第十一章 简单机械和功（专项训练）物理新教材苏科版九年级上册

**基本信息** 聚焦简单机械和功的核心考点，按“概念识别-计算应用-实验探究”梯度设计题型，覆盖高频重难考点，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |杠杆|3题型/15题|分类识别（高频）、平衡计算（重）、动态分析（难）|从杠杆分类到平衡条件应用，构建机械作用模型| |滑轮与滑轮组|2题型/10题|特点辨析（高频）、机械效率计算（重难）|结合定动滑轮特点，深化机械效率定量分析| |功|2题型/10题|做功条件判断（高频）、功的简单计算|明确做功要素，建立功的定量计算体系| |功率|2题型/10题|功率理解（高频）、功率计算（重）|联系功与时间，形成功率概念及计算方法| |机械效率|3题型/15题|效率理解（高频）、斜面效率（重）、实验探究（难）|整合机械效率影响因素，强化科学探究能力|

第十一章 简单机械和功 常考题型·精准突破 考点一 杠杆的平衡条件及其应用 题型1 杠杆的分类与识别 （高频） 题型2 杠杆平衡条件的简单计算 （重） 题型3 杠杆的动态平衡分析 （难） 考点二 滑轮与滑轮组 题型1 定滑轮与动滑轮的特点（高频） 题型2 滑轮组的机械效率计算（重、难） 考点三 功 题型1 做功的两个必要因素 （高频） 题型2 功的简单计算 考点四 功率 题型1 功率的理解与比较 （高频） 题型2 功率的计算 （重） 考点五 机械效率 题型1 机械效率的理解 （高频） 题型2 斜面的机械效率 （重） 题型3 机械效率的实验探究 （难） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 杠杆的平衡条件及其应用 ◆题型1 杠杆的分类与识别 1．如下图所示是《天工开物》中记载农户用舂捣米劳作时的情景，用脚按住舂较短的一端，就可以把舂较长的另一端高高抬起，舂的实质是费力杠杆。下列工具使用时与舂工作情况相同的是（     ） A．食品夹 B．酒起子 C．钢丝钳 D．核桃夹 【答案】A 【详解】由题意可知，舂属于费力杠杆。食品夹使用时，动力臂小于阻力臂，也属于费力杠杆；酒起子、钢丝钳、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，都属于省力杠杆。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2．我国古代科技著作《天工开物》中记载了舂米工具——踏碓，如图所示，用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就会连续起落，去掉石臼中稻谷的皮。下列说法正确的是（     ） A．碓的头部较细，这样设计是为了增大压力 B．使用踏碓时既省力又省距离 C．人脚离O点越近越费力 D．踏碓在应用中属于省力杠杆 【答案】C 【详解】A．碓的头部较细，是通过减小受力面积来增大压强的，故A错误； BD．使用踏碓时，O是支点，阻力是碓头的重力，动力是人脚对木杠的踩踏力，阻力臂大于动力臂，因此踏碓是费力杠杆，费力杠杆的特点是费力、省距离，故B、D错误； C．根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，人脚离O点越近，动力臂越小，动力就越大，因此越费力，故C正确。 故选C。 3．下列使用的工具，属于省力杠杆的是（     ） A．船桨 B．镊子 C．钓鱼竿 D．自行车闸 【答案】D 【详解】ABC．船桨、镊子、钓鱼竿在使用时，动力臂均小于阻力臂，属于费力杠杆，故ABC不符合题意； D．自行车闸在使用时，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．各式各样的剪刀都是一对对的杠杆，修剪树枝时应该用图中的_____剪刀，手握剪刀的位置应该_____（选填“靠近”或“远离”）支点；图中的甲剪刀正常使用时是_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】 丁 远离 省力 【详解】修剪树枝时需要省力，根据杠杆平衡条件可知，动力臂大于阻力臂的杠杆更省力，图中丁剪刀的手柄远长于剪刀刃，省力效果最好，因此修剪树枝选丁剪刀； 当阻力、阻力臂不变时，动力臂越长，动力越小，越省力，因此手握剪刀的位置远离支点可以增大动力臂，更省力。 甲剪刀的动力臂大于阻力臂，因此正常使用时属于省力杠杆。 5．如图所示是生活中活塞式抽水机的示意图。活塞跟筒壁紧密接触且可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门；用力下压手柄C点，活塞被提起，此时阀门________关闭，低处的水在________的作用下进入圆筒，当水位升到出水管后，水在________的作用下从出水管流出，此时手柄COD可以看作一个________杠杆。 【答案】 A 大气压 重力 省力 【详解】活塞被提起时，活塞上方的水压迫使只能向上开启的阀门A关闭，此时圆筒内活塞下方空间变大、气压减小，小于外界大气压，低处的水在大气压作用下推开下方阀门B进入圆筒； 水进入出水管后，在竖直向下的重力作用下从出水管流出； 手柄COD以O为支点，动力作用在C点、阻力作用在D点，动力臂大于阻力臂，因此是省力杠杆。 ◆题型2 杠杆平衡条件的简单计算 6．南京城墙是世界上现存的最长的砖石结构城墙，如图所示是一块质地均匀的长方体城砖，放置在水平地面上，已知长AC为40cm，宽AB为30cm，厚AD为10cm，质量为20kg。要在CE的中点O以一水平力F将其推倒，则在图中位置时，F需要___________N。若在O点用最小力将城砖沿逆时针方向推倒，则该力的大小至少为___________N。 【答案】 75 60 【详解】城砖的重力为 用水平力推倒城砖时，绕左侧底面棱（前后方向）转动，杠杆平衡。动力臂为城砖竖直高度，即 阻力臂为城砖宽度的一半，即 由杠杆平衡条件得 解得 用最小力推倒时，动力臂最大为支点到O点的垂直距离（力的方向垂直于支点与O点的连线）。最大动力臂 阻力、阻力臂不变，由杠杆平衡条件得 解得 7．小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置.制作时，将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB=10cm，则金属筐的质量为___________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是___________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为___________kg。（g取10N/kg） 【答案】 4.8 13.5 0.1 【分析】本题考查了杠杆平衡相关知识点。 【详解】[1]求金属筐的质量螺纹钢均匀，重心在AB中点，由几何关系可知重心到O点的距离为 由杠杆平衡条件 ，代入 得 得 [2]求重物的质量，OA长度为 因初始状态螺纹钢已与金属筐平衡，由杠杆平衡条件 可知， 故 [3]求杠杆分度值，秤砣沿OA移动1cm时，对应重物质量变化量为 由杠杆平衡条件可知， 8．如图甲，固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点，杠杆始终保持水平静止。一辆玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动，其中一个传感器的示数F与小车运动的路程s的关系如图乙所示。已知：BC=2AB=2m，忽略小车的体积，小车运动过程中，传感器2的示数____________，图乙中，图像与纵坐标交点F0=____________N。 【答案】 变大 1 【详解】如图，如果以A为支点，当小车向左运动过程中，车对杠杆的作用力大小不变，其力臂变大，传感器2对杠杆的作用的力臂不变，根据杠杆平衡条件，传感器2的示数变大。 根据图像可知，不计杠杆的自重，小车在B点时，传感器2示数为小车重力，传感器1应无示数，故传感器的示数F与小车运动的路程s的关系图中传感器应为传感器2，当小车移动到C点时，移动距离为2m，对应的传感器2的拉力为3N，以A为支点，根据杠杆平衡条件可得，则小车的重力为 9．如图是小晋同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA长1m，OB长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆AB在水平位置平衡。已知小晋重为，g取10N/kg，不计杆重与绳重。求此时： (1)配重的重力； (2)拉力； (3)估算小晋同学此时对地面的压强。 【答案】(1)150N (2)250N (3)（合理即可） 【详解】（1）配重的质量为，则配重的重力 （2）杆AB在水平位置平衡，A端拉力等于配重重力，阻力臂为，动力臂为 由杠杆平衡条件 得 （3）人静止在地面上，受重力、绳子向上的拉力、地面向上的支持力，三力平衡， 因力的作用是相互的，绳子对人的拉力大小等于拉力， ，则地面对人的支持力 人对地面的压力与支持力是相互作用力，故 双脚与地面的总接触面积约为 则人对地面的压强 10．如图所示为植树节活动中两名同学用竹竿抬水的简化示意图。图中水桶挂在水平竹竿的A处，水和水桶总重为120N，B点和C点分别为甲、乙同学对竹竿的支持力的作用点，支持力的方向均竖直向上。，，竹竿的重力忽略不计。 (1)求解甲同学对竹竿的支持力F甲时，可将竹竿看成杠杆，C为杠杆的支点，水桶对竹竿向下的拉力F拉为阻力。请你利用杠杆的相关知识求出甲同学对竹竿的支持力F甲的大小。 (2)请你根据（1）中求解F甲大小的方法，求出乙同学对竹竿的支持力F乙的大小。 【答案】(1)50N (2)70N 【详解】（1）以C为杠杆的支点，甲同学对竹竿的支持力为动力，动力臂为，则 水桶对竹竿向下的拉力为阻力，大小等于水和桶的总重，阻力臂为 根据杠杆平衡条件，可得 即 （2）把竹竿看成以B为支点的杠杆，由杠杆平衡条件有 得 ◆题型3 杠杆的动态平衡分析 11．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，下列说法正确的是（     ） A．拉力F和它力臂的乘积不变 B．拉力F的力臂变小 C．拉力F变大 D．拉力F先变大后变小 【答案】C 【详解】由图可知，杠杆在使用过程中，阻力大小等于物重G，其大小不变，杠杆由位置A拉至位置B的过程中，阻力臂逐渐变大，由杠杆平衡条件可知，拉力F和它力臂的乘积变大；力F始终与杠杆垂直，动力臂等于杠杆长度，保持不变；G和不变，变大，则拉力F变大。故选C。 12．小敏在跨学科实践课上制作了一把双秤纽杆秤，其结构如题图所示。关于该杆秤，下列判断正确的是（　　） A．杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B．若秤砣磨损，不会影响该杆秤的测量结果 C．若秤砣磨损，则测量结果会比真实质量偏大 D．对秤纽、，使用秤纽时可以增大杆秤的量程 【答案】C 【详解】A．杆秤利用的是杠杆平衡原理，不是二力平衡原理，故A错误； BC．根据杠杆平衡条件 若秤砣磨损，秤砣重力减小，测量同一物体时，、不变，杠杆平衡需要的力臂变大，因此测量结果比真实质量偏大，故B错误，故C正确； D．根据杠杆平衡条件杆秤的最大测量值 使用秤纽C时货物的力臂AC大于使用秤纽B的力臂AB，且使用秤纽C时秤砣的最大力臂CD小于使用B时的BD，因此最大测量值更小，量程更小，故D错误。 故选C。 13．图甲是2024年11月竣工通车的济南黄河大桥新桥，图乙是桥塔部分的示意图，桥面可以看做是杠杆，O为支点，钢索提供动力拉住桥面。对于乙图中的钢索AB而言，如果设计时保持A点不动，只将钢索与桥塔的连接点由B改为C，将会（     ） A．使阻力减小 B．使阻力臂增长 C．使动力增大 D．使动力臂增长 【答案】D 【详解】支点为，阻力是桥面的重力，因此阻力不变；阻力臂是支点到阻力作用线的距离，因此阻力臂长度不变；动力是钢索对桥面的拉力，动力臂是支点到动力作用线的垂直距离，连接点从移到后动力臂增大，根据杠杆平衡条件，因此动力会减小。 故选D。 14．如图所示，手将铅球从水平位置抬起，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，可将其视作________（选填“费力”“省力”或“等臂”）杠杆，其优点是________（选填“省力”或“省距离”），此过程中肱二头肌对桡骨所施加的力的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 费力 省距离 变小 【详解】该杠杆支点为肘关节O点，肱二头肌的拉力为动力，铅球的重力为阻力，动力臂小于阻力臂，因此属于费力杠杆；费力杠杆的优点是省距离；抬起铅球的过程中，阻力（铅球重力）不变，动力臂大小基本不变，阻力臂逐渐变小，根据杠杆平衡条件，可得肱二头肌施加的力会变小。 15．如图所示是使用手机和自拍杆拍照时的示意图。已知自拍杆长1 m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力；图中，，则手垂直于杆的动力______。拍摄需要缩短自拍杆时，若保持的作用点、方向及支点位置不变，则大小将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 16 变小 【详解】已知，，，根据杠杆的平衡条件可得 拍摄者缩短自拍杆，则阻力臂减小，保持的作用点、方向及支点位置不变，则动力臂不变，由于阻力不变，根据杠杆的平衡条件得，动力变小。 考点二 滑轮与滑轮组 ◆题型1 定滑轮与动滑轮的特点 16．如图所示，使用同一轻质滑轮以甲、乙两种方式将相同的重物提升相同高度，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　 ） A． B．甲装置的机械效率更高 C．两种方式所做的有用功相同 D．甲装置中绳子自由端移动的距离更大 【答案】C 【详解】甲是定滑轮，乙是动滑轮； A.，，所以 ，故A错误。 B. 甲的额外功为 0，机械效率 100%；因为不计绳重与摩擦，且为轻质滑轮，滑轮质量也为0，乙无额外功，机械效率 100%，故B错误。 C. 有用功 ，物重和提升高度都相同，所以有用功相同，故C正确。 D. ，，所以乙装置绳子自由端移动的距离更大，故D错误。 故选C。 17．利用如图所示的滑轮分别缓慢提起同一个重物，不计摩擦、绳重及滑轮自重，甲、乙、丙和丁中绳子的拉力分别为、、和，这四个拉力的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】不计摩擦、绳重及滑轮自重，甲图与乙图都是定滑轮，定滑轮不省力，故 丙图中为特殊的动滑轮，动力作用在轴上，动力臂是阻力臂的一半，拉力。丁图中是动滑轮，动力臂是阻力臂的二倍，故。因此。 故选C。 18．小明为了锻炼身体制作了如图所示的简易拉力器，不计滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（     ） A．A滑轮的作用是为了省力 B．B滑轮的作用是为了省力 C．人的拉力移动的距离是物体移动距离的2倍 D．人的拉力大小是 【答案】D 【详解】首先明确滑轮性质：图中B是固定在墙上的定滑轮，定滑轮不省力，仅改变力的方向；A是动滑轮，本题中拉力作用在动滑轮的轴上，属于动滑轮的特殊使用； AB．定滑轮B不省力；动滑轮A拉力作用在轴上，不省力反而费力，故AB错误； C．若人拉动拉力（动滑轮A）向左移动距离，拉滑轮的两段绳子各缩短，因此物体上升距离为，即人拉力移动距离是物体移动距离的，故C错误； D．不计滑轮重及摩擦，绳子拉力处处等于物体重力；动滑轮A的轴受到人的拉力，同时受到两段绳子向右的拉力，每段拉力都是，平衡时人的拉力，故D正确。 故选 D。 19．如图所示，在水平拉力F的作用下拉重为200N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为16N，则拉力F的大小为________N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为________N。（忽略滑轮重力及滑轮与绳间的摩擦） 【答案】 32 16 【详解】本题中的滑轮是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，同一根绳子的拉力处处相等，弹簧测力计B的示数为，说明每段绳子的拉力都为16N； 物体A做匀速直线运动，水平方向受力平衡，物体A受到的摩擦力等于绳子对A的拉力，因此摩擦力大小为； 动滑轮做匀速运动，向右的拉力与向左两段绳子的总拉力平衡，因此 20．如图，小明以甲、乙两种方式将重为200 N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重均为10 N，忽略绳重和摩擦，小明对绳子的拉力分别为、，则__________N，__________N，绳子自由端移动的距离__________（选填“>”“<”或“=”）。 【答案】 200 105 < 【详解】 甲图中是定滑轮，定滑轮实质是等臂杠杆，忽略绳重和摩擦时不省力，拉力等于物重，因此 定滑轮绳子自由端移动距离等于物体提升高度，即 乙图中是动滑轮，动滑轮实质是动力臂为阻力臂2倍的杠杆，忽略绳重和摩擦时，拉力为物重和滑轮重之和的一半，因此 动滑轮绳子自由端移动距离为物体提升高度的2倍，即 因为 ，，所以 ◆题型2 滑轮组的机械效率计算 21．如图所示，小华用轻质滑轮组水平向左匀速拉动物体A，拉力F为5 N，绳子自由端在3 s内移动了1.8 m，物体A与水平面的摩擦力大小为12 N，则物体A的移动速度为____________m/s，小华做功的功率为____________W；若仅增大水平面的粗糙程度，仍使物体A在水平面上匀速运动，此时滑轮组的机械效率将____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 0.2 3 变大 【详解】由图可知，动滑轮上承担拉力的绳子段数，物体移动距离 物体移动速度 拉力做的总功 拉力功率 水平滑轮组的机械效率 其中是克服滑轮转轴摩擦的额外功，大小几乎不变；增大水平面粗糙程度后，物体A受到的摩擦力变大，有用功增大，有用功在总功中的占比变大，因此机械效率变大。 22．小理同学在跨学科实践活动中用质量相同的滑轮组装了不同的滑轮组甲和乙，分别提升质量相同的物体，升高相同的高度，如图所示，若不计绳重和摩擦，则F1________（选填“>”、“=”或“<”）F2；当物体的重力为80 N，动滑轮的重为20 N，物体升高的高度为2 m，则滑轮组的机械效率为________。 【答案】 80% 【详解】[1]不计绳重和摩擦，滑轮组拉力公式为，甲滑轮组承担物重绳子段数为2，拉力为 乙滑轮组承担物重绳子段数为3，拉力为 因为滑轮质量相同，提升的物体质量也相同，所以。 [2]滑轮组的机械效率为 23．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。工人师傅拉力的功率________；动滑轮的重________；若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是________。 【答案】 60W 100N 【详解】已知物体移动速度 ，绳子自由端的速度 拉力功率 物体受到的摩擦力 水平滑轮组不计绳重和摩擦时，满足 因此动滑轮重力 物重变为，此时摩擦力 水平滑轮组的机械效率 代入得 24．如图甲所示，用滑轮组提升600N的重物，物体在拉力F的作用下20s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示（不计绳重及摩擦）。求： (1)物体在20s时的拉力； (2)滑轮组的机械效率； (3)用该装置提升另一重物，机械效率达到90%，则该重物的重力。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1） 由图乙可知，20s内拉力做的总功，由图甲可知滑轮组承担物重的绳子段数 物体上升高度 则绳子自由端移动距离 根据可得拉力 （2）有用功 滑轮组的机械效率 （3）额外功 不计绳重及摩擦，可得动滑轮重力 当机械效率时，机械效率 即 解得 25．如图所示，工人双脚站在水平地面上，用滑轮组提升重为800 N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F=500N，物体A被竖直匀速提升，不计绳重和轴摩擦。 (1)求动滑轮的重力。 (2)求该过程中滑轮组的机械效率。 (3)若工人重力为600 N，工人双脚与地面的接触面积为500cm2，求该过程中工人对地面的压强。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）物体匀速上升，不计绳重和轴摩擦，由图可知承担物重的绳子段数，绳端拉力 动滑轮的重力 （2）绳端移动的距离和物体上升高度的关系，该过程中滑轮组的机械效率 （3）工人站在水平地面上静止，受力平衡，绳子对工人的拉力 地面对工人的支持力 工人对地面的压力与支持力是相互作用力，故 受力面积 该过程中工人对地面的压强 考点三 功 ◆题型1 做功的两个必要因素 26．2025年4月15日，云南省弥勒市首条无人机医疗检验样本运输航线试飞成功。在无人机吊着运输箱运输样本的过程中，无人机对运输箱的做功情况是（     ） A．上升的过程做了功，悬停的过程做了功 B．上升的过程做了功，悬停的过程没做功 C．上升的过程没做功，悬停的过程做了功 D．上升的过程没做功，悬停的过程没做功 【答案】B 【详解】上升过程：无人机对运输箱施加了向上的拉力，运输箱在拉力的竖直向上方向上移动了距离，因此上升过程无人机对运输箱做了功； 悬停过程：无人机对运输箱仍有向上的拉力，但运输箱静止、没有在拉力的方向上通过距离，因此悬停过程无人机对运输箱没做功，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 27．关于力对物体做功的叙述，下列说法中正确的是（   ） A．举重运动员举着杠铃不动，运动员竖直向上托举的力对杠铃做了功 B．人推汽车但没有推动，人的推力对汽车做了功 C．起重机吊着重物上升，钢绳竖直向上的拉力对重物做了功 D．足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功 【答案】C 【详解】A．举重运动员举着杠铃不动，杠铃没有在托举力方向上通过距离，托举力对杠铃不做功，故A错误； B．人推汽车但没有推动，汽车没有在推力方向上通过距离，人的推力对汽车不做功，故B错误； C．起重机吊着重物上升，重物在钢绳拉力方向上通过了距离，钢绳的拉力对重物做功，故C正确； D．足球在水平地面上滚动，重力方向竖直向下，与足球运动方向垂直，重力对足球不做功，故D错误。 故选C 28．如图所示，吊机将重5000 N的货物从P处竖直提升，路程随时间变化图像如图所示．选项中，能正确表示各时间段吊机对货物的拉力做的功的图像是（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由图可知物体在前40s时做匀速直线运动，40s后保持静止，故吊机对货物的拉力与货物自身重力是一对平衡力，即 匀速直线运动的物体在相同时间内通过的路程相等，由图可知前40s内每10s通过的路程，由可得，在前40s内，吊机对物体的拉力不变，每10s内通过的路程不变，故每10s内做的功相等，即 40s后物体保持静止，物体没有在拉力的方向上移动，故拉力对物体做功为0，故选D。 29．北京2022年冬奥会上智能设备广泛应用，如图所示是一款重500 N的智能送餐机器人。机器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动50 m，它所受到的阻力为60 N，该过程中，机器人的重力做功________J，牵引力对机器人做功________J，地面对机器人的支持力做功________J。 【答案】 0 3000/ 0 【详解】由于重力的方向与机器人运动的方向垂直，所以重力在这个过程中不做功，即为0J； 在水平方向上，机器人受到向前的牵引力和向后的阻力。因为机器人做匀速运动，所以这两个力大小相等，方向相反，是一对平衡力，即 牵引力的方向与机器人运动的方向相同，牵引力做的功为 由于支持力的方向与机器人运动（位移）的方向垂直，所以支持力在这个过程中不做功，即为0J。 30．如图所示，用20N的水平力F将重力为5N的物体压在竖直墙上，物体处于静止状态，这时物体受到的摩擦力大小是_________N；当力F减小为10N时，物体匀速下滑，此时物体所受摩擦力大小是_________N；匀速下滑过程中水平力F对物体_________（选填“做了”或“不做”）功。 【答案】 5 5 不做 【详解】物体处于静止状态时，是平衡状态，竖直方向受力平衡：竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力是一对平衡力，大小相等，因此摩擦力 当物体匀速下滑时，仍为平衡状态，竖直方向摩擦力仍然和重力平衡，大小相等，因此摩擦力仍为。 水平力是水平方向，物体沿竖直方向下滑，在的方向没有移动距离，因此水平力对物体不做功。 ◆题型2 功的简单计算 31．如图甲所示，小明用水平力F推放在水平地面的木箱。在此过程中推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示。木箱在时受到的摩擦力_________N，3~5s推力做的功_________J。 【答案】 100 120 【详解】由图丙，3~5s速度为保持不变，即做匀速直线运动，受力平衡，在水平方向上摩擦力等于推力，由图乙，3~5s内推力，即滑动摩擦力为100N，1~3s内，由图丙，速度不为零，即受滑动摩擦力，其大小只与压力和接触面粗糙程度有关，木箱运动过程中重力不变，压力不变，接触面粗糙程度不变，所以时，摩擦力为100N； 由可得，3~5s内运动的路程 所以推力做功 32．如图甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平向右的推力作用，其和图像分别如图乙、丙所示。由图可知，第9~12 s物体受到摩擦力为__________N，此时物体受到的合力为__________N，物体克服摩擦力做的功是__________J。 【答案】 6 0 54 【详解】在第9~12s内，由图丙可知物体做匀速直线运动，处于平衡状态，因此合力为零； 根据二力平衡条件，物体受到的滑动摩擦力与推力大小相等。由图乙可知，此时推力 ，故滑动摩擦力。 第9~12 s物体克服摩擦力做的功 33．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力的作用，的大小与时间t的关系如图乙所示，对应的物体运动速度与时间t的关系如图丙所示，分析图像可知：0~2 s时间内，物体受到的摩擦力和拉力是一对__________（选填“平衡力”或“相互作用力”），2~4 s时间内，物体所受的合力大小为__________N，4~6 s内，水平拉力对物体做的功为__________J。 【答案】 平衡力 2 32 【详解】由v-t图像可知，0～2s内物体处于静止状态，即物体处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力。 由v-t图像可知，2～4s内物体做加速运动，4～6s内物体做匀速直线运动，由F-t图像可知，2～4s内物体受到的拉力为，4～6s内物体受到的拉力为，则物体受到的摩擦力为，因物体受到的滑动摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，则2~4s内，物体受到的摩擦力为4N，物体所受的合力大小为 由可得，物体在4~6s时间内运动的距离 拉力做的功 34．如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了3m，水平拉力，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求： (1)A受到的重力大小？ (2)A对水平地面的压强大小？ (3)A在运动过程中受到摩擦力的大小？ (4)拉力F做功的大小？ 【答案】(1) (2) (3)1600N (4)4800J 【详解】（1）A受到的重力为 （2） A对水平地面的压力A对水平地面的压强 （3）由图可知，动滑轮上绳子的段数 A做匀速直线运动过程中受到摩擦力 （4）拉力移动的距离 拉力做的功 35．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时，所受牵引力F与速度v的关系如图乙所示。求： (1)该机器人受到的重力是多大？ (2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ (3)当该机器人的牵引力为150N时，匀速直线运动10s做了多少功？ 【答案】(1) 30N (2) 3000Pa (3) 750J 【详解】（1）机器人受到的重力 （2）机器人静止在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即 机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为 （3）由图乙的图像可知，当牵引力时，机器人匀速直线运动的速度； 机器人运动的路程 牵引力做的功 考点四 功率 ◆题型1 功率的理解与比较 36．优秀自行车运动员骑行功率约为480W；排量小轿车发动机功率约为；万吨级远洋货轮发动机功率为。由此可知（     ） A．小轿车发动机做功最快 B．远洋货轮发动机做功最慢 C．自行车运动员在内做功约为 D．它们在相同时间内消耗能量相同 【答案】C 【详解】A．功率是表示物体做功快慢的物理量，远洋货轮发动机功率为比小轿车发动机功率大得多，所以远洋货轮发动机做功更快，故A错误； B．远洋货轮发动机功率是三者中最大的，功率越大，做功越快，所以它做功不是最慢的，故B错误； C．根据功的计算公式，自行车运动员功率，10s内做功，故C正确； D．根据，不同功率的物体，相同时间内做功不同，消耗的能量也不相同，故D错误。 故选C。 37．下列关于功和功率的说法中，正确的是（　　） A．物体做功时间越短，功率越大 B．物体做功越多，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，做功越多，功率就越大 【答案】C 【详解】A．做功时间越短，所做的功多少不确定，功率大小不确定，故A错误； B．做功越多，但是时间不确定，功率不一定大，故B错误； C．功率是单位时间内做的功的多少，表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故C正确； D．物体做功时间越长，做功越多，功与时间的比值不一定大，功率不一定大，故D错误。 故选C。 38．下列关于功、功率的说法中正确的是（　　） A．物体对外做功越多，功率就越大 B．物体做功时功率越大，做的功就越多 C．有一个力作用在物体上且物体移动了一段距离，该力一定对物体做功 D．在做功过程中做功时间最长的，做功不一定最多 【答案】D 【详解】A．物体对外做功越多，并不意味着功率就越大，还要看完成这些功所用的时间，如果时间很长，功率可能并不大。故A错误； B．物体做功时功率越大，只说明它做功的速度快，但并不意味着做的功就越多，如果做功的时间很短，那么总的功也可能并不多。故B错误； C．做功需要两个条件同时满足：一是有力作用在物体上，二是物体在力的方向上移动了一段距离。如果物体移动的方向与力的方向垂直，那么力对物体是不做功的。故C错误； D．根据功的公式W=Pt，可以知道，在功率一定的情况下，做功的时间越长，做的功就越多；但题目中说的是“在做功过程中做功时间最长的，做功不一定最多”，这实际上是在说，如果功率不同，即使时间最长，做的功也不一定最多，因为功还受到功率的影响。故D正确。 故选D。 39．如图所示，2026年1月1日，“新年登高健身大会”在天津广播电视塔隆重举行，吸引了众多健身爱好者齐聚天塔。小邓和小高同学也前来参赛，当他们登上22层、1340级台阶时，所用时间之比为3∶4，已知他们的质量之比为5∶6，则小邓和小高克服重力做功之比为_____________，两人登塔的平均功率之比为_____________。 【答案】 5∶6 10∶9 【详解】由题意可知，小邓和小高同学登高高度相同，质量之比为，则小邓和小高克服重力做功之比为 这个过程中，小邓和小高同学所用时间之比为，所以两人登塔的平均功率之比 40．某科技馆的展厅里有一个“最速降线”装置，其示意图如图所示。将分别位于直轨道顶端和弧形轨道顶端的M、N两个完全相同的小球同时由静止释放，N小球先到达轨道底端。设此过程中重力对两个小球所做的功分别为、，重力对两个小球所做的功的功率分别为、。则______，______。（均选填“＞”“”或“＜”） 【答案】 = < 【详解】重力做功为，小球重力、下落高度相同，做功相等，即； N小球用时短，，由，做功相同，故。 ◆题型2 功率的计算 41．如图甲是“测量水平运动物体所受滑动摩擦力”的实验装置，小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，木块在0～1s做加速运动，运动的距离为0.1m，在1～3s以0.2m/s的速度做匀速直线运动。弹簧测力计的示数及变化情况如图乙所示，则木块在1～3s内受到的滑动摩擦力大小为______N。在1～3s内，拉力的功率为______W。从0s到3s，拉力做的总功为______J。 【答案】 0.5 0.1 0.26 【详解】由题可知，在1~3s内，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，所以它在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等。由图乙可知，在1~3s内，弹簧测力计的示数为0.5N 。因此，木块受到的滑动摩擦力 ； 由题可知，在1～3s内物体的速度为，拉力的功率 由图乙可知，在0~1s内，拉力 ，由题，在0~1s内，木块运动的距离 ，拉力做功 在1~3s内，拉力 ，运动时间 ，由可得，这段时间内运动的距离 所以，拉力做功 所以，拉力做的总功 42．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则拉力F为________N，拉力F的功率为________W。 【答案】 400 400 【详解】 图甲为动滑轮，不计绳重和摩擦时，承担总重的绳子段数，拉力等于物重与动滑轮总重的，则拉力F为 由图乙（货物移动的图像）可得，货物上升的速度 拉力端移动的速度 拉力F的功率为 43．如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙，则0-1s，木箱受到的摩擦力为___________N，3s～5s，推力做功的功率为___________W。 【答案】 100 200 【详解】由图丙知，0-1s，物体处在静止状态，受力平衡，受到的静摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，故木箱受到的摩擦力 3s~5s，推力做功的功率为 44．如图所示，为了更加快捷、环保地服务于广大顾客，很多城市投入无人驾驶配送车开展配送服务。该无人驾驶配送车设计的最大速度是25km/h，空载质量350kg，最大承载量为150kg。 (1)若无人驾驶配送车在某段平直的路面上由静止开始运动，共用时12s，如图甲是速度随时间变化的关系图像，图乙是动力F随时间t变化的关系图像。在7-12s内，配送车动力做功的功率是多少？ (2)无人驾驶配送车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是，求轮胎与地面的总接触面积为多少？ 【答案】(1)180W (2)0.025m2 【详解】（1）由v-t图像可知，无人驾驶配送车在7~12s做匀速直线运动，速度，由F-t图像可知，在7~12s无人驾驶配送车的动力，则无人驾驶配送车动力做功的功率 （2）配送车满载的总质量 满载静止在水平地面时，对地面的压力等于总重力 根据压强公式，变形得总接触面积 45．目前信阳市街头随处可见无人快递车智能配送快递，如图甲所示为无人四轮快递车沿水平直线路径前往派送点的情景。下表是该无人快递运输车的一些基本性能参数。该车在行驶过程中受到的摩擦力为总重的0.02倍。该车某次满载从出发点到达派送点，其行驶路程s与所用时间t的关系如图乙所示。g取10 N/kg。求： 最大载重量 400 kg 导航方式 5G 最大行驶速度 54 km/h 防护方式 红外＋雷达 空车质量 500 kg 最大续航里程 180 km (1)该无人车配置倒车雷达，利用_________（选填“超声波”或“电磁波”）来定位的，无人车在行驶时地上有个车影，其形成原理是_________； (2)若无人车满载时以最大速度匀速行驶5 min，行驶时所受阻力为总重的0.02倍，求整个过程中牵引力所做的功率。 (3)快递车充满电，最多能派送几次快递到派送点？ 【答案】(1) 超声波 光的直线传播 (2) (3)次 【详解】（1）倒车雷达利用超声波的反射进行障碍物定位，属于超声波的应用 车影是光沿直线传播时，被不透明的无人车阻挡，在地面形成光照不到的暗区，因此形成原理是光的直线传播。 （2）总重力 根据二力平衡条件，匀速行驶时牵引力等于阻力。牵引力 速度 牵引力的功率 （3）根据图乙，从出发点到派送点的单程距离为,所以派送一次消耗的路程为 因此最多派送次数 考点五 机械效率 ◆题型1 机械效率的理解 46．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（     ） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，做功越快 C．有用功越多，机械效率越高 D．功率越大的机械，机械效率越高 【答案】B 【详解】A．由得，功率的大小由做功多少和做功所用时间共同决定，做功所用时间未知的情况下，做功越多，功率不一定越大，故A错误； B．功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，代表单位时间内完成的功越多，也就是做功越快，故B正确； C．有用功的大小由重物重力和提升高度共同决定，由得，在没有限定总功的具体情境下，无法得出有用功越多、机械效率越高的结论，故C错误； D．功率是表示做功快慢的物理量，机械效率描述有用功占总功的比例，二者没有必然联系，故D错误。 故选B。 47．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 【答案】A 【详解】两种方法的目的都是把同一箱书搬到楼上，书的总重力不变，上升的高度h不变，由可知，两种方法搬书的有用功相等，即 额外功是克服人自身重力做的功，第一种方法搬书时，人只上一次楼，额外功 第二种方法搬书时，人上两次楼，额外功 所以 又，所以两种方法搬书的总功 由机械效率可知，相同，，所以 因上楼的速度相同，第一次搬书多，用的向上的力大，由可知。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 48．工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．乙图中的滑轮为定滑轮 B．乙图中的滑轮可以改变力的方向 C．乙图中人做的功比甲图中人做的功少 D．乙图中，若增大重物的重力，机械效率会变大 【答案】D 【详解】A．乙图中滑轮轴随着物体一起移动，因此乙图中的滑轮为动滑轮，故A错误； B．动滑轮不能改变力的方向，但可以省力，故B错误； C．忽略绳重、摩擦和空气阻力，甲图中为定滑轮，人做的功为，乙图中人做的功为，重物提升相同高度，乙图中要克服重物和动滑轮的重力做功，故乙图中人做的功比甲图中人做的功多，故C错误； D．忽略绳重、摩擦和空气阻力，已知机械效率 增大物体的重力，有用功增大，机械效率也增大，故D正确。 故选D。 49．如图所示，旋转停车场的核心力学结构可看作简单机械中的斜面，这类机械______（选填“能”或“不能”）省功；若某辆重为10000N的车辆从底端匀速行驶到顶端的过程中，底端与顶端的高度差为25m，车辆克服摩擦力做的额外功是，则在车辆的整个行驶过程中，有用功是______J，总功是______J。 【答案】 不能 【详解】任何机械都不能省功，甚至还要做额外功； 有用功为 总功为 50．简单机械在生活和生产中有着广泛的应用，如图甲所示，石头垂直作用在撬棒上C点的力是700N，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，则施加在撬棒A点的力F是___________N；如图乙所示，利用滑轮组，工人用600N的拉力将重1000N的物体竖直向上匀速提升2m，工人做的有用功是____________J，若增大提升重物的质量，该滑轮组的机械效率将变___________；使用简单机械的过程__________（选填“可以”或“不可以”）省功。 【答案】 105 2000 大 不可以 【详解】[1]由杠杆平衡条件可知 代入数据可得 解得 [2]工人做的有用功 [3]若增大提升重物的质量，将物体提升相同高度，有用功增加，额外功不变，所以该滑轮组的机械效率将变大。 [4]使用简单机械不能省功，因为额外功不可避免。 ◆题型2 斜面的机械效率 51．如图所示，工人师傅用平行于斜面的推力，将重力为600N的物体从斜面底端匀速推上斜面，物体移动的距离为10m，上升的高度为3m，在此过程斜面的机械效率是80%，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为____________J，物体所受摩擦力为____________N。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此物体匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将____________。 【答案】 2250 45 不变 【详解】有用功为 根据机械效率公式，变形得总功（推力做的功） 额外功是克服斜面摩擦力做的功，则额外功为 由额外功公式，变形得摩擦力 斜面的机械效率与斜面的倾斜角度、斜面粗糙程度有关，故斜面倾斜程度不变时，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此物体匀速推到斜面顶端，则斜面的机械效率将不变。 52．如图所示，已知斜面长5 m、高2 m，某工人用800 N的拉力沿斜面把一箱重为1600 N的货物从底端匀速拉到顶端。此过程中工人对货物做的有用功为________J，工人所做的总功为________J，该斜面的机械效率是________，货物受到的摩擦力大小为________N。 【答案】 3200/ 4000/ 80% 160 【详解】工人的目的是提升货物，因此有用功是克服货物重力做的功，即 总功是工人拉力做的功，即 机械效率为有用功和总功的比值，即 总功减去有用功是克服摩擦力做的额外功，即 额外功满足 ，因此摩擦力 53．如图所示的斜面高为，倾角，工人用400N平行于斜面的拉力，将的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则对物体所做有用功为______J，拉力做的功为______J，斜面的效率______%，物体所受滑动摩擦力为______N。 【答案】 3000 4000 75 100 【详解】有用功是克服物体重力做的功，公式为 ，代入 ，得 斜面倾角 ，由三角函数关系得斜面长 拉力总功 机械效率 额外功是克服滑动摩擦力做的功 物体所受滑动摩擦力为 54．如图甲所示，一辆总重为的汽车在大小为的牵引力的作用下，匀速从斜坡底端爬上顶端，用时20s，斜坡长200m，高20m（如图乙所示）。求： (1)汽车爬坡时克服自身重力所做的功； (2)汽车爬坡时的功率； (3)汽车匀速爬坡时所受阻力的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）克服重力做功 （2）计算牵引力做的总功为 功率为 （3）额外功为 汽车匀速爬坡时所受阻力为 55．装货时，工人用斜面将质量为60kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如下图所示），所用时间为10s。已知斜面长2m，高1m，斜面的机械效率为75%，g取10N/kg，求： (1)物体所受重力； (2)工人所用的推力； (3)推力做功的功率； (4)物体在斜面上受到的摩擦力的大小。 【答案】(1)600N (2)400N (3)80W (4)100N 【详解】（1）物体所受的重力 （2）推动物体做的有用功 推力做功 工人所用的推力 （3）推力做功的功率 （4）将物体推上斜面做的额外功 物体在斜面上受到的摩擦力 ◆题型3 机械效率的实验探究 56．如何提高滑轮组机械效率呢？同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。 实验次数 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率η 1 2 2 2 3 4 4 4 (1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用图______所示装置来完成的； (3)通过比较______两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； (4)通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率______； (5)为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为不可采取的措施______； A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 (6)若实验中用不同滑轮组提升同一物体时的机械效率分别为和，则两个滑轮组中动滑轮总的重力之比为______。（忽略绳重和摩擦） 【答案】(1)匀速 (2)丙 (3)1、3 (4)越低 (5)D (6)9∶4 【详解】（1）只有沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计时，拉力大小才等于弹簧测力计的示数，此时系统处于平衡状态，测量结果准确。 （2）根据滑轮组绳端移动距离和钩码上升高度的关系，第4次实验中动滑轮上的绳子段数，对应图中的丙装置。 （3）要验证“同一滑轮组提升的物体越重，机械效率越高”，需要控制滑轮组相同，改变钩码重力，1、3两次实验符合该控制变量要求。 （4）3、4两次实验提升的物重相同，4的动滑轮总重更大，机械效率更低，可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越低。 （5）滑轮组的机械效率，由1、2次实验可知，改变重物上升高度，机械效率不变，因此增加重物上升高度无法提高机械效率；减轻动滑轮重、增加物重、加润滑油减小摩擦都可以提高机械效率。故选D。 （6）忽略绳重和摩擦时，额外功仅来自动滑轮的重力，机械效率 变形得，提升同一物体G相同，因此两个动滑轮总重力之比 57．实验小组的同学用如图所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。 实验次数 斜面倾角 斜面高度 斜面长度 木块重力 沿斜面拉力 机械效率η 1 2 3 (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由变为应将垫块向______（选填“左”或“右”）移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为______%。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与________的关系；分析2、3次实验的数据，可知________________________________________。 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是________________________________________。 (5)如图丙所示，将同一物体分别沿光滑的斜面、从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为、，拉力做的功分别为，，则力______，拉力做的功______。（均选填“＞”、“＜”或“＝”） 【答案】(1)左 (2)60 (3) 木块重力 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 (4)可以改变拉力的方向，使弹簧测力计始终沿斜面方向匀速拉动木块，保证拉力方向与斜面平行，示数更稳定，便于准确测量拉力 (5) ＜ ＝ 【详解】（1）斜面的一端靠垫块垫高，保持斜面底端位置不变时，将垫块向左移动，会让斜面的支撑点更靠近底端，斜面的高度增加，倾角就会从30°变大为45°。 （2）第2次实验中，斜面的机械效率 （3）第1、2次实验中，斜面倾角、斜面长度和高度都相同，只有木块重力不同，是探究机械效率与木块重力的关系。 第2、3次实验控制了木块重力、斜面长度相同，改变了斜面倾角，数据显示倾角更大的45°斜面机械效率更高，可得出结论：在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 （4）装置中的滑轮是定滑轮，不省力但可以改变力的方向，能让弹簧测力计始终沿斜面方向拉动木块，避免原装置中手动拉动时拉力方向偏移的问题，使示数更准确。 （5）斜面光滑说明没有额外功，拉力做的功全部等于克服物体重力做的功；同一物体拉到同一顶点A，提升高度相同，由可知两次有用功相等，因此拉力做功​；根据，功相同时，斜面越长拉力越小，因为，所以。 58．如图是小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表。 斜面倾斜程度 物块重G/N 斜面高h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 较缓 10 0.1 5.0 1 较陡 10 0.3 6.7 1 45% (1)在实验操作过程中，为了增大斜面的倾斜程度，应将垫木A向____________移动。 (2)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应使木块做____________直线运动，并在弹簧测力计____________（填“运动”或“静止”）时读数。 (3)比较表中物块重力和拉力的大小，可知斜面是一种____________力的简单机械。计算当斜面较缓时的机械效率为____________，由实验可得初步结论：斜面粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越____________。 【答案】(1)左 (2) 匀速 运动 (3) 省 20% 高 【详解】（1）本实验中木板长度固定，斜面左低右高，将垫木A向左移动后，斜面的高度增大，倾斜程度变大。 （2）只有木块做匀速直线运动时，受力平衡，弹簧测力计示数稳定；此时弹簧测力计随木块一起运动，需要在运动时读数，才能准确测出拉力大小。 （3）表格中两次实验的拉力都小于物块重力，因此斜面是一种省力的简单机械。  有用功 总功 机械效率 对比数据可知：斜面粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越高。 59．“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）。 (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）移。 (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格，则杠杆将________（选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”）。 (3)如图丙所示，杠杆在水平位置始终保持平衡，在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，拉力大小会________（选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”）。 (4)如图丁所示，实验室有一根均匀的细木棒OC，，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，细木棒的机械效率为90%，不计摩擦，细木棒的重力为________N。 【答案】(1) 平衡 左 (2)右端下沉 (3)先变小后变大 (4)10 【详解】（1）杠杆的平衡状态指杠杆处于静止或匀速转动的状态，图甲中杠杆静止，因此此时杠杆处于平衡状态。观察图甲，杠杆左端高、右端低，为使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母需要向杠杆上翘的一侧移动，因此应将平衡螺母向左移。 （2）分析钩码同时移动后的杠杆状态：设每个小格的长度为L，每个钩码的重力为G。初始平衡时，A点的力与力臂乘积为，B点的力与力臂乘积为，满足杠杆平衡条件。当A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格后：左侧力与力臂的乘积：；右侧力与力臂的乘积：。右侧的力与力臂乘积更大，因此杠杆将右端下沉。 （3）分析弹簧测力计转动过程的拉力变化：弹簧测力计在位置1时，拉力方向倾斜，此时拉力的力臂小于支点到作用点的杠杆长度；当弹簧测力计转到位置2时，拉力方向竖直向上，此时拉力的力臂等于支点到作用点的杠杆长度，是该作用点下最长的力臂；继续转动偏离竖直方向后，拉力的力臂又会逐渐变小。根据杠杆平衡条件，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂先变大后变小，因此拉力大小会先变小后变大。 （4）提升物体做的功为有用功 根据机械效率公式，可得总功 不计摩擦，额外功是克服细木棒自身重力做的功 由可知，B是OC中点，即。当A点的物体提升0.2m时，B点（木棒重心位置）上升的高度。根据，可得细木棒的重力： 60．在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (1)实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计。 (2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。 (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。____、____ (4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数______（选填“有关”或“无关”）。 (5)通过比较______两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号） (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______（填“高”或“低”）。 【答案】(1)匀速 (2)摩擦力 (3) 0.4 80% (4)无关 (5)2、3 (6)低 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力的大小才等于测力计的示数。 （2）若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦力，故测量出的拉力偏小，他的想法不正确；根据，求出的总功偏小，而有用功不变，根据，故这样测出的机械效率偏大，即他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。 （3）[1]丁图装置绳子的有效段数为4，故绳子自由端移动的距离为 [2]第4次实验的机械效率为 （4）根据可知，第1、2、3次实验绳子的有效段数分别为2、3、3；结合图示和钩码的重力，第1、2、3次分别是用甲乙丙装置完成的，通过比较1、2两次实验数据可知，钩码的重力相同，提升的高度相同，连接动滑轮绳子的段数不同，机械效率相同，故可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。 （5）通过比较2、3两次实验数据可知，滑轮组相同，连接动滑轮的绳子段数相同，提升的高度相同，物体的重力不同，物体重力越大，机械效率越大，故可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。 （6）通过比较3、4两次实验是分别用丙丁装置完成的，丁装置中有2个动滑轮，动滑轮重力大于丙中动滑轮的重力，而实验提起物体的重力相同，第4次实验的机械效率小于第3次实验的机械效率，故得出的结论是：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。 综合攻坚·知能拔高 1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30 N，滑轮组下端挂有质量为30 kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动：用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6 cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（     ） A．物体A所受滑动摩擦力大小为120 N B．测力计示数为250 N C．F做功的功率为42 W D．提升物体B时的机械效率约为83% 【答案】B 【详解】由题意知，物体B的重力，每个滑轮重，则下方动滑轮重； A．由绕线可知：动滑轮被3段绳子承担总重，绳子末端拉力为 当A向右匀速运动时，滑动摩擦力等于绳子拉力，即，故A错误； B．上方被测力计挂着的定滑轮静止，受力平衡，向下的总力为滑轮自身重力和两段绳子的拉力之和，因此测力计示数为 ，故B正确； C．当A向左匀速运动时，A受到向左的拉力F，向右的滑动摩擦力、向右的绳子拉力，处于平衡状态，则 B上升速度，A的速度 拉力的功率为 ，故C错误； D．提升B的机械效率为 ，故D错误。 故选B。 2．如图所示，两底面积分别为2S和S的圆筒，底部放在同一水平面上，筒内装密度为的同种液体，两筒内液面高度差为H，两筒间有细管相连，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，则这一过程中液体的重力做的功为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据液体体积守恒，左侧下降的液体转移到右侧，这部分液体重力为 该部分液体的等效重心从最终液面上方处降至下方处，重心总下降高度，这一过程中液体的重力做的功为，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 3．如图电子秤上支架质量不计，均匀细木棒OAB 可绕O点自由转动，当支架支撑在A 点时，调节O点高度，使木棒水平平衡，此时电子秤示数如图1所示，已知OA∶AB=3∶2，现在B 点施加竖直向上拉力 FB，电子秤示数与FB的关系图线为图2中的①，下列说法不正确的是（　　）（g=10N/ kg） A．FB=0，支架对木棒的支持力为2N B．细木棒的自重为2.4N C．图像中横坐标x点的数值为1.2N D．若将支架从A 点移至 C点，电子秤示数与 FB的关系图线变为图2中的④ 【答案】D 【详解】A．当电子秤示数为200g时，支架对电子秤的压力 即细木棒对支架的压力为2N，由力的相互性可知支架对木棒的支持力为 故A正确； B．在B点施加竖直向上的拉力之前，杠杆OAB的自重与支架的支持力平衡，此时自重的力臂等于，支持力的力臂为 根据可得 解得G棒=2.4N 故B正确； C．在B点施加竖直向上的拉力后，当电子秤示数为零时，杠杆OAB的自重与拉力平衡， 根据可得 解得FB=1.2N，即x点的数值为1.2N，故C正确； D．将支架从A点移至C点，当电子秤示数为零时，杠杆OAB的自重与拉力平衡，因自重及其力臂和拉力的力臂均不变，所以此时x的值不变；当在C点没有施加竖直向上的拉力时，杠杆OAB的自重与支架的支持力平衡，由于支架的力臂变大，而自重及其力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知支持力小于2N，即电子秤的示数小于200g，故若将支架从A点移至C点，电子秤示数与FB的关系图线变为图2中的②，故D错误。 故选D。 4．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（    ） A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则将不变 B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，将不变 C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，将变大 D．若将重物和的作用点向左移动相等的距离，且保持大小不变，杠杆仍能在原位置平衡 【答案】B 【详解】A．由题知，杠杆最右端的力竖直向上（方向不变），当重物向左移动时，重物对杠杆拉力的力臂变小，的力臂不变（等于杠杆的长），阻力不变，由杠杆平衡条件可知，力将变小，A错误； B．由题意知重物悬挂在杠杆的中点，水平平衡时，动力臂和阻力臂的关系为：，保持力方向不变，杠杆顺时针方向缓慢转动后，由下图可知， 动力臂和阻力臂的关系：，物重不变，由杠杆平衡条件可知，动力的大小始终等于，即力将不变，B正确； C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，道理同上，力将不变，C错误； D．开始时杠杆平衡，即，因为，所以； 若将重物和的作用点向左移动相等的距离为，即 因为，所以 杠杆不会在原位置平衡，D错误。 故选B。 5．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 【答案】D 【详解】A．有用功为 电动卷扬机对物体M的功率为 故A错误； B．滑轮组的，机械效率为 故B错误； C．滑轮组做的总功为 克服动滑轮的重做的功为 克服绳重和摩擦做的功为 故C错误； D．电动卷扬机的效率是80%，电动卷扬机消耗的电能为 故D正确。 故选D。 6．轻质硬杆AB长50cm，用细线把边长为10cm的立方体甲和体积为1dm3的球乙分别拴在杠杆的两端，在距离A点20cm处的O点支起AB时，立方体甲静止在桌面上，球乙悬空，硬杆AB处于水平平衡。将球乙浸没在某种液体中后，硬杆AB仍平衡，如图所示，此时立方体甲对水平桌面的压强改变了1800Pa。则液体的密度为________kg/m3，球乙所受浮力为________N。（g取10N/kg） 【答案】 【分析】因为杠杆始终平衡，所以根据杠杆平衡条件，拉力变化量与对应力臂的乘积相等，可求出乙受到的浮力大小。 【详解】立方体甲边长为，底面积 已知甲对桌面压强变化，根据得，压力变化量 压力减小量等于A端拉力的减小量，即。 已知，杠杆总长，因此 初始平衡  ① 乙浸没后平衡  ② ①②两式相减得，代入数据，解得。 乙浸没在液体中，即 根据阿基米德原理得，液体的密度 7．如图所示，是小冬同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的提纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和提纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图所示。则秤砣的质量是______kg，提起B处的提纽，可以达到最大称量；距离C点5cm处，有两个刻度，较大刻度是______kg。 【答案】 0.4 1.6 【分析】利用杠杆平衡条件，即，整理可得，可以计算质量。 【详解】提起提纽为支点时达到最大称量，最大称量，此时秤砣在最远点：货物的力臂 秤砣的力臂 根据可得 则秤砣的质量 距离点的点在右侧，对应两种提纽的刻度：提支点、提支点，提纽越靠近秤钩，相同秤砣位置对应的称量更大，因此较大刻度对应支点为的情况：该点到支点的距离 货物力臂仍为，根据可得 因此较大刻度为。 8．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示，由图像可知，前2s内拉力做功______J；4-6s这段时间内，拉力F做功______；0-6s这段时间内，拉力F做功的功率为______W（保留一位小数）。 【答案】 0 20 5.7 【详解】[1]由丙图可知，前2s内物体的速度为0，处于静止状态，所以拉力做功为0。 [2]由丙图可知，4-6s这段时间内，物体以2m/s的速度做匀速直线运动，物体在这段时间内运动的距离为 由乙图可知，此时拉力为5N，所以这段时间内拉力做功为 [3]v-t图像中，图像与时间轴围成的图形面积等于物体在这段时间内移动的距离，2-4s内物体做加速运动，物体移动的距离等于三角形的面积大小，因此2-4s内，物体移动的距离为 由乙图可知，2-4s内拉力为7N，所以这段时间内拉力做功为 因此0-6s这段时间内，拉力F做功的功率为 9．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F-t及水泥运动的v-t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，则水泥匀速上升时，滑轮组对水泥做功为______J，滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为______%。 【答案】 5400 75 【详解】将3袋水泥从地面吊上四楼，3袋水泥的重力为 由图丙可知，在2～5s内，水泥匀速上升的速度为2m/s，根据可得，上升的高度为 滑轮组对水泥做的有用功为 由图丙可知，在2～5s内，水泥匀速上升，由图乙可知此时绳子自由端的拉力为400N，由图甲可知动滑轮上的绳子段数为3，所以滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率为 10．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向_________拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是_________； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率_________（选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度_________（选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率______，机械效率______（两空均选填“>”、“<”、“＝”），______。滑轮组的机械效率之比______。 【答案】(1) 匀速 偏小 (2)74.1% (3) 越高 无关 (4) ＜ ＞ 【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力大小才等于测力计示数。 [2]某同学在该实验中加速向上提升重物，根据，加速时拉力会偏大，而有用功不变，根据可知，机械效率会偏小。 （2）分析第3次实验数据，可得此时机械效率的是 （3）[1]比较第1、2、3次实验数据可知，提升高度相同，绳子自由端移动的距离相同，说明使用的是同一滑轮组，但物重不同，且物重越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]分析比较第3、4次实验数据可知，使用相同的滑轮组提升相同的物体，物体上升的高度不同，机械效率相同，这说明机械效率与物体上升的高度无关。 （4）[1]由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n′=4；若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；甲滑轮组中拉力做的总功为 W1=F1s甲=3hF1 乙滑轮组中拉力做的总功为 W2=F2s乙=4hF2 已知F1=F2，所以W1<W2，已知时间相同，由公式知，P1<P2。 [2]甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，把重物G提升相同高度，根据W有＝Gh可知所做的有用功相同，而乙滑轮组中多了一个动滑轮，需要克服动滑轮的重力做更多的额外功，则使用乙滑轮组所做的总功更多，根据可知，即η1>η2。 [3]根据可知， 已知F1=F2，可得 解得 故 [4]由[2]可知，不计绳子重和摩擦，根据 可得滑轮组的机械效率之比 11．如图所示，某工人重650N，站在水平面上，用200N的力竖直向下拉绳子，提起一浸没在水中物体，物体重力540N。已知工人双脚与地面的总接触面积是，完全拉出水面后，人对地的压强为7200Pa，始终匀速直线拉动重物。忽略水对物体的阻力和空气的阻力及绳重和摩擦（，）。求： (1)浸没水中时，匀速拉动绳子时工人对地面的压强； (2)物体浸没在水中时受到的浮力； (3)物体的密度； (4)提起物体（没有拉出水面时）滑轮组的机械效率。 【答案】(1) (2)270N (3) (4)45% 【详解】（1）浸没在水中时，匀速拉动绳子时工人对地面的压力 受力面积 对地面的压强 （2）由图知，滑轮组的绳子承重股数为n=3，忽略水对物体的阻力和空气的阻力及绳重和摩擦，浸没在水中时，匀速拉动绳子时拉力为 可得  ① 完全拉出水面后人对地的压强p′=7200Pa，此时人对地面的压力 由力的平衡可得 所以此时工人施加的拉力大小 此时可得 解得动滑轮的重力为  ② ②代入①可得物体浸没水中受到的浮力 （3）物体浸没在水中时，排开水的体积等于物体的体积。由可得，物体的体积为 物体的质量 物体的密度 （4）提起物体时（没有拉出水面时），物体对滑轮组的拉力 滑轮组的机械效率 12．如图所示，斜面长5m，高3m，物体A的重力为100N，B的重力150N，动滑轮的重力为10N。滑轮组的绳子平行于斜面连接着物体A，在动滑轮与重物B的作用下，能够使物体A由斜面底端被匀速拉到顶端。不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，求： （1）绳子拉力F对A所做的有用功为多大？ （2）该斜面的机械效率为多大？ （3）物体A受到的滑动摩擦力为多大？ 【答案】（1）300J；（2）75%；（3）20N 【详解】解：（1）绳子拉力对物体做的有用功使物体上升3m的高度，故有用功 W有=GAh=100N×3m=300J （2）对滑轮组部分进行分析，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组合，且与动滑轮相连的绳子股数为2，且物体被匀速拉升，不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，所以绳子所受拉力 由功的公式可得拉力F对A所做的总功 W总=Fs=80N×5m=400J 则斜面的机械效率 （3）绳子的拉力克服物体所受摩擦力做的功即为额外功，而额外功 W额=W总-W有=400J-300J=100 J 由功的公式变形可得物体A所受摩擦力 答：（1）绳子拉力F对A所做的有用功为300J； （2）该斜面的机械效率为75%； （3）物体A受到的滑动摩擦力为20N。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 简单机械和功 常考题型·精准突破 考点一 杠杆的平衡条件及其应用 题型1 杠杆的分类与识别 （高频） 题型2 杠杆平衡条件的简单计算 （重） 题型3 杠杆的动态平衡分析 （难） 考点二 滑轮与滑轮组 题型1 定滑轮与动滑轮的特点（高频） 题型2 滑轮组的机械效率计算（重、难） 考点三 功 题型1 做功的两个必要因素 （高频） 题型2 功的简单计算 考点四 功率 题型1 功率的理解与比较 （高频） 题型2 功率的计算 （重） 考点五 机械效率 题型1 机械效率的理解 （高频） 题型2 斜面的机械效率 （重） 题型3 机械效率的实验探究 （难） 综合攻坚·知能拔高 常考题型·精准突破 考点一 杠杆的平衡条件及其应用 ◆题型1 杠杆的分类与识别 1．如下图所示是《天工开物》中记载农户用舂捣米劳作时的情景，用脚按住舂较短的一端，就可以把舂较长的另一端高高抬起，舂的实质是费力杠杆。下列工具使用时与舂工作情况相同的是（     ） A．食品夹 B．酒起子 C．钢丝钳 D．核桃夹 2．我国古代科技著作《天工开物》中记载了舂米工具——踏碓，如图所示，用柱子架起一根木杠，木杠的一端装一块大石头，用脚连续踩踏木杠的另一端，石头就会连续起落，去掉石臼中稻谷的皮。下列说法正确的是（     ） A．碓的头部较细，这样设计是为了增大压力 B．使用踏碓时既省力又省距离 C．人脚离O点越近越费力 D．踏碓在应用中属于省力杠杆 3．下列使用的工具，属于省力杠杆的是（     ） A．船桨 B．镊子 C．钓鱼竿 D．自行车闸 4．各式各样的剪刀都是一对对的杠杆，修剪树枝时应该用图中的_____剪刀，手握剪刀的位置应该_____（选填“靠近”或“远离”）支点；图中的甲剪刀正常使用时是_____（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。 5．如图所示是生活中活塞式抽水机的示意图。活塞跟筒壁紧密接触且可以上下滑动，A、B是只能向上开启的阀门；用力下压手柄C点，活塞被提起，此时阀门________关闭，低处的水在________的作用下进入圆筒，当水位升到出水管后，水在________的作用下从出水管流出，此时手柄COD可以看作一个________杠杆。 ◆题型2 杠杆平衡条件的简单计算 6．南京城墙是世界上现存的最长的砖石结构城墙，如图所示是一块质地均匀的长方体城砖，放置在水平地面上，已知长AC为40cm，宽AB为30cm，厚AD为10cm，质量为20kg。要在CE的中点O以一水平力F将其推倒，则在图中位置时，F需要___________N。若在O点用最小力将城砖沿逆时针方向推倒，则该力的大小至少为___________N。 7．小红和小华用一只弹簧测力计，一根长度为1m、质量为1.2kg粗细均匀、质量均匀分布的圆柱形螺纹钢AB，一只金属筐，制成了如图所示的机械装置.制作时，将金属筐系于螺纹钢上的B端，当悬挂螺纹钢的钢索在螺纹钢上的悬吊点移至O点时，螺纹钢在水平位置平衡，测得OB=10cm，则金属筐的质量为___________kg。称重时，将重物放入金属筐中，用弹簧测力计竖直向下拉住螺纹钢的A端，使之再次在水平位置平衡，此时弹簧测力计示数为15N，则重物的质量是___________kg。若在她们制作的装置中仅将弹簧测力计换成质量为1kg的“秤砣”，制成杆秤，从O点开始，沿OA每隔1cm标出对应的质量刻度，则该杆秤的分度值为___________kg。（g取10N/kg） 8．如图甲，固定的拉力传感器1和拉力传感器2分别通过竖直细线连接在轻质杠杆的A点和B点，杠杆始终保持水平静止。一辆玩具小车从杠杆上B点开始向左匀速运动，其中一个传感器的示数F与小车运动的路程s的关系如图乙所示。已知：BC=2AB=2m，忽略小车的体积，小车运动过程中，传感器2的示数____________，图乙中，图像与纵坐标交点F0=____________N。 9．如图是小晋同学利用健身器材进行锻炼的示意图，其中横杆AB可绕固定点O在竖直平面内转动，OA长1m，OB长0.6m，在杆的A端用绳子悬挂质量为15kg的配重，他在B端施加竖直向下的拉力时，杆AB在水平位置平衡。已知小晋重为，g取10N/kg，不计杆重与绳重。求此时： (1)配重的重力； (2)拉力； (3)估算小晋同学此时对地面的压强。 10．如图所示为植树节活动中两名同学用竹竿抬水的简化示意图。图中水桶挂在水平竹竿的A处，水和水桶总重为120N，B点和C点分别为甲、乙同学对竹竿的支持力的作用点，支持力的方向均竖直向上。，，竹竿的重力忽略不计。 (1)求解甲同学对竹竿的支持力F甲时，可将竹竿看成杠杆，C为杠杆的支点，水桶对竹竿向下的拉力F拉为阻力。请你利用杠杆的相关知识求出甲同学对竹竿的支持力F甲的大小。 (2)请你根据（1）中求解F甲大小的方法，求出乙同学对竹竿的支持力F乙的大小。 ◆题型3 杠杆的动态平衡分析 11．如图所示，作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F，将杠杆缓慢地由位置A拉至位置B，在这个过程中，下列说法正确的是（     ） A．拉力F和它力臂的乘积不变 B．拉力F的力臂变小 C．拉力F变大 D．拉力F先变大后变小 12．小敏在跨学科实践课上制作了一把双秤纽杆秤，其结构如题图所示。关于该杆秤，下列判断正确的是（　　） A．杆秤是利用二力平衡原理进行称量的 B．若秤砣磨损，不会影响该杆秤的测量结果 C．若秤砣磨损，则测量结果会比真实质量偏大 D．对秤纽、，使用秤纽时可以增大杆秤的量程 13．图甲是2024年11月竣工通车的济南黄河大桥新桥，图乙是桥塔部分的示意图，桥面可以看做是杠杆，O为支点，钢索提供动力拉住桥面。对于乙图中的钢索AB而言，如果设计时保持A点不动，只将钢索与桥塔的连接点由B改为C，将会（     ） A．使阻力减小 B．使阻力臂增长 C．使动力增大 D．使动力臂增长 14．如图所示，手将铅球从水平位置抬起，桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动，可将其视作________（选填“费力”“省力”或“等臂”）杠杆，其优点是________（选填“省力”或“省距离”），此过程中肱二头肌对桡骨所施加的力的大小________（选填“变大”“变小”或“不变”） 15．如图所示是使用手机和自拍杆拍照时的示意图。已知自拍杆长1 m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力；图中，，则手垂直于杆的动力______。拍摄需要缩短自拍杆时，若保持的作用点、方向及支点位置不变，则大小将______（填“变大”“变小”或“不变”）。 考点二 滑轮与滑轮组 ◆题型1 定滑轮与动滑轮的特点 16．如图所示，使用同一轻质滑轮以甲、乙两种方式将相同的重物提升相同高度，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　 ） A． B．甲装置的机械效率更高 C．两种方式所做的有用功相同 D．甲装置中绳子自由端移动的距离更大 17．利用如图所示的滑轮分别缓慢提起同一个重物，不计摩擦、绳重及滑轮自重，甲、乙、丙和丁中绳子的拉力分别为、、和，这四个拉力的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 18．小明为了锻炼身体制作了如图所示的简易拉力器，不计滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（     ） A．A滑轮的作用是为了省力 B．B滑轮的作用是为了省力 C．人的拉力移动的距离是物体移动距离的2倍 D．人的拉力大小是 19．如图所示，在水平拉力F的作用下拉重为200N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为16N，则拉力F的大小为________N，物体A与水平桌面的摩擦力大小为________N。（忽略滑轮重力及滑轮与绳间的摩擦） 20．如图，小明以甲、乙两种方式将重为200 N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重均为10 N，忽略绳重和摩擦，小明对绳子的拉力分别为、，则__________N，__________N，绳子自由端移动的距离__________（选填“>”“<”或“=”）。 ◆题型2 滑轮组的机械效率计算 21．如图所示，小华用轻质滑轮组水平向左匀速拉动物体A，拉力F为5 N，绳子自由端在3 s内移动了1.8 m，物体A与水平面的摩擦力大小为12 N，则物体A的移动速度为____________m/s，小华做功的功率为____________W；若仅增大水平面的粗糙程度，仍使物体A在水平面上匀速运动，此时滑轮组的机械效率将____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 22．小理同学在跨学科实践活动中用质量相同的滑轮组装了不同的滑轮组甲和乙，分别提升质量相同的物体，升高相同的高度，如图所示，若不计绳重和摩擦，则F1________（选填“>”、“=”或“<”）F2；当物体的重力为80 N，动滑轮的重为20 N，物体升高的高度为2 m，则滑轮组的机械效率为________。 23．如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。工人师傅拉力的功率________；动滑轮的重________；若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是________。 24．如图甲所示，用滑轮组提升600N的重物，物体在拉力F的作用下20s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示（不计绳重及摩擦）。求： (1)物体在20s时的拉力； (2)滑轮组的机械效率； (3)用该装置提升另一重物，机械效率达到90%，则该重物的重力。 25．如图所示，工人双脚站在水平地面上，用滑轮组提升重为800 N的物体A，工人对绳子的自由端施加竖直向下的拉力F=500N，物体A被竖直匀速提升，不计绳重和轴摩擦。 (1)求动滑轮的重力。 (2)求该过程中滑轮组的机械效率。 (3)若工人重力为600 N，工人双脚与地面的接触面积为500cm2，求该过程中工人对地面的压强。 考点三 功 ◆题型1 做功的两个必要因素 26．2025年4月15日，云南省弥勒市首条无人机医疗检验样本运输航线试飞成功。在无人机吊着运输箱运输样本的过程中，无人机对运输箱的做功情况是（     ） A．上升的过程做了功，悬停的过程做了功 B．上升的过程做了功，悬停的过程没做功 C．上升的过程没做功，悬停的过程做了功 D．上升的过程没做功，悬停的过程没做功 27．关于力对物体做功的叙述，下列说法中正确的是（   ） A．举重运动员举着杠铃不动，运动员竖直向上托举的力对杠铃做了功 B．人推汽车但没有推动，人的推力对汽车做了功 C．起重机吊着重物上升，钢绳竖直向上的拉力对重物做了功 D．足球在水平地面上滚动，足球受到的重力对足球做了功 28．如图所示，吊机将重5000 N的货物从P处竖直提升，路程随时间变化图像如图所示．选项中，能正确表示各时间段吊机对货物的拉力做的功的图像是（     ） A． B． C． D． 29．北京2022年冬奥会上智能设备广泛应用，如图所示是一款重500 N的智能送餐机器人。机器人在水平路面上以0.8 m/s的速度沿直线匀速运动50 m，它所受到的阻力为60 N，该过程中，机器人的重力做功________J，牵引力对机器人做功________J，地面对机器人的支持力做功________J。 30．如图所示，用20N的水平力F将重力为5N的物体压在竖直墙上，物体处于静止状态，这时物体受到的摩擦力大小是_________N；当力F减小为10N时，物体匀速下滑，此时物体所受摩擦力大小是_________N；匀速下滑过程中水平力F对物体_________（选填“做了”或“不做”）功。 ◆题型2 功的简单计算 31．如图甲所示，小明用水平力F推放在水平地面的木箱。在此过程中推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示。木箱在时受到的摩擦力_________N，3~5s推力做的功_________J。 32．如图甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平向右的推力作用，其和图像分别如图乙、丙所示。由图可知，第9~12 s物体受到摩擦力为__________N，此时物体受到的合力为__________N，物体克服摩擦力做的功是__________J。 33．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力的作用，的大小与时间t的关系如图乙所示，对应的物体运动速度与时间t的关系如图丙所示，分析图像可知：0~2 s时间内，物体受到的摩擦力和拉力是一对__________（选填“平衡力”或“相互作用力”），2~4 s时间内，物体所受的合力大小为__________N，4~6 s内，水平拉力对物体做的功为__________J。 34．如图所示，质量为960kg、底面积为0.5m2的石材A放在水平地面上，利用滑轮组水平拉动A，使其在20s的时间内匀速向墙靠近了3m，水平拉力，不计绳、滑轮组的质量以及绳与滑轮组之间的摩擦，g取10N/kg。求： (1)A受到的重力大小？ (2)A对水平地面的压强大小？ (3)A在运动过程中受到摩擦力的大小？ (4)拉力F做功的大小？ 35．如图甲是一型地面清洁机器人，质量为3kg，行动轮与地面的接触面积为0.01m2。机器人在水平地面运动时，所受牵引力F与速度v的关系如图乙所示。求： (1)该机器人受到的重力是多大？ (2)该机器人静止在水平地面上时对水平地面的压强为多大？ (3)当该机器人的牵引力为150N时，匀速直线运动10s做了多少功？ 考点四 功率 ◆题型1 功率的理解与比较 36．优秀自行车运动员骑行功率约为480W；排量小轿车发动机功率约为；万吨级远洋货轮发动机功率为。由此可知（     ） A．小轿车发动机做功最快 B．远洋货轮发动机做功最慢 C．自行车运动员在内做功约为 D．它们在相同时间内消耗能量相同 37．下列关于功和功率的说法中，正确的是（　　） A．物体做功时间越短，功率越大 B．物体做功越多，功率越大 C．物体做功越快，功率越大 D．物体做功时间越长，做功越多，功率就越大 38．下列关于功、功率的说法中正确的是（　　） A．物体对外做功越多，功率就越大 B．物体做功时功率越大，做的功就越多 C．有一个力作用在物体上且物体移动了一段距离，该力一定对物体做功 D．在做功过程中做功时间最长的，做功不一定最多 39．如图所示，2026年1月1日，“新年登高健身大会”在天津广播电视塔隆重举行，吸引了众多健身爱好者齐聚天塔。小邓和小高同学也前来参赛，当他们登上22层、1340级台阶时，所用时间之比为3∶4，已知他们的质量之比为5∶6，则小邓和小高克服重力做功之比为_____________，两人登塔的平均功率之比为_____________。 40．某科技馆的展厅里有一个“最速降线”装置，其示意图如图所示。将分别位于直轨道顶端和弧形轨道顶端的M、N两个完全相同的小球同时由静止释放，N小球先到达轨道底端。设此过程中重力对两个小球所做的功分别为、，重力对两个小球所做的功的功率分别为、。则______，______。（均选填“＞”“”或“＜”） ◆题型2 功率的计算 41．如图甲是“测量水平运动物体所受滑动摩擦力”的实验装置，小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，木块在0～1s做加速运动，运动的距离为0.1m，在1～3s以0.2m/s的速度做匀速直线运动。弹簧测力计的示数及变化情况如图乙所示，则木块在1～3s内受到的滑动摩擦力大小为______N。在1～3s内，拉力的功率为______W。从0s到3s，拉力做的总功为______J。 42．如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则拉力F为________N，拉力F的功率为________W。 43．如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图丙，则0-1s，木箱受到的摩擦力为___________N，3s～5s，推力做功的功率为___________W。 44．如图所示，为了更加快捷、环保地服务于广大顾客，很多城市投入无人驾驶配送车开展配送服务。该无人驾驶配送车设计的最大速度是25km/h，空载质量350kg，最大承载量为150kg。 (1)若无人驾驶配送车在某段平直的路面上由静止开始运动，共用时12s，如图甲是速度随时间变化的关系图像，图乙是动力F随时间t变化的关系图像。在7-12s内，配送车动力做功的功率是多少？ (2)无人驾驶配送车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是，求轮胎与地面的总接触面积为多少？ 45．目前信阳市街头随处可见无人快递车智能配送快递，如图甲所示为无人四轮快递车沿水平直线路径前往派送点的情景。下表是该无人快递运输车的一些基本性能参数。该车在行驶过程中受到的摩擦力为总重的0.02倍。该车某次满载从出发点到达派送点，其行驶路程s与所用时间t的关系如图乙所示。g取10 N/kg。求： 最大载重量 400 kg 导航方式 5G 最大行驶速度 54 km/h 防护方式 红外＋雷达 空车质量 500 kg 最大续航里程 180 km (1)该无人车配置倒车雷达，利用_________（选填“超声波”或“电磁波”）来定位的，无人车在行驶时地上有个车影，其形成原理是_________； (2)若无人车满载时以最大速度匀速行驶5 min，行驶时所受阻力为总重的0.02倍，求整个过程中牵引力所做的功率。 (3)快递车充满电，最多能派送几次快递到派送点？ 考点五 机械效率 ◆题型1 机械效率的理解 46．理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（     ） A．做功越多，功率越大 B．功率越大，做功越快 C．有用功越多，机械效率越高 D．功率越大的机械，机械效率越高 47．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：一是把所有的书一起搬上楼；二是先搬一部分上楼，再搬剩下的部分。假设他上楼的速度相同，第一种方法搬书的功率为P1，效率为η1，第二种方法搬书的功率为P2，效率为η2，用这两种方法搬书的有用功分别为W1、W2，则（　　） A．W1＝W2，η1＞η2 B．P1＞P2，W1＜W2 C．P1＜P2，η1＜η2 D．P1＞P2，η1＝η2 48．工人用相同的滑轮以图甲、乙所示的两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度，忽略绳重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．乙图中的滑轮为定滑轮 B．乙图中的滑轮可以改变力的方向 C．乙图中人做的功比甲图中人做的功少 D．乙图中，若增大重物的重力，机械效率会变大 49．如图所示，旋转停车场的核心力学结构可看作简单机械中的斜面，这类机械______（选填“能”或“不能”）省功；若某辆重为10000N的车辆从底端匀速行驶到顶端的过程中，底端与顶端的高度差为25m，车辆克服摩擦力做的额外功是，则在车辆的整个行驶过程中，有用功是______J，总功是______J。 50．简单机械在生活和生产中有着广泛的应用，如图甲所示，石头垂直作用在撬棒上C点的力是700N，已知撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，若沿图中动力的方向恰好撬动石头，则施加在撬棒A点的力F是___________N；如图乙所示，利用滑轮组，工人用600N的拉力将重1000N的物体竖直向上匀速提升2m，工人做的有用功是____________J，若增大提升重物的质量，该滑轮组的机械效率将变___________；使用简单机械的过程__________（选填“可以”或“不可以”）省功。 ◆题型2 斜面的机械效率 51．如图所示，工人师傅用平行于斜面的推力，将重力为600N的物体从斜面底端匀速推上斜面，物体移动的距离为10m，上升的高度为3m，在此过程斜面的机械效率是80%，则在斜面上匀速运动过程中推力做的功为____________J，物体所受摩擦力为____________N。若斜面倾斜程度不变，只将斜面长度改为15m，仍以同样的方式将此物体匀速推到斜面顶端，此时斜面的机械效率将____________。 52．如图所示，已知斜面长5 m、高2 m，某工人用800 N的拉力沿斜面把一箱重为1600 N的货物从底端匀速拉到顶端。此过程中工人对货物做的有用功为________J，工人所做的总功为________J，该斜面的机械效率是________，货物受到的摩擦力大小为________N。 53．如图所示的斜面高为，倾角，工人用400N平行于斜面的拉力，将的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，则对物体所做有用功为______J，拉力做的功为______J，斜面的效率______%，物体所受滑动摩擦力为______N。 54．如图甲所示，一辆总重为的汽车在大小为的牵引力的作用下，匀速从斜坡底端爬上顶端，用时20s，斜坡长200m，高20m（如图乙所示）。求： (1)汽车爬坡时克服自身重力所做的功； (2)汽车爬坡时的功率； (3)汽车匀速爬坡时所受阻力的大小。 55．装货时，工人用斜面将质量为60kg的物体由地面匀速推到斜面顶端（如下图所示），所用时间为10s。已知斜面长2m，高1m，斜面的机械效率为75%，g取10N/kg，求： (1)物体所受重力； (2)工人所用的推力； (3)推力做功的功率； (4)物体在斜面上受到的摩擦力的大小。 ◆题型3 机械效率的实验探究 56．如何提高滑轮组机械效率呢？同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图所示，实验数据记录如表所示。 实验次数 钩码重力 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率η 1 2 2 2 3 4 4 4 (1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用图______所示装置来完成的； (3)通过比较______两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高； (4)通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率______； (5)为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为不可采取的措施______； A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．机械加润滑油 D．增加重物上升高度 (6)若实验中用不同滑轮组提升同一物体时的机械效率分别为和，则两个滑轮组中动滑轮总的重力之比为______。（忽略绳重和摩擦） 57．实验小组的同学用如图所示装置探究“斜面的机械效率与哪些因素有关”改变斜面倾角（斜面与水平面的夹角）和木块的重力，用弹簧测力计沿斜面向上匀速拉动木块，记录的部分实验数据如表所示。 实验次数 斜面倾角 斜面高度 斜面长度 木块重力 沿斜面拉力 机械效率η 1 2 3 (1)实验中调整斜面的倾斜程度时，要使斜面倾角由变为应将垫块向______（选填“左”或“右”）移动。 (2)第2次实验中，斜面的机械效率为______%。 (3)第1、2次实验是为了探究斜面的机械效率与________的关系；分析2、3次实验的数据，可知________________________________________。 (4)如果对原实验装置做如图乙所示的改进，与原实验装置相比，用带滑轮的斜面做实验的好处是________________________________________。 (5)如图丙所示，将同一物体分别沿光滑的斜面、从底部匀速拉到顶点A，已知，施加的力分别为、，拉力做的功分别为，，则力______，拉力做的功______。（均选填“＞”、“＜”或“＝”） 58．如图是小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表。 斜面倾斜程度 物块重G/N 斜面高h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 机械效率η 较缓 10 0.1 5.0 1 较陡 10 0.3 6.7 1 45% (1)在实验操作过程中，为了增大斜面的倾斜程度，应将垫木A向____________移动。 (2)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应使木块做____________直线运动，并在弹簧测力计____________（填“运动”或“静止”）时读数。 (3)比较表中物块重力和拉力的大小，可知斜面是一种____________力的简单机械。计算当斜面较缓时的机械效率为____________，由实验可得初步结论：斜面粗糙程度相同时，倾斜程度越大，机械效率越____________。 59．“探究杠杆的平衡条件”实验中，每个钩码重为0.5N（钩码个数若干）。 (1)实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于________（选填“平衡”或“不平衡”）状态。为使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向________（选填“左”或“右”）移。 (2)如图乙所示，在A点挂4个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂6个相同的钩码；当杠杆平衡后，将A、B两点的钩码同时远离支点O移动一格，则杠杆将________（选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持水平平衡”）。 (3)如图丙所示，杠杆在水平位置始终保持平衡，在弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，拉力大小会________（选填“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”）。 (4)如图丁所示，实验室有一根均匀的细木棒OC，，B为OC的中点。在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，细木棒的机械效率为90%，不计摩擦，细木棒的重力为________N。 60．在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率 1 4 0.1 2.7 0.2 74% 2 4 0.1 1.8 0.3 74% 3 8 0.1 3.1 0.3 86% 4 8 0.1 2.5 (1)实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计。 (2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。 (3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。____、____ (4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数______（选填“有关”或“无关”）。 (5)通过比较______两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号） (6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越______（填“高”或“低”）。 综合攻坚·知能拔高 1．如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为30 N，滑轮组下端挂有质量为30 kg的物体B，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，物体A在绳的水平拉力作用下向右做匀速直线运动：用水平向左的力F拉动物体A可使其沿水平桌面向左做匀速直线运动，此时物体B上升的速度大小为6 cm/s。若不计绳重及滑轮的摩擦，则下列说法中正确的是（     ） A．物体A所受滑动摩擦力大小为120 N B．测力计示数为250 N C．F做功的功率为42 W D．提升物体B时的机械效率约为83% 2．如图所示，两底面积分别为2S和S的圆筒，底部放在同一水平面上，筒内装密度为的同种液体，两筒内液面高度差为H，两筒间有细管相连，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，则这一过程中液体的重力做的功为（　　） A． B． C． D． 3．如图电子秤上支架质量不计，均匀细木棒OAB 可绕O点自由转动，当支架支撑在A 点时，调节O点高度，使木棒水平平衡，此时电子秤示数如图1所示，已知OA∶AB=3∶2，现在B 点施加竖直向上拉力 FB，电子秤示数与FB的关系图线为图2中的①，下列说法不正确的是（　　）（g=10N/ kg） A．FB=0，支架对木棒的支持力为2N B．细木棒的自重为2.4N C．图像中横坐标x点的数值为1.2N D．若将支架从A 点移至 C点，电子秤示数与 FB的关系图线变为图2中的④ 4．如图所示，一重物悬挂在轻质杠杆的中点处，在杠杆的最右端施加一个始终竖直向上的F，使杠杆在水平位置保持平衡，下列说法正确的是（    ） A．若将重物向左移动，保持杠杆水平平衡，则将不变 B．将杠杆沿顺时针方向缓慢转动，将不变 C．将杠杆沿逆时针方向缓慢转动，将变大 D．若将重物和的作用点向左移动相等的距离，且保持大小不变，杠杆仍能在原位置平衡 5．如图所示装置，由滑轮组和电动卷扬机组成。工人利用该装置在5s内使重为5000N的物体M在水平地面向右匀速移动了2m，电动卷扬机对滑轮组绳子自由端的拉力为F=300N，物体M在水平面上滑动过程中受到的阻力是其重力的0.1倍，动滑轮重50N，在此过程中，电动卷扬机的效率是80%。则下列说法正确的是（   ） A．电动卷扬机对物体M的功率为400W B．滑轮组的机械效率为80% C．克服绳重和摩擦做的功为50J D．电动卷扬机消耗的电能为1500J 6．轻质硬杆AB长50cm，用细线把边长为10cm的立方体甲和体积为1dm3的球乙分别拴在杠杆的两端，在距离A点20cm处的O点支起AB时，立方体甲静止在桌面上，球乙悬空，硬杆AB处于水平平衡。将球乙浸没在某种液体中后，硬杆AB仍平衡，如图所示，此时立方体甲对水平桌面的压强改变了1800Pa。则液体的密度为________kg/m3，球乙所受浮力为________N。（g取10N/kg） 7．如图所示，是小冬同学制作的杆秤的示意图，使用时将货物挂在秤钩上，用手提起B或C（相当于支点）处的提纽，移动秤砣在秤杆上的位置，当秤杆水平平衡时，可读出货物的质量。秤砣最远可移至D点，此秤最大称量是10kg。秤杆、秤钩和提纽的质量忽略不计，AB、BC、BD的长度如图所示。则秤砣的质量是______kg，提起B处的提纽，可以达到最大称量；距离C点5cm处，有两个刻度，较大刻度是______kg。 8．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示，由图像可知，前2s内拉力做功______J；4-6s这段时间内，拉力F做功______；0-6s这段时间内，拉力F做功的功率为______W（保留一位小数）。 9．建筑工地上，建筑工人利用小型的升降机来搬运水泥，如图所示。某次搬运过程中，工人用升降机在6s的时间内，将3袋水泥从地面吊上四楼，每袋水泥的质量为30kg。电动机牵引绳子的拉力F-t及水泥运动的v-t图分别如图乙和丙所示，每个滑轮所受的重力均为30N。g取10N/kg，每层楼层高为3m，则水泥匀速上升时，滑轮组对水泥做功为______J，滑轮组匀速拉动水泥时的机械效率约为______%。 10．提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，滑轮组如图1所示，实验测得的数据如表所示。 次数 物体的重力 提升的高度 拉力F/N 绳端移动的距离 机械效率 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3 4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应沿竖直方向_________拉动弹簧测力计，某同学在该实验中加速向上提升重物，所测滑轮组的机械效率会_________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）； (2)分析第3次实验数据，求出此时机械效率的是_________； (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升重物时，被提升的物体越重，机械效率_________（选填“越高”、“越低”或“不变”），分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度_________（选填“有关”或“无关”）； (4)小红用均为的滑轮，组装了如图2所示的甲、乙两个滑轮组（两个滑轮组都不计绳重和摩擦），在相同时间内把重物G提升相同高度，拉力，则、做功的功率______，机械效率______（两空均选填“>”、“<”、“＝”），______。滑轮组的机械效率之比______。 11．如图所示，某工人重650N，站在水平面上，用200N的力竖直向下拉绳子，提起一浸没在水中物体，物体重力540N。已知工人双脚与地面的总接触面积是，完全拉出水面后，人对地的压强为7200Pa，始终匀速直线拉动重物。忽略水对物体的阻力和空气的阻力及绳重和摩擦（，）。求： (1)浸没水中时，匀速拉动绳子时工人对地面的压强； (2)物体浸没在水中时受到的浮力； (3)物体的密度； (4)提起物体（没有拉出水面时）滑轮组的机械效率。 12．如图所示，斜面长5m，高3m，物体A的重力为100N，B的重力150N，动滑轮的重力为10N。滑轮组的绳子平行于斜面连接着物体A，在动滑轮与重物B的作用下，能够使物体A由斜面底端被匀速拉到顶端。不计绳重、滑轮组内部摩擦及空气阻力，求： （1）绳子拉力F对A所做的有用功为多大？ （2）该斜面的机械效率为多大？ （3）物体A受到的滑动摩擦力为多大？ / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章 简单机械和功 常考题型·精准突破 考点一 杠杆的平衡条件及其应用 ◆题型1 杠杆的分类与识别 1．A 2．C 3．D 4. 丁 远离 省力 5. A 大气压 重力 省力 ◆题型2 杠杆平衡条件的简单计算 6．75 60 7．4.8 13.5 0.1 8. 变大 1 9. (1)150N (2)250N (3)（合理即可） 10.(1)50N (2)70N ◆题型3 杠杆的动态平衡分析 11．C 12．C 13．D 14. 费力 省距离 变小 15. 16 变小 考点二 滑轮与滑轮组 ◆题型1 定滑轮与动滑轮的特点 16．C 17．C 18．D 19. 32 16 20. 200 105 < ◆题型2 滑轮组的机械效率计算 21．0.2 3 变大 22． 80% 23．60W 100N 24. (1) (2) (3) 25. (1) (2) (3) 考点三 功 ◆题型1 做功的两个必要因素 26．B 27．C 28．D 29. 0 3000/ 0 30. 5 5 不做 ◆题型2 功的简单计算 31．100 120 32．6 0 54 33．平衡力 2 32 34. (1) (2) (3)1600N (4)4800J 35. (1)30N (2)3000Pa (3)750J 考点四 功率 ◆题型1 功率的理解与比较 36．C 37．C 38．D 39. 5∶6 10∶9 40. = < ◆题型2 功率的计算 41．0.5 0.1 0.26 42．400 400 43．100 200 44. (1)180W (2)0.025m2 45. (1)超声波 光的直线传播 (2) (3)次 考点五 机械效率 ◆题型1 机械效率的理解 46．B 47．A 48．D 49. 不能 50. 105 2000 大 不可以 ◆题型2 斜面的机械效率 51．2250 45 不变 52．3200/ 4000/ 80% 160 53．3000 4000 75 100 54. (1) (2) (3) 55. (1)600N (2)400N (3)80W (4)100N ◆题型3 机械效率的实验探究 56．(1)匀速 (2)丙 (3)1、3 (4)越低 (5)D (6)9∶4 57．(1)左 (2)60 (3)木块重力 在其它条件相同时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 (4)可以改变拉力的方向，使弹簧测力计始终沿斜面方向匀速拉动木块，保证拉力方向与斜面平行，示数更稳定，便于准确测量拉力 (5) ＜ ＝ 58．(1)左 (2)匀速 运动 (3)省 20% 高 59. (1)平衡 左 (2)右端下沉 (3)先变小后变大 (4)10 60. (1)匀速 (2)摩擦力 (3)0.4 80% (4)无关 (5)2、3 (6)低 综合攻坚·知能拔高 1．B 2．A 3．D 4．B 5．D 6. 7. 0.4 1.6 8. 0 20 5.7 9. 5400 75 10. (1)匀速 偏小 (2)74.1% (3)越高 无关 (4)＜ ＞ 11. (1) (2)270N (3) (4)45% 12.（1）300J；（2）75%；（3）20N / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $