．55cm-60cm    C．65cm-70cm    D．75cm-80cm ②此时烛焰经凸透镜折射后能成一个像，这个像的特点是：______。 A．放大正立的虚像    B．放大倒立的实像    C．缩小倒立的实像 ③若保透镜的位置不变，要让所成的像成在落在离透镜更远的地方，该如何移动蜡烛？______ 39．（2025·广东广州·三模）如图甲，质量不计的晾晒架钩在支撑物上，挂上衣服后，晾晒架可看成以O为支点的杠杆，图乙是其简化图，晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。 (1)请在图乙中：①画出A点受到固定支撑物的弹力F，②画出弹力F的力臂l。 (2)B、C、D是挂衣处，同一件衣服挂在D时，A点受到的支持力最___________（选填“小”或“大”），请说明理由：___________，若衣服重为3.6N，则此支持力为 ___________N； 40．（2025·广东广州·二模）如图甲所示，起重机液压杆的支持力沿着液压杆。 (1)起重机吊臂OB实质是______杠杆；（选填“省力”“费力”或“等臂”） (2)在图甲中画出的力臂； (3)起重机吊臂从水平位置（图乙）逆时针转动到图丙所示位置的过程中，液压杆对吊臂的支持力______；（选填“变大”“变小”或“不变”） (4)已知，，重物质量为1t，图丙所示位置的起重机吊臂与水平面的夹角为30°，液压杆对起重机吊臂的支持力为______N（，不计吊臂和钢绳的重力） 41．（2025·广东广州·二模）图甲戥（děng）子是凝聚我国古代劳动人民智慧的一种小型杆秤。 (1)如图乙用戥子称量某包药物时，秤砣挪至A点时杆秤平衡，O点为杠杆支点，请在图乙的简图中画出戥子在A点受到力及其力臂； (2)用同一戥子称量另一包药物时，将秤砣右移至B点时杆秤平衡，则_________（选填“”“”“”）依据是：__________。 (3)忽略杆重和绳重，已知秤砣重25g，空盘重20g，支点O距悬挂点C点10cm，最大刻度线处距O点40cm，则该戥子可称量中药的最大质量为__________g。 42．（2025·广东广州·二模）物理兴趣小组的同学到动物园参加实践活动，他们仅用小小的弹簧测力计和一根长硬棒，粗略测出一头大象的重力。如图，测力计在A点垂直长硬棒向下拉长硬棒，使其静止。（g取10N/kg） (1)此时长硬棒是否平衡?_____，你的依是：______________。 (2)请在图中画出杠杆受到测力计的拉力 F1及动力臂 l1。 (3)弹簧测力计的读数为200N，悬点O距弹簧测力计一端的距离为9m，距铁笼悬挂线的距离为6cm，不计长硬棒和铁笼的质量，大象的重力为______N。 (4)老师用一个垂直于杠杆的力F把长硬棒从图示位置移动到图中虚线水平位置的过程中，如图，力F___________（选填“变大”“变小”“不变”），判断依据________________ 。 43．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，用竖直向下的力压脚踏式翻盖垃圾桶，使其保持静止。此时垃圾桶可简化为图乙的组合杠杆。水平静止的AB是以（图中未画出）为支点的杠杆（AB质量忽略不计，每格的长度相同）。是以为支点的杠杆，它的重心在O点。直杆对C处的力为F．已知为7.5N，直杆对B处竖直向下的阻力为15N． (1)画出：所受的重力G及其力臂l． (2)所受的重力G_______F（选填“<”“=”或“>”）。 (3)支点为图乙中的_______点。 44．（2025·广东广州·一模）如图1所示，农用喷雾器的手动杆可看成以O为支点的杠杆，杠杆质量不计且静止。M点受到竖杆的力为不变时，手作用在N点的最小的力为。（的力臂为） (1)①在图2中画出：力及对应的力臂；______ ②用上述字母写表达式______； ③该杠杆为______（选填“省力”“费力”）杠杆； (2)图3输液管里A点的液体流速小于喷头孔里B点的流速，则A点液体的压强______（选填“大于”“小于”）B点液体的压强。 45．（2025·广东·一模）如图，人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，可绕支点O转动，A点为头部的重心，B点为肌肉群拉力的作用点，拉力的方向沿图中虚线方向。 (1)请在图中画出人体头部所受重力G的示意图； (2)画出肌肉群拉力F的示意图及其相应的动力臂l1； (3)若将拉力看作动力，这是一个___________（选填“省力”“等臂”或“费力”）杠杆。人在低头的过程中，头部重力的力臂___________（选填“增大”或“减小”）；颈部肌肉群的拉力___________（选填“增大”或“减小”）。 46．（2025·广东广州·二模）阅读材料， 回答问题。 人形机器人 2025年春晚，科技融合传统文化的舞蹈节目《秧BOT》引发较大关注。如题图1，这款宇数H1机器人名叫福兮，表演转手绢不亚于专业舞者。人转手绢时速度是由慢到快，但机器人却能在一秒钟使手绢垂直旋转不会掉。秘密就在于它的关节扭矩、什么叫关节扭矩呢?关节扭矩是指作用在关节上使关节产生转动效应的力的力矩。扭矩 （T）等于力 （F）与力臂 （r）的乘积，即T=F×r。专业的举重运动员在屈膝发力的瞬间，关节扭矩可达350N·m，福兮腿部关节扭矩可达360N·m，手臂关节扭矩可达75N·m，这就是它能够瞬时转得又快又稳的原因。福兮的头部配有3D激光雷达和深度摄像头，配合全自动定位导航技术，实现自动走位和队形变换；未来人形机器人还可以用机械臂抓取危险用品，穿越核污染区自动消毒；在发生自然灾害时成为人类的电子战士等等。在世界的科技舞台上，人形机器人盛世拿手绢博人一笑，乱世携武器保家卫国。 (1)3D激光遇到障碍物后，在障碍物表面发生________（选填“反射”或“折射”），激光_________（选填“属于”或“不属于”）电磁波。 (2)为了使机器人跳舞更灵活，它的双臂关节连接处要尽量_________（选填“增大”或“减小”）摩擦。 (3)如题图2，机器人搬运货物，它的前臂相当于一根杠杆，支点在肘关节处，其原理如题图3所示。当前臂从水平位置向上提起重物时，在θ角增大到90°的过程中，动力 F1逐渐_________（填“增大”、“减小”或“不变”）；机器人的前臂长度为300mm，当水平搬运物体时，最多可搬起________N的重物（忽略摩擦和前臂的重力）。 (4)题图4是某款人形机器人站在地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，题图5是地板所受压力随时间变化的图像；根据图像分析可知，机器人离开地面至再次落地所用的时间为________。 题型四 机械效率 47．（2025·广东广州·一模）甲、乙电动机用相同时间，把相同物体匀速提升2m，甲电动机做的有用功和额外功如图所示。乙电动机做的总功为3750J。 (1)物体重_______N，甲电动机做的总功为_______J； (2)乙电动机做的额外功为_______J； (3)甲电动机的效率_______乙电动机的效率。（选填“小于”“等于”或“大于”） 48．（2025·广东广州·一模）小明利用如图1所示的滑轮组（绕线并没有画出）把重物匀速提升，用时，拉力为。已知每个滑轮重40N；重物M和绳子自由端的路程随时间变化的图像如图2所示；整个过程中，有用功和额外功的大小如图3所示。 (1)图2中表示绳子自由端的路程随时间变化的图线是________（选填“A”或“B”）； (2)结合图2所示的图像，请在图1中正确画出此次滑轮组的绕线方式_________； (3)求重物的重力________； (4)求滑轮组的机械效率_________； (5)以下是小彬和小杜两位同学计算拉力大小的解题思路： 小彬：先算出重物以及动滑轮的总重力，然后数出吊着动滑轮的绳子段数，最后利用公式求出拉力的大小。 小杜：先根据图3算出总功，再根据图2得出绳子自由端移动的距离，最后利用公式求出拉力的大小。 你认为哪一位同学算出来的拉力的大小是正确的？并说明另一位同学的问题所在_______。 49．（2024·广东广州·三模）按要求作答。 (1)如图甲是雨伞，图乙是伞骨的简图。 ①撑伞时撑杆AB对伞面的支持力F1沿图中AB直线方向，请在图乙中画出这个支持力F1，并画出阻力F2的力臂l2；______ ②撑伞时该杠杆属于______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 (2)分别使用图中甲、乙两个滑轮组将重为10N的物体A在2s内匀速拉升20cm，拉力大小如图所示： ①甲、乙两种提升方式中_____方式更省力，______方式绳子自由端移动距离更大（选填“甲”或“乙”） ②甲乙两种提升方式的机械效率η甲______η乙（选填“>”“=”或“<”）。 50．（2024·广东广州·二模）图1石画像描述了秦始皇“泗水取鼎”的传说，假设鼎被捞起：河岸两边各有多人前后拉着绳子，绳子一端通过滑轮连接在铁鼎上，使铁鼎离开水面。 （1）如图2，匀速提升铁鼎，a、b绳对铁鼎的拉力分别为Fa、Fb，Fa=Fb=1.1×103N，求铁鼎的质量（g=10N/kg） ______； （2）突然，b绳断裂，如图3，仅在a绳拉动下，铁鼎匀速上升10m，此过程用时100s，求此过程：a绳的拉力所做的功和功率；______ （3）铁鼎上升过程依次经过M、N、O、P 点，铁鼎经过M点开始计时，其速度-时间图像如图5所示， 其中MN、NO、OP 段用时分别为20s、10s、20s，忽略空气阻力，则 ① 铁鼎在MN段动能______，在NO段机械能______，在 OP段重力势能______（三空均选填“增大”“不变”“减小”）； ② 在图6画出铁鼎在NO段的路程s随时间变化图像（仅作图，不用写出计算过程）；______ （4）用图7装置将鼎从地上提起，放到马车上，利用马车运送。 ①图7中O为支点， M为鼎的重心， c、d绳对杠杆的拉力分别为 Fc、Fd， Fc方向可以调整，装置在图7位置静止，请画出Fd、ld，并画出当 Fc最小时的 Fc和力臂 lc，Fc=______（用Fd、lc、ld表示）； ②如图8，车和鼎总重力为2.4×103N， 马拉车的牵引力平行于斜面向上，车沿斜面向上匀速直线运动，斜面倾角为，斜面的机械效率为 75%，求：马拉车的牵引力。______ 51．（2025·广东广州·三模）小明用同一个物块在同一水平地面和斜面进行了两组实验，水平地面和斜面的粗糙程度相同且均匀，G物=2N，忽略空气阻力： 实验一：如图所示，对物块施加一个沿水平方向大小为3N的力F，从物块经过A点时开始计时，每经过1s，用虚线框记录物块的位置。物块在AC段做匀速直线运动，经过C点后撤去力F，物块运动上斜面后，最终静止在G点； 实验二：如图所示，利用细绳和两个滑轮组成的装置，水平拉物块向右运动，物块在1s内匀速运动了1m，绳子自由端的拉力大小为4N。 (1)实验一中，物块在AC段中，所受摩擦力的大小f1=__________N； (2)请画出：实验一中，物块经过D点时的受力示意图________； (3)实验一中，物块在CD段和EF段中所受的摩擦力大小__________（选填“相等”或“不相等”）； (4)两次实验中，物体在AC段的速度__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）它在MN段的速度。物块在MN段所受的摩擦力大小f2=__________N； (5)请计算：实验二中的额外功是多少？ (6)实验二中，滑轮的机械效率η=__________。 52．（2025·广东广州·一模）(1)小白进行“探究杠杆平衡条件实验”： ①实验时在杠杆左侧挂上钩码，沿如图1中所示方向拉弹簧测力计，能使杠杆在水平位置平衡，请在图中画出的力臂；______ ②小白根据杠杆知识制作了图2所示杆秤。使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提秤纽，移动秤砣的位置，使秤杆水平平衡时即可从秤杆上读出待称物体的质量。选择秤纽______（选填“B”或“C”），杆秤测量的范围更大，原因是______； (2)如图3甲所示，工人用50N的拉力F，通过滑轮组将重为120N的重物匀速提升，10s内绳子自由端移动的距离为3m，此过程中滑轮组的机械效率为______，图乙阴影部分面积可以表示的物理量为______。 53．（2024·广东广州·三模）某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所示。 实验次数物理量 l 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1% 62.5% （1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计，使钩码上升； （2）分析表中数据，可得第1次实验的s1=_________h1，这是用_______（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验；第2次实验的s2=_________h2，这是用_______（选填“甲”或“乙”）图所示装置做的实验。 （3）比较第1次实验和第2次实验的数据可得：两次实验提升的重物G1_________G2（选填“＞”，“＜”或“=”），机械效率η1_________η2（选填“＞”，“＜”或“=”），从两次使用的滑轮组装置角度分析，造成两次机械效率有这样关系的原因是__________。 （4）小组同学再用第1次实验使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s3=_________m，机械效率η3=_________； （5）比较第1次和第3次实验的机械效率，可得：使用同一滑轮组提升物体，物体越___________（选填“轻”或“重”），滑轮组的机械效率越高。 54．（2025·广东广州·二模）课外活动小组设计一个打捞沉船的模拟装置，用物体代替沉船。如图所示，使物体从位置匀速直线上升到位置，的高度，物体受到的重力，体积是，作用在绳子的拉力为，作用在绳子的拉力，（整个过程不考虑风浪、水流等因素的影响），，求： (1)物体所受浮力的大小； (2)的大小； (3)使物体从M位置匀速直线上升到N位置，滑轮组的机械效率。 55．（2025·广东广州·二模）如图，重为的卡车，经过一段水平路面，再以的功率沿与水平地面成37°角的斜坡匀速向上爬行，已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，卡车爬坡长度s，爬坡高度为h，斜坡的机械效率为80%。（sin370=0.6）求卡车： (1)对水平路面的压强； (2)爬坡时的牵引力； (3)爬坡时的速度。 56．（2025·广东广州·二模）湿地公园湖边的一个质量为1.5t的圆柱形花岗石墩，如图甲所示，落入湖水中，工人师傅用起重机将其匀速吊出水面。已知：花岗石密度是，起重机的功率为20kW，g取10N/kg，湖水密度，求： (1)石墩的体积； (2)石墩在水中A处受到的浮力； (3)石墩从脱离水面B处匀速提升到C处，路程与时间的关系图像如乙图所示，求起重机的效率。 57．（2025·广东广州·一模）某种威亚的装置结构如图1，两台电动机各控制一套滑轮系统，分别使演员左右、上下移动。演员在钢丝的控制下，如图2从A点匀速竖直提升到B点，再依次水平移动到C、D、E点，、段是匀速直线运动，各段距离和时间已标出。 (1)通过分析，比较演员在、段的速度大小； (2)演员重，电动机2的拉力，求段： ①拉力F的功率； ②电动机2控制的滑轮组的机械效率。 58．（2025·广东广州·二模）《墨经》中记录了一种斜面引重车，如图甲所示，前轮小后轮大，绳子一端紧系在后轮轮轴，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子被从斜面的底端匀速拉到顶端。运动过程忽略空气阻力和滑轮摩擦。 小敏用图乙斜面M来研究引重车。用力F沿斜面匀速拉动同一物体，改变斜面M的倾斜程度，多次实验，记录如下数据。根据数据计算以下问题： 实验 次序 倾斜 程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功 总功 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1% 3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 (1)第1次实验中的额外功和物体所受的摩擦力f； (2)倾斜程度“最陡”时，斜面的机械效率。（保留一位小数） (3)通过数据分析可推出，其他条件不变时，沿斜面向上匀速拉动相同质量的重物，设计__________（选填“a”、“b”）更省力。 59．（2025·广东广州·二模）某科技小组的同学想制作一个简易浮力秤来测质量。他们剪掉空塑料瓶的瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖上系一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，水桶里面水深 h1=80cm，当瓶中不放被测物体静止时，在瓶上与水面相平位置标记为零刻度线，再在瓶身上均匀标记其他刻度线，左侧标记的是长度值，若在刻度线右侧标上相应的质量值，即可做成一个简易浮力秤，如图甲所示。已知零刻度线以上瓶身粗细均匀，其横截面积为 50cm2，不放被测物体时浮力秤的总质量为170g，水的密度为 1.0×103 kg/m3，g取10N/ kg。 (1)请在方框内画出图中浮力秤的受力示意图（用“·”来表示浮力称）。 (2)水桶底部有一块石头，已知石头上的A点距离水桶底部h2=15cm，求A点处所受水的压强为多少? (3)求图中所示状态浮力秤受到的浮力。 (4)求浮力秤上2cm刻度线对应的质量值。 (5)科技小组的同学又拿着水瓶用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图乙，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为 F1=30N，绳b对人的拉力为 F2=480N。此过程 ①F1做的功________F2做的功（选填“>”“=”“<”）； ②使用该滑轮组是_________（选填“省力”“费力”或“不省力也不费力”）； ③请分别求出该滑轮组的有用功和机械效率? _______、_______ 60．（2025·广东广州·一模）如图甲所示，利用滑轮组匀速竖直向上提升物体M，已知M受到的重力为400N，拉力F1做的功为W1，拉力F2做的功为W2，W1和W2的大小如图乙所示，绳子自由端移动的距离s为15m，用时50s。求此过程中： (1)滑轮组的机械效率η； (2)F1做功的功率； (3)该滑轮组结构可能是图丙中的________ （选填对应的字母）。 7 / 8 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $