专题03 简单机械 功和能（暑假复习讲义）新九年级物理新教材沪科版（五四学制）

专题03 简单机械 功和能 内容导航 01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 典例破题：精选例题，呈现思路点拨+规范解答+方法提炼 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 常考考点 命题方向 1．简单机械、机械功、功率、机械能和机械效率。 2．探究杠杆的平衡条件。 1. 知道简单机械、机械功、功率、机械能和机械效率。能用杠杆的平衡条件分析实际问题，进一步提升运动和相互作用观念。能从功和能关系的视角解释生活中的常见现象，初步形成能量观念。 2. 通过将常见工具抽象成平直杠杆、将定滑轮抽象成等臂杠杆、将动滑轮抽象成省力杠杆的过程，感受建立物理模型的方法。在比较做功快慢的学习过程中，运用控制变量、类比的科学方法建立功率概念。在研究动能和重力势能影响因素的实验中，体会转换的思想方法。 3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，能基于生活经验有依据地作出猜想和假设，能正确运用控制变量法设计多变量的探究实验方案，发展基于数据的分析论证能力。 考情解码： 简单机械+功和能是初中物理力学核心考点，也是中考必考内容‌，整体难度中等，侧重概念理解和公式应用，在近年中考物理中，该板块一直是‌重点考察内容‌，命题趋势呈现下列特点： 1. 重视基础：核心概念、公式和原理是考察基础，要求熟练掌握； 2. 结合实际：需要用知识点解决生活中常见物理问题； 3. 综合考察：常和浮力、压强等其他力学知识点结合出题，对知识综合运用能力要求较高； 4. 实验占比：涉及动能影响因素、杠杆平衡条件等实验，要求掌握操作和数据分析。 脉｜络｜重｜构 考｜点｜精｜讲 知识点一 杠杆 【课标要求】知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 一、杠杆的概念 1. 杠杆：在力的作用下绕固定点转动的硬棒，我们把它叫做杠杆。硬棒成为杠杆要满足以下条件： 2. 描述杠杆特征的五个要素（以用撬棒撬物体为例进行分析）。 ①支点：杠杆绕着转动的固定点O；②动力：促使杠杆转动的力F1；③阻力：阻碍杠杆转动的力F2；④动力臂：支点到动力作用线的距离l1。注意“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所引的直线，常用虚线表示。⑤阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。 二、探究杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡：如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 2. 探究杠杆的平衡条件 实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 三、杠杆的平衡条件 1. 杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2，这就是阿基米德发现的杠杆原理。 四、生活中的杠杆 根据动力臂l1和阻力臂l2之间的大小关系及用途的不同，杠杆可以分为三类——省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂关系 l1>l2 l1<l2 l1=l2 力的关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2 杠杆转动时移动距离的关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力费距离 费力省距离 不省力也不省距离，不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板、定滑轮 【典型例题1】小乐做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）安装好杠杆后，发现左端高、右端低，如图（a）所示，接下来正确操作是调节______，使杠杆在水平位置平衡； （2）如图（b）所示，将两个钩码悬挂在D点，在A、B、C三点分别悬挂______个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡； （3）保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应______，理由是____________。 【答案】(1)平衡螺母；(2)6；(3)竖直向上；阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小，该方向下动力臂等于，为最大动力臂 【详解】（1）实验前调节杠杆平衡时，调节对象是杠杆两端的平衡螺母，本题中杠杆左端高右端低，将平衡螺母向左调即可使杠杆在水平位置平衡。 （2）设每个钩码重力为，每格长度为，根据杠杆平衡条件 左侧D点：阻力，阻力臂 因此 A点在支点右侧，动力臂，代入公式得 解得，即需要挂6个钩码，与题目中B点（）、C点（）的规律一致。 （3）根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小。E点在支点左侧，D点向下拉使杠杆有逆时针转动的趋势，因此在E点需要向上施力才能阻碍杠杆转动；当力竖直向上（垂直水平杠杆）时，动力臂等于支点到E点的距离，是E点能达到的最大动力臂，因此此时动力最小。 【命题解读】 考查知识 称重法测浮力；探究杠杆的平衡条件。 命题解读 命题意图：杠杆的最省力问题；探究杠杆的平衡条件的实验结论、数据处理、注意事项和错误分析；探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤。 解题思路： 1. 调节杠杆在水平位置平衡。 2. 根据杠杆平衡条件计算钩码个数。 3. 根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小。 【巩固提升1】工人想要用撬棒撬起箱子，撬棒在如图所示的位置保持静止。 (1)为撬棒的支点，工人对撬棒的作用力为动力，箱子对撬棒的作用力为阻力，此时撬棒相当于______。 A．等臂杠杆 B．省力杠杆 C．费力杠杆 (2)若动力臂为1.5m，阻力为300N，阻力臂为0.5m，则动力的大小为______N。 【答案】(1)B (2)100 【详解】（1）由图可知，动力臂大于阻力臂，由杠杆平衡条件可知，动力小于阻力，因此是省力杠杆。故AC错误，B正确。故选B。 （2）由杠杆平衡条件，可得 【巩固提升2】如图是学校里面常用的一种移动指示牌，某天下午摆放在水平地面上的指示牌被一阵与指示牌面垂直的风刮倒了。图甲是宣传牌，图乙是从侧面看上去的模型图。图丙是被风刮倒的宣传牌，O是宣传牌的重心。 (1)被风吹倒的过程，可以把宣传牌视作杠杆模型，绕着______点转动（选填图乙中字母）。 (2)小科同学用手扶起宣传牌时，力作用在A点，请在图丙中画出宣传牌的重力G的示意图、在A点用手扶起宣传牌的最小的力F的示意图。 (3)小科同学想知道要把指示牌一端吹离地面的力有多大，于是他测量了指示牌的牌面AB长为1m，支架长度BE=2CE=2ED=0.5m，指示牌的重力为20N（所有支架的受风面积忽略不计），如图乙所示，指示牌重力的作用线通过E点，当有风吹过，根据图示风向，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，请计算出风力最大作用力不能超过多少N； (4)当风力增大时，可以增大支架CD的长度，使指示牌不易被风吹倒，试依据所学的杠杆知识，解释其原因。________________ 【答案】(1)C；(2)见下图；(3)不能超过5N (4)增大支架CD的长度会使支点C到重力作用线的垂直距离变大，即增大了阻力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和动力臂不变的情况下，需要更大的风力才能将指示牌吹倒。 【详解】（1）宣传牌被风向左吹倒的过程中，整体是绕着与地面接触的C点发生转动的，因此C点即为杠杆的支点。 （2）重力G作用在重心O点且方向竖直向下；根据杠杆原理，在A点施加最小力F时，应以支点C到A点的连线CA作为最长动力臂，故动力F的方向应垂直于连线CA向上。 （3）根据杠杆平衡条件，将动力臂、阻力及重力的阻力臂代入公式，解得最大风力 （4）见答案。 【易错警示】 一、杠杆 杠杆作图 1. 支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动。 2. 力臂作图（画力臂的方法） （1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。 3. 画力臂的注意事项 （1）力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合。 （2）当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。 （3）力臂通常有三种表示方法。 4. 最小力作图 根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。寻找最长动力臂的方法： （1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；（2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。 甲 乙 丙 例如，要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，因为此时的阻力和阻力臂是不变的，所以只要此时的动力臂l₁最大，则动力F₁就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，则动力最小。如图丙所示，力F也能使杠杆平衡，但因为OA不是最大力臂，所以F不是最小的力，是错误的。 二、探究杠杆平衡条件 实验注意事项 1. 在挂钩码时，左、右两侧钩码数量一般不要相同。 2. 实验过程中，不能再调节杠杆两端的平衡螺母，否则会破坏杠杆原来的平衡。 3. 实验时让杠杆在水平位置平衡的目的：让杠杆的重心刚好在支点，以消除杠杆的重力对实验的影响，且便于测量力臂。 三、杠杆分类 1. 通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； 2. 从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 知识点二 滑轮 【课标要求】知道简单机械。 1. 定滑轮和动滑轮的概念 种类 定义 实质 示意图 特点分析 定滑轮 使用时，轴固定不动的滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于轮半径,所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 动滑轮 轴随着物体移动的滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径，阻力臂等于半径，动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向 2. 几种常见情况中的物理量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 使用情况 物理量（力、距离、速度）关系 定滑轮 F=G，s绳=s物，v绳=v物 F=f，s绳=s物， v绳=v物（f为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ， s绳=2s物，v绳=2v物 ， s绳=2s物，v绳=2v物 ， s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 F=2f，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 （f为物体所受的摩擦力） 【典型例题1】如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体。 （1）使用图甲方式的好处是可以改变力的______；（选填“A．方向”或“B．大小”） （2）画出乙滑轮中的力臂； （3）若甲、乙两种方式提升物体的高度相同，手拉绳移动的距离分别是、，则______； （4）如图甲，若物体重100N，绳重和摩擦不计，所用拉力______N，（不定项选择）使用乙滑轮，的大小等于( ) A．一定等于50N    B．一定大于50N    C．一定小于100N    D．可能小于100N 【答案】(1)A；(2) 见下图；(3)1:2；(4)100；BCD 【详解】（1）甲图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮不省力，可以改变力的方向。 （2）动滑轮是动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆，支点O在固定绳这端，过支点作F作用线的垂线段，即为动力臂l。 （3）定滑轮提升物体时，绳子末端移动的距离；用动滑轮提升物体时，绳子末端移动的距离，所以 （4）图甲中，定滑轮不省力，绳重和摩擦不计，所用拉力 若使用乙滑轮，拉力，因为（实际滑轮自重远小于物重），所以，故选BCD。 【命题解读】 考查知识 定滑轮；动滑轮。 命题解读 命题意图：定滑轮的概念、实质及特点、力和力臂的作图、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、动滑轮绳端拉力及移动距离的计算。 解题思路： 1. 使用定滑轮不省力，可以改变力的方向； 2. 使用动滑轮省力，不可以改变力的方向； 3. 使用动滑轮，绳重和摩擦不计，则拉力。 【巩固提升1】如图所示，物体A和B质量均为m，当用力分别匀速提起物体A和B时； （a）若不考虑滑轮重力及绳子摩擦，则______，______； （b）若滑轮质量为（不考虑绳子摩擦），则______，______。（用字母符号表示） 【答案】 mg mg 【详解】若不计滑轮重、绳重和摩擦，由图可知，提升A的滑轮是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，故 提升B的滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能省力，故 若滑轮质量为（不考虑绳子摩擦），则 不考虑绳子摩擦，而定滑轮不用考虑滑轮重，故 【巩固提升2】如图所示，重为8N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.6m/s的速度向右运动了2s，弹簧测力计的示数为5N。则物体A受到的摩擦力为_________N，方向_________，绳子自由端通过距离为_________m。（不计滑轮重及摩擦） 【答案】 10 水平向左 2.4 【详解】弹簧测力计的示数为5N。根据动滑轮的特点，动滑轮对物体的拉力等于A受到的摩擦力，则物体A受到的摩擦力为 A物体向右运动，受到的摩擦力水平向左。 绳子自由端通过距离为。 【易错警示】‌ 一、判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 二、用平衡法分析动滑轮受力情况 不考虑绳重、摩擦，考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知，动滑轮静止或匀速直线运动时，滑轮在竖直方向上处于平衡状态，则2F=G物+G动 知识点三 功与功率 【课标要求】结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 1. 功的概念 如果一个力作用在物体上，并使物体在这个力的方向上移动了一段距离，则这个力对物体做了功。 2. 做功的两个必要因素 （1）做功的两个必要因素：力学里所说的做功，包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。 （2）力对物体不做功的三种情况 ①有力无距离（劳而无功）；②有距离无力（不劳无功）；③力与运动距离垂直（垂直无功）。 3. 功及计算公式 （1）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 计算公式： W = Fs F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。 （2）功的单位：焦耳，简称焦，符号是J。把1个鸡蛋举高2m，做的功大约是1J。 4. 功率 （1）物理意义：功率表示物体做功的快慢。 （2）定义：物理学中，将功与做功所用时间之比叫做功率。 （3）公式： 功率=功/时间 P=W/t （4）单位： W、kW 1kW=103W 5. 功率的推导公式 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率： 【典型例题1】如图是引体向上的示意图，小明同学在1min内做了10个规范的引体向上，每次重心上移0.4m。小明的质量为60kg，则小明每做一次引体向上所做的功为_________J，整个过程中的平均功率为_________W。 【答案】 240 40 【详解】[1]由可得，小明的重力为 小明每做一次引体向上均需克服自身重力做功，由可得，所做的功为 [2]根据题意可知，整个过程所做的总功为 由可得，整个过程的平均功率为 【命题解读】 考查知识 压力；功；功率。 命题解读 命题意图：功的计算和估算、功率的计算P=W/t。 解题思路： 1. 由G=mg计算重力。 2. 由W=Fs=Gh计算功。 3. 由P=W/t计算整个过程的平均功率。 【巩固提升1】如图所示，分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起A、B两物体（不计滑轮重力及摩擦）。 (1)其中甲装置为________滑轮，它的优点是可以________； (2)若用大小相等的拉力F1、F2匀速提升A、B两物体，相同时间内，拉力F1、F2做功相同。其中拉力F1、F2做功时的功率为P1和P2，重物被竖直提升的高度为h甲和h乙，则下列选项正确的是____。 A．P1=P2，h甲=h乙 B．P1=P2，h甲>h乙 C．P1<P2，h甲>h乙 D．P1<P2，h甲=h乙 【答案】(1) 定 改变力的方向 (2)B 【详解】（1）由图可知，甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，其优点是可以改变力的方向。 （2）不计滑轮重力及摩擦，拉力F1、F2做的功W1=W2，由于时间相同，根据可知，功率是相同的，即拉力F1、F2做功时的功率为P1=P2；不计滑轮重力及摩擦，拉力F1=F2，拉力F1、F2做的功W1=W2，由W=Fs可知拉力端移动距离s1=s2，使用定滑轮时s1=h甲，使用动滑轮时s2=2h乙，则重物被竖直提升的高度为h甲>h乙。故B正确，ACD错误。故选B。 【巩固提升2】如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。求： (1)爬绳机上升的速度大小； (2)爬绳机对工人做功的功率大小。 【答案】(1)0.2m/s (2)137.2W 【详解】（1）爬绳机上升高度h=12m，所用时间t=1min=60s 爬绳机上升的速度为 （2）爬绳机对工人的作用力为F=G=mg=70kg×9.8N/kg=686N 由于工人与爬绳机相对静止，故工人上升的速度等于爬绳机的速度，则爬绳机对工人做功的功率为 。 【易错警示】 一、两种方法判断是否做功 1. 判断力是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在； 2. 看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。 二、解答测量功率题目的方法 1. 明确原理：P=W/t。 2. 抓关键点：根据P=W/t，如何测量F、s、t。 3. 合力设计：测量步骤与顺序。 知识点四 机械能及其转化 【课标要求】知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他 形式能量的相互转化。 一、动能 1. 动能 （1）能量：如果一个物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。单位是焦耳（J）。 （2）动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 2. 实验：探究物体的动能跟哪些因素有关 【进行实验】 （1）探究动能大小与速度的关系 （2）探究动能大小与质量的关系 大量实验和研究表明，物体的动能大小与它的速度和质量都有关系。质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大， 动能越大。 二、重力势能 1. 重力势能：物理学中把物体由于受重力作用而具有的与高度有关的能量叫做重力势能。 2. 决定重力势能大小的因素 大量实验和研究表明，物体的重力势能与其质量和所处位置的高度有关。高度相同的物体，质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。 三、弹性势能 1. 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 2. 影响弹性势能大小的因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 3. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 四、动能与势能的互相转化 1. 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2. 动能和势能的转化：动能和势能可以相互转化。动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能可以相互转化。 【典型例题1】如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC。 (1)小钢球的动能大小是通过_______的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作________。本实验用到另一种物理探究方法是_________。 (2)分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，________________________。 (3)比较________两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度_____（选填“相等”或“不相等”），结论是____________________。 【答案】(1) 钢球推动小木块移动的距离；转换法；控制变量法；(2)速度越大，动能越大；(3)甲、丙；相等；物体速度相同时，质量越大，动能越大。 【详解】（1）实验中，小钢球从斜面滚下后的动能没法直接测量，根据转换法，其动能大小是通过钢球推动小木块移动的距离大小来反映的，这种方法在物理学中叫转换法。 钢球的动能大小与质量和速度有关，比如在研究动能与质量的关系时，应改变钢球的质量，保持钢球的速度不变，故本实验用到另一种物理探究方法是控制变量法。 （2）甲图中，钢球静止释放的高度较高，运动到斜面底端的速度较大，推动木块移动的距离较远，所具有的动能较大，分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）研究动能与质量的关系时，应改变钢球的质量，保持钢球的速度不变，即实验中应保持钢球下落的高度不变，可比较甲、丙两图。 实验中钢球下落的高度相等，运动到达水平面时的速度相等，且丙图中钢球的质量较大，推动木块移动的距离较远，所具有的动能较大，可得结论：物体速度相同时，质量越大，动能越大。 【命题解读】 考查知识 压力；探究影响动能大小的因素。 命题解读 命题意图：探究动能大小与速度的关系；探究动能大小与质量的关系；转换法。 解题思路： 1. 其动能大小是通过钢球推动小木块移动的距离大小来反映的，这种方法在物理学中叫转换法。本实验用到另一种物理探究方法是控制变量法。 2. 甲、乙两图，物体质量相同时，速度不同，可探究动能与速度的关系。 3. 研究动能与质量的关系时，应改变钢球的质量，保持钢球的速度不变，即实验中应保持钢球下落的高度不变，可比较甲、丙两图。 【巩固提升1】《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 (1)分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是：__________； (2)小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。__________ 【答案与解析】(1)由上述实验数据及相关条件可知，小球下落高度相同，质量越大，沙坑的深度越大，说明高空坠物的破坏力与物体的质量有关，质量越大、空坠物的破坏力越大。 (2)物体在下落的过程中，重力势能转化为动能，质量相同的物体，高度越大，重力势能越大，则撞击时动能越大，即重物从高处下落比从低处下落撞击时动能大，则造成破坏力更大。 【巩固提升2】如图所示是2026年1月19日神舟二十号飞船返回过程中进入大气层后加速下降的场景。下列关于飞船加速下降过程中的能量变化情况分析，正确的是（　　） A．动能增加，重力势能增加 B．动能增加，重力势能减少 C．动能减少，重力势能增加 D．动能减少，重力势能减少 【答案】B 【详解】飞船加速下降时，质量不变，速度增大，根据动能大小与质量和速度的关系，因此动能增加；同时高度降低，根据重力势能大小与质量和高度的关系，因此重力势能减少。故 ACD 错误，B正确。故选B。 【易错警示】 一、正确判断动能和势能的变化 1. 物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素，而不可忽略任何一个。 2. 影响重力势能大小的因素 决定因素：物体的质量和高度。在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在物体的质量一定时，高度越大，它具有的重力势能越大。 3. 弹性势能的大小与弾性物体材料本身及发生弹性形变的程度有关。弾性物体的弾性越强，弹性形变程度越大，它具有的弹性势能就越大。 二、控制变量法和转换法的应用 1. 探究影响动能大小的因素 （1）控制变量法：要探究动能与质量的关系，就需要控制小球的速度不变，只改变小球的质量进行实验；要探究动能与速度的关系，就需要控制小球的质量不变，只改变小球的速度进行实验。 （2）转换法：通过木块被碰撞后的滑动距离来反映小球的动能大小。 2. 探究影响势能大小的因素 （1）采用同一重物，控制质量不变的目的是排除质量因素对实验结果的影响，此处采用的是控制变量法。 （2）小方桌陷入沙中越深，说明重物原来具有的重力势能越大，记录并比较小方桌下陷的深度，是为了比较重物具有的重力势能的大小，此处采用的是转换法。 知识点五 机械效率 【课标要求】知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 一、机械的三种功 1. 使用机械不省功 功的原理：使用机械所做的功都不会少于不用机械所做的功，也就是使用任何机械都不能省功。这是一个普遍的结论，对任何机械都适用。 2. 有用功、额外功和总功 以使用动滑轮提升重物为例分析，动滑轮提升重物时，除了要克服重物的重力做功，同时也需要克服动滑轮本身所受的重力而多做一些功。 （1）有用功：使重物上升所做的功是有用的，是必须做的功，这部分功叫做有用功W有。 （2）额外功：使用滑轮提升重物，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功W额。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。 （3）总功：最终拉力所做的功是有用功与额外功的总和，叫做总功W总，即W总=W有+W额。若使用滑轮提升重物，则总功是拉力做的功，即动力做的功，即W=Fs。 二、机械效率 1. 机械效率 （1）物理学中把有用功与总功之比叫做机械效率，用η表示。 （2）计算公式：η＝ ×100% 2. 提高机械效率的方法 （1）尽量减少额外功，采取减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。 （2）当额外功一定时，在机械能承受的范围内增加所做的有用功（如使用滑轮组提升物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量），充分发挥机械的作用。 【典型例题1】用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。 【答案】 1.2×104 40 大 【详解】[1]将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功为 W有用=Gh=3000N×4m=1.2×104J [2]电动机功率为3000W，此过程用时10s，做的总功为W总=Pt=3000W× 10s= 3×104J 起重机的机械效率为 [3]若减小动滑轮的重力，将重物提升同样的高度，做的额外功变小，做的有用功不变，总功变小，根据机械效率的公式，起重机的机械效率将变大。 【命题解读】 考查知识 机械效率。 命题解读 命题意图：机械效率的简单计算、滑轮、滑轮组机械效率的计算。 解题思路： 1. 根据W有用=Gh计算有用功。 2. 根据W总=Pt计算总功。 3. 根据η＝ ×100%计算机械效率。 4. 起重机的机械效率与动滑轮的重力有关。 【巩固提升1】如图所示，小明用大小为10N的拉力竖直向上提升物体，重为16N的物体在10s内被匀速提升1m。不计绳重和摩擦，这个过程中，拉力F的功率为________W，该滑轮的机械效率为________%。 【答案】 2 80 【详解】[1]由于动滑轮上有2股绳，物体被匀速提升1m，则绳端移动距离，则拉力做的总功 则拉力的功率 [2]物体的重力为16N，在10s内被匀速提升1m，则拉力做的有用功 则该滑轮的机械效率 【巩固提升2】工人用如图（a）（b）所示的滑轮装置分别提升重物。 (1)若重物的重力大小为500N，不计滑轮重及摩擦，则拉力的大小为________N，拉力的大小为________N。 (2)若用图（b）所示的滑轮装置提升重物，工人做功为，克服重物的重力做的有用功为，则机械效率为_________。 (3)（不定项）若要提高图（b）所示滑轮的机械效率，则可采取的方法是________。 A．减小摩擦 B．用更轻的滑轮 C．减小重物重力 D．增大重物重力 【答案】(1) 500；250 (2)；(3)ABD 【详解】（1）图(a)为定滑轮，不省力但改变力的方向。不计滑轮重及摩擦时，拉力等于物重 图(b)为动滑轮，能省一半力。不计滑轮重及摩擦时，拉力为物重的一半 （2）根据机械效率公式 （3）对于动滑轮装置，额外功主要来源于克服动滑轮重力和摩擦力。 A．减小摩擦可减少额外功，提高效率，故A正确； B．使用更轻的滑轮可减小克服动滑轮重力所做的额外功，提高效率，故B正确； C．减少重物重力会降低有用功占比，导致效率降低，故C错误； D．增大重物重力可增加有用功在总功中的比例，从而提高效率，故D正确。 故选ABD。 【易错警示】 一、正确分析三种功 1. 动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 2. 分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。 3. 分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力或克服机械本身重力而做的功都是额外功。 二、正确理解机械效率 1. 理解机械效率的三点注意 （1）机械效率越高，这个机械的性能就越好。 （2）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体提升高度与速度等无关。 （3）由η＝=可知，若额外功一定，则有用功越大，机械效率η越高。 2. 区别功率和机械效率 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面，功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 （1）机械效率和功率之间没有任何关系。 （2）比较功率大小时要同时考虑功和时间。 （3）在比较机械效率的大小时，只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。 三、滑轮组机械效率的计算 机械效率是有关功的知识中的一个重要物理量，是反映机械性能的一个重要参数，滑轮组类机械效率的计算是重点。 根据机械效率的计算公式η＝=，对于滑轮组来说，W额的大小主要来自各种摩擦、绳重及动滑轮自重。因此，关于滑轮组机械效率的计算，一般包括下列两种情形，即匀速竖直提升物体和匀速水平拉动物体。 （1）匀速竖直提升物体 使用滑轮组将重为G的物体匀速竖直提升h，所用的拉力为F，忽略摩擦及绳重，此时W有=Gh，W总=Fs。s为绳子自由端移动的距离，且s=nh(n为承担物体及动滑轮总重的绳子段数)，也可以表示为W总=W有+W额=（G物体+G动滑轮）h。 机械效率的计算公式η＝＝＝， 或表示为η＝＝＝＝ （2）匀速水平拉动物体 使用滑轮组水平拉动物体时，拉力F与物体重力G没有直接关系，有用功W有≠Gh，而是物体克服与水平面间摩擦力f所做的功。设物体水平通过的距离为s，则 W有=fs，W总=Fns，机械效率：η＝＝＝ 1．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 【答案】B 【详解】AC．定滑轮本质是等臂杠杆，使用定滑轮虽然不省力，但可以改变力的方向，故AC正确，不符合题意； BD．动滑轮的动力臂是阻力臂的2倍，使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，故B错误，符合题意；D正确，不符合题意。 故选B。 2．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、，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A． B． C． D．无法判断 【答案】C 【详解】功的大小只由力的大小和力的方向上移动的距离决定。根据题意，两次的力F大小相等，物体在力的方向上移动的距离s也相等，因此。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将巴基斯坦PRSC-EO2卫星、港中大一号卫星、电力红外卫星A星、数天宇星03~05星、空间环境监测卫星共7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 捷龙三号运载火箭在加速升空过程中，卫星的机械能的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能减少，机械能减少 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能增加，重力势能减少，机械能不变 【答案】C 【详解】动能的大小与物体的质量和速度有关，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，捷龙三号乙运载火箭在加速升空，质量不变（忽略燃料质量变化），速度增大，所以动能增加，升空过程中高度增大，所以重力势能增加，机械能等于动能和重力势能的和，所以机械能增加。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 4. 为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 【答案】D 【详解】重力势能与物体的质量和所处高度有关，学生远足爬山过程中，质量不变，高度越高，重力势能越大，由图可知，D位置高度为800m，高度最高，因此队伍重力势能最大的位置是D处。故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 5. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的（　　） A．有用功不变，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功增加 D．有用功减小，总功减小 【答案】A 【详解】加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，货物的重力和提升的高度不变，由W有=Gh可知，工人所做的有用功不变，在滑轮组上加润滑油后，摩擦力减小，克服摩擦力所做的额外功减少，由W总=W有+W额可知，总功减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 6．在下图中，OA为一轻质杠杆，O为它的支点，距支点0.1米处挂重为30牛的物体。为使杠杆在水平位置平衡，在距挂重物0.3米的A端所加力的最小值为___________牛，方向为___________。 【答案】 7.5 竖直向上 【详解】为了让杠杆平衡，动力需要阻碍重物使杠杆向下转动的趋势，因此力的方向为竖直向上，为使拉力最小，动力臂要最长，动力臂为OA最长，设挂重物的点为B点，则动力臂为 根据杠杆平衡条件可知，所加力的最小值为 7. 为节能减排出一份力，晓华坚持骑自行车绿色出行。 (1)自行车的刹车手柄结构图，如图所示，O为刹车把的支点，根据图可判断刹车把是_______； A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 (2)刹车时所克服的阻力为120N，动力臂与阻力臂之比为3:1，则动力的大小为______N。 【答案】(1)A (2)40 【详解】（1）由图分析可知，动力臂大于阻力臂，因此刹车把是省力杠杆。故选A。 （2）根据杠杆的平衡条件可得，动力的大小为 8. 如图所示，A、B为两个滑轮，若物体与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要使沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力为______N，此时，绳子自由端移动的距离为______m；为______N，此时，绳子自由端移动的距离为______m。 【答案】 30 2 15 4 【详解】A滑轮为定滑轮，定滑轮不省力也不费距离，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离 B滑轮为动滑轮，不考虑绳重和滑轮摩擦时，拉力 绳子自由端移动的距离为 9. 在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： (1)图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是___________； (2)如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； (3)如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； (4)如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 【答案】(1) C；可以省力；(2)49N；(3)①24.5N；②24.5J；(4)见解析，4、3 【知识点】功的计算和估算、定滑轮的概念、实质及特点、动滑轮的概念、实质及特点、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系 【详解】（1）[1]图（a）、（b）中属于C滑轮随物体一起运动，属于动滑轮。 [2]使用动滑轮C的好处是可以省力。 （2）不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： 如图所示，要匀速提起配重，一块配重的重力 A滑轮的轴的位置固定不动，为定滑轮，使用定滑轮不能省力，此时对滑轮A施加力的大小 由于力的作用是相互的，滑轮B对滑轮A的力等于滑轮A对滑轮B的力， 同理， （3）如图所示要匀速提起配重，不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦： ①滑轮C是动滑轮，对滑轮C施加力的大小 滑轮D是定滑轮，不能省力， ②若将配重提起0.5m，绳子自由端移动距离 力所做的功 （4）小华的力量较大，为了使需要的配重个数最少，可以利用不省力的图装置，配重的重力 配重的质量 需要4块配重； 小丽的力量较小，利用图装置，配重的重力 配重的质量 需要3块配重。 10．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 (1)某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为______N、合力方向______。请在图中画出排球所受重力G的示意图_______； (2)排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 (3)（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 【答案】(1) 2.5 竖直向下 见下图 (2)C (3)BD 【详解】（1）排球在向上运动的过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，则排球所受的合力大小为 合力方向与重力方向相同为竖直向下。 排球受到的重力方向竖直向下，作用点在排球的重心，排球所受重力G的示意图如图所示： （2）排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 （3）A．排球在A点时，具有水平方向的速度，具有重力势能和动能，故A错误； B．在C点排球具有水平方向的速度，因此具有动能，故B正确； C．排球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故C错误； D．排球在B点从着地到弹起过程中，质量不变，速度不断减小，动能一直变小，故D正确。 故选BD。 11．如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 (1)（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力； (2)图（a）中的滑轮可以看作______杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为______N，物体M所受合力的大小为______N； (3)若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功和滑轮的机械效率。 【答案】(1)见下图； (2) 省力 10 0 (3)20J，80% 【详解】（1）通过滑轮匀速提起重为20N的物体M，物体处于平衡状态，物体M在竖直方向受到拉力和重力作用，拉力的方向竖直向上，大小等于物体的重力为20N，作用点画在重心上，如图所示： （2）[1]动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的省力杠杆。 [2]动滑轮绳子股数为2，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为 [3]因物体M匀速上升，处于平衡状态，物体M受到竖直向上的拉力与物体M的重力是一对平衡力，因此物体M所受合力的大小为0N。 （3）拉力做的有用功为 滑轮的机械效率为 12. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向____移动（选填“左”或“右”），在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是________。 (2)杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，两边_______（“能”“不能”）平衡，若不能，杠杆将向________（“A”“B”）边倾斜， (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a专至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数如何变化______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是_________。 (4)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论___________。 【答案】(1) 右；便于测量力臂大小；(2) 3；不能；A；(3) 变大；见解析；(4) 【详解】（1）图甲中，杠杆的左端下沉，应将右侧的平衡螺母向右调节，才能让杠杆在水平位置平衡。杠杆条件口诀左偏右调，右偏左调。 当杠杆在水平位置平衡时，挂在杠杆上的钩码对杠杆的作用力是竖直向下的，此时作用力的力臂与杠杆重合在一起，便于测量力臂。 （2）根据杠杆平衡条件有 A位置在O点左侧三格处，此时力臂为3L，B位置在O点右侧二格处，此时力臂为2L 即在B位置挂三个钩码。 当两边再各挂上一个钩码时 此时力臂不变，阻力，动力发生改变，由上面杠杆平衡原理可得 故不能平衡，杠杆向A边倾斜。 （3）在杠杆在水平位置平衡的情况下，将杠杆转过一个角度，此时，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，根据杠杆平衡条件 可知动力变大，即弹簧测力计示数变大。 （4）由表中第一组数据得 第二组数据得 第三组数据得 综上所述，该同学的结论为。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 简单机械 功和能 内容导航 01 复习目标→ 明考向、知权重、晓关联、以目标导学，以考向定标 02 知识重构 → 系统讲解核心知识，重构整合形成体系 脉络重构：快速扫描高频考点，定位薄区 典例破题：精选例题，呈现思路点拨+规范解答+方法提炼 巩固提升：趁热打铁练一练，强化巩固所学 03综合通关 → 综合演练，梯度设题；查漏补缺，闭环收官 04错题留痕 → 预留固定区域，记录错题题号、错因与正解 常考考点 命题方向 1．简单机械、机械功、功率、机械能和机械效率。 2．探究杠杆的平衡条件。 1. 知道简单机械、机械功、功率、机械能和机械效率。能用杠杆的平衡条件分析实际问题，进一步提升运动和相互作用观念。能从功和能关系的视角解释生活中的常见现象，初步形成能量观念。 2. 通过将常见工具抽象成平直杠杆、将定滑轮抽象成等臂杠杆、将动滑轮抽象成省力杠杆的过程，感受建立物理模型的方法。在比较做功快慢的学习过程中，运用控制变量、类比的科学方法建立功率概念。在研究动能和重力势能影响因素的实验中，体会转换的思想方法。 3.在“探究杠杆的平衡条件”实验中，能基于生活经验有依据地作出猜想和假设，能正确运用控制变量法设计多变量的探究实验方案，发展基于数据的分析论证能力。 考情解码： 简单机械+功和能是初中物理力学核心考点，也是中考必考内容‌，整体难度中等，侧重概念理解和公式应用，在近年中考物理中，该板块一直是‌重点考察内容‌，命题趋势呈现下列特点： 1. 重视基础：核心概念、公式和原理是考察基础，要求熟练掌握； 2. 结合实际：需要用知识点解决生活中常见物理问题； 3. 综合考察：常和浮力、压强等其他力学知识点结合出题，对知识综合运用能力要求较高； 4. 实验占比：涉及动能影响因素、杠杆平衡条件等实验，要求掌握操作和数据分析。 脉｜络｜重｜构 考｜点｜精｜讲 知识点一 杠杆 【课标要求】知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。 一、杠杆的概念 1. 杠杆：在力的作用下绕固定点转动的硬棒，我们把它叫做杠杆。硬棒成为杠杆要满足以下条件： 2. 描述杠杆特征的五个要素（以用撬棒撬物体为例进行分析）。 ①支点：杠杆绕着转动的固定点O；②动力：促使杠杆转动的力F1；③阻力：阻碍杠杆转动的力F2；④动力臂：支点到动力作用线的距离l1。注意“力的作用线” 是指过力的作用点沿力的方向所引的直线，常用虚线表示。⑤阻力臂：支点到阻力作用线的距离l2。 二、探究杠杆的平衡条件 1. 杠杆平衡：如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动，杠杆就处于平衡状态。 2. 探究杠杆的平衡条件 实验结论：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 三、杠杆的平衡条件 1. 杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力×动力臂＝阻力×阻力臂 公式表示：F1 L1=F2 L2，这就是阿基米德发现的杠杆原理。 四、生活中的杠杆 根据动力臂l1和阻力臂l2之间的大小关系及用途的不同，杠杆可以分为三类——省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆。 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂关系 l1>l2 l1<l2 l1=l2 力的关系 F1<F2 F1>F2 F1=F2 杠杆转动时移动距离的关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力费距离 费力省距离 不省力也不省距离，不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板、定滑轮 【典型例题1】小乐做“探究杠杆的平衡条件”实验。 （1）安装好杠杆后，发现左端高、右端低，如图（a）所示，接下来正确操作是调节______，使杠杆在水平位置平衡； （2）如图（b）所示，将两个钩码悬挂在D点，在A、B、C三点分别悬挂______个、三个、两个钩码，杠杆均能在水平位置平衡； （3）保持D点悬挂钩码不变，在E点施加力使杠杆在水平位置平衡，为了使力最小，力的方向应______，理由是____________。 【命题解读】 考查知识 称重法测浮力；探究杠杆的平衡条件。 命题解读 命题意图：杠杆的最省力问题；探究杠杆的平衡条件的实验结论、数据处理、注意事项和错误分析；探究杠杆的平衡条件的实验装置和操作步骤。 解题思路： 1. 调节杠杆在水平位置平衡。 2. 根据杠杆平衡条件计算钩码个数。 3. 根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小。 【巩固提升1】工人想要用撬棒撬起箱子，撬棒在如图所示的位置保持静止。 (1)为撬棒的支点，工人对撬棒的作用力为动力，箱子对撬棒的作用力为阻力，此时撬棒相当于______。 A．等臂杠杆 B．省力杠杆 C．费力杠杆 (2)若动力臂为1.5m，阻力为300N，阻力臂为0.5m，则动力的大小为______N。 【巩固提升2】如图是学校里面常用的一种移动指示牌，某天下午摆放在水平地面上的指示牌被一阵与指示牌面垂直的风刮倒了。图甲是宣传牌，图乙是从侧面看上去的模型图。图丙是被风刮倒的宣传牌，O是宣传牌的重心。 (1)被风吹倒的过程，可以把宣传牌视作杠杆模型，绕着______点转动（选填图乙中字母）。 (2)小科同学用手扶起宣传牌时，力作用在A点，请在图丙中画出宣传牌的重力G的示意图、在A点用手扶起宣传牌的最小的力F的示意图。 (3)小科同学想知道要把指示牌一端吹离地面的力有多大，于是他测量了指示牌的牌面AB长为1m，支架长度BE=2CE=2ED=0.5m，指示牌的重力为20N（所有支架的受风面积忽略不计），如图乙所示，指示牌重力的作用线通过E点，当有风吹过，根据图示风向，风力等效作用于板面AB中间，要使指示牌不被吹倒时，请计算出风力最大作用力不能超过多少N； (4)当风力增大时，可以增大支架CD的长度，使指示牌不易被风吹倒，试依据所学的杠杆知识，解释其原因。________________ 【易错警示】 一、杠杆 杠杆作图 1. 支点是杠杆绕固定点转动的点，所以判断支点位置关键是看杠杆绕着哪个点转动。 2. 力臂作图（画力臂的方法） （1）找到支点，确定力的作用点和方向；（2）作出力的作用线；（3）从支点向力的作用线作垂线段；（4）标出力臂。 3. 画力臂的注意事项 （1）力的作用点一定在杠杆上，但力臂不一定在杠杆上。对于直杠杆而言，当力的作用线垂直于杠杆时，力臂与杠杆重合。 （2）当表示力的线段比较短时，可将力的作用线延长，延长部分要用虚线表示。 （3）力臂通常有三种表示方法。 4. 最小力作图 根据杠杆平衡条件画出最小力的实质是寻找最大力臂。寻找最长动力臂的方法： （1）如果动力作用点已经给出，则支点到动力作用点的距离就是可作出的最长的动力臂；（2）如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点作为动力作用点，支点到动力作用点的距离即为可作出的最长的动力臂。 甲 乙 丙 例如，要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂，因为此时的阻力和阻力臂是不变的，所以只要此时的动力臂l₁最大，则动力F₁就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，则动力最小。如图丙所示，力F也能使杠杆平衡，但因为OA不是最大力臂，所以F不是最小的力，是错误的。 二、探究杠杆平衡条件 实验注意事项 1. 在挂钩码时，左、右两侧钩码数量一般不要相同。 2. 实验过程中，不能再调节杠杆两端的平衡螺母，否则会破坏杠杆原来的平衡。 3. 实验时让杠杆在水平位置平衡的目的：让杠杆的重心刚好在支点，以消除杠杆的重力对实验的影响，且便于测量力臂。 三、杠杆分类 1. 通过动力臂和阻力臂的大小关系判断：对于较复杂的杠杆，可先在图上找到动力臂和阻力臂，然后比较力臂的大小关系； 2. 从应用目的上进行判断：省力杠杆一般在阻力很大的情况下使用，以达到省力的目的，而费力杠杆在阻力不大的情况下使用，目的是省距离。 知识点二 滑轮 【课标要求】知道简单机械。 1. 定滑轮和动滑轮的概念 种类 定义 实质 示意图 特点分析 定滑轮 使用时，轴固定不动的滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂都等于轮半径,所以使用定滑轮不省力，但可以改变力的方向 动滑轮 轴随着物体移动的滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O，因此动力臂等于直径，阻力臂等于半径，动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半力，但不能改变力的方向 2. 几种常见情况中的物理量关系（图中物体均做匀速直线运动，忽略绳重及摩擦） 使用情况 物理量（力、距离、速度）关系 定滑轮 F=G，s绳=s物，v绳=v物 F=f，s绳=s物， v绳=v物（f为物体所受的摩擦力） 动滑轮 ， s绳=2s物，v绳=2v物 ， s绳=2s物，v绳=2v物 ， s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 F=2f，s轮=（1/2）s物，v轮=（1/2）v物 （f为物体所受的摩擦力） 【典型例题1】如图所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体。 （1）使用图甲方式的好处是可以改变力的______；（选填“A．方向”或“B．大小”） （2）画出乙滑轮中的力臂； （3）若甲、乙两种方式提升物体的高度相同，手拉绳移动的距离分别是、，则______； （4）如图甲，若物体重100N，绳重和摩擦不计，所用拉力______N，（不定项选择）使用乙滑轮，的大小等于( ) A．一定等于50N    B．一定大于50N    C．一定小于100N    D．可能小于100N 【命题解读】 考查知识 定滑轮；动滑轮。 命题解读 命题意图：定滑轮的概念、实质及特点、力和力臂的作图、滑轮组承重绳子段数与绳端拉力、移动距离的关系、动滑轮绳端拉力及移动距离的计算。 解题思路： 1. 使用定滑轮不省力，可以改变力的方向； 2. 使用动滑轮省力，不可以改变力的方向； 3. 使用动滑轮，绳重和摩擦不计，则拉力。 【巩固提升1】如图所示，物体A和B质量均为m，当用力分别匀速提起物体A和B时； （a）若不考虑滑轮重力及绳子摩擦，则______，______； （b）若滑轮质量为（不考虑绳子摩擦），则______，______。（用字母符号表示） 【巩固提升2】如图所示，重为8N的物体A在水平拉力F的作用下，沿水平面以0.6m/s的速度向右运动了2s，弹簧测力计的示数为5N。则物体A受到的摩擦力为_________N，方向_________，绳子自由端通过距离为_________m。（不计滑轮重及摩擦） 【易错警示】‌ 一、判断滑轮类型的方法 判断滑轮类型的方法判断滑轮是定滑轮还是动滑轮，关键看它的轴是否和被拉物体一起移动，若一起移动，则滑轮为动滑轮；若不一起移动，则为定滑轮。另外，定滑轮常常会固定在其他不动的物体上，我们也可依据这一特点来判断滑轮是否为定滑轮。 二、用平衡法分析动滑轮受力情况 不考虑绳重、摩擦，考虑滑轮重力时拉力、物重与滑轮自重三者的关系如图所示。由图可知，动滑轮静止或匀速直线运动时，滑轮在竖直方向上处于平衡状态，则2F=G物+G动 知识点三 功与功率 【课标要求】结合实例,认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。知道机械功和功率。用生活中的实例说明机械功和功率的含义。 1. 功的概念 如果一个力作用在物体上，并使物体在这个力的方向上移动了一段距离，则这个力对物体做了功。 2. 做功的两个必要因素 （1）做功的两个必要因素：力学里所说的做功，包含两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。 （2）力对物体不做功的三种情况 ①有力无距离（劳而无功）；②有距离无力（不劳无功）；③力与运动距离垂直（垂直无功）。 3. 功及计算公式 （1）功：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。 计算公式： W = Fs F表示力，s表示沿力的方向移动的距离，W表示功。 （2）功的单位：焦耳，简称焦，符号是J。把1个鸡蛋举高2m，做的功大约是1J。 4. 功率 （1）物理意义：功率表示物体做功的快慢。 （2）定义：物理学中，将功与做功所用时间之比叫做功率。 （3）公式： P=W/t （4）单位： W、kW 1kW=103W 5. 功率的推导公式 如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率： 【典型例题1】如图是引体向上的示意图，小明同学在1min内做了10个规范的引体向上，每次重心上移0.4m。小明的质量为60kg，则小明每做一次引体向上所做的功为_________J，整个过程中的平均功率为_________W。 【命题解读】 考查知识 压力；功；功率。 命题解读 命题意图：功的计算和估算、功率的计算P=W/t。 解题思路： 1. 由G=mg计算重力。 2. 由W=Fs=Gh计算功。 3. 由P=W/t计算整个过程的平均功率。 【巩固提升1】如图所示，分别利用甲、乙两个滑轮匀速提起A、B两物体（不计滑轮重力及摩擦）。 (1)其中甲装置为________滑轮，它的优点是可以________； (2)若用大小相等的拉力F1、F2匀速提升A、B两物体，相同时间内，拉力F1、F2做功相同。其中拉力F1、F2做功时的功率为P1和P2，重物被竖直提升的高度为h甲和h乙，则下列选项正确的是____。 A．P1=P2，h甲=h乙 B．P1=P2，h甲>h乙 C．P1<P2，h甲>h乙 D．P1<P2，h甲=h乙 【巩固提升2】如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时对地面的压强为1000Pa。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。求： (1)爬绳机上升的速度大小； (2)爬绳机对工人做功的功率大小。 【易错警示】 一、两种方法判断是否做功 1. 判断力是否做功的两个必要因素（作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离）是否同时存在； 2. 看是否符合三种不做功的情况，即有距离无力、有力无距离、有力有距离但力的方向与物体移动的方向垂直。 二、解答测量功率题目的方法 1. 明确原理：P=W/t。 2. 抓关键点：根据P=W/t，如何测量F、s、t。 3. 合力设计：测量步骤与顺序。 知识点四 机械能及其转化 【课标要求】知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他 形式能量的相互转化。 一、动能 1. 动能 （1）能量：如果一个物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。单位是焦耳（J）。 （2）动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切运动的物体都具有动能。 2. 实验：探究物体的动能跟哪些因素有关 【进行实验】 （1）探究动能大小与速度的关系 （2）探究动能大小与质量的关系 大量实验和研究表明，物体的动能大小与它的速度和质量都有关系。质量相同的物体，速度越大，动能越大；速度相同的物体，质量越大， 动能越大。 二、重力势能 1. 重力势能：物理学中把物体由于受重力作用而具有的与高度有关的能量叫做重力势能。 2. 决定重力势能大小的因素 大量实验和研究表明，物体的重力势能与其质量和所处位置的高度有关。高度相同的物体，质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。 三、弹性势能 1. 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 2. 影响弹性势能大小的因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 3. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 四、动能与势能的互相转化 1. 机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2. 动能和势能的转化：动能和势能可以相互转化。动能和重力势能可以相互转化，动能和弹性势能可以相互转化。 【典型例题1】如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，其中h1＝h3＞h2，mA＝mB＜mC。 (1)小钢球的动能大小是通过_______的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作________。本实验用到另一种物理探究方法是_________。 (2)分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，________________________。 (3)比较________两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度_____（选填“相等”或“不相等”），结论是____________________。 【命题解读】 考查知识 压力；探究影响动能大小的因素。 命题解读 命题意图：探究动能大小与速度的关系；探究动能大小与质量的关系；转换法。 解题思路： 1. 其动能大小是通过钢球推动小木块移动的距离大小来反映的，这种方法在物理学中叫转换法。本实验用到另一种物理探究方法是控制变量法。 2. 甲、乙两图，物体质量相同时，速度不同，可探究动能与速度的关系。 3. 研究动能与质量的关系时，应改变钢球的质量，保持钢球的速度不变，即实验中应保持钢球下落的高度不变，可比较甲、丙两图。 【巩固提升1】《中华人民共和国民法典》把“高空坠物”纳入了违法行为。小明猜想高空坠物的破坏力可能与物体的质量、所处的高度有关。他用质量不同的小球从同一高度自由下落到沙坑，通过小球落入沙坑的深度来反映高空坠物的破坏力，实验数据如表所示。 实验序号 1 2 3 4 质量m（克） 20 40 60 80 落入沙坑的深度d（厘米） 1.2 1.4 1.6 1.7 (1)分析上述实验数据及相关条件，可以得出的结论是：__________； (2)小明查阅资料后得知：撞击时动能越大，破坏力越强。请从机械能及其转化的角度阐述重物从高处下落比从低处下落时造成破坏力更大的原因。__________ 【巩固提升2】如图所示是2026年1月19日神舟二十号飞船返回过程中进入大气层后加速下降的场景。下列关于飞船加速下降过程中的能量变化情况分析，正确的是（　　） A．动能增加，重力势能增加 B．动能增加，重力势能减少 C．动能减少，重力势能增加 D．动能减少，重力势能减少 【易错警示】 一、正确判断动能和势能的变化 1. 物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须注意两个因素，而不可忽略任何一个。 2. 影响重力势能大小的因素 决定因素：物体的质量和高度。在高度一定时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大；在物体的质量一定时，高度越大，它具有的重力势能越大。 3. 弹性势能的大小与弾性物体材料本身及发生弹性形变的程度有关。弾性物体的弾性越强，弹性形变程度越大，它具有的弹性势能就越大。 二、控制变量法和转换法的应用 1. 探究影响动能大小的因素 （1）控制变量法：要探究动能与质量的关系，就需要控制小球的速度不变，只改变小球的质量进行实验；要探究动能与速度的关系，就需要控制小球的质量不变，只改变小球的速度进行实验。 （2）转换法：通过木块被碰撞后的滑动距离来反映小球的动能大小。 2. 探究影响势能大小的因素 （1）采用同一重物，控制质量不变的目的是排除质量因素对实验结果的影响，此处采用的是控制变量法。 （2）小方桌陷入沙中越深，说明重物原来具有的重力势能越大，记录并比较小方桌下陷的深度，是为了比较重物具有的重力势能的大小，此处采用的是转换法。 知识点五 机械效率 【课标要求】知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。 一、机械的三种功 1. 使用机械不省功 功的原理：使用机械所做的功都不会少于不用机械所做的功，也就是使用任何机械都不能省功。这是一个普遍的结论，对任何机械都适用。 2. 有用功、额外功和总功 以使用动滑轮提升重物为例分析，动滑轮提升重物时，除了要克服重物的重力做功，同时也需要克服动滑轮本身所受的重力而多做一些功。 （1）有用功：使重物上升所做的功是有用的，是必须做的功，这部分功叫做有用功W有。 （2）额外功：使用滑轮提升重物，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功W额。额外功是对人们没有用但又不得不做的功。 （3）总功：最终拉力所做的功是有用功与额外功的总和，叫做总功W总，即W总=W有+W额。若使用滑轮提升重物，则总功是拉力做的功，即动力做的功，即W=Fs。 二、机械效率 1. 机械效率 （1）物理学中把有用功与总功之比叫做机械效率，用η表示。 （2）计算公式：η＝ ×100% 2. 提高机械效率的方法 （1）尽量减少额外功，采取减轻机械本身的质量和加润滑油减小摩擦的办法。 （2）当额外功一定时，在机械能承受的范围内增加所做的有用功（如使用滑轮组提升物体时，在绳子能承受拉力的范围内，尽可能增加每次提起的重物质量），充分发挥机械的作用。 【典型例题1】用如图所示的电动起重机将3000N的货物提高4m，起重机对货物做的有用功是___________J；它的电动机功率为3000W，此过程用时10s，起重机的机械效率为___________%；若减小动滑轮的重力，起重机的机械效率将变___________。 【命题解读】 考查知识 机械效率。 命题解读 命题意图：机械效率的简单计算、滑轮、滑轮组机械效率的计算。 解题思路： 1. 根据W有用=Gh计算有用功。 2. 根据W总=Pt计算总功。 3. 根据η＝ ×100%计算机械效率。 4. 起重机的机械效率与动滑轮的重力有关。 【巩固提升1】如图所示，小明用大小为10N的拉力竖直向上提升物体，重为16N的物体在10s内被匀速提升1m。不计绳重和摩擦，这个过程中，拉力F的功率为________W，该滑轮的机械效率为________%。 【巩固提升2】工人用如图（a）（b）所示的滑轮装置分别提升重物。 (1)若重物的重力大小为500N，不计滑轮重及摩擦，则拉力的大小为________N，拉力的大小为________N。 (2)若用图（b）所示的滑轮装置提升重物，工人做功为，克服重物的重力做的有用功为，则机械效率为_________。 (3)（不定项）若要提高图（b）所示滑轮的机械效率，则可采取的方法是________。 A．减小摩擦 B．用更轻的滑轮 C．减小重物重力 D．增大重物重力 【易错警示】 一、正确分析三种功 1. 动力做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 2. 分析滑轮组提升重物所做的有用功时，只考虑物重和提升的高度，不必考虑做功的路径、方式。 3. 分析额外功时，凡是克服机械本身的摩擦力或克服机械本身重力而做的功都是额外功。 二、正确理解机械效率 1. 理解机械效率的三点注意 （1）机械效率越高，这个机械的性能就越好。 （2）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体提升高度与速度等无关。 （3）由η＝=可知，若额外功一定，则有用功越大，机械效率η越高。 2. 区别功率和机械效率 功率和机械效率都是机械本身性能的重要参数，但它们是完全不同的物理量，表示机械完全不同的两个方面，功率表示做功快慢，机械效率表示有用功占总功的比值。 （1）机械效率和功率之间没有任何关系。 （2）比较功率大小时要同时考虑功和时间。 （3）在比较机械效率的大小时，只考虑有用功或只考虑总功都是错误的。 三、滑轮组机械效率的计算 机械效率是有关功的知识中的一个重要物理量，是反映机械性能的一个重要参数，滑轮组类机械效率的计算是重点。 根据机械效率的计算公式η＝=，对于滑轮组来说，W额的大小主要来自各种摩擦、绳重及动滑轮自重。因此，关于滑轮组机械效率的计算，一般包括下列两种情形，即匀速竖直提升物体和匀速水平拉动物体。 （1）匀速竖直提升物体 使用滑轮组将重为G的物体匀速竖直提升h，所用的拉力为F，忽略摩擦及绳重，此时W有=Gh，W总=Fs。s为绳子自由端移动的距离，且s=nh(n为承担物体及动滑轮总重的绳子段数)，也可以表示为W总=W有+W额=（G物体+G动滑轮）h。 机械效率的计算公式η＝＝＝， 或表示为η＝＝＝＝ （2）匀速水平拉动物体 使用滑轮组水平拉动物体时，拉力F与物体重力G没有直接关系，有用功W有≠Gh，而是物体克服与水平面间摩擦力f所做的功。设物体水平通过的距离为s，则 W有=fs，W总=Fns，机械效率：η＝＝＝ 1．如图所示，下列关于定滑轮、动滑轮的说法中错误的是（　　） A．使用定滑轮不能省力，但可以改变施力的方向 B．使用动滑轮最多能省一半力，还能改变施力的方向 C．定滑轮实质上是一个等臂杠杆 D．动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂两倍的杠杆 2．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、，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　） A． B． C． D．无法判断 3．2026年2月12日14时37分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，随后以“一箭七星”方式将巴基斯坦PRSC-EO2卫星、港中大一号卫星、电力红外卫星A星、数天宇星03~05星、空间环境监测卫星共7颗卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。 捷龙三号运载火箭在加速升空过程中，卫星的机械能的变化，下列说法正确的是（　　） A．动能不变，重力势能增加，机械能增加 B．动能减少，重力势能减少，机械能减少 C．动能增加，重力势能增加，机械能增加 D．动能增加，重力势能减少，机械能不变 4. 为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动。爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是（　　） A．A处 B．B处 C．C处 D．D处 5. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人将同样重的货物从一楼提升到五楼时，做的（　　） A．有用功不变，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功增加 D．有用功减小，总功减小 6．在下图中，OA为一轻质杠杆，O为它的支点，距支点0.1米处挂重为30牛的物体。为使杠杆在水平位置平衡，在距挂重物0.3米的A端所加力的最小值为___________牛，方向为___________。 7. 为节能减排出一份力，晓华坚持骑自行车绿色出行。 (1)自行车的刹车手柄结构图，如图所示，O为刹车把的支点，根据图可判断刹车把是_______； A．省力杠杆 B．费力杠杆 C．等臂杠杆 (2)刹车时所克服的阻力为120N，动力臂与阻力臂之比为3:1，则动力的大小为______N。 8. 如图所示，A、B为两个滑轮，若物体与地面的滑动摩擦力为30N，不计绳重和滑轮摩擦要使沿水平方向匀速运动2m，绳子端的拉力为______N，此时，绳子自由端移动的距离为______m；为______N，此时，绳子自由端移动的距离为______m。 9. 在锻炼手臂及背部力量的时候，还会经常用到滑轮类健身器材。如图（a）、（b）所示是两类滑轮类健身器材简化示意图。它们通常由两个滑轮组合而成，在不计绳子、配重盘、滑轮的重力和摩擦的情况下，回答以下问题： (1)图（a）、（b）中属于动滑轮的是滑轮___________（选填“A”、“B”、“C”或“D”），它的好处是___________； (2)如图（a）所示要匀速提起配重。先求出需要对滑轮A施加力的大小，再求力F1的大小； (3)如图（b）所示要匀速提起配重： ①先求出需要对滑轮C施加力的大小，再求力F2的大小； ②若将配重提起0.5米，求力F2所做的功； (4)如图（c）所示是健身房还剩下的配重块（加上原来在器械上的配重一共7块），小华的力量比较大，想用196牛的力进行训练；而小丽则想用73.5牛的力进行训练。请你帮助他们在图（a）、（b）中，选择合适的器材，并分别计算出他们需要在配重盘上放置配重的总个数（该总个数包括原来配重盘上的配重）。 10．排球由于具有易学易玩的特点，广受运动爱好者的欢迎。 (1)某次训练使用的排球重力大小为2.4N，小红将排球竖直向上垫起，排球在向上运动的过程中所受空气阻力的大小为0.1N，则排球所受的合力大小为______N、合力方向______。请在图中画出排球所受重力G的示意图_______； (2)排球到达最高点后开始下落，下落过程中排球的（　　） A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能增大，动能减小 C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能减小，动能减小 (3)（不定项选择）如图所示是排球从最高点A处下落，与地面发生碰撞后再次弹起回到新的最高点C的情景，图中虚线为排球的运动轨迹。下列说法中正确的是（　　） A．在A点排球只具有重力势能 B．在C点排球具有动能 C．排球从A点运动到B点的过程中，动能转化为重力势能 D．排球在B点从着地到弹起过程中，动能一直在变小 11．如图（a）所示，用竖直向上的拉力F，通过滑轮匀速提起重为20N的物体M。 (1)（作图）在图（b）中，用力的示意图画出物体M受到的拉力； (2)图（a）中的滑轮可以看作______杠杆，若不计摩擦和滑轮重力，力F的大小为______N，物体M所受合力的大小为______N； (3)若不计摩擦，物体M被竖直提升1m过程中，拉力F做的总功为25J，求该过程中滑轮提升物体M所做的有用功和滑轮的机械效率。 12. 在“探究杠杆平衡条件”的实验中： (1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示。为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向____移动（选填“左”或“右”），在实验过程中让杠杆在水平位置平衡的目的是________。 (2)杠杆平衡后，小英同学在图乙所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_______个钩码，使杠杆在水平位置平衡。若此时两边同时再加一个钩码，两边_______（“能”“不能”）平衡，若不能，杠杆将向________（“A”“B”）边倾斜， (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的B点，当弹簧测力计由位置a专至位置b的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡（如图丙），测力计示数如何变化______（选填“变大”“变小”或“不变”），原因是_________。 (4)调节杠杆平衡后，在不同的位置挂不同数量的钩码，使杠杆重新平衡，得到如表中的实验数据： 次数 动力F₁/N 动力臂l₁/cm 阻力F₂/N 阻力臂l₂/cm 1 5 8 8 5 2 4 10 10 4 3 3 15 15 3 记录数据后，某同学分析实验数据得到如下结论___________。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $