专题03 简单机械、功与能（期末复习讲义）八年级物理下学期新教材鲁科版（五四学制）

专题03 简单机械、功与能（期末复习讲义） 内 容 导 航 考情透视·目标导航 透析期末考向，锚定备考重心 知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络，扫除知识盲区 知识点01 知识点02 知识点03 知识点04 知识点05 知识点06 知识点07 知识点08 典例引领·即时检测 精析典型例题，强化解题能力 考场练兵·分层实战 阶梯实战演练，验收复习成效 考情透视·目标导航 考查题型 内容要点 命题趋势 杠杆 杠杆的定义、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件、杠杆的分类。 1.结合生活实际，创设真实情境： （1）生活场景：滑雪、起重机吊装、搬运货物、提水上楼、健身房拉背器等。 （2）科技前沿：机器人、人工智能和自动化设备、探月工程、航空航天。 （3）传统文化：古代提水工具、舂米工具（踏碓）、曲辕犁等。 （4）户外运动：攀岩、跳绳、引体向上。 2.跨学科融合： （1）功和功率问题与体育健康结合（如引体向上、跳绳的功率测量） （2）简单机械与人体骨骼肌肉系统结合（如人体杠杆分析） （3）机械能与天文学、航空航天结合（卫星机械能转化） 滑轮 定滑轮和动滑轮、滑轮组、轮轴和斜面。 功 定义、不做功的情况、功的计算。 功率 定义、公式、推导公式、功率的测量。 机械效率 三种功的概念、机械效率的定义、提高机械效率的方法、斜面机械效率、滑轮组机械效率的常见计算。 动能与势能 动能、影响动能大小的因素、探究物体动能的大小与什么因素有关、重力势能、影响重力势能大小的因素、弹性势能、影响弹性势能大小的因素。 机械能及其转化 机械能的定义、动能和势能的相互转化、机械能守恒。 知识梳理·方法技巧 知识点01 杠杆 1、杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。 （2）杠杆五要素 五要素及解释 图示 支点 杠杆绕着转动的固定点，用字母O表示 动力 使杠杆转动的力，用字母表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用字母表示 动力臂 支点到动力作用线的距离，用字母表示 阻力臂 支点到阻力作用线的距离，用字母表示 2、对杠杆的理解 （1）对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。 （2）对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。 3、画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 （1） 找支点O； （2）画动力和阻力的作用线（虚线）； （3）画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； （4）做标注（用字母注明动力臂或阻力臂）。 4、杠杆的平衡条件 （1）当杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡了。 （2）动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示： 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 5、生活中的杠杆 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 图示 力臂关系 > < = 力的关系 < > = 特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离 应用举例 铡刀、瓶起子，手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮 6、探究杠杆的平衡条件 【实验装置和实验图】弹簧测力计、杠杆、钩码 【实验过程】 ①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 ②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？不能） ③把支点左边的钩码重当作动力，支点右边的钩码重当作阻力，读出动力臂和阻力臂，将各数值填入表格中。 实验次数 动力/N 动力臂/cm 动力×动力臂 阻力/N 阻力臂/cm 阻力×阻力臂 【实验分析】动力×动力臂=阻力×阻力臂或 【交流与反思】 （1）支点位置选择：杠杆的重心；以避免杠杆自重对实验产生影响 （2）使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法：调节平衡螺母，左高左调，右高右调（实验过程中不能调平衡螺母） （3）调节杠杆在水平位置平衡的原因：可以在杠杆上直接读出力臂的大小 （4）杠杆平衡的判断：杠杆静止或匀速转动 （5）用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处：可以直接测出动力的大小；可以提供不同方向的力 （6）弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化：力臂减小示数增大 （7）多次实验的目的：寻找普遍规律,避免偶然性 知识点02滑轮、轮轴、斜面 1、定滑轮和动滑轮 （1）定滑轮和动滑轮 名称 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 力臂关系 = = 2 力的关系 = = 距离关系 = = （2）几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 图示 表达式 定滑轮 ，， ，，（其中，为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ，， ，， ，， ，， 2、滑轮组 （1）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向 （2）确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 （3）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即: 不计动滑轮重、绳重和摩擦： 不计绳重和摩擦但考虑滑轮重： （4）滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 3、斜面 （1）斜面：斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。 （2）特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因，故。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 4、轮轴 （1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 （2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆. （3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得： 因为：所以： 当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。 知识点03功 1、力学中的功 （1）功的概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 （2）力学中，功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。 （3）表达式：，F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。 （4）单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作焦耳，简称焦，符号是J。1J=1N·m。 （5）变形式：，。 （6）做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在力的方向上移动的距离。 （7）三种不做功的情况 类型 有距离无力 有力无距离 力与距离垂直 解释 物体没有受到力的作用，但由于惯性移动一段距离 物体受到力的作用，但在力的方向上没有移动距离 物体移动的距离方向与力的方向垂直 举例 球离开脚后，依靠惯性前进，人对球没有作用力 搬石头没有推动 提着物体在水平路面上前行，人提物体的力没做功 例图 2、功的计算 （1）对的理解 ①F与S的方向必须在同一直线上； ②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；　 ③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上；　 ④当有几个力同时作用在同一物体上时，要根据题意明确哪几个力做功和对谁做功； ⑤做功多少与物体的运动形式无关，不管物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W＝FS决定。 知识点04功率 1、功率 （1）比较物体做功的快慢 时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快；做功多少相同，比较所用时间，用时少的做功快。 （2）物理意义：在物理学中，用功率表示做功的快慢。 （3）定义：功与做功所用时间之比叫做功率。 （4）表达式：，W表示力，t表示做功所用时间，P表示功率。 （5）单位及换算：由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J，时间的单位s,则功率的单位为J/s，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号W，1W=1J/s。常用单位有kW，1kW=1000W。 （6）变形式：，。 2、功率的计算 当物体在力F的作用下，沿力F的方向以速度v做匀速直线运动，由及，可得。应用公式计算时，速度的单位必须是m/s，这样得出的功率单位才是W。 知识点05机械效率 1、有用功和额外功 （1）为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用W有表示； （2）使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，用W额表示； （3）有用功与额外功之和是总共所做的功，用W总表示。。 2、机械效率 （1）概念：物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率。(比值定义法) （2）公式：。 （3）特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。 （4）提高滑轮组机械效率的方法：①减小机械自重；②减小机械间摩擦；③增加物重。 3、常见简单机械的机械效率 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 水平匀速拉动 公式 （理想情况） （不计绳重和摩擦） 或 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物 为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 4、测量滑轮组的机械效率 【实验原理】 【实验器材和实验图】弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台 【实验过程】 1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） （b） （c） 【实验结论】 （1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越高 （2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越高 【交流与反思】 （1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重 （2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”） （3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数 （4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率） （5）有用功：钩码重×钩码上升的距离 （6）总功：拉力×自由端移动的距离 （7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重 （8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关 知识点06动能与势能 1、能量 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 （3）一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。 2、动能 （1）物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 （2）物体动能的大小跟速度和质量有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越大。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 3、重力势能 （1）物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。 （2）重力势能大小与质量和高度有关。在质量一定时，高度越高，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。 4、弹性势能 （1）物体由于弹性形变而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。 （2）弹性势能的大小与物体的弹性以及形变的程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 5、研究物体的动能跟哪些因素有关 【提出问题】物体的动能与哪些因素有关？ 【实验器材】刻度尺、带斜面的木板、质量不同的小球、木块 【进行实验收集证据】 （1）当探究动能大小与速度的关系时，控制质量一定，改变速度大小。将同一个小球，从不同高度由静止自由释放，到达水平面时速度不同，动能不同。 （2）探究动能大小与质量的关系时，控制速度大小一定，改变质量。将质量不同的钢球从光滑斜面的同一高度由静止自由释放，下滑到水平面时速度相同。 【实验结论】质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大;运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【交流与反思】 （1）转换法：用木块被推移的距离反映小球的动能大小 （2）控制变量法：①探究动能大小与速度的关系时，控制小球的质量不变，只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度)；②探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放)，只改变小球的质量 （3）木块最终停下的原因：受到木板摩擦力的作用 （4）能量转化：小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时，动能转化为内能 （5）改进：实验装置可以改为小球由高处摆下撞击物块，如下图 （6）科学推理：若水平木板绝对光滑,则物块将一直做匀速直线运动 知识点07机械能及其转化 1、机械能 （1）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能. （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）动能和势能的相互转化。 2、机械能守恒 （1）如果只有动能和势能的转化，即机械能未与其他形式的能量发生相互转化时，机械能的总量保持不变。在理想情况下(忽略对外所做的功)，可以认为在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量保持不变。 （2）动能和只能的转化： 典例引领·即时检测 典例01 （24-25八年级上·江西吉安·期末）一位挑山工用一根长1.8m的轻质扁担挑起货物，如图为扁担示意图，A端挂的物体，OA长为1m，OB长为0.5m，挑起重物时扁担水平平衡，则B端货物为______。如果只增加右端货物总质量，扁担仍然要水平平衡，则应将A端货物向______端移动。（选填“左”或“右”） 即时检测 1.（多选）如图，漫画中的猎人和熊处于平衡木的两端，保持着脆弱的平衡。利用杠杆平衡条件分析下列说法正确的是（　　） A．若猎人把枪扔掉，则猎人一端会上升 B．若熊丢掉口中的猎物，则猎人一端会下降 C．若猎人端着枪向前趴下，则猎人一端会下降 D．若二者同时向远离支点的方向移动相同距离，则猎人一端会下降 2.如图甲所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，其简化装置如图乙所示，O为轻质杠杆AB的转轴，，木块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡。已知木块的重力为1200N，工人重力为700N，双脚面积为，不计转轴处的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．木块恰好离开地面时，工人的拉力为300N B．木块恰好离开地面时，工人对地面的压力为1100N C．工人的拉力为300N时，木块对地面的压力为900N D．工人的拉力为300N时，人对地面的压强为10000Pa 典例02 （24-25八年级下·湖南长沙·期末）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，横杆AB受重力，要使横杆AB保持水平静止，需在A端施加一个力F，请在图中画出最小的F的示意图。 即时检测 1.如图甲，水龙头手柄可看作是一个杠杆，请你在图乙所示的示意图中画出施加在A点的最小动力F。 2.如图所示是小明设计的挂在墙上的储物架，放置物体后，支架会绕O点转动，需要在支架A处小孔拉一根铁丝到墙上固定。请画出铁丝对A处的最小拉力F的示意图。 典例03 （24-25八年级下·福建厦门·期末）（多选）如图甲所示，在科技馆的展厅里，摆着一个叫做“最速降线”的科学展品。其简化结构如图乙所示。现将a、b两个完全相同的球同时分别从同一起点由静止释放，结果弧形轨道上的b球先到达终点。在a、b两球从起点到终点的过程中，重力做功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2 B．W1>W2 C．P1<P2 D．P1>P2 即时检测 1.（多选）如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，但各自的粗糙程度均匀，物体一直受到水平向右的恒力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，其中，且物体在MO段做匀速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A．在MN、OP段物体受到的摩擦力大小： B．在MN、OP段力F对物体做的功： C．在MN、OP段力F做功的功率： D．在MN、NO段力F做功的功率： 2.如下图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，，木块在水平恒力F的作用下由静止从A运动到C，在AB过程中做加速运动，在BC过程中做匀速运动。下列说法正确的是（　　） A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B．木块通过AB段所用的时间等于通过BC段所用的时间 C．水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功 D．水平拉力F在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率 典例04 （24-25八年级下·甘肃临夏·期末）建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组，将的重物在内匀速提升，所用拉力F为。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为 B．动滑轮的重力为 C．滑轮组的机械效率为91.7% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率不变 即时检测 1.如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 2.（多选）工人师傅用如图所示的滑轮组水平拉动放在水平地面上重为1800N的石材，石材以0.1m/s的速度在水平地面上匀速直线运动10s，在此过程中，石材受到的阻力为其自重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．工人拉力做功的功率为24W C．10s内石材重力做功为1800J D．10s内滑轮组对石材做的有用功为180J 3.如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A．物体A的重力大于物体B的重力 B．拉力F甲<F乙 C．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D．甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 典例05 （24-25九年级上·江苏常州·期末）“好奇号”探测器登陆火星的过程如下：降落的初始阶段，“好奇号”加速下降，此过程中探测器的重力势能___________（变小/不变/变大），动能___________（变小/不变/变大）；如图所示，打开降落伞后，“好奇号”减速下降，此过程中探测器的机械能___________（变小/不变/变大）。 即时检测 1.（25-26八年级下·福建泉州·期中）如图摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　） A．摆球从A点到O点的过程中动能减少 B．摆球在A、D两点的重力势能相等 C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少 D．摆球在B、C两点的机械能相等 2.我国“低空经济”时代已经正式拉开序幕。如图为正在运输货物的无人机，下列关于无人机运输货物时的说法中正确的是（　　） A．无人机匀速上升过程中，其动能转化为机械能 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能为零 D．无人机下降过程中，所携带货物的动能一定增大 3.（多选）我国著名科学家钱学森提出的一种新型导弹弹道模型，为很多新型尖端导弹设计奠定了理论基础。图示为某类导弹的飞行路线图，OE段发动机点火，导弹加速升空；E点发动机关闭，导弹依靠惯性继续上升穿出大气层，升至一定高度后向下俯冲，会被加速到极高的速度；返回大气层后，导弹在稠密大气层边缘无动力“多次弹跳、平衡滑翔”，I-J段发动机 重新启动加速后精确打击目标。下列关于该导弹的说法正确的是（　　） A．在整个过程中，在F点重力势能最大 B．从F点到G点的过程中，机械能不变 C．从H点到I点的过程中，机械能减小 D．从起飞到E点的过程中，动能转化为重力势能 考场练兵·分层实战 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力为，大人对跷跷板的作用力为（图中未画出），跷跷板水平静止。则力的作用点可能在_______（选填“A”或“B”）点，方向竖直________（选填“向上”或“向下”）。 2．图甲是一种机械——辘轳，古人用它来从井中提水，手对大轮施加力使其转动时，小轮便卷起绳子将水桶提起，图乙是某时刻提水的示意图，此时相当于绕支点______（选填“A”“B”或“C”）转动的杠杆；若大轮与小轮的半径比为5⁚2，水桶重200N，则将水桶匀速提起最小需要力的大小为______N。（不计绳重和摩擦） 3．一次作业中，叉车将质量为80kg的货物竖直匀速抬升了1m，用时2s；随后在水平地面沿直线匀速行驶了20m，用时8s。则抬升货物过程叉车对货物做功_________J，整个过程叉车对货物做功的功率为_________W。（g取10N/kg） 4．如图为“会跳的卡片”，实验时应把图中卡片（A/B）面朝下紧贴桌面，压平后迅速松手，卡片就会跳起来，由此说明了发生弹性形变的橡皮筋具有___________能。若把卡片上的豁口再剪深一些，重复刚才的实验，卡片跳起的高度会更___________（选填“高”或“低”）一些。 5．用如图所示的滑轮组拉着重为40N的物体A水平匀速前进0.4m，则绳子自由端移动的距离为___________m，物体A与地面的摩擦力为12N，滑轮组的机械效率为80%，则实际拉力F为___________N。 6．下列过程中人对物体做功的是（　　） A．人将地面上的石块捡起来 B．人举着哑铃不动 C．人推冰壶向前运动，冰壶离手后推力仍然做功 D．人推一块大石头没推动 7．人形智能机器人抱着货箱匀速上楼。在此过程中，机器人和货箱整体的（     ） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 8．如图所示，旗杆上有一个滑轮，人们设计这个滑轮的目的是（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．省功 9．健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，下列分析正确的是（　　） A．拉力大小不变 B．拉力大小变大 C．若要增加训练强度，配重盘应向a端移动 D．若要增加训练强度，配重盘应向b端移动 10．如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A．独轮车 B．核桃夹 C．筷子 D．扳手 11．建筑工地上，工人常使用滑轮组提升重物。如图所示，分别用甲、乙、丙、丁四种方式匀速提升同一重物G（不计绳重、动滑轮重及摩擦），所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，则下列关系式正确的是（       ） A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F4＜F2=F3＜F1 C．F1＜F4＜F3＜F2 D．F4＞F2=F3＞F1 12．如图，是运动员撑杆跳高过程中拍摄的频闪照片组合图像，图中标出了其运动过程经过的几个位置，下列对此的分析中，正确的是（    ） A．撑杆在A位置时弹性势能最小 B．运动员在B位置时机械能为零 C．撑杆在C位置时没有重力势能 D．运动员在D位置重力势能最大 13．如图所示是高速公路上的避险车道，当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可进入路面粗糙的上升的斜坡（避险车道），快速降低车速直至停止。在车辆冲入避险车道直至停止的过程中，下列说法正确的是（　　） A．汽车在爬坡时速度变小，所以惯性变小 B．汽车在爬坡过程中的动能减少并完全转化为重力势能 C．汽车的机械能不变 D．汽车的机械能减小 14．（多选）如图所示，用甲和乙装置将同一钩码匀速提升相同的高度，钩码重力大于滑轮重力，不计绳重和摩擦，两个弹簧测力计的拉力分别为F1和F2，下列说法正确的是（　　） A．F1>F2 B．拉力F2所做的功更多 C．甲装置的机械效率更高 D．两种装置弹簧测力计移动的距离相等 15．（多选）小晗在回家的途中观察到工人师傅使用斜面往车上搬运货物，如图所示，小晗了解到：工人用沿斜面向上大小为300N的推力将重500N的货物匀速推到斜面顶端用时5s，已知斜面的长度为2m，高度为1m。则下列说法正确的是（　　） A．使用斜面既可以省力，也可以省功 B．工人对货物做功的功率为120W C．货物在斜面上受到的摩擦力为300N D．该斜面的机械效率大约为83.3% 重难突破练（测试时间：20分钟） 1．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在粗糙程度不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1<W2 B．W1>W2 C．Pl=P2 D．Pl>P2 2．如图所示，一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，水泥板的长边边长为b（b>a）。用一始终竖直向上的力、使其一端缓慢抬离地面（未达到竖直），此过程中，下列说法正确的是（　　） A．F甲<F乙，F甲大小不变 B．F甲=F乙，F甲一直变大 C．F甲=F乙，F甲大小不变 D．F甲>F乙，F甲一直变小 3．如图甲所示，停车场的入口处常用闸杆来控制车辆的出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆，如图乙所示，O为杠杆的支点，杠杆的重力，，。下列说法正确的是（　　） A．升起闸杆时，施加在A端的力F1为动力，此时闸杆是省力杠杆 B．升起闸杆时，闸杆重力对应的力臂一直不变 C．若适当将支点O向A靠近，则可以减小升起闸杆的动力 D．要使闸杆水平平衡，沿F2方向比沿F1方向更省力，且在A端施加的最小力可为150N 4．如图甲所示，某运动员在做蹦极运动，图乙为其运动示意图。运动员从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。若不计空气阻力，则下列判断正确的是（　　） A．从O点到A点再到B点过程中，运动员动能先增大后减小 B．从A点到B点再到C点过程中，绳的弹性势能先增大后减小 C．从A点到B点再到C点过程中，运动员动能先增大后减小 D．从A点到B点再到C点过程中，运动员的机械能守恒 5．小安同学正在进行传接排球的训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a点与c点等高。若不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．排球从a 点至d点的运动过程中，其机械能守恒 B．排球在b点只有重力势能，没有动能 C．排球在a点处的动能等于其在c点处的动能 D．排球从a点到d点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能 6．（多选）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物，已知物体重力，，杠杆（），手的拉力始终沿竖直方向，物体在2秒时间上升的高度为0.2 m，不计绳重，下列说法正确的是（　　） A．甲图：实质是等臂杠杆，改变拉力方向，拉力大小不变 B．乙图：拉力的功率是6W，机械效率为83.3% C．丙图：不计杠杆重力和摩擦时，的大小为50N D．若提升的物体重力越大，乙、丙的机械效率就会越低 7．（多选）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动重3000N的物块，弹簧测力计的示数为200N，物块10s移动距离为1m，物块所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。下列说法正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的功率为20W C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 8．安安将排球水平击出，运动轨迹如图甲。运动过程中排球的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。图乙为排球经过图甲①、③点时的动能和重力势能，其中③点的重力势能未标出。由图分析得出：①点的机械能为5J；③点的重力势能为___________；②点的机械能E的取值范围是___________（取值范围用不等式表示）。 9．如图所示一卡车车厢底板距地面1.5m高，用一块4m长的木板AB搭在车厢底板上，构成斜面。用沿斜面方向的推力F把一个重为800N的木箱由B处匀速推到A处，若斜面光滑，则所用推力大小为______N。若斜面的机械效率为75%，则所做的有用功为______J，实际推力为______N。 10．综合实践活动小组的同学想估测小陆做10个规范引体向上时克服重力做功的功率。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓屈肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。 (1)所需要的测量器材有体重计、刻度尺和______； (2)测试中当身体静止时，杠杆对人的拉力与人的重力是一对______（选填“A．平衡力”或“B．相互作用力”）； (3)下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格： 小陆的质量 臂长 总时间 功率 同学们得出小陆克服重力做功的功率表达式为，你认为这个结果合理吗，并说明理由______。 11．小明使用可绕O点转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重力为0.5N的相同钩码和一个支架来“探究杠杆的平衡条件”。 (1)小明把杠杆中点放在支架上后，静止时的情形如图甲所示，此时杠杆处于________（填“平衡”或“不平衡”）状态；为了使杠杆在水平位置平衡，他调节两端平衡螺母的方式为________（填序号）。 A．两端的都向右移        B．两端的都向左移 C．左端的向右移，右端的向左移    D．左端的向左移，右端的向右移 (2)小明在杠杆左侧的A位置挂上三个钩码，他在杠杆的右侧B点应该挂________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；他将杠杆右侧B点所挂的钩码摘掉，换用弹簧测力计竖直向下拉，弹簧测力计的示数为，随后，将测力计从竖直位置转到倾斜位置，弹簧测力计示数为，每次操作都保持杠杆水平平衡（如图乙所示），则________（填“”、“”或“”），弹簧测力计的自重为________N。 (3)如今中药房仍在使用的杆秤在我国有几千年的历史，杆秤是利用杠杆平衡原理制成的，如图丙所示的杆秤，若要增加杆秤的称量范围，请你提出一条可行方案：________。 12．《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 13．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 _______ 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中滑轮组的机械效率为 __________ （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 ________ N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 _____ （选填“高”或“低”）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升相同高度，此时滑轮组的机械效率可能为 　 　 （只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，增大钩码上升的高度，则过程中做的额外功 _______ （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），滑轮组的机械效率 _______ 。 14．“立夏称人”是我国传统民俗，人们用杆秤给小孩称体重，祈求健康成长，如图甲所示。杆秤可视为杠杆，如图乙所示，O为支点，A点悬挂装有小孩的篮子，B点悬挂秤砣。当杆秤处于水平平衡时，，，已知小孩和篮子的总质量为15kg，忽略绳重和杆重，g取。 (1)求小孩和篮子的总重力； (2)求秤砣的重力； (3)求秤砣的质量。 15．工人使用如图所示的滑轮组提升重物，在绳自由端施加竖直向下500N的拉力，使重力大小为900N的重物以0.2 m/s的速度匀速竖直上升5s。不计绳重与摩擦，求： (1)工人拉绳子做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若用该装置匀速提起500N的重物时，拉力多少N？ 综合拓展练（测试时间：10分钟） 1．（2025·四川内江·中考真题）如下图所示，杠杆在弹簧测力计和钩码的作用下处于平衡状态。如果钩码重0.5 N，此时弹簧测力计对杠杆竖直向上的拉力为_______N，这是________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 2．（2025·山东东营·中考真题）如图是《天工开物》中描述的古人用来捣谷时的情景。有的人将上端带有重物的竖木（杵）举高后自由落下；有的人用力踩横木较短端后立即松脚，横木较长端较重的碓头下落，打在石臼内的谷物上用于脱壳和粉碎。这些工具蕴含着丰富的物理知识，例：踩横木较短端绕轴转动应用了费力杠杆可以省距离，请模仿例子再写出两个：___________；___________。 3．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 4．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。 5．（2025·山东德州·中考真题）“秤砣虽小压千斤”，杆秤是中国最古老的称量工具，是我国的“国粹”之一。如图甲所示，当不挂秤砣时，在O点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中A点为杠杆的支点 B．若OB=5OA，则“秤砣”的质量为20g C．若秤钩再加挂20g物体，秤砣向左移动可使杆秤再次平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 6．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 7．（2025·山东济南·中考真题）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力，使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力，此过程中力的大小（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 8．（2025·山东威海·中考真题）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为___________J，有用功的功率为___________W。 9．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 10．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 11．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的___________能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 简单机械、功与能（期末复习讲义） 内 容 导 航 考情透视·目标导航 透析期末考向，锚定备考重心 知识梳理·方法技巧 梳理核心脉络，扫除知识盲区 知识点01 知识点02 知识点03 知识点04 知识点05 知识点06 知识点07 知识点08 典例引领·即时检测 精析典型例题，强化解题能力 考场练兵·分层实战 阶梯实战演练，验收复习成效 考情透视·目标导航 考查题型 内容要点 命题趋势 杠杆 杠杆的定义、杠杆的五要素、杠杆的平衡条件、杠杆的分类。 1.结合生活实际，创设真实情境： （1）生活场景：滑雪、起重机吊装、搬运货物、提水上楼、健身房拉背器等。 （2）科技前沿：机器人、人工智能和自动化设备、探月工程、航空航天。 （3）传统文化：古代提水工具、舂米工具（踏碓）、曲辕犁等。 （4）户外运动：攀岩、跳绳、引体向上。 2.跨学科融合： （1）功和功率问题与体育健康结合（如引体向上、跳绳的功率测量） （2）简单机械与人体骨骼肌肉系统结合（如人体杠杆分析） （3）机械能与天文学、航空航天结合（卫星机械能转化） 滑轮 定滑轮和动滑轮、滑轮组、轮轴和斜面。 功 定义、不做功的情况、功的计算。 功率 定义、公式、推导公式、功率的测量。 机械效率 三种功的概念、机械效率的定义、提高机械效率的方法、斜面机械效率、滑轮组机械效率的常见计算。 动能与势能 动能、影响动能大小的因素、探究物体动能的大小与什么因素有关、重力势能、影响重力势能大小的因素、弹性势能、影响弹性势能大小的因素。 机械能及其转化 机械能的定义、动能和势能的相互转化、机械能守恒。 知识梳理·方法技巧 知识点01 杠杆 1、杠杆 （1）定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。 “硬棒”和“能绕着固定点转动”是杠杆的两个关键特征。“硬”的含义是指不考虑发生形变的理想情况，杠杆是一种理想模型。理想模型是人们分析物理问题的基础。 （2）杠杆五要素 五要素及解释 图示 支点 杠杆绕着转动的固定点，用字母O表示 动力 使杠杆转动的力，用字母表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用字母表示 动力臂 支点到动力作用线的距离，用字母表示 阻力臂 支点到阻力作用线的距离，用字母表示 2、对杠杆的理解 （1）对动力和阻力的理解：①都是杠杆受到的力，作用点一定在杠杆上；②使杠杆转动的方向相反，但两个力的方向不一定相反。 （2）对力臂的理解：①力臂是支点到力的作用线的距离，不是支点到力的作用点的距离；②力臂可以在杠杆上,也可以不在杠杆上；③若力的作用线通过支点，则力臂为0。 3、画力臂的方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签 （1） 找支点O； （2）画动力和阻力的作用线（虚线）； （3）画力臂（虚线，过支点垂直力的作用线作垂线）； （4）做标注（用字母注明动力臂或阻力臂）。 4、杠杆的平衡条件 （1）当杠杆处于静止或匀速转动状态时，我们就说杠杆平衡了。 （2）动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示： 。这个平衡条件就是阿基米德发现的杠杆原理。 5、生活中的杠杆 名称 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 图示 力臂关系 > < = 力的关系 < > = 特点 省力但费距离 费力但省距离 不省力不费距离 应用举例 铡刀、瓶起子，手推车、钢丝钳、羊角锤、撬棒等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子、扫帚、船桨等 天平、跷跷板、定滑轮 6、探究杠杆的平衡条件 【实验装置和实验图】弹簧测力计、杠杆、钩码 【实验过程】 ①调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。 ②在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节位置，使杠杆重新平衡。（此时可以调平衡螺母吗？不能） ③把支点左边的钩码重当作动力，支点右边的钩码重当作阻力，读出动力臂和阻力臂，将各数值填入表格中。 实验次数 动力/N 动力臂/cm 动力×动力臂 阻力/N 阻力臂/cm 阻力×阻力臂 【实验分析】动力×动力臂=阻力×阻力臂或 【交流与反思】 （1）支点位置选择：杠杆的重心；以避免杠杆自重对实验产生影响 （2）使用前调节杠杆平衡,使其在水平位置静止的方法：调节平衡螺母，左高左调，右高右调（实验过程中不能调平衡螺母） （3）调节杠杆在水平位置平衡的原因：可以在杠杆上直接读出力臂的大小 （4）杠杆平衡的判断：杠杆静止或匀速转动 （5）用弹簧测力计代替钩码提供动力的好处：可以直接测出动力的大小；可以提供不同方向的力 （6）弹簧测力计从竖直拉变成斜着拉,弹簧测力计示数的变化：力臂减小示数增大 （7）多次实验的目的：寻找普遍规律,避免偶然性 知识点02滑轮、轮轴、斜面 1、定滑轮和动滑轮 （1）定滑轮和动滑轮 名称 定滑轮 动滑轮 示意图 定义 轴固定不动 轴可以随被吊物体一起运动 实质 等臂杠杆 动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆 特点 不能省力，但是能改变动力的方向 能省一半的力，但不能改变动力的方向 力臂关系 = = 2 力的关系 = = 距离关系 = = （2）几种常见情况中的等量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 图示 表达式 定滑轮 ，， ，，（其中，为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ，， ，， ，， ，， 2、滑轮组 （1）滑轮组：定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向 （2）确定承担物重绳子段数n的方法：在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 （3）拉力的大小与吊起动滑轮的绳子段数有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一即: 不计动滑轮重、绳重和摩擦： 不计绳重和摩擦但考虑滑轮重： （4）滑轮组的绕绳方法：①动滑轮和定滑轮个数相同时，滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 ②动滑轮和定滑轮个数不相同时，最省力的绕线方法：从个数少的滑轮为起点。 3、斜面 （1）斜面：斜面是同水平面成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。 （2）特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因，故。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 4、轮轴 （1）轮轴：由两个半径不等的圆柱固定在同一轴线上组成，大的称为轮，小的称为轴。 （2）轮轴的实质：轮轴实质可看做是一个可以连续转动的杠杆. （3）轮轴的原理：根据杠杆的平衡条件得： 因为：所以： 当动力作用在轮上时，轮轴是一个省力杠杆，但费距离。 知识点03功 1、力学中的功 （1）功的概念：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 （2）力学中，功等于力与物体沿力的方向移动距离的乘积。 （3）表达式：，F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。 （4）单位：在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫作焦耳，简称焦，符号是J。1J=1N·m。 （5）变形式：，。 （6）做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在力的方向上移动的距离。 （7）三种不做功的情况 类型 有距离无力 有力无距离 力与距离垂直 解释 物体没有受到力的作用，但由于惯性移动一段距离 物体受到力的作用，但在力的方向上没有移动距离 物体移动的距离方向与力的方向垂直 举例 球离开脚后，依靠惯性前进，人对球没有作用力 搬石头没有推动 提着物体在水平路面上前行，人提物体的力没做功 例图 2、功的计算 （1）对的理解 ①F与S的方向必须在同一直线上； ②力与物体移动的距离必须对应于同一物体；　 ③力与物体移动的距离必须对应于同一段时间，即公式中的F始终作用在物体上；　 ④当有几个力同时作用在同一物体上时，要根据题意明确哪几个力做功和对谁做功； ⑤做功多少与物体的运动形式无关，不管物体是做匀速运动还是变速运动，不管物体是在光滑平面上还是粗糙平面上，做功的多少只由W＝FS决定。 知识点04功率 1、功率 （1）比较物体做功的快慢 时间相同，比较做功的多少，做功多的做功快；做功多少相同，比较所用时间，用时少的做功快。 （2）物理意义：在物理学中，用功率表示做功的快慢。 （3）定义：功与做功所用时间之比叫做功率。 （4）表达式：，W表示力，t表示做功所用时间，P表示功率。 （5）单位及换算：由功的单位和时间的单位组合而成的。功的单位是J，时间的单位s,则功率的单位为J/s，它有个专门的名称叫做瓦特，简称瓦，符号W，1W=1J/s。常用单位有kW，1kW=1000W。 （6）变形式：，。 2、功率的计算 当物体在力F的作用下，沿力F的方向以速度v做匀速直线运动，由及，可得。应用公式计算时，速度的单位必须是m/s，这样得出的功率单位才是W。 知识点05机械效率 1、有用功和额外功 （1）为了实现做功的目的，不用任何机械而必须做的功，用W有表示； （2）使用机械时，不是我们需要的但又不得不做的功，用W额表示； （3）有用功与额外功之和是总共所做的功，用W总表示。。 2、机械效率 （1）概念：物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率。(比值定义法) （2）公式：。 （3）特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。 （4）提高滑轮组机械效率的方法：①减小机械自重；②减小机械间摩擦；③增加物重。 3、常见简单机械的机械效率 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 水平匀速拉动 公式 （理想情况） （不计绳重和摩擦） 或 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物 为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 4、测量滑轮组的机械效率 【实验原理】 【实验器材和实验图】弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、细绳、钩码、铁架台 【实验过程】 1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） （b） （c） 【实验结论】 （1）当动滑轮重一定时，物重越重，机械效率越高 （2）当物重一定时，动滑轮重越轻，机械效率越高 【交流与反思】 （1）控制变量法：①在探究滑轮组的机械效率与物重的关系时，控制动滑轮重不变，只改变物重；②在探究滑轮组的机械效率与动滑轮重的关系时，控制物重不变，只改变动滑轮重 （2）滑轮组的绕线方式：（段数为奇数时从动滑轮开始绕，段数为偶数时从定滑轮开始绕，即“奇动偶定”） （3）匀速（缓慢）拉动的目的：使弹簧测力计示数稳定，方便读数 （4）设计实验数据表格：（表格应包含实验序号、动滑轮重、钩码重、钩码上升的距离、弹簧测力计的示数、自由端移动的距离、机械效率） （5）有用功：钩码重×钩码上升的距离 （6）总功：拉力×自由端移动的距离 （7）提高机械效率的方法：减小摩擦、增大物重、减小动滑轮重 （8）滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、速度、滑轮组的绕线方式均无关 知识点06动能与势能 1、能量 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 （3）一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。 2、动能 （1）物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 （2）物体动能的大小跟速度和质量有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能越大。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 3、重力势能 （1）物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。 （2）重力势能大小与质量和高度有关。在质量一定时，高度越高，重力势能越大；在高度一定时，质量越大，重力势能越大。 4、弹性势能 （1）物体由于弹性形变而具有的能量。一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能。 （2）弹性势能的大小与物体的弹性以及形变的程度有关；同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 5、研究物体的动能跟哪些因素有关 【提出问题】物体的动能与哪些因素有关？ 【实验器材】刻度尺、带斜面的木板、质量不同的小球、木块 【进行实验收集证据】 （1）当探究动能大小与速度的关系时，控制质量一定，改变速度大小。将同一个小球，从不同高度由静止自由释放，到达水平面时速度不同，动能不同。 （2）探究动能大小与质量的关系时，控制速度大小一定，改变质量。将质量不同的钢球从光滑斜面的同一高度由静止自由释放，下滑到水平面时速度相同。 【实验结论】质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大;运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【交流与反思】 （1）转换法：用木块被推移的距离反映小球的动能大小 （2）控制变量法：①探究动能大小与速度的关系时，控制小球的质量不变，只改变小球进入水平面的速度(改变由静止释放的高度)；②探究动能大小与质量的关系时，控制小球的速度不变(从同一高度由静止释放)，只改变小球的质量 （3）木块最终停下的原因：受到木板摩擦力的作用 （4）能量转化：小球从斜面滚下时,重力势能主要转化为动能;小球随木块在水平面上运动至静止时，动能转化为内能 （5）改进：实验装置可以改为小球由高处摆下撞击物块，如下图 （6）科学推理：若水平木板绝对光滑,则物块将一直做匀速直线运动 知识点07机械能及其转化 1、机械能 （1）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能. （2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 （3）动能和势能的相互转化。 2、机械能守恒 （1）如果只有动能和势能的转化，即机械能未与其他形式的能量发生相互转化时，机械能的总量保持不变。在理想情况下(忽略对外所做的功)，可以认为在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量保持不变。 （2）动能和只能的转化： 典例引领·即时检测 典例01 （24-25八年级上·江西吉安·期末）一位挑山工用一根长1.8m的轻质扁担挑起货物，如图为扁担示意图，A端挂的物体，OA长为1m，OB长为0.5m，挑起重物时扁担水平平衡，则B端货物为______。如果只增加右端货物总质量，扁担仍然要水平平衡，则应将A端货物向______端移动。（选填“左”或“右”） 【答案】 400N 左 【详解】[1]如图，支点为O，肩到扁担左端的距离为，肩到右端距离为，扁担平衡，由杠杆的平衡条件可得 B端货物为 [2]如果只增加右端货物总质量，即增大G2的值，增大，扁担仍然要水平平衡，G1的大小不变，应增大OA，则应将A端货物向左端移动。 即时检测 1.（多选）如图，漫画中的猎人和熊处于平衡木的两端，保持着脆弱的平衡。利用杠杆平衡条件分析下列说法正确的是（　　） A．若猎人把枪扔掉，则猎人一端会上升 B．若熊丢掉口中的猎物，则猎人一端会下降 C．若猎人端着枪向前趴下，则猎人一端会下降 D．若二者同时向远离支点的方向移动相同距离，则猎人一端会下降 【答案】AB 【详解】A．猎人把枪扔掉，猎人一端总重力减小，猎人一端的力臂没有改变，熊一端的重力和力臂都不变，根据杠杆平衡条件，猎人一端的力与力臂的乘积变小，猎人一端会上升，故A正确； B．熊丢掉猎物，熊一端总重力减小，熊一端的力臂没有改变，猎人的重力和力臂都不变，根据杠杆平衡条件，熊一端的力与力臂的乘积变小，熊一端会上升，因此猎人一端会下降，故B正确； C．猎人向前趴下，猎人力臂减小，猎人一端的力没有改变，熊一端的重力和力臂都不变，根据杠杆平衡条件，猎人一端的力与力臂的乘积变小，猎人一端会上升，故C错误； D．二者同时向远离支点移动相同距离，熊一端的力与力臂的乘积 猎人一端的力与力臂的乘积 由图可知，由得 ，因此 ，熊一端力与力臂的乘积更大，熊一端下沉，猎人一端上升，故D错误。 故选AB。 2.如图甲所示为我国古代劳动人民在建筑工地上运送大木料的情境，其简化装置如图乙所示，O为轻质杠杆AB的转轴，，木块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡。已知木块的重力为1200N，工人重力为700N，双脚面积为，不计转轴处的摩擦。下列说法正确的是（　　） A．木块恰好离开地面时，工人的拉力为300N B．木块恰好离开地面时，工人对地面的压力为1100N C．工人的拉力为300N时，木块对地面的压力为900N D．工人的拉力为300N时，人对地面的压强为10000Pa 【答案】D 【详解】AB．O为轻质杠杆AB的转轴，，木块恰好离开地面时，根据杠杆平衡条件得到 解得拉力 地面对工人的支持力 由力的作用相互性可知，此时工人对地面的压力 故AB错误； CD．工人的拉力为300N时，根据杠杆平衡条件有 解得；地面对木块的支持力 由力的作用相互性可知，木块对地面的压力为 工人对地面的压力为 人对地面的压强为 故D正确，C错误。 故选D。 典例02 （24-25八年级下·湖南长沙·期末）停车场入口处常用横杆来控制车辆的进出，如图甲所示。我们可以把该装置简化成如图乙所示的杠杆，横杆AB受重力，要使横杆AB保持水平静止，需在A端施加一个力F，请在图中画出最小的F的示意图。 【答案】 【详解】横杆AB粗细相同、质量分布均匀，所以其重心C在几何中心上，支点为O，阻力在右侧竖直向下，故在左侧的动力方向竖直向下，阻力和阻力臂不变，动力臂越大，由杠杆平衡条件可知动力越小，在A点施加力，OA为力臂时，力臂最长、最省力，从A点垂直OA向下画出最小动力的示意图，如图所示： 即时检测 1.如图甲，水龙头手柄可看作是一个杠杆，请你在图乙所示的示意图中画出施加在A点的最小动力F。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡的条件，，动力最小时，即动力臂最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1。据此作图 2.如图所示是小明设计的挂在墙上的储物架，放置物体后，支架会绕O点转动，需要在支架A处小孔拉一根铁丝到墙上固定。请画出铁丝对A处的最小拉力F的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。 要得到最小拉力，需取最大动力臂：支点O到拉力作用点A的连线OA就是最大动力臂，拉力方向需要垂直于OA，斜向左上方拉向墙面（阻碍储物架绕O点顺时针转动），据此作图。 典例03 （24-25八年级下·福建厦门·期末）（多选）如图甲所示，在科技馆的展厅里，摆着一个叫做“最速降线”的科学展品。其简化结构如图乙所示。现将a、b两个完全相同的球同时分别从同一起点由静止释放，结果弧形轨道上的b球先到达终点。在a、b两球从起点到终点的过程中，重力做功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列说法正确的是（　　） A．W1=W2 B．W1>W2 C．P1<P2 D．P1>P2 【答案】AC 【详解】AB．两球的重力相同，起点高度一样，终点高度也一样，则两球下落的高度相同，由W=Gh可知，到最低点时两球重力所做的功相同，故A正确，B错误； CD．下降过程中，b先到达终点，则b的速度大，两球的重力相同，根据可知，重力对b球做功的功率比重力对a球做功的功率大，故C正确，D错误。 故选AC。 即时检测 1.（多选）如图所示，水平地面O点两侧粗糙程度不同，但各自的粗糙程度均匀，物体一直受到水平向右的恒力F。物体经过M点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，其中，且物体在MO段做匀速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A．在MN、OP段物体受到的摩擦力大小： B．在MN、OP段力F对物体做的功： C．在MN、OP段力F做功的功率： D．在MN、NO段力F做功的功率： 【答案】BD 【详解】A．因为O点两侧粗糙程度不同，在压力相同（物体重力不变，对地面压力不变）的情况下，粗糙程度不同，滑动摩擦力大小不同，故A错误； B．根据功的计算公式，已知，力F为恒力且大小不变，所以在 MN、OP 段力F对物体做的功相等，故B正确； C．如图，在MN段物体运动的时间为2t，在OP段运动的时间为t，在 MN、OP 段力F对物体做的功相等，根据得在MN、OP段力F做功的功率，故C错误； D．物体在MO段做匀速直线运动，且力F相同，根据，可得，故D正确。 故选BD。 2.如下图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，，木块在水平恒力F的作用下由静止从A运动到C，在AB过程中做加速运动，在BC过程中做匀速运动。下列说法正确的是（　　） A．木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B．木块通过AB段所用的时间等于通过BC段所用的时间 C．水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功 D．水平拉力F在AB段做功的功率大于在BC段做功的功率 【答案】C 【详解】A．木块在段做加速运动，木块受力不平衡，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即 ，木块在段做匀速运动，此时木块受力平衡，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即 ，因水平拉力大小不变，所以木块在段受到的摩擦力小于木块在段的摩擦力，故A错误； B．段木块做加速运动，速度逐渐增大；段做匀速运动，速度保持不变（且段的速度是段加速后的末速度）。已知，根据，段平均速度小于段速度，因此段所用时间更长，故B错误； C．木块在段和段运动的距离相等，拉力是恒力，则根据可知，水平拉力在段做的功等于在段做的功，故C正确； D．由题知，木块在段做加速运动，在段做匀速运动，整个过程中速度的变化是连续的（即在段木块是以到达点时的速度做匀速运动），所以木块在段的平均速度小于段的速度，拉力是恒力，则根据公式 可知，水平拉力在段的功率小于在段的功率，故D错误。 故选C。 典例04 （24-25八年级下·甘肃临夏·期末）建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组，将的重物在内匀速提升，所用拉力F为。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为 B．动滑轮的重力为 C．滑轮组的机械效率为91.7% D．提升更重的物体，滑轮组的机械效率不变 【答案】A 【详解】A．绳子自由端移动距离 工人做的总功 ，故A正确； B．不计绳重和摩擦，拉力满足，因此动滑轮重力，故B错误； C．有用功 机械效率 ，故C错误； D．不计绳重和摩擦，提升更重的物体时，动滑轮重力不变，额外功不变，有用功增大，有用功在总功中的占比增大，滑轮组的机械效率会变大，故D错误。 故选A。 即时检测 1.如图所示，工人师傅搬运货物时，在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长的木板，将地面上重的货物沿长木板匀速推上高的车厢，用时，工人沿斜面向上的推力为。该过程中，下列说法正确的是（　　） A．使用该装置能省功 B．货物重力不做功 C．推力做功的功率为 D．该装置的机械效率为75% 【答案】C 【详解】A．斜面属于省力机械，但会让距离增加，所以总功并不会减少，同时根据功的原理可知，任何机械都不省功，故A错误； B．货物在重力方向上被抬高，也就说明在重力反方向移动距离，所以重力做了功，故B错误； C．推力做的总功为 推力做功功率为 故C正确； D．该过程中克服重力做的功是有用功为 所以机械效率为 故D错误。 故选C。 2.（多选）工人师傅用如图所示的滑轮组水平拉动放在水平地面上重为1800N的石材，石材以0.1m/s的速度在水平地面上匀速直线运动10s，在此过程中，石材受到的阻力为其自重的0.1倍，滑轮组的机械效率为75%。下列说法中正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为0.3m/s B．工人拉力做功的功率为24W C．10s内石材重力做功为1800J D．10s内滑轮组对石材做的有用功为180J 【答案】BD 【详解】A．由图可知穿过动滑轮的绳子段数，根据，故A错误； B．石材受到的阻力，工人的拉力为 工人拉力做功的功率为，故B正确； C．石材的重力方向竖直向下，石材在竖直方向移动的距离为零，所以石材重力不做功，故C错误； D．石材移动的距离，滑轮组对石材做的有用功为石材克服摩擦力做的功，故D正确； 故选BD。 3.如图①所示，在相同的时间内，用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度，忽略绳重和摩擦，拉力分别为F甲、F乙。做功的数据如图②所示，下列说法正确的是（　　） A．物体A的重力大于物体B的重力 B．拉力F甲<F乙 C．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低 D．甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量 【答案】C 【详解】A．甲做的有用功 乙做的有用功 根据，相同、相同，得，故A错误； B．根据和，得、、；根据拉力公式，得甲滑轮组的拉力，乙滑轮组的拉力，即，B错误； C．根据机械效率，甲滑轮组的机械效率 乙滑轮组的机械效率 因此甲滑轮组机械效率比乙低，C正确； D．忽略绳重摩擦，额外功是提升动滑轮做功，即，、相同，得，即，故D错误。 故选C。 典例05 （24-25九年级上·江苏常州·期末）“好奇号”探测器登陆火星的过程如下：降落的初始阶段，“好奇号”加速下降，此过程中探测器的重力势能___________（变小/不变/变大），动能___________（变小/不变/变大）；如图所示，打开降落伞后，“好奇号”减速下降，此过程中探测器的机械能___________（变小/不变/变大）。 【答案】 变小 变大 变小 【详解】[1][2][3]“好奇号”加速下降时，高度在减少，速度在增加，重力势能大小与质量和高度有关，在质量不变时，高度变小，重力势能变小；而动能大小与质量和速度有关，在质量不变时，速度变大，动能变大；打开降落伞后，“好奇号”减速下降，此时，高度变小，势能变小，速度变小，动能变小，而机械能等于动能与势能之和，所以此时机械能变小。 即时检测 1.（25-26八年级下·福建泉州·期中）如图摆球从A点静止释放，经过B、O、C三点，到达最高点D的示意图，其中B、C两点等高。下列说法正确的是（　　） A．摆球从A点到O点的过程中动能减少 B．摆球在A、D两点的重力势能相等 C．摆球从A点到O点的过程中机械能减少 D．摆球在B、C两点的机械能相等 【答案】C 【详解】A．摆球从A到O的过程中，高度降低，重力势能转化为动能，速度增大，动能增加，故A错误； B．重力势能和质量、高度有关，摆球质量不变，由图可知A点高度大于D点，因此A点重力势能更大，两点重力势能不相等，故B错误； C．摆球摆动过程中由于空气阻力作用，机械能不断减少，故C正确； D．B点在C点之前，摆球从B运动到C的过程中，克服空气阻力做功，机械能已经减少，因此B点机械能大于C点，故D错误。 故选C。 2.我国“低空经济”时代已经正式拉开序幕。如图为正在运输货物的无人机，下列关于无人机运输货物时的说法中正确的是（　　） A．无人机匀速上升过程中，其动能转化为机械能 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能为零 D．无人机下降过程中，所携带货物的动能一定增大 【答案】B 【详解】A．无人机匀速上升时，速度、质量都不变，动能不变，是无人机的电能转化为重力势能（机械能），不是动能转化为机械能，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物质量不变、速度不变所以动能不变；高度不变所以重力势能不变，因此总机械能保持不变，故B正确； C．悬停时，货物相对于地面有高度，具有重力势能，因此机械能不为零，故C错误； D．若无人机匀速下降，货物速度不变，动能也不变，因此动能不是一定增大，故D错误。 故选B。 3.（多选）我国著名科学家钱学森提出的一种新型导弹弹道模型，为很多新型尖端导弹设计奠定了理论基础。图示为某类导弹的飞行路线图，OE段发动机点火，导弹加速升空；E点发动机关闭，导弹依靠惯性继续上升穿出大气层，升至一定高度后向下俯冲，会被加速到极高的速度；返回大气层后，导弹在稠密大气层边缘无动力“多次弹跳、平衡滑翔”，I-J段发动机 重新启动加速后精确打击目标。下列关于该导弹的说法正确的是（　　） A．在整个过程中，在F点重力势能最大 B．从F点到G点的过程中，机械能不变 C．从H点到I点的过程中，机械能减小 D．从起飞到E点的过程中，动能转化为重力势能 【答案】ABC 【详解】A．重力势能与质量和高度有关，质量不变时高度越高重力势能越大。由题图弹道曲线可知，整个弹道的最高点在F点，因此F点是重力势能最大的位置，故A正确； B．F点到G点的过程中，导弹在大气层之外，不受空气阻力作用，机械能不变，故B正确； C．H点到I点的过程中，导弹在稠密大气层内无动力运动，克服空气阻力做功，机械能转化为内能，因此机械能减小，故C正确； D．OE段发动机点火，导弹加速升空，速度增大、高度同时升高，动能和重力势能都增大，是燃料的内能转化为导弹的机械能，不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选ABC。 考场练兵·分层实战 基础通关练（测试时间：10分钟） 1．如图，O为跷跷板的支点，小朋友对跷跷板的作用力为，大人对跷跷板的作用力为（图中未画出），跷跷板水平静止。则力的作用点可能在_______（选填“A”或“B”）点，方向竖直________（选填“向上”或“向下”）。 【答案】 B 向下 【详解】[1][2]根据题意知，由杠杆的平衡条件知，大人对跷跷板的作用力的力臂一定小于小朋友对跷跷板的作用力的力臂；由图可知，大人与小朋友的作用点在支点的两侧，大人的作用点可能在B点，且方向竖直向下。 2．图甲是一种机械——辘轳，古人用它来从井中提水，手对大轮施加力使其转动时，小轮便卷起绳子将水桶提起，图乙是某时刻提水的示意图，此时相当于绕支点______（选填“A”“B”或“C”）转动的杠杆；若大轮与小轮的半径比为5⁚2，水桶重200N，则将水桶匀速提起最小需要力的大小为______N。（不计绳重和摩擦） 【答案】 B 80 【详解】辘轳本质是杠杆，工作时整个装置绕中心轴转动，图中B是轴心位置，因此此时相当于绕支点转动的杠杆。 辘轳满足杠杆平衡条件，动力的力臂是大轮半径，阻力（水桶重力）的力臂是小轮半径，即水桶匀速提起最小需要力的大小 3．一次作业中，叉车将质量为80kg的货物竖直匀速抬升了1m，用时2s；随后在水平地面沿直线匀速行驶了20m，用时8s。则抬升货物过程叉车对货物做功_________J，整个过程叉车对货物做功的功率为_________W。（g取10N/kg） 【答案】 800 80 【详解】货物重力 抬升货物过程叉车对货物做功 水平行驶时，叉车对货物的支持力是竖直向上的，而位移是水平方向，力与位移方向垂直，不做功。因此，整个过程叉车对货物做功的功率为 4．如图为“会跳的卡片”，实验时应把图中卡片（A/B）面朝下紧贴桌面，压平后迅速松手，卡片就会跳起来，由此说明了发生弹性形变的橡皮筋具有___________能。若把卡片上的豁口再剪深一些，重复刚才的实验，卡片跳起的高度会更___________（选填“高”或“低”）一些。 【答案】 弹性势 低 【详解】[1]压平卡片时，橡皮筋发生弹性形变，松手后恢复原状，将卡片弹起，说明橡皮筋具有弹性势能。 [2]把豁口剪深一些，卡片被压平时，橡皮筋的形变程度变小，储存的弹性势能更小，因此卡片跳起的高度会更低。 5．用如图所示的滑轮组拉着重为40N的物体A水平匀速前进0.4m，则绳子自由端移动的距离为___________m，物体A与地面的摩擦力为12N，滑轮组的机械效率为80%，则实际拉力F为___________N。 【答案】 1.2 5 【详解】由图可知，拉动动滑轮的绳子段数 ，水平滑轮组中绳子自由端移动距离 ，已知物体前进距离 ，因此 水平滑轮组的有用功是克服物体摩擦力做的功，即 ，总功 机械效率 变形得拉力 6．下列过程中人对物体做功的是（　　） A．人将地面上的石块捡起来 B．人举着哑铃不动 C．人推冰壶向前运动，冰壶离手后推力仍然做功 D．人推一块大石头没推动 【答案】A 【详解】A．人将地面上的石块捡起来，人对石块施加了力，且石块在力的方向上移动了距离，满足做功的两个必要因素，所以人对石块做了功，故A正确； B．人举着哑铃不动，人对哑铃施加了力，但哑铃没有在力的方向上移动距离，不满足做功的条件，所以人对哑铃没有做功，故B错误； C．人推冰壶向前运动时，人对冰壶施加了力，冰壶在力的方向上移动了距离，人对冰壶做功；但冰壶离手后，人对冰壶不再施加推力，虽然冰壶继续运动一段距离，但此时没有推力作用，不满足做功的条件，所以推力不再做功，故C错误； D．人推一块大石头没推动，人对大石头施加了力，但大石头没有在力的方向上移动距离，不满足做功的条件，所以人对大石头没有做功，故D错误。 故选 A。 7．人形智能机器人抱着货箱匀速上楼。在此过程中，机器人和货箱整体的（     ） A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 【答案】C 【详解】人形智能机器人抱着货箱匀速上楼，机器人和货箱整体质量不变，速度不变，所以动能不变；高度增加，重力势能增大。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．如图所示，旗杆上有一个滑轮，人们设计这个滑轮的目的是（　　） A．省力 B．改变力的方向 C．省距离 D．省功 【答案】B 【详解】旗杆顶端的滑轮是定滑轮，定滑轮的特点是：不省力，也不省距离，同时根据功的原理，任何机械都不能省功；定滑轮的核心作用是改变力的方向，让人在地面向下拉绳子，就可以让国旗向上升，符合升旗的需求，故选B。 9．健身步道上的坐式划船训练器如图所示。人坐在座板上，用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧，下列分析正确的是（　　） A．拉力大小不变 B．拉力大小变大 C．若要增加训练强度，配重盘应向a端移动 D．若要增加训练强度，配重盘应向b端移动 【答案】C 【详解】AB．拉力始终与把手垂直，因此动力臂始终等于把手长度，保持不变。配重的重力G是阻力，大小不变；当把手向后拉时，配重的阻力臂（配重到支点的垂直距离）会逐渐变小。根据杠杆平衡条件，拉力（动力）变小，故AB错误； CD．训练强度增大，意味着在相同把手位置，需要的拉力变大。由可知，在配重的重力G和动力臂不变的情况下，需要增大阻力臂。因此，要增加训练强度，配重盘应向a端移动，故C正确，D错误。 故选C。 10．如图所示，赛艇的桨可视为杠杆，下列工具正常使用时，与桨属于同类杠杆的是（　　） A．独轮车 B．核桃夹 C．筷子 D．扳手 【答案】C 【详解】赛艇的桨使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。 A．独轮车使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故A不符合题意； B．核桃夹使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故B不符合题意； C．筷子使用时，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，与桨同类，故C符合题意； D．扳手使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，与桨不同类，故D不符合题意。 故选C。 11．建筑工地上，工人常使用滑轮组提升重物。如图所示，分别用甲、乙、丙、丁四种方式匀速提升同一重物G（不计绳重、动滑轮重及摩擦），所用拉力分别为F1、F2、F3、F4，则下列关系式正确的是（       ） A．F1＜F2＜F3＜F4 B．F4＜F2=F3＜F1 C．F1＜F4＜F3＜F2 D．F4＞F2=F3＞F1 【答案】B 【详解】若不计绳重、动滑轮重及摩擦，甲图，用F1的力提升重物时，用的是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不省力也不费力，故； 乙图中，用F2的力提升重物时，用的是动滑轮，根据动滑轮能够省一半的力，故； 丙图中，滑轮组绳子的有效段数为，所以拉力为 丁图中，滑轮组绳子的有效段数为，所以拉力为 综上所述，F1、F2、F3、F4的大小关系为F4＜F2=F3＜F1，故选B。 12．如图，是运动员撑杆跳高过程中拍摄的频闪照片组合图像，图中标出了其运动过程经过的几个位置，下列对此的分析中，正确的是（    ） A．撑杆在A位置时弹性势能最小 B．运动员在B位置时机械能为零 C．撑杆在C位置时没有重力势能 D．运动员在D位置重力势能最大 【答案】D 【详解】A．A位置撑杆已经发生明显形变，D位置撑杆基本恢复原长，形变更小、弹性势能更小，故A错误； B．机械能是动能与势能的总和，B位置运动员有运动速度（动能不为零）、有离地高度（重力势能不为零），因此机械能不为零，故B错误； C．C位置撑杆离地有高度，因此存在重力势能，故C错误； D．重力势能大小和高度有关，D位置是四个位置中运动员高度最高的位置，因此重力势能最大，故D正确。 故选D。 13．如图所示是高速公路上的避险车道，当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可进入路面粗糙的上升的斜坡（避险车道），快速降低车速直至停止。在车辆冲入避险车道直至停止的过程中，下列说法正确的是（　　） A．汽车在爬坡时速度变小，所以惯性变小 B．汽车在爬坡过程中的动能减少并完全转化为重力势能 C．汽车的机械能不变 D．汽车的机械能减小 【答案】D 【详解】A．惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与速度无关。汽车爬坡时质量不变，因此惯性不变，故A错误； B．汽车爬坡时，动能一部分转化为重力势能，另一部分因路面粗糙、存在摩擦，会克服摩擦力做功转化为内能，并非完全转化为重力势能，故B错误； CD．机械能包括动能和势能，汽车爬坡过程中需克服摩擦力做功，部分机械能转化为内能，因此机械能总量减小，故C错误，D正确。 故选D。 14．（多选）如图所示，用甲和乙装置将同一钩码匀速提升相同的高度，钩码重力大于滑轮重力，不计绳重和摩擦，两个弹簧测力计的拉力分别为F1和F2，下列说法正确的是（　　） A．F1>F2 B．拉力F2所做的功更多 C．甲装置的机械效率更高 D．两种装置弹簧测力计移动的距离相等 【答案】ABC 【详解】甲是定滑轮，乙是动滑轮。设钩码重为，动滑轮重为，提升高度为，不计绳重和摩擦。 A． 定滑轮不省力，因此；动滑轮承担物重的绳子段数，拉力需要同时承担钩码和动滑轮重，因此 已知，则 可得，故A正确； D． 定滑轮拉力移动距离，动滑轮拉力移动距离，因此两者移动距离不相等，故D错误； B． 拉力做的总功 显然 因此拉力做的功更多，故B正确； C． 有用功是提升钩码做的功，同一钩码提升相同高度，因此两个装置的有用功相等。 机械效率，甲的总功等于有用功（不计绳重和摩擦，定滑轮无额外功），；乙需要额外提升动滑轮，总功更大，，因此甲装置的机械效率更高，故C正确。 故选ABC。 15．（多选）小晗在回家的途中观察到工人师傅使用斜面往车上搬运货物，如图所示，小晗了解到：工人用沿斜面向上大小为300N的推力将重500N的货物匀速推到斜面顶端用时5s，已知斜面的长度为2m，高度为1m。则下列说法正确的是（　　） A．使用斜面既可以省力，也可以省功 B．工人对货物做功的功率为120W C．货物在斜面上受到的摩擦力为300N D．该斜面的机械效率大约为83.3% 【答案】BD 【详解】A．根据功的原理，使用任何机械都不能省功，斜面可以省力但不能省功，故A错误； BC．工人对货物做的功为 对货物做功的功率 工人做的有用功 克服摩擦力做的额外功 由得摩擦力，故B正确，C错误； D．斜面的机械效率，故D正确。 故选BD。 重难突破练（测试时间：20分钟） 1．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在粗糙程度不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2，功率的大小分别为P1、P2，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A．W1<W2 B．W1>W2 C．Pl=P2 D．Pl>P2 【答案】C 【详解】两次用的力大小相等，物体在力的作用下移动的距离相同，根据W=Fs可知，该力在此过程中所做功的大小关系为，因为两次用的时间相同，根据可知两次做功的功率大小关系为，故C正确，ABD错误。 故选C。 2．如图所示，一块密度均匀的长方体水泥板放在水平地面上，水泥板的长边边长为b（b>a）。用一始终竖直向上的力、使其一端缓慢抬离地面（未达到竖直），此过程中，下列说法正确的是（　　） A．F甲<F乙，F甲大小不变 B．F甲=F乙，F甲一直变大 C．F甲=F乙，F甲大小不变 D．F甲>F乙，F甲一直变小 【答案】C 【详解】将水泥板看成一个杠杆，抬起一端，另一端为支点。动力为F，阻力均为水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以动力臂都等于阻力臂的2倍； 根据杠杆的平衡条件可知，动力始终是阻力的一半，故大小相等；两个力的方向都是竖直向上，抬起过程动力臂和阻力臂同时减小，但动力臂始终是阻力臂的2倍，因而动力大小始终等于阻力臂的一半，则在使其一端缓慢抬离地面的过程中，动力大小不变，故选C。 3．如图甲所示，停车场的入口处常用闸杆来控制车辆的出入。将闸杆看作一个质量分布均匀的杠杆，如图乙所示，O为杠杆的支点，杠杆的重力，，。下列说法正确的是（　　） A．升起闸杆时，施加在A端的力F1为动力，此时闸杆是省力杠杆 B．升起闸杆时，闸杆重力对应的力臂一直不变 C．若适当将支点O向A靠近，则可以减小升起闸杆的动力 D．要使闸杆水平平衡，沿F2方向比沿F1方向更省力，且在A端施加的最小力可为150N 【答案】D 【详解】A．升起闸杆时，动力施加在A端，阻力施加在B端，动力臂小于阻力臂，因此是费力杠杆，故A错误； B． 力臂是支点到力的作用线的垂直距离，重力始终竖直向下，闸杆升起过程中，闸杆倾斜角度改变，支点到重力作用线的垂直距离（重力力臂）会逐渐减小，故B错误； C．闸杆水平时，根据杠杆平衡条件可得 则 支点O向A靠近时，AO（动力臂）减小，OB（阻力臂）增大，因此动力F会增大，故C错误； D．闸杆水平平衡时，F2竖直向下，恰好垂直杠杆，动力臂等于AO，为最小力，F1斜向下，动力臂小于AO，所以F2比F1更省力，，故D正确。 故选D。 4．如图甲所示，某运动员在做蹦极运动，图乙为其运动示意图。运动员从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。若不计空气阻力，则下列判断正确的是（　　） A．从O点到A点再到B点过程中，运动员动能先增大后减小 B．从A点到B点再到C点过程中，绳的弹性势能先增大后减小 C．从A点到B点再到C点过程中，运动员动能先增大后减小 D．从A点到B点再到C点过程中，运动员的机械能守恒 【答案】C 【详解】A．从O到A，弹性绳未被拉长，无弹力，运动员只受重力，加速下落；从A到B，弹性弹力小于重力，合力向下，运动员仍加速。因此O→A→B过程速度一直增大，动能一直增大，故A错误； B．从A到C，弹性绳被拉得越来越长，弹性形变程度持续增大，弹性势能一直增大，故B错误； C．A→B阶段，弹力小于重力，运动员加速，动能增大；B→C阶段，弹力大于重力，运动员减速，动能减小，因此A→B→C过程运动员动能先增大后减小，故C正确； D．从A到C，弹性绳对运动员做功，运动员的机械能转化为弹性绳的弹性势能，运动员的机械能不守恒，故D错误。 故选C。 5．小安同学正在进行传接排球的训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a点与c点等高。若不计空气阻力，则下列说法错误的是（　　） A．排球从a 点至d点的运动过程中，其机械能守恒 B．排球在b点只有重力势能，没有动能 C．排球在a点处的动能等于其在c点处的动能 D．排球从a点到d点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能 【答案】B 【详解】A．不计空气的阻力，排球在整个运动过程中，只受重力的作用，所以其机械能守恒，故A正确，不符合题意； B．b点是排球运动轨迹的最高点，此时排球的重力势能最大，但它在水平方向仍有速度，所以仍有动能，故B错误，符合题意； C．因为点和点等高，所以排球在 点和点的重力势能相等，又因为排球在整个运动过程中机械能守恒，所以排球在点和点的动能也相等，故C正确，不符合题意； D．因为排球在整个运动过程中机械能守恒，所以排球从a 点到d 点的运动过程中，其减少的重力势能全部转化为排球的动能，故D正确，不符合题意。 故选B。 6．（多选）如图所示，用甲、乙、丙三种简单机械分别提起同一重物，已知物体重力，，杠杆（），手的拉力始终沿竖直方向，物体在2秒时间上升的高度为0.2 m，不计绳重，下列说法正确的是（　　） A．甲图：实质是等臂杠杆，改变拉力方向，拉力大小不变 B．乙图：拉力的功率是6W，机械效率为83.3% C．丙图：不计杠杆重力和摩擦时，的大小为50N D．若提升的物体重力越大，乙、丙的机械效率就会越低 【答案】AB 【详解】A．甲图：使用的是定滑轮，实质是等臂杠杆，能改变拉力方向，不能改变拉力大小，故A正确； B．乙图：动滑轮上有两根绳承担物重，，绳子自由端移动的距离 拉力做的功 拉力F2的功率 有用功 机械效率为 故B正确； C．丙图：不计杠杆重力和摩擦时，由杠杆平衡条件可得的大小 故C错误； D．若提升的物体重力越大，乙、丙两图中克服物体重力做的有用功增多，不计绳重和摩擦，克服动滑轮和杠杆自身重力做的额外功不变，由可知，乙、丙的机械效率就会越高，故D错误。 故选AB。 7．（多选）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动重3000N的物块，弹簧测力计的示数为200N，物块10s移动距离为1m，物块所受的摩擦力为物重的0.1倍，克服绳重和轮与轴间摩擦做功20J。下列说法正确的是（　　） A．该滑轮组中有两个定滑轮和一个动滑轮 B．绳子自由端拉力的功率为20W C．动滑轮重力为80N D．该滑轮组的机械效率为66.7% 【答案】AC 【详解】A．最下方的滑轮和最上方的滑轮，滑轮轴均固定不动，属于定滑轮，而中间的滑轮，滑轮轴随物块一起移动，属于动滑轮，则该滑轮组有两个定滑轮和一个动滑轮，故A正确； B．物块被匀速拉动时，在水平方向移动距离，移动时间，且绳子自由端拉力，由动滑轮上的绳子段数，则绳子自由端移动距离 拉力所做的总功 从而拉力的功率，故B错误； C．物块重力，物块所受摩擦力 克服摩擦力做的有用功 于是额外功 克服绳重和轮与轴间摩擦做的额外功，则克服动滑轮重力做的额外功 动滑轮移动距离 从而动滑轮重力，故C正确； D．滑轮组机械效率，故D错误。 故选AC。 8．安安将排球水平击出，运动轨迹如图甲。运动过程中排球的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。图乙为排球经过图甲①、③点时的动能和重力势能，其中③点的重力势能未标出。由图分析得出：①点的机械能为5J；③点的重力势能为___________；②点的机械能E的取值范围是___________（取值范围用不等式表示）。 【答案】 不守恒 1J 4J＜E＜5J 【详解】[1]由图可知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球在运动过程中，机械能越来越少，故在整个运动过程中，小球的机械能不守恒。 [2]重力势能由物体的高度和质量决定，已知①、③两点高度相同，所以①、③两点重力势能相等，由乙图可知①点的重力势能为1J，所以③点的重力势能也为1J。 [3]已知在整个运动过程中，小球的机械能不守恒，小球运动的时间越长，损失的机械能越多，所以可得；机械能等于动能加重力势能，由乙图可知③点动能为3J，重力势能为1J，机械能为4J，代数可得。 9．如图所示一卡车车厢底板距地面1.5m高，用一块4m长的木板AB搭在车厢底板上，构成斜面。用沿斜面方向的推力F把一个重为800N的木箱由B处匀速推到A处，若斜面光滑，则所用推力大小为______N。若斜面的机械效率为75%，则所做的有用功为______J，实际推力为______N。 【答案】 300 1200 400 【详解】斜面光滑说明没有额外功，总功等于有用功，即 则所用推力大小为 克服木箱重力做的有用功为 由，可得推力做的总功为 则实际推力为 10．综合实践活动小组的同学想估测小陆做10个规范引体向上时克服重力做功的功率。他先两手握住单杠，两脚离地，两臂及身体自然下垂。然后缓缓屈肘，将身体向上拉起，直到下巴超过横杠。 (1)所需要的测量器材有体重计、刻度尺和______； (2)测试中当身体静止时，杠杆对人的拉力与人的重力是一对______（选填“A．平衡力”或“B．相互作用力”）； (3)下表是综合实践活动小组设计的实验记录表格： 小陆的质量 臂长 总时间 功率 同学们得出小陆克服重力做功的功率表达式为，你认为这个结果合理吗，并说明理由______。 【答案】(1)秒表 (2)A (3)引体向上时，小陆克服重力做功，不能简单用臂长L代替重心上升的高度，所以结果不合理 【详解】（1）根据可知，实验中还要用秒表记录时间。 （2）测试中当身体静止时，处于平衡状态，此时人只受重力和杠杆的拉力，所以杠杆对人的拉力与人的重力是一对平衡力。 （3）略 11．小明使用可绕O点转动、刻度均匀的杠杆，以及多个重力为0.5N的相同钩码和一个支架来“探究杠杆的平衡条件”。 (1)小明把杠杆中点放在支架上后，静止时的情形如图甲所示，此时杠杆处于________（填“平衡”或“不平衡”）状态；为了使杠杆在水平位置平衡，他调节两端平衡螺母的方式为________（填序号）。 A．两端的都向右移        B．两端的都向左移 C．左端的向右移，右端的向左移    D．左端的向左移，右端的向右移 (2)小明在杠杆左侧的A位置挂上三个钩码，他在杠杆的右侧B点应该挂________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；他将杠杆右侧B点所挂的钩码摘掉，换用弹簧测力计竖直向下拉，弹簧测力计的示数为，随后，将测力计从竖直位置转到倾斜位置，弹簧测力计示数为，每次操作都保持杠杆水平平衡（如图乙所示），则________（填“”、“”或“”），弹簧测力计的自重为________N。 (3)如今中药房仍在使用的杆秤在我国有几千年的历史，杆秤是利用杠杆平衡原理制成的，如图丙所示的杆秤，若要增加杆秤的称量范围，请你提出一条可行方案：________。 【答案】(1) 平衡 A (2) 2 0.5 (3)增加秤砣质量（合理即可） 【详解】（1）杠杆静止时处于平衡状态。 图甲中杠杆左低右高，为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向偏高的一侧（右侧）调节，故两端的平衡螺母都向右移，故选A。 （2）设每格长度为L，每个钩码重力为。根据杠杆平衡条件，左侧：，右侧：，解得，故B点应挂2个钩码。 弹簧测力计倾斜时，动力臂变短，阻力与阻力臂不变，由杠杆平衡条件可知，动力变大，故。 竖直拉时，所需拉力大小为，弹簧测力计示数为1.5N，故自重为 （3）根据杠杆平衡条件 增大秤砣质量（或减小阻力臂、增大动力臂）可提高称量范围，如增加秤砣质量等。 12．《中华人民共和国道路交通安全法》中规定“机动车上道路行驶，不得超过限速标志标明的最高时速；机动车载物应当符合核定的载质量，严禁超载”。由此，同学们联想到：交通事故中更多是由机动车动能过大造成的。于是进行了如下探究： 【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？ 【猜想假设】根据《中华人民共和国道路交通安全法》的规定猜想： 汽车的动能可能跟速度有关； 汽车的动能可能跟质量有关。 【进行实验】他们做了图所示的三次实验：用金属球模拟汽车，让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的木块，将木块撞出一段距离。 (1)实验中小钢球的动能的大小是通过___________来判断的，这种方法叫做___________（选填“转换”或“类比”）法； (2)甲组实验中，小球从高处向下滚落，小球的___________能转化为小球的动能； (3)分析乙、丙两组实验，可以得到的结论是：_______________________________； 【拓展探究】实验后，同学们想进一步知道，在影响汽车动能大小的因素中，“超载”和“超速”哪个对动能影响更大，于是进行了实验测定，得到的数据如下表。 序号 小球的质量m/g 小球到底端时速度 木块运动的距离s/m 1 30 2 0.4 2 30 4 1.6 3 60 2 0.8 (4)为了探究“超载”隐患时，应选择___________（填写两个序号）两组实验进行比较； (5)分析表格中对应的数据可知：当发生交通事故时，由___________（选填“超载”或“超速”）造成的危害更严重。 【答案】(1) 木块被撞击后移动的距离 转换 (2)重力势 (3)速度一定时，物体的质量越大，动能越大 (4)1、3 (5)超速 【详解】（1）动能无法直接观察，实验中通过木块被推动移动的距离反映小球动能的大小，这种将不易观测的物理量转换为易观测物理量的方法叫做转换法。 （2）小球从高处滚落时，高度降低、重力势能减小，速度增大、动能增大，是重力势能转化为动能。 （3）乙、丙实验中，小球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，小球质量不同；质量越大的小球，木块被推得越远，说明动能越大，因此结论：速度一定时，物体的质量越大，动能越大。 （4）探究“超载”即质量对动能的影响时，需要控制速度相同，改变质量，表格中1、3组速度相同、质量不同，因此选择1、3两组实验比较。 （5）分析数据：质量不变时，速度变为原来的2倍，动能即木块移动距离变为原来的4倍；速度不变时，质量变为原来的2倍，动能仅变为原来的2倍，说明速度对动能影响更大，因此超速造成的危害更严重。 13．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9% (1)实验时，要竖直向上 _______ 拉动弹簧测力计； (2)第2次实验中滑轮组的机械效率为 __________ （结果保留一位小数）； (3)第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计示数为 ________ N； (4)分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 _____ （选填“高”或“低”）； (5)根据实验结论推测：使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升相同高度，此时滑轮组的机械效率可能为 　 　 （只填序号）； A．71.6% B．82.6% C．92.4% (6)若第1次实验中，增大钩码上升的高度，则过程中做的额外功 _______ （选填“增大”、“减小”或“不变”，下同），滑轮组的机械效率 _______ 。 【答案】(1)匀速 (2)88.9% (3)2.2 (4)高 (5)C (6) 增大 不变 【详解】（1）实验时，需匀速拉动弹簧测力计，使物体做匀速直线运动，此时弹簧测力计示数等于绳端实际拉力。 （2）第2次实验中拉力的总功 第2次实验中有用功 滑轮组的机械效率 （3）由图丙可知弹簧测力计的分度值为0.2N，根据指针位置可以知道其示数为2.2N。 （4）由表中实验数据可知，第1、2、3次实验提升重物依次增加，滑轮组的机械效率越来越高，可得实验结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 （5）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将8N的物体匀速提升10cm，重物更重，滑轮组的机械效率会更高，故选C。 （6）[1]若第1次实验中，增大钩码上升高度，动滑轮的重和摩擦力大小都不变，移动的距离增加，故额外功增大。 [2]增大钩码上升的高度，拉力和物体的重力大小不变，拉力移动距离仍是物体移动距离的3倍，机械效率 可知，机械效率的大小与钩码上升的高度无关，增大钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变。 14．“立夏称人”是我国传统民俗，人们用杆秤给小孩称体重，祈求健康成长，如图甲所示。杆秤可视为杠杆，如图乙所示，O为支点，A点悬挂装有小孩的篮子，B点悬挂秤砣。当杆秤处于水平平衡时，，，已知小孩和篮子的总质量为15kg，忽略绳重和杆重，g取。 (1)求小孩和篮子的总重力； (2)求秤砣的重力； (3)求秤砣的质量。 【答案】(1)150N (2)30N (3)3kg 【详解】（1）小孩和篮子的总重力 （2）根据杠杆平衡条件可得秤砣的重力 （3）由得秤砣的质量 15．工人使用如图所示的滑轮组提升重物，在绳自由端施加竖直向下500N的拉力，使重力大小为900N的重物以0.2 m/s的速度匀速竖直上升5s。不计绳重与摩擦，求： (1)工人拉绳子做功的功率； (2)滑轮组的机械效率； (3)若用该装置匀速提起500N的重物时，拉力多少N？ 【答案】(1)200W (2)90% (3)300N 【详解】（1）绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力做功的功率 （2）克服重物重力做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）动滑轮重力 当物重时，拉力 综合拓展练（测试时间：10分钟） 1．（2025·四川内江·中考真题）如下图所示，杠杆在弹簧测力计和钩码的作用下处于平衡状态。如果钩码重0.5 N，此时弹簧测力计对杠杆竖直向上的拉力为_______N，这是________杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）。 【答案】 1.5 费力 【详解】设杠杆上每一格的长度为L。钩码的重力，它的力臂从支点到钩码的距离，弹簧测力计的拉力F的力臂，根据杠杆平衡条件，代入数值得，解得，因为动力臂小于阻力臂，所以这是费力杠杆。 2．（2025·山东东营·中考真题）如图是《天工开物》中描述的古人用来捣谷时的情景。有的人将上端带有重物的竖木（杵）举高后自由落下；有的人用力踩横木较短端后立即松脚，横木较长端较重的碓头下落，打在石臼内的谷物上用于脱壳和粉碎。这些工具蕴含着丰富的物理知识，例：踩横木较短端绕轴转动应用了费力杠杆可以省距离，请模仿例子再写出两个：___________；___________。 【答案】 碓头做得很重应用了增大压力可以增大压强 碓头打在谷物上用于脱壳和粉碎应用了力可以使物体发生形变 【详解】[1]碓头的质量较大时，其受到的重力就比较大，碓头打在谷物上时，增大了对谷物的压力，从而增大了压强，使谷物更容易脱壳和粉碎，故可模仿例子写出：碓头做得很重应用了增大压力可以增大压强。 [2]较重的碓头下落，打在谷物上时，谷物受到力，其形状发生了改变，故可模仿例子写出：碓头打在谷物上用于脱壳和粉碎应用了力可以使物体发生形变。 3．（2025·上海·中考真题）如图所示用不同方向的拉力、、匀速拉动重力为G的物体时，不计绳重和摩擦，下列说法中正确的是（    ） A． B． C．和是一对平衡力 D．和G是一对平衡力 【答案】A 【详解】AB．为定滑轮相当于一个等臂杠杆，力臂均为轮的半径，只能改变力的方向，而不省力，故用定滑轮拉同一重物，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，不计绳重和摩擦，则 故A 正确，B错误； CD．二力平衡的条件是两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上，和、和G均不满足“方向相反、作用在同一条直线上”这一条件，所以都不是一对平衡力，故C、D错误。 故选A。 4．（2025·黑龙江哈尔滨·中考真题）如图所示，一个质地均匀重为G的杠杆可以绕着O1点旋转，O2为杠杆的重心。杠杆右端有一个可以自由移动的圆环（圆环质量忽略不计），通过定滑轮的绳子拉住圆环，使杠杆在水平位置保持平衡。请按下列要求画图： （1）画出此时杠杆所受重力的示意图及其力臂； （2）画出杠杆在水平位置平衡时，通过定滑轮的绳子施加最小拉力的示意图及其力臂。 【答案】 【详解】由于杠杆质地均匀，重心在O2点，重力方向竖直向下，从O2点沿竖直向下方向画一条带箭头的线段，标注为G；过支点O1作重力作用线的垂线，垂线段的长度即为重力的力臂，标注为L2； 根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。杠杆在水平位置平衡时，由于通过定滑轮的绳子施加的拉力不变，若使通过定滑轮的绳子施加最小拉力，则以O1点为支点，与定滑轮的轴和O1的连线交滑轮边缘为力臂时，动力臂最大，标注为L1，过该连线与滑轮边缘的交点，作连线的垂线为动力作用线，作用线与杠杆的交点，即为力的作用点，为使杠杆平衡，拉力的方向向上，标注为F，如图所示： 5．（2025·山东德州·中考真题）“秤砣虽小压千斤”，杆秤是中国最古老的称量工具，是我国的“国粹”之一。如图甲所示，当不挂秤砣时，在O点提起提纽，杆秤水平平衡。用秤钩悬挂100g物体、秤砣移到B点时，杆秤再次水平平衡，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．甲图中A点为杠杆的支点 B．若OB=5OA，则“秤砣”的质量为20g C．若秤钩再加挂20g物体，秤砣向左移动可使杆秤再次平衡 D．如果“秤砣”磨损，则测量值比真实值偏小 【答案】B 【详解】A．支点为杠杆绕着转动的点，甲图中O点为杠杆的支点，故A错误； B．若OB=5OA，根据杠杆的平衡条件可知 即 则“秤砣”的质量为，故B正确； C．若秤钩再加挂20g物体，根据杠杆的平衡条件可知 即 可知秤砣向右移动可使杆秤再次平衡，故C错误； D．根据杠杆平衡条件有 秤砣磨损了，质量变小，OB变大，则测量结果将偏大，故D错误。 故选B。 6．（2025·江苏南京·中考真题）如图所示，用动滑轮将重180N的木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，所用拉力为100N，不计绳重和摩擦。此过程中木箱上升的速度为________m/s，有用功是________J，拉力的功率是_______W；若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，机械效率为_______ %。 【答案】 0.4 360 80 95 【详解】[1]木箱在5s内沿竖直方向匀速提升2m，木箱上升的速度为 [2]有用功W有=Gh=180N×2m=360J [3]由图可知n=2，则绳子自由端移动的距离s=nh=2×2m=4m 拉力做的总功W总=Fs=100N×4m=400J 拉力做功的功率 [4]W额=W总﹣W有=400J﹣360J=40J 由于不计绳重和摩擦，则额外功就是克服动滑轮重力所做的功，即W额=G动h=40J 可得 由于不计绳重和摩擦，若用此装置沿竖直方向匀速提升380N重物时，滑轮组的机械效率 7．（2025·山东济南·中考真题）如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图，在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力，使小车绕点慢慢转动到图中虚线位置忽略小车受到的重力，此过程中力的大小（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小 【答案】A 【详解】以O点为支点，重物对小车的拉力为阻力，阻力大小等于重物的重力，在转动过程中阻力大小不变；阻力臂是支点O到阻力作用线的垂直距离，随着小车绕O点转动，阻力臂逐渐变小。力F为动力，动力臂是支点O到动力F作用线的垂直距离，由于F始终垂直挡板，动力臂大小始终等于挡板的长度，保持不变。根据杠杆平衡条件“动力×动力臂=阻力×阻力臂”，动力臂和阻力大小不变，阻力臂变小，所以动力F的大小一直减小。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 8．（2025·山东威海·中考真题）如图所示，用150N的推力沿斜面向上将重为500N的小车从斜面（高1.2m，长5m）底端匀速推到顶端，用时20s。则推力做功为___________J，有用功的功率为___________W。 【答案】 750 30 【详解】[1]推力做功W=Fs=150N×5m=750J [2]有用功W有=Gh=500N×1.2m=600J 有用功的功率 9．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 【答案】D 【详解】已知斜面均是光滑的，即小球不受阻力作用，小球在运动过程中只有动能和重力势能的相互转化，所以小球的机械能是守恒的，实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能一样大。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10．（2025·陕西·中考真题）如图，是古人利用龙骨水车提水灌溉的场景。提水时，用脚踩动脚踏板，拐木转动，木链条带动叶板转动，将水从低处提升至高处，实现灌溉。下列说法正确的是 （　　） A．踩动脚踏板越快，对水做功越多 B．增大拐木的长度，可以更省力 C．水在上升的过程中，机械能不变 D．使用龙骨水车提水，可以省功 【答案】B 【详解】A．踩动脚踏板越快，对水做功的功率变大，但是时间未知，所以对水做功不一定越多，故A错误； B．增大拐木的长度，动力臂变长，需要的动力减小，可以更省力，故B正确； C．水在上升的过程中，重力势能增加，动能基本不变，所以机械能增加，故C错误； D．使用龙骨水车提水，可以省力，但根据功的原理，使用任何机械都不能省功，故D错误。 故选B。 11．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的___________能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越___________。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车___________（选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 4 / 4 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