第11章 简单机械和功 上分攻略-【实验班】 2026-2027学年九年级上册物理提优训练（苏科版·新教材）

答案6D详解 第十一章简单机械和功 相等，重物匀速上升时，中间的滑轮处于平衡状态，不 例①大N[解析]该坐式推肩训练器可视为杠 计绳重和摩擦，中间的滑轮受向上的拉力F6、2段绳 杆，O为支点，把手为动力作用点，配重片的压力为阻 子向下的拉力2F拉和中间滑轮向下的重力G动，则由 力.人在座椅上双手紧握把手竖直向上推杆时，动力 二力平衡条件可得F6=2F拉十G动=2G十G动>Fa, 臂大于阻力臂，属于省力杠杆，手推N处时，配重越 即F。<F6,故A正确，B、C、D错误， 重，阻力越大，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知所 例4C[解析]用力搬石头，没有搬动，人对石头施 需的动力F1越大，配重相同时，推N处与推M处相加力的作用，但石头在力的方向上没有移动距离，人 比，动力臂更小，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知 对石头没有做功，故A不符合题意；用力提着滑板在 所需的动力F越大，即更费力. 水平路面上前行，人对滑板施加的力竖直向上，滑板 例2400<不同[解析]由题图乙的杠杆模型在力的方向上没有移动距离，人对滑板没有做功，故 画出支点、重力、重力的力臂、F1和F1的力臂，如图 B不符合题意；用力将木箱推到斜面的顶端，木箱在 1所示.图1中，O为支点，重力的力臂为1A,F1的力 力的方向上移动了距离，人对木箱做功，故C符合题 臂为LB,根据杠杆的平衡条件F1lB=GLA可得F1= 意；用力举着杠铃在空中不动，人对杠铃施加力的作 GLA_600NX1m=400N.将题图丙抽象成杠杆模 用，杠铃在力的方向上没有移动距离，人对杠铃没有 1.5m 做功，故D不符合题意， 型画出支点、重力、重力的力臂、F2和F2的力臂，如 例53W[解析]由题意可知，阻力与深度d成正 图2所示.图2中，O为支点，重力的力臂为la',F2 比，f-d图像如图所示，阻力与深度成正比，则f= 的力臂为Lg',依据杠杆的平衡条件F2lB'=GLA'可得 kd,f'=kd',如果第二次敲钉子时将钉子钉进的深度 F2G4' ，由图可知la'<4,la'=la,因此F,<F, 又为d,则d'=2d,f'=kd'=k×2d=2kd=2f,铁 这说明采用不同的方式做俯卧撑效果不同. 锤第一次对钉子做功为W=?f,第二次做功为 w'=号×f'+f)×(d'-a)=号×(2f+f)× AAAAAA 图 (2d-d)-zx3fXd-fd-sW. >铁锤第一次对钉子微功等于三角形的面积（图像 下方与坐标轴围成的面积)；铁锤第二次对钉子做功 等于梯形的面积 图2 例3A[解析]当绳b处固定不动，腿在a处用力 F。拉绳时，该图中所有滑轮均为定滑轮，不计绳重和 摩擦，则F。=G.由图知，当绳a处固定不动，手在b 处用力F。拉绳时，a处的拉力F拉和重物的重力G 例6040.5108[解析]由图丙可知，0~3s 514 内，物体静止不动，物体没有移动距离，即距离为零， 件可得G×1-R×L,在木块逐渐向右移动的 根据W=Fs可知推力不做功.由图乙可知，3~6s 过程中，支持力F、的力臂L逐渐变小，木棒所受 内，推力F=9N,物体通过的路程为13.5m,根据W =Fs可得推力做功为W=Fs=9N×13.5m= 重力与长度不变，则FN逐渐变大；根据力的作用 是相互的可知，木棒对木块的压力逐渐变大，由此 121.5J,根据P-y可得推力的平均功率为P 可知，木块和木棒间、木块和地面间的摩擦力逐渐 W_121.5J=40.5W.由图丙可知：9~12s内，物体 变大，由力的平衡条件可知，水平推力逐渐变大 t 思路引得由杠杆的平衡条件可得在木块逐渐向 做匀速运动，根据图乙可知此时推力F=6N,根据二 右移动的过程中，支持力F、的变化，由摩擦力的 力平衡条件可得物体受到的滑动摩擦力为∫=F'= 影响因素可知木块和木棒间.木块和地面间的摩 6N;6~9s内，物体受到摩擦力的大小不变，通过的路 擦力的变化情况，再由力的平衡条件可知水平推 →压力大小和接触面的粗糙程度不变 力的变化 程为18m,根据W=Fs可得克服摩擦力做功为 2.(1)900N(2)2000Pa(3)0.05m2 w'=fs'=6N×18m=108J. [解析](1)工件的重力G=mg=90kg×10N/kg 例7如图所示10050012580% =900N.(2)工件一半浸入清洗液时，浸入的深度 1 h=2×50cm=25cm=0.25m,清洗液对工件底部 的压强p=pgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.25m -2000Pa.(3)工件完全浸入清洗液，所受浮力为 F浮=G-F=900N-700N=200N,设工件的底 [解析]由图知，小明要站在地面上拉绳子，拉力方向 面积为S,工件的高度H=50cm-0.5m,工件所 向下，可以从小明的手开始，先绕过定滑轮，然后再绕 受浮力F浮=pV排g=pSHg=0.8×103kg/m3× 过动滑轮，最后系在定滑轮下面的挂钩上.由图可知， S×0.5m×10N/kg=200N,解得=0.05m2. 承担重物的绳子段数=2；拉力做的有用功为 W有用-Gh-200N×2m=400J,拉力做的总功为 思路引得(1)根据G=mg得到工件的重力. W总=Fs=Fnh=125NX2X2m=500J,拉力做的额 (2)根据p=Pgh得到工件一半浸入清洗液时，清 洗液对工件底部的压强.(3)受力分析得到工件完 外功为W额外=W总一W有用=500J一400J=100J,拉力 全浸入液体中受到的浮力，根据阿基米德原理得 的功率为P-”-500J=125W,滑轮组的机械效率 t 4s 到工件的体积，由V=Sh得到工件的底面积. 里×100%=400×100%=80%. 3.C[解析]功率的大小决定于做功的多少和做功时 为？一W总 500J1 间的长短，不知道做功时间的长短，不能说功率大 巩固特训 的机械，做的功一定多，故A错误；机械效率是指有 1.B[解析]以木棒为研究对象，在竖直方向上木棒 用功与总功的比，而功率表示做功的快慢，两者之 受重力G和木块对它的支持力F,支点为O,设木 间没有必然的联系，故B、D错误；机械效率是指有 棒长为1，支持力F、的力臂为L,由杠杆的平衡条 用功与总功的比，根据机械效率公式变形式可得 52 W。一w×100%=1-W×10%,所以机 2.C[解析]由图乙可知，当动滑轮的重力一定时，滑 W总 W总 轮组的机械效率随提升物体重力的增大而增大，故 械效率高的机械，额外功与总功的比值一定小，故 可以验证猜想一；由图乙可知，提升物体的重力相 C正确。 同时，若动滑轮的重力不同，则滑轮组的机械效率 4.(1)2.7×104J(2)4.5×103W(3)60% 不同，故可以验证猜想二.综上可知，A、B、D错误， [解析](1)滑轮组对重物做的有用功为W有用=Gh C正确. =9×103N×3m=2.7×104J.(2)由图可知，承担 3.(1)5000kg(2)0.45m/s(3)5×103N6×103W 重物的绳子段数n=3,拉力F做的功为W总= [解析](1)平衡箱的重力G=m箱g=2×10kg× Fs=Fnh=5×103N×3×3m=4.5×104J,拉力 10N/kg=2×105N,根据杠杆的平衡条件F1l1= F做功的功率为P= W盘=4.5×10J =4.5× F2l2可知，起重机在最大起吊幅度时能吊起物体 t 10s W有用×100% 10W.(3)滑轮组的机械效率为？= 的重力G=G6_-2X10NX10m=5X10N,由 l, 40m 2.7×104J、 100%=60%. G=mg可得货物的质量m= G5×10N g 10 N/kg 4.5×104J 5000kg(2)把一个3×104N的构件吊到空中，使 举反 吊钩移到起重臂的最右端，根据杠杆平衡条件F11 1.(1)费力高 (2)2.136(3)80(4)增大对金属 =F2l2,有2×105N×1=3×104N×40m,解得 环的拉力 此时平衡箱重力的力臂1=6m;吊起构件后，在 [解析](1)由图乙可知，“梢”可绕固定点转动，且动 电动机的牵引下，吊起的构件以3m/s的速度从起 力臂小于阻力臂，故“梢”实质是一个费力杠杆；为 重臂的最右端向O点移动，同时平衡箱也以某一速 了减少抛石机对守城士兵的直接伤害，修筑城墙时 度向O点移动，在此过程中，确保起重机起重臂、平 应适当高一些，增大阻挡抛石的概率.(2)轴到铜块 衡臂始终平衡的情况下，根据杠杆的平衡条件F11 的距离为30cm,“梢”在0.1s的时间内从水平位 置开始旋转了90°，铜块恰好离开勺子，铜块上升的 =F242可得，G姓2梅件t)=G(,即3X →因为G=G件2，该式化简可得 高度为30cm,模型克服铜块重力做功W有用=Gh G钩件)钩件=G孔 =0.712N×0.3m=0.2136J,模型克服铜块重力 104N×(40m-3m/s·t)=2×105N×(6m-vt), 做功的功率为P=W=0.2136J=2.136w 0.1s 解得v=0.45m/s.(3)由图可知，n=2,起升电动 (3)对金属环的力为2.67N,方向竖直向下，轴到细 机做的有用功W有用=G物h=9X103NX30m= 线的距离为10cm,则细线在竖直方向移动的距离 为10cm,总功为W总=Fs=2.67NX0.1m=0.267J, 27X101-根据)×10⅓可知，起升电动机 机械效率为)二W整 W厘X100%=02136X10% 对钢绳施加的拉力F做的功W。一”用 0.267J 7 =80%.(4)在“炮弹”的重力、“炮弹”所在位置不变 27X10J-3X10J,拉力F-W-W-3X10」 90% s nh 2X30 m 的情况下，增大对金属环的拉力（或增大金属环所 =5×103N,该起升电动机的功率P= W总 在端“梢”的长度)，可以使“炮弹”抛得更远. t 531 3×103J=6×103W. (3)83%(4)越低(5)1、3 50s [解析](1)不同滑轮组的机械效率一般不同，同一 4.(1)匀速拉动(2)施力的方向省力 滑轮组的机械效率与提升的物重有关，故不能将机 (3)省力[解析](1)实验过程中，为了使弹簧测力 械效率取平均值，即表格中不应设计机械效率的平 计的示数稳定并考虑摩擦力对实验结果的影响，应 均值.在实验中，为了使弹簧测力计示数稳定，弹簧 该在弹簧测力计匀速拉动时读数.(2)比较甲、乙、 测力计应竖直向上匀速提升重物.(2)通过表中数 丙、丁四图可知，F甲=F乙=F丙=F灯=G=2N,拉 据可分析出实验1中承担物重的绳子的段数1= 力的方向都不相同，即使用定滑轮时不能省力，但 s10.3m 可改变施力的方向.(3)比较甲、戊两图可知，拉力 h 0.1m =3,因此是用图甲滑轮组做的实验 的方向一致，图戊中弹簧测力计示数更小，说明使 用动滑轮可以省力. (3)第3次测量的效率为7%-型X100%= W总3 5.(1)gh (2)快(3)①提升钩码到A点的时间 6NX0.1m×100%≈83%.(4)实验1利用图甲 2.4N×0.3m ②越大(4)①不准确没有仔细探究风速在 滑轮组提升重物，实验2中承担物重的绳子段数 14m/s附近时风力发电机的输出功率②先变大 n2= 2=0.5m=5,则实验2利用的是图乙滑轮组 h20.1m 后变小 进行实验，由实验1、2的数据可得出结论：使用不 [解析(1)由W-Gh及P-?可知，风车做功的功 同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮 率P=W-Gh_mgh.(2)功率是表示做功快慢的 组的机械效率越低.(5)由表格中数据得，实验1、3 tt t 使用的滑轮组相同，均为甲装置，故比较实验1、3 物理量，测得的功率越大，说明做功越快.(3)①因 两个实验的数据可得出结论：使用同组滑轮组，增 为每次将相同的钩码提升相同的高度时所做功相 大物重可以提高滑轮组的机械效率， 等，因而可通过测量提升钩码到A点的时间比较 7.(1)刻度尺(2)①80②摩擦力③0.6 风车输出功率的大小.②分析表格数据可知：在其 [解析](1)要测量斜面的机械效率，需要用弹簧测 他条件相同时，风速越大，所用时间越短，风车的输 力计测量物体的重力和受到的拉力，用刻度尺测量 出功率越大.(4)①由表格数据得出：风速增大时， 斜面的高度和长度，因此除了长木板和木块外，还需 功率先变大后变小，而表格中风速为14m/s时风 要的主要测量工具是弹簧测力计和刻度尺.(2)①第 力发电机的输出功率最大，但其不一定就是最大 值，故他的判断是不准确的，理由是没有仔细探究 2次实验时斜面的机械效率为)一W智 W有用X100%= 风速在14m/s附近时风力发电机的功率变化情 Gh ×100%=6NX01m×100%=80%:@由表 况，可能是风速略大于或略小于14m/s时风力发 Fs 0.75N×1m 电机的输出功率最大.②根据表中数据分析，随着 中数据可知，物体的重力是相同的，小车和木块与 风速的增大，风力发电机的输出功率先变大后变 斜面间的摩擦力不同，故探究的是斜面的机械效率 小，而输出功率越大，效益越好，故给风电场发电带 >变滑动为滚动可以减小摩擦 来的经济效益先变大后变小 与摩擦力的关系③由表中数据可知，第1次沿斜 6.(1)设计机械效率的平均值匀速(2)甲 面拉木块做的有用功为W有用=Gh'=6N×0.08m 54 =0.48J,拉力做的总功为W。=F's=1.2N× 所示质量m越大，对应待测液体密度P液越大；要 0.8m=0.96J,则额外功为W籁外=W点一W有用= 使该装置的测量范围变为1.0~1.2g/cm3,将p液= 0.96J一0.48J=0.48J,由W额外=fs得，木块所受 1.2g/cm3m=10g代入上式，解得V=50cm3= 摩擦力为f= W处_0.48J=0.6N 50mL,故调整措施：改成右侧容器装50mL水，左 0.8m 侧容器装相同体积待测液体. 思路得(1)测量斜面的机械效率时，要用弹簧 第十二章机械能和内能 测力计测量物体的重力和受到的拉力，用刻度尺 例1C[解析]忽略空气阻力和摩擦力，小球在整 W有甩人 测量斜面的高度和长度.(2)①根据刀=W是 个过程中机械能守恒，所以小球在各处的机械能相 Gh 同.由图可知，D处高度低于A处，所以D处的重力 100%=X100%求出机械效率；②综合分析表 势能小于A处，根据机械能守恒可知，减少的重力势 格内容，根据控制变量思想进行判断；③根据第1 能转化为动能，所以小球在D点有一定的动能，故A 次实验数据求出总功和有用功，然后求出额外功， 错误；小球在B处和在C处的机械能相同，C处的高 利用W=fs求出摩擦力. 度高于B处的高度，则C处的动能小于B处的动能， 8.(1)右(2)0.7(3)b(4)改成右侧容器装50mL 故B错误；C处的高度高于D处的高度，小球在C处 水，左侧容器装相同体积待测液体[解析](1)由 的重力势能大于D处，机械能守恒，所以小球在C处 图甲可知，杠杆静止时，发现左端低、右端高，可将 的动能小于D处的动能，动能与质量和速度有关，质 杠杆两端的平衡螺母向右调节.(2)由图乙可知，重 量不变，则小球在D处的速度大于C处，故C正确； 物A对应的刻度为9g,左侧容器内的液体质量等： 整个过程中机械能守恒，则小球在A处的机械能等 于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之 于在D处的机械能，故D错误 和，根据m=pV可知，1.0g/cm3×30cm3=p液× 例2B[解析]小朋友从滑梯上滑下，臀部发热，是 30cm3十9g,解得p液=0.7g/cm3.(3)左侧容器内 通过做功改变物体内能，将机械能转化为内能，故A 的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A 不符合题意；内燃机的做功冲程，是利用高温高压燃 所示质量之和，根据m=pV可知，P水V=P液V十 气做功，将内能转化为机械能，故B符合题意；电热水 m,即pw=kV-m 1 p水一m=-m十p水，液 壶烧水时，电流做功，将电能转化为内能，故C不符合 体的体积和水的密度一定，所以待测液体密度P液 题意；下压活塞时，活塞对封闭气体做功，将机械能转 与重物A所示质量m成一次函数关系，且重物A 化为内能，引燃硝化纸，故D不符合题意 所示质量m越大，对应待测液体密度P液越小，所 例3B[解析]砂石、土壤等物质比热容比水小，根 以图丙中图线b符合此关系.(4)由(3)可知，重物 据△=9可知，相同质量的水与砂石、土壤吸收或放 cm A所示质量m越大，对应待测液体密度ρ液越小， 出相同热量时，砂石、土壤等物质温度变化大，导致昼 因此可将右侧容器装水，左侧容器装待测液体，由 夜温差显著，故B正确。 于左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体 例4D[解析]试管中的水在升温过程中吸收热量， 质量与重物A所示质量之和，根据m=pV可知，P液V =p4V叶m,即P限-PYm-p十立，重物A 是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；试管中的 水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；水蒸气对橡 55第十一章 简单机械和功 222Z 知识梳理导图 在力的作用下可绕一固定 力与物体在力的方向上通过的距 点转动的硬棒称为杠杆 概念 概念 离的乘积称为机械功，简称功 支点O、动力F、阻力F2、 公式 W-Fs 动力臂1、阻力臂2 五要素 单位 功 E4=F12杠杆平衡条件 做功的两个必要条件 一是有力的作用 杆 二是在力的方向上通过一段距离 省力杠杆1，>2 杠杆 功的原理 使用任何机械都不省功 费力杠杆1<2 分类 等臂杠杆11=12 意义表示做功快慢的物理量 简单 概念 功与做功所用时间之比叫作功率 改变施力的方向特点 一个转动使用的等臂杠杆实质 定滑轮 机械 率 公式 和功 P或P= 省力特点 单位W 一个动力臂是阻力臂 动滑轮 总功等于有用功与额外功之和 两倍的省力杠杆 实质 轮 概念有用功与总功的比叫作机械效率 定滑轮和动滑轮组合 组成 滑轮组 械 机械效率常用百分数表示 既可以省力，又可以改 由于额外功的存在，机械 变施力的方向 特点 公式 n= W有用×100% W总 效率总小于100% 重难疑点解法 2上分点1杠杆 其他条件不变时，若只有阻力变大，则动力变大；若动 力臂变小，则动力变大 例①新情境坐式推肩训练器的工作原理如图所 女方法技 示为坐式推肩训练器.健身杆能绕O点处的轴上下转 动态杠杆类试题一般讨论动力F1的变化规 动，配重片可增减，人在座椅上双手紧握把手竖直向上 律.根据F1= 推杆以锻炼肩部肌肉，手推N处时，配重越重用力越 ,先确定不变量，再讨论变化量 ,当配重相同时，分别推N处与M处锻炼身 的变化规律，进而得出动力F1的变化规律.所以 体，推 处用力更大 讨论动态杠杆要做到“化动为静”，找出关键位置， 作出关键位置的杠杆示意图，找出变化量的变化规 配重片 律.注意：若F2不变，L1、l2同时变大（小），需要讨 M 论l1、l2的比值变化规律. 例2(2025·盐城东台月考)如图甲所示，是小明 名师启发根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2, 在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情形，他的身体 1 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 与地面平行，可抽象成图乙所示的杠杆模型，地面对 D.条件不足，无法确定F。、F,的大小 脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小明的重 名师启发当绳b处固定不动，腿在a处用力 心在A点.已知小明的重力为600N,OA长为1m, F。拉绳时，该图中滑轮均为定滑轮，不计绳重和摩 OB长为1.5m.地面对手的力F1与身体垂直，则擦，根据定滑轮的特点可知绳a处的拉力F。.由图可 F1= N.如图丙所示，小明手扶凳子做俯卧 知，当绳a处固定不动，手在b处用力F。拉绳时， 撑保持静止，此时他的身体姿态与图甲相似，只是身 a处的拉力和重物的重力相等，重物匀速上升时中间 体与水平地面成一定的角度，凳子对手的力F2与他 的滑轮处于平衡状态，根据力的平衡可知绳b处的拉 的身体垂直，且仍作用在B点，则F2 (填 力F6 “>”“<”或“=”)F1.这说明采用不同的方式做俯卧 归纳总线 撑效果 (填“相同”或“不同”) 匀速拉动滑轮时，滑轮受力平衡，以滑轮为研究 对象，对滑轮进行受力分析，无论是动滑轮，还是滑 轮组，这种方法都可以找出滑轮系统中各力的关系， 上分点3功 例4下列所示现象中，力对物体做功的 是( 丙 名师启发根据图乙的杠杆模型画出支点、重 力、重力的力臂、F1和F1的力臂，根据杠杆的平衡条 件求出F1的大小.将图丙抽象成杠杆模型画出支点、 重力、重力的力臂、F2和F2的力臂，根据杠杆的平衡 条件得出F2与重力的大小关系，进而得出F2与F1 的大小关系，从而判断采用不同的方式做俯卧撑效果 是否相同. 7777777777777777777777 丙 关建提醒 A.图甲：用力搬石头，没有搬动 解题关键是将实物抽象成杠杆模型，从而得出 B.图乙：用力提着滑板在水平路面上前行 各物理量之间的关系。 C.图丙：用力将木箱推到斜面的顶端 上分点2滑轮 D.图丁：用力举着杠铃在空中不动 例3(2025·苏州姑苏区月考)小明去健身房用如 名师启发力对物体做功的两个必要因素：一 图所示的牵引装置来锻炼腿部和手部肌肉.使用时， 是对物体有力的作用；二是物体在该力的方向上通过 若绳a处固定不动，手在b处需用力F6拉绳，使重物 一段距离.三种情况不做功：一是有力无距离（例如： G匀速上升；若绳b处固定不动，腿在a处需用力F。 推而未动)；二是有距离无力（靠惯性运动）；三是力的 拉绳，使重物G匀速上升.不计绳重和摩擦， 方向与运动方向垂直. 则() 例5(2025·苏州工业园区期中)我们计算做功的 A.F<F 时候，除了应用公式来求解功外，还可以画出物体受 B.F>F 力F与在力的方向移动的距离s的图像，如图甲所 C.F。=F6 示，用阴影部分的面积来表示力F做的功，若力与距 2 第十一章 离的关系满足F=ks或F=ks十b(k≠O),则图像下 3~6s内推力做的功，再根据P= 可得推力做功的 方的三角形或梯形面积（与坐标轴围成的面积）都可 以作为做功的值.用铁锤把小钉钉入木板，设木板对 平均功率.根据二力平衡条件结合图乙、丙可得9~ 小钉的阻力与钉进的深度成正比，已知铁锤第一次对 12s内物体受到的滑动摩擦力，3~12s内物体所受 钉子做功为W,将钉子钉进的深度为d,如果第二次 摩擦力的大小不变，再根据W=Fs可得6~9s内克 敲钉子时将钉子钉进的深度又为d,则第二次做功为 服摩擦力做的功. 关肆提醒 (用题目中所给物理量符号表示). 解题的关键是牢记做功的两个必要因素和功、 功率的计算公式： 上分点5机械效率 例7(2025·盐城盐都区月考)如图所 名师启发阻力与深度成正比，力是变力，可 示，小明用一个滑轮组匀速提升重为 以应用f-d图像分析答题. 200N的物体，物体在4s内上升2m的过 个关肆提醒 程中，人所用的拉力为125N,在图中画出 变力做功问题，可以应用图像法解题；题中 绕绳方法.此过程中，小明做的额外功是 F=ks,也可以求出力的平均值，利用功的计算公 拉力做的功是 J,拉力的功率是 W. 式求解 滑轮组的机械效率是 名师启发由图知，小明要站在地面上拉绳 分上分点4功率 子，拉力向下，据此画出绕绳方法.根据画出的绕绳方 例6如图甲所示，水平地面上的物体，受到方 法确定绳子股数，利用W有用=Gh求出拉力做的有用 向不变的水平推力F的作用，其F-t和vt的图像分 功，根据W意=Fs=Fh求出拉力做的总功，利用 别如图乙、丙所示，由图像可知，0~3s内，推力对物 W总=W有用十W外求出额外功.根据P= W惠求出拉力 体做功为 J;分析图像可知，物体在3~6s和 6~9s内通过的路程分别是13.5m和18m,则3~ 6s内推力做功的平均功率是 W,6~9s内 的功率，根器)一×100%家出滑轮组的机械效率 归纳总线 克服摩擦力做功为 1.机械效率公式：？= W有题X100%,其中习表示机 W蒸 械效率，有用功W有用=G物h,总功W总=Fs.机械 效率常用百分数表示。 2.滑轮组的组装：先确定滑轮组的省力情况，即绳 子的段数n.确定n的方法如下： v/(m.s) (1)n= 上，除不尽时采用“尾数进一”法取值 (2)动滑轮和定滑轮个数相等的情况下，n个动滑 912t/s 6912t/s 轮的情况下绳子的段数为2n十1或2n.绕线的原 分 则是“奇动偶定”，即奇数段绳子就从动滑轮开始绕 名师启发 根据功的计算公式W=Fs可求出 绳，偶数段绳子就从定滑轮开始绕绳. 3 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 易错易混辨析 )易错点1不能正确分析动态杠杆 动过程中，推力F将( 例①新情境路边空中绿化存车亭(2025·常州金 坛区一模)为解决停车难的问题，设计了如图甲所示的 “路边空中绿化存车亭”，其工作原理如图乙所示.电 动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动，B端悬 (第1题) 挂存车架A.小汽车从图乙所示位置(CB⊥OB)缓慢 A.大小不变 B.逐渐增大 下降到水平地面的过程中，钢丝绳对B点的拉力 C.逐渐减小 D.先增大后减小 将( )易错点2 不能正确分析滑轮及滑轮中的 竹 ●) 力、速度、距离的关系 电动机 例2(2025·宿迁沭阳县月考)图甲为一款健身器 材，两滑轮均重20N;弹性限度内，弹簧伸长的最大长 度为80cm,弹簧所受拉力F与其伸长的长度△x成 777177107771077 正比，如图乙所示.弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可 A.逐渐变小 B.逐渐变大 忽略；使用时竖直向下缓慢拉动拉环.则当弹簧拉力 C.保持不变 D.先变大后变小 为300N时，拉环向下移动 cm.此健身器材 解析小汽车从图乙所示位置(CB⊥OB)缓慢 提供的最大拉力为 N,此时绳a拉力为 下降到水平地面的过程中，拉力与OB垂直时，拉力 N. 的力臂最大，当慢慢放下时，动力的力臂1逐渐变 Lu∠L∠u∠∠∠X ◆F/N 小，阻力臂12变大，且阻力不变（阻力为车架和汽车 400 的总重力)，根据杠杆的平衡条件F111=F2l2可知， 弹簧 在此过程中作用在B点的动力逐渐变大，故B正确。 拉环 80△x/cm 答亲B 舞析归纳 解析在弹性限度内，弹簧伸长的长度△x与所 分析杠杆的动态平衡时，关键是对阻力臂和动 受拉力F成正比，当弹簧拉力为300N时，弹簧伸长的 !力臂大小的变化有准确的认识，所以我们要先确定 长度为△x= 80 cm 400N ×300N=60cm,由图甲可知，承 !阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆的平衡条件 !(动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂)来分析动力的 担重物的绳子段数n=2,拉环向下移动的距离为h= 变化. 虹=60cm=30cm.由图乙可知，弹簧最大拉力为 之 2 400N,弹簧、细绳、拉环的重力和摩擦可忽略，由F= 巩固特训 1.粗细均匀的长木棒右端固定在墙壁的转轴上，长木 (F大十G:)得到此时健身器材提供的最大拉力为 棒可绕O点上下自由转动，将正方体木块A置于 F大=nF-G动=2×400N-20N=780N,绳a的拉 长木棒的正下方，长木棒恰好水平平衡（如图所 力等于定滑轮重与两段绳子拉力之和，即F。=G定十2F 示)，用水平推力F将A缓慢匀速向右推动，在推 =20N+2X400N=820N 第十一章 答案30780820 为700N,工件的底面积是多少？ 辨析归纳 扬机 如图甲所示，若不计摩擦、绳重和动滑轮重，由 :段绳子承担物重，提起物体所用的力就是物重的 n分之一，即F=2=3;若不计摩擦和绳重，考 7777777777777 (第2题) 虑动滑轮重，则F=G十G_G%G,绳末瑞 3 移动的距离、与物体上升的距离h之间的关系为 s=nh=3h;绳末端移动的速度v拉力与物体上升的 速度V物之间的关系为V拉力=nU物=30物·如图乙 !所示，将滑轮组平放，此时克服的阻力是物体受到 不能正确理解功、功率、机械 )易错点3 的摩擦力∫，拉着物体在水平面上做匀速直线运 效率的关系 动，不计滑轮重、绳重及滑轮与绳间的摩擦，拉动物 例3(2025·无锡滨湖区期中)关于功、功率、机械 体所用的力是摩擦力的n分之一，即F=上= 效率，下列说法中正确的是( n39 A.效率越高的机械，做的有用功越多 绳子末端移动的距离5拉力与物体移动的距离5物之 B.功率越大的机械，做功越快 !间的关系为5拉力一5物一35物，绳末端移动的速度 C.做功越多的机械，功率越大 ?拉力与物体移动的速度)物之间的关系为V拉力= D.功率越大的机械，机械效率越高 n物=3)物. 解析机械效率是指有用功与总功的比，机械 效率越高，机械做的有用功不一定越多，故A错误；功 率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，说明物 体做功越快，故B正确；功率表示做功的快慢，做功越 多的机械，做功不一定快，故C错误；功率表示做功的 快慢，机械效率是指有用功与总功的比，两者无关联， 故D错误。 答案B 巩固特 2.(2025·湖南长沙天心区月考)某锻造厂利用卷扬机将 辨析归纳 关于功、功率、机械效率的关系.功是指力与距 一圆柱形工件（污垢的质量和体积忽略不计）吊入 离的乘积.功率是单位时间内做功的多少，是表示 柱形清洗池中清洗，如图所示.已知工件的质量为 做功快慢的物理量，功率的大小与做功多少和所用 90kg,高度为50cm,清洗池深度为80cm;未放入 时间都有关系.机械效率是有用功与总功的比 工件时，清洗液的深度为60cm,密度p=0.8× 103kg/m3,g取10N/kg. 巩固特训 (1)求工件的重力. 3.下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是( (2)工件一半浸入清洗液时，求清洗液对工件底部 A.功率大的机械，做功一定多 的压强。 B.功率大的机械，有用功与总功的比值一定大 (3)工件完全浸入清洗液，平衡时绳对工件的拉力 C.机械效率高的机械，额外功与总功的比值一定小 5 实验班提优训练物理九年级上JSKJ D.机械效率高的机械，功率一定大 4.(2025·常州模拟)如图所示，吊车在建筑工地进行作 业时，由支腿将吊车撑起并脱离地面，吊臂上的滑 轮组在10s内，将重为9×103N的建筑材料沿竖 直方向匀速提升3m,滑轮组上钢丝绳自由端受到 支腿 的拉力F为5×103N.求： (第4题) (1)滑轮组对重物做的有用功； (2)拉力F做功的功率； (3)滑轮组的机械效率. 素养考向提分 传统文化 (二)2号小组依据见过的杆秤实物进行制作， 例)杆秤是我国传统的度量衡工具，项目小组 1选取器材：筷子、小盘、细绳、笔、秤砣以及10g 钩码若干 开展自制杆秤的实践活动， ⅱ组装：将小盘固定在A处作为秤盘；在筷子上 (一)1号小组依据“探究杠杆的平衡条件”实验 某处Q点系牢绳子作为提纽， 进行制作。 定标：如图乙所示，秤盘中不放物体，挂上秤砣 ①选取器材：筷子、小盘、细绳、笔、秤砣以及10g 并调节秤砣位置到D点时，秤杆刚好水平平衡；再在 钩码若干. 秤盘中放置10g钩码作为重物，移动秤砣使秤杆水平 ②组装：将小盘固定在A处作为秤盘；在筷子上 平衡，秤砣所在位置标记为“10”；按上述方法继续加 系上绳子作为提纽，调整悬点P的位置，使筷子在水 放钩码，标记其余刻度， 平位置平衡（未挂秤砣），再固定好P点。 (4)此杆秤的0刻度线在 点。 ③定标：秤盘中放置10g钩码，挂上秤砣并移动 (5)若某次称量时，秤尾（秤杆右端）有些翘起就 秤砣使秤杆水平平衡，秤砣所在位置标记为“10”；按 读数，则所测结果 真实值.若由于绳结松动， 上述方法继续加放钩码，标记其余刻度， 提纽略偏移到了Q点左侧，则所测结果 真 (1)在步骤②中，使筷子在水平位置平衡的目的 实值.（填“大于”“等于”或“小于”） 是 (6)若两小组使用的器材均相同，则2号小组制 (2)如图甲所示，C处标记示数为10g,测得PA 作的杆秤的量程 (填“大于”“等于”或“小 长5.00cm,PC长2.50cm,则秤砣的质量mo= 于”)1号小组制作的杆秤的量程. g,测得AB总长为25.00cm,此杆秤的最 大称量值为 g. 6点拨 (3)某次使用时，不小心在秤砣上粘上了一点橡 (1)筷子在使用时会受自重的影响，所以在 皮泥，测得物体质量为50g,则物体的真实质量 使用前应将筷子调至水平平衡，以消除自重的影 (填“大于“等于”或“小于”)50g. 响.(2)(3)(5)根据杠杆平衡条件分析回答. 提纽 提纽 (4)秤盘中不放物体，挂上秤砣并调节秤砣位置 到D点时，秤杆刚好水平平衡，据此确定杆秤的 秤杆 秤杆 秤砣 秤砣 0刻度线.(6)根据两小组制作过程分析回答， 秤盘 秤盘 解析(1)筷子在使用时会受自重的影响，所以 6 第十一章 在使用前应将筷子调至水平平衡，以消除筷子和小盘 举反白 总的重力的影响.(2)如图甲所示，C处标记示数为 1.(2025·淮安涟水县月考)抛石机是古人常用的重型攻 10g,测得PA长5.00cm,PC长2.50cm,根据杠杆 城武器之一，如图甲所示，抛石机炮架上方横置一 平衡条件可知，m1 gXlPA=mogXlg,即m1XlpA= 个可以转动的轴，固定在轴上的长杆称为“梢”.小 mo×lrc,代入数据，得10g×5.00cm=mo× 强利用一次性筷子、勺子、细线、金属环等制作了抛 2.50cm,解得mo=20g.测得AB总长为25.00cm, 石机模型，如图乙所示：手指竖直向下拉动细线下 则PB=AB-PA=25.00cm-5.00cm=20.00cm, 的金属环，使模型的“梢”水平平衡.用重力为0.712N 根据杠杆平衡条件可知，m大gXlPA=mog XlpB,即 的正方体实心铜块作为“炮弹”，轴到铜块的距离为 m大XlpA=moXlpB,代入数据，得m大X5.00cm= 30cm,轴到细线的距离为10cm. 20g×20.00cm,解得m大=80g.(3)某次使用时，不 铜块 小心在秤砣上粘上了一点橡皮泥，则秤砣的质量增 大，左边的力和力臂不变，右边的力增大，根据杠杆的 平衡条件可知右边的力臂需减小，所以杆秤所示的质 量值要偏小，即物体的真实质量大于50g.(4)秤盘中 不放物体，挂上秤砣并调节秤砣位置到D点时，秤杆 (第1题) 刚好水平平衡，根据杠杆平衡条件可知，提纽两边力 (1)图乙中，“梢”实质是一个 (填“省力” 和力臂的乘积相等，即此杆秤的0刻度线在D点 “费力”或“等臂”)杠杆；为了减少抛石机对守城士 (⑤)若某次称量时，秤尾（秤杆右端）有些翘起就读数， 兵的直接伤害，修筑城墙时应适当 (填 说明右边力与力臂的乘积偏小，即所测结果小于真实 “高”或“矮”)一些 值.若由于绳结松动，提纽略偏移到了Q点左侧，即 (2)小强在发射调试时，“梢”在0.1s的时间内从水 左边力臂减小，根据杠杆平衡条件可知，右边力臂也 平位置开始旋转了90°，铜块恰好离开勺子，该过程 会减小，读数偏小，则所测结果小于真实值.(6)1号 中模型克服铜块重力做功的功率为 W. 小组：在筷子上系上绳子作为提纽，调整悬点P的位 (3)小强在发射调试时，对金属环的力恒为2.67N, 置，使筷子在水平位置平衡（未挂秤砣），再固定好P 方向竖直向下，则机械效率为 %. 点，说明P点为0刻度线，2号小组：如图乙所示，秤 (4)为使“炮弹”抛得更远，请你写出一条建议： 盘中不放物体，挂上秤陀并调节秤砣位置到D点时， 秤杆刚好水平平衡，说明D点为0刻度线；由图可 跨学科 知，D点到B的距离大于P点到B的距离，说明2号 例2小明对四名同学的做功情况各测量了一 小组制作的杆秤的量程大于1号小组制作的杆秤的 次，把四名同学做功W和所用的时间t在坐标系中描 量程. 点，得到了图中甲、乙、丙、丁四个点，这四名同学中做 答案(1)消除筷子和小盘总的重力的影响 功功率最小的是( (2)2080(3)大于(4)D(5)小于小于 AW/J (6)大于 丁 规律方法 关于制作杆秤实验中误差的分析，依据是杠杆平 丙乙 衡条件，判断方法与天平的测量误差相似，秤砣质量 lls A.甲 变大，测量结果偏小，秤砣质量变小，测量结果偏大 B.乙 C.丙 D.丁 7 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 点拨 A.只能验证猜想一 根据图像中各点作出四名同学做功的W-七 B.只能验证猜想二 图像，然后取相同的时间，比较做功的多少，利用 C.既能验证猜想一，也能验证猜想二 公式P=W D.既不能验证猜想一，也不能验证猜想二 比较做功功率的大小关系. 新考法 解析由图可知，纵坐标表示 AW/J 例3晾衣架给日常生活带来许多方便，转动手 甲 功，横坐标表示时间；分别连接坐 摇器能使横杆上升或下降。 标原点和四个点作出四名同学做 丙乙 (1)安装在天花板上的虚线框内的简单机械应该 功的W-t图像；在做功时间相同 是 (填“定滑轮”或“动滑轮”). 时，甲做功最多，乙做功最少，由P= W 可知，乙的功 (2)将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1m, 至少对衣服做 J的功 率最小 (3)由于使用不当，造成晾衣架右侧钢丝绳受损， 答案B 最多只能承受14N的力，左侧钢丝绳能正常使用，晾 史归纳总线 衣架的横杆上有11个小孔，相邻两孔间的距离均为 功率表示做功的快慢，我们在比较功率大小的 10cm.如果将一件重20N的衣服挂在第9个孔上， 时候，可以比较做相同功所用的时间，时间越长功 右侧钢丝绳所需拉力为 N, (填“会” 率越小；还可以比较相同时间内所做的功，功越多 或“不会”)断裂.（横杆、衣架和钢丝绳等自重不计） 功率越大.对于图像类功率比较问题，解题时要辨 天花板 钢丝绳 天花板 清横坐标与纵坐标所表示的是时间和功两个物理 量中的哪一个，然后结合上述方法比较功率的 大小 左侧 右侧 钢丝绳 钢丝绳 样反目 横杆 1234567891011 2.(2025·无锡经开区期末)为了研究机械效率与哪些因 手摇器 素有关，小明同学提出两个猜想： 9点拨 猜想一：机械效率是否与G物有关； (1)使用过程中，轴固定不动的滑轮是定滑 猜想二：机械效率是否与G动有关 轮，滑轮和物体一起移动的是动滑轮.(2)根据 为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改 W=Gh求出克服衣服重力做的功.(3)根据杠杆 变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出 平衡条件求出右侧钢丝绳所需拉力，据此分析. ?与G物关系如图乙a所示；然后换另一个不同重 力的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出？与G物关 解析(1)安装在天花板上虚线框内的简单机 系如图乙b所示.根据图像( 械是定滑轮，使用定滑轮不省力，但可以改变施力的 4 n/% 方向.(2)克服衣服重力做的功为W有用=Gh=20NX 1m=20J.(3)晾衣架可以看作一个杠杆，左侧钢丝绳 与晾衣架的交点为杠杆的支点，则右侧钢丝绳到支点 的距离，即动力臂11=10cm×(11-1)=100cm,衣 服挂在第9个孔上，则悬挂点到支点的距离L2= (第2题) 10cm×(9-1)=80cm,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2 ● 8 第十一章 可得，右侧钢丝绳所需拉力为F1= F2l2 在水平位置平衡，此时弹簧测力计的拉力F (填“>”“=”或“<”)1.5N. 20NX80cm=16N因为16N>14N,而右侧钢丝绳最 (4)杆秤就是杠杆平衡条件的一个应用，是中国 100cm 最古老也是现今人们仍然在使用的一种称质量的简 多只能承受14N的力，所以会断裂. 易工具，由带有秤星的秤杆、秤砣、提纽等组成，如图 答案(1)定滑轮 (2)20(3)16 会 型归纳总结 戊所示，此杆秤有两个提纽A和B,使用它称较重的 判断定滑轮和动滑轮，关键是看轴是否随物体 物体时，应选择 提纽. 一起运动，轴随物体一起运动的是动滑轮，轴固定 色点拔 不动的是定滑轮；利用杠杆平衡条件时，要能够从 1)杠杆的平衡是指杠杆静止或匀速转动； 题千信息中发掘F1、l1、F2、l2这四个物理量中的 调节杠杆平衡的原则是将平衡螺母向上翘的那 已知量，然后根据F1l1=F2l2这一平衡条件列式 端调节.(2)(3)(4)由题中信息，结合杠杆的平衡 分析或者计算未知的物理量. 条件分析即可. 例4如图所示，在探究杠杆平衡条件的实验 解析(1)杠杆静止在如图甲所示位置，为了便 中，使用的都是每个质量为100g的钩码，杠杆每一格 于测量力臂，应使杠杆在水平位置平衡，由图甲知，杠 长度为1cm,g取10N/kg 杆左端偏高，为使杠杆在水平位置平衡，需要将平衡 (1)实验前杠杆静止时如图甲所示，若要将其调 螺母向左调节.(2)由于此题中的阻力和阻力臂保持 整到水平位置平衡，应将左边的平衡螺母向 不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力与动力臂的乘 (填“左”或“右”)调 积保持不变，利用图像中任意一组数据都能得出F2l2 =F1l1=0.06N·m,图像中每个点与两坐标轴围成 的矩形面积相等.(3)假设弹簧测力计竖直向下拉杠 杆，由杠杆的平衡条件F左1左=F右l右，即2NX0.03m =F4X0.01m,解得F=1.5N,由图丁可知弹簧 测力计向左倾斜，则拉力的力臂变小，根据杠杆平衡 条件可知，拉力变大，即弹簧测力计的示数大于 1.5N.(4)此杆秤有两个提纽A和B,使用它称较重 的物体时，即物体的重力变大，在秤陀重力不变的情 况下，根据杠杆平衡条件可知，需增大秤砣重力的力 丙 臂、减小物体重力的力臂，故选择A提纽 答案(1)左(2)相等(3)>(4)A 妙归纳总跨 (1)实验中杠杆平衡状态的判断：杠杆静止（包 (2)如图乙所示，保持左侧悬挂钩码的位置和数 括水平位置静止和非水平位置静止)；杠杆匀速转 量不变，调节右侧悬挂钩码的数量和位置，使杠杆始 动.本实验中为了简单易操作，采用了杠杆在水平 终在水平位置平衡，记录对应的力F和力臂1大小， 位置静止的情形进行实验探究. 绘制成图像如图丙所示，图像中每个点与两坐标轴围 (2)调节杠杆在水平位置平衡的操作：实验前，调节 成的矩形面积 (填“相等”或“不相等”)， 平衡螺母，左高左调，右高右调.实验开始后，不能 (3)如图丁所示，用弹簧测力计代替钩码，使杠杆 再调节平衡螺母. 9 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 提升相同的高度，则弹簧测力计的示数将 (3)让支点处于杠杆的中央的目的：消除杠杆自重 杠杆的机械效率将 .(填“变大”“变小”或 对实验结论的影响. “不变”) (4)让杠杆在水平位置平衡的目的：便于从杠杆上 (3)如图乙所示，用始终竖直的力把重物提升至 直接读出力臂. 虚线所示的位置，拉力F的大小将 (填“变 (5)测量多组实验数据的目的：避免偶然性，使得出 大”“变小”或“不变”) 的结论更具有普遍性. (6)在平衡杠杆的两端加、减钩码或改变钩码所挂 ©点拨 (1)弹簧测力计读数时，需看清弹簧测力计 位置后杠杆的偏转情况，若F1U1≠F2L2,则哪端的 的分度值，然后根据指针位置进行读数；利用W 乘积大，杠杆哪端下降。 =Gh求出克服钩码重力做的功是有用功；利用 (7)如图所示，钩码换成弹簧测力计的好处：①能直 相似三角形对应边成比例得出弹簧测力计上升 接测出拉力的大小；②可以改变用力的方向. 的距离，然后利用W=Fs求出拉力做的总功；利用 W题X100%计算杠杆的机械效率.(2)将钩 一 码的悬挂点从A点移至B点，改变了钩码重力 (8)如图所示，弹簧测力计由竖直拉杠杆变为倾斜 的力臂，根据杠杆平衡条件分析弹簧测力计的拉 拉杠杆，拉力会变大，因为拉力的力臂变小 力变化.从有用功和额外功的变化考虑机械效率 的变化.(3)如图乙所示，用始终竖直的力把重物 提升至虚线所示的位置，动力臂和阻力臂之比保持 不变，根据杠杆平衡条件分析拉力F的变化情况 解析(1)由图可知，弹簧测力计的分度值是 (9)实验所测数据不能全部具有特殊性，即不能多 0.1N,所以它的示数是0.5N.在实验过程中，有用功 组数据中阻力和动力都是倍数关系等 W有用=Gh=1NX0.1m=0.1J,已知OC=3OA,根据 例5(2025·南通海安模拟)小明用如图甲所示的 相似三角形对应边成比例可得，弹簧测力计上升的距 实验装置测量杠杆的机械效率.实验时，竖直向上匀 离等于钩码上升高度的3倍，即s=3h=3×0.1m 速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上 0.3m,所以总功是W。=Fs=0.5NX0.3m=0.15J,所 升.（不计摩擦） 以红有的机镜流率是)0×10%-品× 100%≈66.7%.(2)设钩码重力的力臂为lo4.F的力 臂为Lc,钩码的悬挂点在A点时，由杠杆的平衡条件 1 得G·lam十G#·2lac=F·lc;悬挂点移至B点 (1)已知OC=3OA,钩码总重为1.0N,实验中， 时，钩码重力G的力臂变大，所以拉力F也变大，如 弹簧测力计的示数为 N,钩码上升高度为 果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就 0.1m,杠杆的机械效率为 %.（百分号前保 会减小，则额外功减小，有用功不变，因此杠杆的机械 留一位小数) 效率变大.(3)用始终竖直的力把重物提升至虚线所 (2)若只将钩码的悬挂点由A移至B,仍将钩码 示的位置，动力臂和阻力臂之比保持不变，则根据杠 10 第十一章 杆平衡条件安形可得会-会力骨之比不变，则力之 60%,则小梅抬起小宇所做功的功率为多少？（请写 出必要的过程) 比不变，因为重物重力不变，所以拉力F的大小将 不变 答亲 (1)0.566.7(2)变大变大(3)不变 归纳总线 提高滑轮组机械效率的方法：①增加被提升物 体的重力；②减小动滑轮的重力；③减小绳重和摩 擦等。 (2)若忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅 的尺度，小宇又让小梅坐在坐拉器上，小宇站在地面， 例6阅读短文，回答问题， 竖直向下匀速拉动手柄，将小梅抬起，在保持图乙的 坐拉器 状态时，小宇需要对手柄A施加的拉力至少为 随着生活水平的提高，人们越来越意识到身体健 N.若小梅用手向下拉动手柄拾起自己，静 康的重要性，开始注重体育锻炼.坐拉器就是公园里 止在如图乙所示的位置，则小梅对坐拉器座椅的压力 常见的一种健身器材.小宇和小梅发现坐拉器可以用 为 N 已学习的知识去研究，观察坐拉器的外形结构如图甲 所示.他们根据坐拉器的结构，画出了如图乙所示的 点拨 (1)使用任何机械都不能省功；判断一种简 简化模型图.人坐在坐拉器座椅上，给手柄施加向下 单机械是否省力，主要看它的力臂的分配，同一 的压力时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD 种机械在使用方式不同时，它的省力情况也会发 拉动杆O'C绕转轴O'转动，座椅将人向上抬起.经过 生变化；根据机械效率公式分析小宇被抬高的距 测量可知：OA:OB=6:1,O'C:OD=2:1,小梅 离和小宇体重对机械效率的影响；根据机械效率 重450N,小宇重600N. 公式可求出小梅抬起小宇所做总功，再根据功率 公式求出小梅抬起小宇所做功的功率.(2)根据 杠杆平衡条件，结合已知力臂关系求出作用在A 点的小宇拉力与小梅重力关系，代入数据求出小 宇施加的拉力；根据小梅拉力与座椅受力情况， 结合小梅重力，求出小梅对坐拉器座椅的压力. (1)小梅让小宇静止坐在坐拉器的座椅上，小梅 竖直向下匀速拉动手柄，将小宇拾起.经过测量，手柄 解析(1)①该装置是两个杠杆的组合，只能省 竖直向下移动30cm,座椅竖直升高9cm,用时4s. 力或省距离，但总功（有用功十额外功）一定大于有用 ①关于该坐拉器及其模型图，下列说法正确的 功，不可能减少所做的功，故A错误；由图可知，BOA 是() 中，阻力臂L0明显比动力臂Lo小，是省力杠杆，而 A.该坐拉器是个组合杠杆，使用过程中可以省功 O'DC中，动力臂loD明显小于阻力臂loc,是费力杠 B.BOA杠杆是费力杠杆，而O'DC杠杆是省力 杆，故B错误；小宇被抬得高，克服重力所做的有用功 虽然增大了，但是总功同样也跟着增大，根据”一 杠杆 C.小宇被抬得越高，坐拉器的机械效率越高 W盟X100%可知，坐拉器机械效率不一定增大，故C D.小宇越重，坐拉器的机械效率越高 ②若小梅利用坐拉器拾起小宇的机械效率为 V有是X100%=W有用十W颜外 错误；根据7一W意 W用一×100%= 11 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 1 1 ×100%= ×100%可知，使用此 一个3×104N的构件吊到空中，然后在电动机的 W有用十W额外 W额外 1+ W有用 牵引下，使被吊起的构件以3m/s的速度从起重臂 W有用 的最右端向O点移动，同时平衡箱也要以某一速度 机械使人上升相同高度，额外功相同，小宇越重，则抬 向O点移动，那么在确保起重机起重臂、平衡臂始终 升时克服重力做的有用功越大，机械效率将越高，故 平衡的情况下，平衡箱移动的速度是多少米每秒？ 布通X100% D正确.②根据机核效率公式可得)=W (3)某一次要起吊一个重为9×103N的货物，起升 -Ga*h×100%-=600NX0.09m×10%=60%, 电动机通过对钢绳施加拉力F将货物从地面匀速 W意 W总 地提升到30m的高空处，所用的时间是50s,已知 解得W总=90J,小梅抬起小宇所做功的功率为P= 滑轮组的机械效率为90%，则起升电动机对钢绳施 W意_=90J=22.5W.(2)在杠杆0DC中，由杠杆平衡 加的拉力F是多大？该起升电动机的功率是多大？ 平平衡臂 起重臂 条件可得FpXloD=FcXloc,将lorc:loD=2:1代 衡 入可得FD=2Fc;同理在杠杆BOA中有FpXLoB= 箱 2 起升电动机 F拉XloA,将lo4:loB=6:1,FD=2Fc代入可得F拉 吊钩 =号Fc:当小梅座着，小字拉时，小字施加的拉力为 777777777777777777777777777777777777777777777777 (第3题) Pe=号C,=号×450N=150N,当小将自已坐若 自己拉时，拉力为E,=号(G4一r)=}×(450N 一F1),解得F1=112.5N,由力的平衡以及力的相互 性可得小梅对坐拉器座椅的压力为F压=G小棒一F: =450N-112.5N=337.5N. 答亲(1)①D②22.5W(2)150337.5 规律方法 关于功、功率、杠杆的分类、杠杆的机械效率和 杠杆平衡条件等知识的综合应用问题，正确分析杠 杆两端力和力臂乘积的变化是解题的关键. 4.(2025·陕西西安未央区月考)小明同学研究滑轮的使 样反白 用特点，他每次都匀速提起钩码，如图所示为研究 3.(2025·苏州工业园区月考)如图所示，是平衡箱可移 过程 动的塔式起重机简易示意图，它广泛用于楼房建筑 中材料的输送及建筑构件的安装.平衡臂和起重臂 整体可视为一根杠杆，O是它的支点，平衡臂最长 为l1=10m,起重臂最长为l2=40m,平衡箱的质 量为2×104kg.(平衡臂、起重臂、动滑轮、钢绳及 (第4题) 吊钩的重均忽略不计，g取10N/kg) (1)实验过程中，应该在弹簧测力计 (1)当吊钩在起重臂的最右端时，起重机能吊起货 (填“匀速拉动”或“静止”)时读数 物的最大质量是多少千克？ (2)比较甲、乙、丙、丁四图可知：使用定滑轮可以改 (2)某一次起吊时，使吊钩移到起重臂的最右端，把 变 ,但不能 12 第十一章 (3)比较甲、戊两图可知，使用动滑轮可以 风速/ 4 6 8 10 12 14 16 20 (m·s1) 5.(2025·盐城盐都区月考)风车是利用风力做功的装 输出 0 75 200 360540740730650 550 置.小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想 功率/kW 粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图 ①小虎由表格数据得出：风速为14m/s时风力发 所示实验装置进行实验。 电机的输出功率最大.你认为他的判断是 (填“准确”或“不准确”)的，理由是 底座 ②根据表中数据分析，随着风速的增大，给风电场 昌钩码 发电带来的经济效益 (第5题) (填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变 ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风 大”) 车转轴上，另一端系上钩码； 6.小丽实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到 ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风 的数据如表所示，实验装置如图所示 速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的 物理量名称 实验1 实验2 实验3 时间. 钩码重G/N 4 4 6 (1)实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 的时间t、钩码的质量m,则风车做功的功率P= 1.8 2.4 (表达式中的物理量均用符号表示) 绳端拉力F/N 1.4 (2)小明还测出风车在不同的风速下做功的功率，测 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 得的功率越大，说明做功越 (填“多”或“快"). 机械效率刀 74% 57% (3)实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做 机械效率平均值 功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们 进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表中 (注：电风扇挡位越高，风速越大) 电风扇 钩码的 提升钩码到 挡位 质量/g A点的时间/s 1 50 15 甲 乙 2 50 13 (第6题) 3 50 10 (1)小玲同学认为表格设计有问题，请你指出问题 ①实验中，通过测量 所在： (不说明理由).在实 来比较风车输出功率的大小 验中，弹簧测力计应竖直向上 提升重物. ②由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风 (2)通过表中数据可分析出实验1是用图 速越大，风车的输出功率 (填“越大”或 (填“甲”或“乙”)滑轮组做的实验： “越小”) (3)3次实验后得出表中的数据，请将第3次测量的 (4)兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论 效率补充在表中的空白处 是否符合普遍规律”的问题，小明从网上查到风速 (4)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论： 与风力发电机的输出功率的关系如表所示. 使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑 13 实验班提优训练物理九年级上JSKJ 轮组的机械效率 (5)比较 两个实验的数据可得出结论：使用 同组滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率。 7.(2025·泰州姜堰区月考)小明用如图所示的装置探究 斜面的机械效率.实验前他有如下猜想. 2H (第7题) A.斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关， B.斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关. (1)如图所示，要测量斜面的机械效率，除了长木板 和木块外，还需要的主要测量工具是弹簧测力计和 (2)如表所示是小明探究过程中记录的两次对比实 验数据。 丙 实验 物重 拉升高 拉力拉动距机械效 (第8题) 序号 物体 G/N度h/cmF/N离s/cm 率1 (1)图甲中要使直尺水平平衡，应将平衡螺母向 1 木块 6 8 1.20 80 50% 调节. 2 小车 6 10 0.75 100 (2)小明测出的待测液体密度为 g/cm. (3)依照他的做法，不同的待测液体密度P液与重物 ①第2次实验时斜面的机械效率为 %. A所示质量m满足一定的函数关系，图丙中图线 ②进行这两次对比实验是为了研究斜面的机械效 符合此关系 率与 的关系。 (4)对小明的某些做法进行调整，可使该装置的测 ③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N 量范围变为1.0~1.2g/cm3,且通过将重物A从 8.(2025·苏州中考)某实践小组用正中间开 “0”移动到“10g”的过程来实现.请具体描述如何调 孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可 整.（写出一种方法即可） 读取液体体积的相同容器等，制作了可测 算液体密度的装置.使用前，需将两容器挂在直尺 两端固定的挂钩上，如图甲所示，调节两端平衡螺 母使直尺水平平衡，再将重物A挂在开孔处的“0” 刻度线处.某次使用时，小明向左侧容器中倒入体 积V=30mL的水，再向右侧容器中倒入相同体积 的待测液体，通过向右移动重物A,使直尺再次水 平平衡（左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的 液体质量与重物A所示质量之和)，如图乙所示。 他根据相关数据，算出了该液体的密度. 14