第十一章简单机械和功 素养进阶（单元小结） 提优特训A·B卷-2026-2027学年苏科版九年级物理上册

物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十一章简单机械和功素养进阶（单元小结）》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.理解杠杆五要素、杠杆平衡条件；掌握定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质与特点；理解功、功率、机械效率的物理意义；区分有用功、额外功、总功；结合跨学科实践认识轮轴、斜面等简单机械，建立简单机械的模型观念，知道使用机械可以省力、省距离，但不能省功。 2.会画杠杆力臂；能利用杠杆平衡条件进行分析计算；区分竖直、水平滑轮组的做功模型；会分析机械效率影响因素；能对自制机械模型进行原理分析，运用控制变量法分析实验，提升模型建构、逻辑推理能力。 3.回顾探究杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率实验；掌握实验操作要点、误差分析；完成跨学科实践完整流程：调查生活与古代机械 → 设计制作简易机械模型 → 测试性能 → 评估改进；能对模型的优缺点提出优化方案，提升动手探究与工程实践能力。 4.了解我国古代绞车、桔槔等机械的智慧，体会简单机械对人类社会发展的作用；认识机械效率与节能的关系；在模型制作中培养团队合作意识；树立 “ 使用机械不能省功 ” 的科学观念，摒弃 “ 机械一定省力 ” 的错误认知。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.杠杆五要素；力臂作图；杠杆平衡条件F 1 l 1 =F 2 l 2 ；省力、费力、等臂杠杆的识别与实例辨析。 2.定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质、特点；滑轮组绳子段数n判断；F、s、h关系。 3.做功两个必要因素；功W=Fs、功率P= =Fv公式及计算；单位。 4.有用功、额外功、总功；机械效率 ；测量滑轮组机械效率实验；影响机械效率的因素、提高机械效率的方法。 5.跨学科实践重点：识别古代、生活中的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）；机械模型的设计 ‑ 制作 ‑ 测试 ‑ 改进；分析模型的优缺点与改进方案。 （二）难点 1.力臂作图：区分 “ 支点到作用点距离 ” 和 “ 支点到力的作用线垂直距离 ” ；杠杆动态平衡分析。 2.滑轮组竖直提升物体与水平拉动物体两种模型区分；水平滑轮组有用功是克服摩擦力做功。 3.机械效率综合计算：区分W 有 、W 额 ；理解 η <1，机械效率永远小于1；区分功率与机械效率两个物理量。 4.跨学科实践难点：对自制机械模型进行原理拆解；分析模型额外功来源；评估模型的优缺点，提出改进措施。 5.   区分 “ 省力 ” 和 “ 省功 ” ；理解使用任何机械都不省功。 )三．知识梳理 ( （一） 杠杆 1. 杠杆 的基础概念 （1）定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒叫做杠杆。 （2）理解：杠杆不一定是直棒，可以是弯曲的，只要满足硬棒、固定转动点、受力转动三个特点即可。 （3）杠杆的五个要素 ) ( ① 支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。 ② 动力(F 1 )：使杠杆转动的力。 ③ 阻力(F 2 )：阻碍杠杆转动的力。动力和阻力都是作用在杠杆上的力。 ④ 动力臂(l 1 )：从支点到动力作用线的垂直距离，不是支点到动力作用点的长度。 ⑤ 阻力臂(l 2 )：从支点到阻力作用线的垂直距离。 （4）画力臂步骤： 找支点 → 延长力的作用线 → 过支点作垂线 → 标注垂直符号、力臂符号。 2.杠杆平衡（杠杆原理） （ 1 ）杠杆平衡：指杠杆 静止或匀速转动。 （2） 探究杠杆的平衡条件 【 实验器材 】 ：弹簧测力计、杠杆、钩码、细线、支架 【 实验过程 】 ： ① 安装器材，调节杠杆两端的平衡螺母（挂钩码前）使杠杆在水平位置平衡； ② 在杠杆的一侧挂上一定数量的钩码，在杠杆的某一位置挂钩码或用弹簧测力计竖直拉住杠杆，使杠杆在水平位置平衡，记录对应的动力、动力臂、阻力和阻力臂； ③ 重复多次实验，得出结论。 【实验结论】： 杠杆平衡时，动力 × 动力臂=阻力 × 阻力臂，即 F 1 L 1 =F 2 L 2 【注意事项】 ① 杠杆平衡是指杠杆 静止或匀速转动。 ② 实验前，在杠杆重心位置支撑是为了 消除杠杆自身重力对实验的影响； 实验过程中，使杠杆在水平位置平衡是为了 便于直接在杠杆上读取力臂的大小。 ③ 用弹簧测力计做实验时，若将弹簧测力计倾斜拉，则拉力会 变大（倾斜后动力臂变短，拉力需要增大才能平衡）。 ④ 多次实验的目的是 避免实验偶然性，寻找普遍规律。 ⑤ 实验中 没有用到控制变量法。 3.杠杆三种分类 （1）省力杠杆：l 1 >l 2 ，F 1 <F 2 ，省力费距离；实例：撬棒、羊角锤、开瓶器。 （2）费力杠杆：l 1 <l 2 ，F 1 >F 2 ，费力省距离；实例：筷子、钓鱼竿、镊子。 （3）等臂杠杆：l 1 =l 2 ，F 1 =F 2 ，不省力也不费力；实例：托盘天平、定滑轮。 【注意】：省力杠杆一定费距离；费力杠杆一定省距离；不存在既省力又省距离的杠杆。 4.动态杠杆规律： 当阻力与阻力臂乘积不变时，动力臂越长，所需要的动力越小；找最小动力的核心方法：在杠杆上找到离支点最远的点作为动力作用点，连接支点与该点作为最长动力臂，动力垂直于此连线时动力最小。 （二） 滑轮 1. 定滑轮 （1） 结构：轴的位置固定不动的滑轮。 ) ( （2） 实质：等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，L 1 =L 2 。 （3） 特点：不省力，不省距离，但可以改变拉力的方向。 （4） 公式：不计绳重与摩擦时，F=G 物 ；绳子自由端移动距离s=h，绳子速度v 绳 =v 物 。 （5） 实例：旗杆顶端滑轮、升国旗装置。 2. 动滑轮 （1） 结构：滑轮随物体一起移动。 （2） 实质：动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。 （3） 特点：能省一半力，费一倍距离，不能改变力的方向。 （4） 公式： ① 不计动滑轮重力、绳重与摩擦：F= G 物 ； ② 考虑动滑轮自重：F= (G 物 +G 动 )； ③ 距离与速度关系：s=2h，v 绳 =2v 物 。 3. 滑轮组 （1） 绳子段数n判断：直接数直接挂在动滑轮上的绳子段数； （2） 竖直提升重物（考虑动滑轮自重）： F= (G 物 +G 动 )；不计动滑轮重：F= G 物 ； （3） 距离与速度关系：s=nh，v 绳 =nv 物 ； （4） 绕线原则：奇动偶定 —— n为奇数，绳子起始端固定在动滑轮挂钩；n为偶数，起始端固定在定滑轮挂钩。 4. 水平放置的滑轮组 此时拉力克服物体受到的滑动摩擦力，不再考虑物体重力；不计滑轮重、绳重摩擦：F= f；绳子移动距离s 绳 =ns 物 。 ) ( （三） 功 1.功的定义 ： 如果一个力作用在物体上，并且使物体在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了机械功，简称功。 2. 做功的本质： 力产生了 “ 成效 ” ，使物体沿着力的方向发生位置移动。 3. 做功必不可少的两个必要因素（二者缺一不可） （1） 有力作用在物体上（F ≠ 0） （2） 物体在该力的方向上通过一定的距离（s ≠ 0） 4. 三种不做功的典型情景 不做功的情况 分析 事例 有距离无力 物体在运动方向上没有受到力的作用 ， 由于惯性通过一段距离 ， 也就是没有力做功 ， 也称为 “ 不劳无功 ” 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离 ， 人对足球没有做功 有力无距离 有力作用在物体上 ， 但物体没动 ， 即物体没有通过距离 ， 也叫 “ 劳而无功 ” 小朋友用力但没有搬起石头 ， 对石头没有做功 力 与距离的方向垂直 物体受到了力的作用 ， 也通过了一段距离 ， 但通过的距离与受力的方向垂直 ， 也叫 “ 垂直无功 ” 提水桶 ， 水桶水平移动了一段距离 ， 竖直提桶的力不做功 5. 功的计算 （ 1 ） 规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 （ 2 ） 计算 ① 公式 ： W=Fs， 其中W表示功，单位是焦耳；F表示力，单位牛顿；s表示沿力的方向移动的距离，单位是米。 ② 单位：1J=1N • m。物理意义：用1N的力，使物体沿力的方向移动1m的距离，力做的功就是1J。 （3）功的计算必须注意的几个问题： ① 使用W＝Fs 时，统一使用国际单位制中的单位。 ② 做功的多少：只由W＝Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。 ③ 利用公式进行计算时：力的大小和方向是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 （4）公式W＝Fs 的运用: ① 同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体。 ② 同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间。 ③ 同向性：公式中的F与s必须在同一直线上。 5.功的原理 （1）内容：使用任何机械都不省功。简单理解：利用机械做功时，人们做的功（总功），不会小于不用机械直接用手做的功。公式关系：W 机 ≥ W 手 。 （2）核心结论（三个 “ 不能 ” ） ① 省力的机械一定费距离 ) ( ② 省距离的机械一定费力； ③ 不存在既省力、又省距离、还省功的机械。 （3）使用机械的真正目的：机械不是用来省功的，而是为了：省力（如羊角锤）或省距离（钓鱼竿）或 改变力的方向（定滑轮） （四） 功率 1. 定义： 功与做功所用时间之比叫做功率。 2. 物理意义： 表示物体做功快慢的物理量。功率越大，代表物体做功越快；功率越小，做功越慢。 3.公式： P= P —— 功率；单位：瓦特（W） W —— 功；单位：焦耳（J） t —— 做功时间；单位：秒（s） 4 .单位 ： （1） 国际单位：瓦特，符号W 1W=1J/s，物理含义：物体1s内做功1J。 （2） 常用单位：千瓦（kW 换算关系：1kW=1000W 5. 推导公式 ： P=Fv（高频考点） （1） 推导过程：P= = =Fv （2） 适用条件：物体做匀速直线运动 （3） 物理含义：当功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。 （4） 应用实例：汽车上坡时，发动机功率不变，降低车速，获 得更大的牵引力。 6. 常见的功率： 8W 16W 60-80W 80KW 5.5-20MW 147MW 7. 功率的测量实验（人上楼功率） （1） 原理：P= = = （2） 测量物理量：人的质量m、楼层高度h、上楼时间t （3） 器材：磅秤（测质量）、刻度尺（测楼高）、秒表（测时间） （五） 机械效率 1. 有用功、额外功、总功（核心基础） （1） 有用功W 有用 ： ① 定义： 为了完成工作目的，必须做的、对人类有用的功。 ② 关键点：有用功由做功目的决定，目的改变，有用功、额外功可以互换。 （2） 额外功W 额外 ： ① 定义： 不需要，但是不得不额外完成的功。 ② 额外功两大主要来源： a. 克服机械自身自重做功（动滑轮自重、杠杆自重）； b. 克服机械零部件之间摩擦、绳重做功。 c. 克服机械零部件之间摩擦、绳重做功。 ) ( （3） 总功W 总 ： ① 定义： 动力（人或者机器）直接对机械所做的功，也就是实际输入机械当中的总功。 ② 三者关系式： W 总 =W 有用 +W 额外 ③ 重要推论：使用任何机械都不能够省功，总功一定大于有用功。 2. 机械效率 η （1） 定义： 物理学中，有用功与总功的比值叫作机械效率 。 （2） 公式（万能通用公式，任何情况都成立） （3） 变形公式： （4） 重要性质 ① 机械效率没有物理单位，日常解题、答题时书写为百分数形式； ② 由于额外功一定大于0，W 有用 <W 总 ，因此 η <100%，永远不可能达到100%； ③ 机械效率越高，代表总功当中有用功所占的比例越高，机械能量利用率越好；不代表做功越快、做功越多。 3. 三大经典模型公式梳理（计算题必考） 模型A：竖直滑轮组，匀速提升重物 已知：物重G，上升高度h；拉力F，绳端移动距离s；承担物重绳子段数n，s=nh。 （1） 有用功：W 有用 =Gh （2） 总功：W 总 =Fs （3） 通用机械效率： （4） 补充推导式 ： ① 前提：不计绳重、不计摩擦，题目必须明确说明，才能够使用！） ② 额外功仅仅克服动滑轮自重：W 额外 =G 动 h ③ 结论：不计绳重摩擦时，动滑轮重力不变，物体重力越大，滑轮组机械效率越高。 ④ 提醒：题目没有写 “ 不计绳重与摩擦 ” ，严禁直接套用 ，只能使用通用公式 进行计算。 模型B：水平滑轮组，水平匀速拉动物体（重灾区） 物体水平运动，重力方向与运动方向垂直，重力不做功！ 已知 ： 物体受到滑动摩擦力f，物体移动距离s 物 ；绳端拉力F，绳端移动距离s 绳 ，s 绳 =ns 物 。 ) ( （1） 有用功：克服摩擦力做功W 有用 =fs 物 （2） 总功：W 总 =Fs 绳 （3） 机械效率： （4） 高频陷阱：千万不要写W 有用 =Gs 物 。 模型C：斜面模型 物体沿斜面匀速向上拉动；斜面高度h，斜面长度L；物体重力G，拉力F，物体与斜面之间摩擦力f。 （1） 有用功 ： W 有用 =Gh （2） 总功：W 总 =FL （3） 额外功：克服斜面摩擦做功 ： W 额外 =fL （4） 机械效率： （5） 摩擦力求解： ① 斜面上F ≠ f；拉力既要克服重力分力，又要克服摩擦力，拉力一定大于摩擦力。 ② 斜面机械效率影响因素：斜面粗糙程度、斜面倾斜角度；斜面越陡、接触面越光滑，机械效率越高。 4. 实验：测量机械效率 （1） 测量 滑轮组的机械效率与哪些因素有关 【 实验原理 】 ： 　 【 待测数据 】 ： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【 实验器材 】 ：钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【 实验步骤 】 ： ① 用所给器材组装如图所示滑轮组。 ② 将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 ③ 将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。 ④ 用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 ⑤ 根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ 有用 ＝Ｇｈ和Ｗ 总 ＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按 计算该滑轮组的机械效率。 ⑦ 钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 ⑧ 实验结论： a. 滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ) ( b. 同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高； c. 不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 ⑨ 注意事项 ： a. 必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计，目的是：保证拉力大小恒定，且弹簧测力计的示数稳定，便于准确读数。 b. 结论：影响滑轮组机械效率的主要因素有：物重大小、动滑轮自重、摩擦阻力。 （2） 测量 斜面的机械效率 【 实验原理 】 ： 【 待测数据 】 ： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计 的 示 数F和 重物移动的距离 L。 【 实验器材 】 ： 重物 、 斜面 、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【 实验步骤 】 ： ① 用弹簧测力计测出重物的重力G，记录数据。 ② 按图组装斜面，用弹簧测力计沿斜面匀速直线拉动重物，从斜面底端拉到顶端；读出拉力大小F。 ③ 用刻度尺量出重物上升的高度h、重物沿斜面移动的距离L，记录数据。 ④ 根据公式 ，计算此时斜面的机械效率。 ⑤ 改变斜面倾斜程度（或者改变接触面粗糙程度），重复上面实验，多次测量。 【注意事项】（考试常考填空） ① 拉力方向：必须平行于斜面。 ② 拉动要求：匀速缓慢拉动。若加速拉动，拉力偏大；静止读数，拉力偏小，都会带来实验误差。 【实验结论】 ① 粗糙程度不变：斜面越陡，机械效率越高。 ② 倾斜程度不变：斜面越粗糙，机械效率越低。 ③ 斜面机械效率与物体重力无关。 5. 如何提高机械效率 根据 ，W 总 ＝W 有用 + W 额外 可知，影响机械效率高低的主要因素是：有用功和额外功的大小．因此，提高机械效率的方法有： （1） 增大有用功．例如增加被提升物体的重力等． （2） 减小额外功．例如改进结构，使机械更合理、更轻巧；经常保养，定时润滑，使机械运转良好等． （六） 跨学科实践：调查机械并制作机械模型 1.   常见简单机械拓展 （1） 轮轴：实质是杠杆；如绞车、门把手；轮半径大于轴半径，省力。 ) ( （2）斜面：省力，费距离；斜面越缓越省力；盘山公路就是斜面。 2.   实践完整流程： ① 调查：观察古代机械（桔槔、绞车）、生活机械（起重机、自行车），识别其中杠杆、滑轮、轮轴、斜面； ② 设计：确定模型用途，选择材料，画出简易结构草图； ③ 制作：组装简易机械模型； ④ 测试：测试模型的省力情况、移动距离；测量粗略机械效率； ⑤ 评估改进：分析额外功来源（摩擦、自重），提出改进方案，如减小摩擦、减轻部件自重。 3.   工程思维：模型不一定追求效率最高，要兼顾成本、材料、可实现性。 ) A卷·基础过关 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1．周末，小强的爸爸钓上了一条大鱼，他左手握住鱼竿尾部，右手用力往上拉，鱼儿正在水里奋力挣扎，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．钓鱼竿是一个费力杠杆 B．左手对鱼竿的力可视为杠杆受到的动力 C．鱼竿越长越省力 D．右手到鱼竿尾部的距离越小越省力 2．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 3．施工中，一个工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力（　　） A．大 B．大 C．大 D．一样大 4．如图所示，在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到的作用，第二次受到竖直向上的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（   ） A．该实验中，需要测量的物理量只有物重和弹簧测力计示数F B． C．的力臂大小为2r D． 5．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 6．工人用相同且较轻的滑轮以如图所示的甲、乙两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度。若不计绳重、滑轮重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（   ） A．甲方式中工人所用拉力等于乙方式中工人所用拉力 B．甲方式中工人所用拉力小于乙方式中工人所用拉力 C．甲方式中绳端移动的距离比乙方式中绳端移动的距离小 D．提升重物过程中，甲、乙方式中工人对地面的压力都减小 7．小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为，如图所示。比赛全过程，（忽略滑轮轮轴的摩擦力），则（　　） A．该滑轮是定滑轮 B．滑轮保持静止 C．小艳会获胜 D．M、N移动的距离相等 8. 如图，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（ ） A B. C. D. 9.智能机械手夹爪抓取物体时，夹爪杠杆的主要优势是（ ） A. 省力、增大抓取力度 B. 省距离、活动范围大 C. 省功、提高效率 D. 改变力的方向、省力 10．工人师傅某次使用下图所示的滑轮组提升重物时，用250N的拉力将重400N的物体在20s内匀速提升4m。如果不计绳重及摩擦阻力的影响，下列分析和计算正确的是（　　） A．上端的定滑轮可以省力 B．该过程中工人做的总功为1000J C．工人师傅做的有用功为2000J D．滑轮组的机械效率为80% 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74.1% 57.1% 11．如图所示是测量滑轮组机械效率的实验情境，得到的数据记录在表格中。下列说法错误的是（　　） A．第1次实验是使用甲图装置完成的 B．第3次实验的机械效率为83.3% C．分析比较第1、3次实验可得出：同一滑轮组提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高 D．分析比较第2、3次实验可得出：动滑轮重越小.，滑轮组的机械效率越高 12．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的两个滑轮组，相同时间内把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力F1和F2大小相等 B．拉力F1对滑轮组做的功多 C．拉力F2对滑轮组做功的功率大 D．两滑轮组的机械效率相等 二．填空题 13．如图所示，处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向　 　（选填“左”或“右”）的压力，使用过程中，随着订书钉的减少，弹簧的压力将　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；使用时为了更省力，手应该放在　 　（选填“A”或“B”）位置按。 14．图示为手摇升降晾衣架，转动手摇器能使横杆上升或下降，安装在天花板上盒内的简单机械应是______（动滑轮/定滑轮）；将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1.5m，至少对衣服做_______J的功；衣服挂的位置从6孔移到10孔，右侧钢丝绳中的拉力会_______（变大/变小/不变）。 15．如图所示，利用轻质 　 　滑轮A（填“定”或“动”）匀速提升重物G。当重物匀速上升的速度为1米/秒时，拉力为10牛，则重物的重力为 　 　牛；若以2米/秒的速度匀速提升此重物，则拉力为　 　牛。 16.如图所示用甲、乙两滑轮组匀速提升重物A,重物A的重力是600 N,不计动滑轮重及摩擦,绳子的拉力F乙为　 　N;若将重物A提高1 m,则甲滑轮组中绳子的自由端移动的距离为　 m;若乙滑轮组中绳子的自由端移动的速度为40 cm/s,则重物A移动的速度为　　m/s。  17. 如图所示，小明同学向上跳台阶进行晨练，已知小明重500N，在10s内匀速连跳12级台阶（每级台阶的高度为0.2m），在这个过程中，小明克服摩擦做功为2800J，那么，小明竖直向上跳的平均速度是__________m/s，小明克服重力做的功是__________J，小明做功的总功率是__________W。 18. 如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC=4OA，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，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的有用功是_______J，总功_______J，木棒重为_______N。 19. 小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m，则绳子自由端移动的距离为______m，若物体与地面的摩擦力为9 N，则他所做的功是______J，如果小勇对绳的拉力F＝4 N，该滑轮组的机械效率为______%。 20. 如图所示，将一块lm长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端．此过程中拉力做的总功是_______J，机械效率为_______，木板对小铁块的摩擦力为_______N． 三．解答题 21.作图题 （1）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力 F₁的作用下，绕肘关节(支点O)转动，如图所示，请在图乙中画出动力 F₁的力臂 l₁和阻力 F₂的示意图。 （2）如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在力F 的作用下杠杆在水平位置静止，l为 F 的力臂，请作出力 F 的示意图。 （3）如图所示,人站在地上用力提升重物,请画出滑轮组绕线方法。 22．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。 (2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 格。 (3)实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，其目的是______（选填“A”或“B”）。 A．减小误差 B．使结论具有普遍性 (4)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 23．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0    （1）表格中第三次实验的拉力应为 N； （2）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）用图丙进行实验时，最好沿 方向匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ； （4）在本实验中进行了多次实验，目的是 。 A．从多次实验中选取最准确的数据　B．从特殊现象中得到普遍规律 C．利用控制变量法 24．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）用体重计测量自己的质量m； （2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 （填测量器材）记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）； （4）数据处理： ①自己所受的重力 ； ②跳n次所做的总功 ； ③则平均功率 ； （5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则( ) A．频率相同，体重大的功率大    B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小    D．体重相同，跳的时间长的功率大 25．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示，得到的数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.4 62.5% 3 6 0.1 2.4 0.3 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升；如果测量中弹簧测力计静止时读数，会导致测量的机械效率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中若缺少刻度尺 （选填“能”或“不能”）完成实验； (2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验； (3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ； (4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= （百分号前保留一位小数）； (5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高。 26.如图所示，在粗糙的地面上有一个盛满油的圆柱桶，高80厘米，底部直径为60厘米，总重为1500牛，现在想使底部B点稍离地面。 （1）如果在C点施加一个竖直向上的拉力，力的大小是多少？ （2）如果在C点施加一个水平向左的推力，力的大小是多少？ （3）使B点稍离地面的最小力为多少？ 27．深圳特区建设如火如荼，图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空处理楼体外墙的情景。吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构如图乙所示。吊篮自重600N，静置在水平地面时，它与地面的接触面积是200cm2，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m，工人及工具的总重为2400N，电动机对绳子的拉力做功1.92×104J，耗电功率为800W。求：（取g＝10N/kg，不计滑轮重、绳重和摩擦） （1）工人带工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强多大？ （2）吊升过程中，人上升的速度？ （3）电动机对绳子的拉力大小？ （4）电动机的效率是多少？ 28.阅读短文，回答问题。 大国重器——2026徐工14000吨级环轨式起重机 2026年8月，我国徐工集团研制的14000吨级环轨式起重机在江苏徐州正式下线，这台大国重器主要服务“华龙一号2.0”核电工程大型模块吊装作业，标志我国大型起重装备达到全球领先水平 。起重机内部融合大量简单机械，吊臂本质是杠杆，吊钩上方由多组滑轮组构成。滑轮组既可以省力，又能够改变拉力方向。在吊装大型核电模块时，起重机将重物匀速向上提升，拉力对物体做功。其中对核电模块做的功属于有用功；提升动滑轮、克服部件摩擦产生额外功；拉力总共做的功为总功。受额外功的制约，起重机机械效率始终小于100%。功率可以描述起重机做功的快慢。 学校开展跨学科实践《机械的调查与机械模型制作》，同学们以这款巨型起重机为原型，利用雪糕棒、细线、瓶盖、塑料滑轮，制作缩小版起重机模型。制作过程中同学们发现：模型摩擦较大，机械效率偏低；小组采用控制变量法探究滑轮组机械效率与物重的关系，保持动滑轮重力不变，改变钩码数量，竖直匀速拉动弹簧测力计，记录多组实验数据。通过测试发现：增大被提升物体重力，可以提升滑轮组机械效率；减轻动滑轮自重、涂抹润滑油减小摩擦，同样能够提高模型的机械效率。该实践把大国重器和初中物理相结合，体会简单机械在工程领域巨大价值。 阅读上文，完成(1)-(5)小题。 (1)起重机吊臂本质属于________；滑轮组工作时，承担物重的是与________直接相连的绳子段数。 (2)起重机匀速吊起核电模块，对模块做的功为________功；克服滑轮摩擦、动滑轮自重产生________功。 (3)关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ） A.做功越多，功率一定越大 B.功率越大，机械效率一定越高 C.机械效率总小于1 D.省力的机械，机械效率一定高 (4)跨学科实践制作起重机模型，探究滑轮组机械效率与物重关系，实验操作要求弹簧测力计（ ） A.加速向上拉动 B.竖直匀速向上拉动 C.静止不动读数 D.斜向上加速拉动 (5)下面实例当中，属于费力杠杆的是（ ） A.羊角锤 B.镊子 C.瓶盖起子 D.钢丝钳 B卷·强化提优 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.人踮脚时脚掌可以看作一个杠杆，下列能正确表示踮脚时该杠杆的支点、动力和阻力的示意图是( ) 2.如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是( ) A．F1的力臂为OD B．F2的力臂为AD C．F3的力臂为OA D．沿三个方向力的大小一样 3. 如图所示，用两个滑轮匀速提起两个物体，甲、乙两个滑轮提起重物的质量相等，不计摩擦和绳重，若，则说明了（　　） A. 使用定滑轮比使用动滑轮省力 B. 动滑轮的重力大于物体的重力 C. 使用动滑轮不省力 D. 动滑轮的重力小于物体的重力 4.如图所示,若4个图中物体受到的水平摩擦力都是10 N,则物体做匀速直线运动时拉力最大的是图(　　) A. B. C. D. 5.如图所示,物体重900 N,站在地上的人拉住绳子的一端,使物体匀速上升,若不计摩擦和滑轮的重力,则人的拉力为 (　　) A.400 N B.300 N C.200 N D.150 N 6.如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC(AB＞AC)以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1和F2，拉力做功为W1和W2，拉力做功的功率分别为P1和P2，则(　　) A.F1＜F2，W1=W2，P1＞P2 B.F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2 C.F1＜F2，W1＞W2，P1＜P2 D.F1＜F2，W1= W2，P1＜P2 7．一辆赛车在跌宕起伏道路行驶，先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程，若该赛车输出功率P恒定，则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是（   ） A． B．C．D． 8.制作投石机模型时，投石机抛射石块的臂杆属于（ ） A. 省力杠杆，省距离 B. 费力杠杆，费距离 C. 省力杠杆，费距离 D. 费力杠杆，省距离 9.制作机械模型时，减小转轴摩擦的主要目的是（ ） A. 增大有用功 B. 减小额外功 C. 增大总功 D. 提高功率 10．一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F（如图甲）：F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法不正确的是（    ） A．0-2s内木箱所受摩擦力为1N B．0-2s内推力F对木箱没有做功 C．2s-4s内推力F对木箱所做的功为6J D．4s-6s内推力F对木箱做功的功率为8W 11.物理兴趣小组的小强设计了如图所示的装置传送物品，现有质量m＝25kg的木箱，长L＝5m、高h＝3m的固定斜面他用F＝100N的力拉绳，使木箱以v＝0.2m/s的速度沿斜面匀速地由低端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0＝20J。已知动滑轮质量m＝1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg，则下列说法错误的是（　　） A．木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间是25s B．F做功的功率为40W C．整个装置的机械效率是75% D．斜面对木箱的摩擦力大小是50N 12．塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，其水平臂AOB可视为杠杆，O为其支点，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图，它将重为5000N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为3000N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A.拉力F的功率为3000W B.滑轮组的机械效率为60% C.塔吊宽大的底座可以增大它对地面的压强 D.当所吊重物向B端移动时，配重应适当向O点移动 二．填空题 13．如图所示，手机自拍杆可以看作是一个 　 　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆（O为支点）。若自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2＝2N，图中l1＝15cm、l2＝75cm，则手垂直作用于杆的动力F1＝　 　N；若自拍时只缩短自拍杆，使AB变短，F1的大小将 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 14．“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于　 　（填简单机械名称）模型；人们借助这种装置的主要目的是为　 　（选填“省力”、“省距离”或“省功”）；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为　 　kg。（g取10N/kg） 15.人从平躺状态坐起，克服自身______做功；重力方向竖直向下，人体重心向上移动，重力对人体______功；判断是否做功，关键看物体是否沿力的______通过一段距离。 16. 工人用如图所示的甲、乙两种滑轮，使同样一桶沙子以相同速度匀速上升，所用的拉力分别是F甲、F乙，滑轮机械效率分别是η甲、η乙，拉力的功率分别是P甲、P乙，若不计绳重和摩擦，且沙子的重力大于动滑轮重力，则F甲_______F乙，η甲_______η乙，P甲_______P乙。（选填“＞”、“＜”或“=”） 17.杆秤秤砣质量偏大，测量值______；秤杆左端折断，测量值______；支点右移，测量值______。 18.龙骨水车由______、______、传动结构组成；整套机械工作时______（能/不能）省功。 19．如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力F随时间t变化的规律如图乙所示，速度v随时间t变化的规律如图丙所示，则在0-2s的过程中物体所受摩擦力为 N；在2-4s的过程中，物体克服摩擦力做功的功率为 W；在4-6s的过程中拉力F所做的功为 J。 20．如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 　 　m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 　 J，塔吊的机械效率为 　 　。 三．解答题 21.作图题 （1）在图中画出力 F 的力臂，并标上相应的字母l。 （2）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB 可视做绕O 点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力 F 将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：①灯头受到的重力G 的示意图；②拉力 F 的力臂l。 （3）如图所示，汽车陷入淤泥中，要用滑轮组将汽车拉出来，请在图中画出最省力的绕绳方式。 22．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 。 23．为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点，某小组同学利用不同的滑轮将重为10牛的物体匀速提起，滑轮的工作情况和实验数据如表所示。 实验 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 滑轮工作 情况 定滑轮 动滑轮 滑轮重力（牛） 1 1 1 1 2 3 3 3 3 拉力（牛） 10 10 10 5.5 6.0 6.5 7.2 8.0 （1）分析比较实验序号　 　 可得出的初步结论是：使用定滑轮匀速提升重物时，不改变力 的大小，可以改变用力方向。 （2）分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是：利用动滑轮匀速提升相同的重物时，滑轮越重，　 　；竖直向上的拉力等于　 　。 （3）分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是：　 　。 （4）依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为　 　牛。 24．某小组同学研究吊车做功的快慢与哪些因素有关，他们测出吊车吊起货物所用的牵引力大小和吊起的速度并记录在三个表格中。实验中发现每一个吊车做功快慢相同，而甲吊车做功最快，乙其次，丙最慢。 表一 甲吊车 序 号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 表二乙吊车 序号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 表三丙吊车 序号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 1 2000 12.5 4 2000 10.0 7 2000 7.5 2 2500 10.0 5 2500 8.0 8 2500 6.0 3 5000 5.0 6 5000 4.0 9 3000 5.0 （1）分析观察序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是　 　 （2）分析比较实验序号　 　的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当机械速度相同时，牵引力越大，机械做功越快。 （3）进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论： ①分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：　 　。 ②分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：　 　。 25．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： 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 实验次数 物体 物重G/N 斜面高度h/cm 拉力F/N 斜面长度s/cm 机械效率η 1 木块 6 10 1.20 100 50% 2 小车 6 10 0.75 100 (1)实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。 (2)表中是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： ①第2次实验时斜面的机械效率为 %。 ②进行这两次对比实验是为了研究斜面的机械效率与 的关系。 ③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。 (3) 小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重力为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成 比。 ②当斜面的水平长度L=0.40m时，拉力做的总功为 J。 ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。 26．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 27.如图所示,体重为400 N的工人师傅用120 N的拉力,使重为300 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升。(不计绳重及摩擦)求: (1)5 s内绳子自由端移动的距离。 (2)动滑轮的重力。 (3)若绳子所能承受的最大拉力为600 N,则工人师傅所能提起的最大物重。 28.阅读短文，回答问题。 空间站机械臂与校园机械模型跨学科探究 2026年我国持续优化升级空间站组合机械臂，组合展开长度接近15米，可以辅助航天员出舱、转运舱外设备，被称作太空“大力士”。空间站机械臂关节转动部分利用杠杆原理，臂端配置滑轮机构。机械臂抓取设备匀速移动时，在水平方向移动过程中，设备重力不做功；只有机械臂向上提升设备时，克服物体重力做功。 物理课堂开展跨学科实践活动：机械的调查与机械模型制作。同学们分组查阅我国古代机械桔槔（汲水杠杆）、绞车（轮轴），再自主设计并且搭建简易机械模型。甲组同学制作杠杆模型，探究杠杆平衡条件F1l1=F2l2，实验前调节杠杆在水平位置平衡，便于直接读出力臂；乙组组装滑轮组模型，不计绳重与摩擦，拉力F=（G物+G动），绳子自由端移动距离s=nh。小组实验发现：使用简单机械可以省力或者省距离，但任何机械都不能够省功。 部分小组做水平拉动物体的模拟实验：水平滑轮组拉动木块，此时有用功不再是克服重力做功，而是克服物体与接触面之间的摩擦力做功。同学们通过模型测试，理解工程装备背后物理原理，建立工程实践思维。 阅读上文，完成(1)-(5)小题。 (1)空间站机械臂水平平移设备时，设备的重力________（选填“做功”或“不做功”）；杠杆平衡条件公式：________________________。 (2)水平滑轮组拉动木块，该情景下的有用功是克服_____做功；使用任何机械都不能___。 (3)关于力臂，下列理解正确的是（ ） A.力臂是支点到力的作用点的距离 B.力臂是支点到力的作用线的垂直距离 C.力臂一定在杠杆上 D.杠杆越长，力臂就一定越大 (4)不计绳重以及摩擦，滑轮组把重物提升，若只增加所提升物体重力，则滑轮组的机械效率将会（ ） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定 (5)下列四种情景当中，力对物体做功的是（ ） A.用力推大石头，石头纹丝不动 B.提着水桶沿水平路面匀速行走 C.沿着斜面把木箱推上高台 D.篮球离开手，在空中继续向前飞行 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理臻选·2026-2027学年苏科版九年级物理上 《第十一章简单机械和功素养进阶（单元小结）》提优特训A·B卷 一．特训目标 ( 1.理解杠杆五要素、杠杆平衡条件；掌握定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质与特点；理解功、功率、机械效率的物理意义；区分有用功、额外功、总功；结合跨学科实践认识轮轴、斜面等简单机械，建立简单机械的模型观念，知道使用机械可以省力、省距离，但不能省功。 2.会画杠杆力臂；能利用杠杆平衡条件进行分析计算；区分竖直、水平滑轮组的做功模型；会分析机械效率影响因素；能对自制机械模型进行原理分析，运用控制变量法分析实验，提升模型建构、逻辑推理能力。 3.回顾探究杠杆平衡条件、测量滑轮组机械效率实验；掌握实验操作要点、误差分析；完成跨学科实践完整流程：调查生活与古代机械 → 设计制作简易机械模型 → 测试性能 → 评估改进；能对模型的优缺点提出优化方案，提升动手探究与工程实践能力。 4.了解我国古代绞车、桔槔等机械的智慧，体会简单机械对人类社会发展的作用；认识机械效率与节能的关系；在模型制作中培养团队合作意识；树立 “ 使用机械不能省功 ” 的科学观念，摒弃 “ 机械一定省力 ” 的错误认知。 ) 二．重点难点 ( （一）重点 1.杠杆五要素；力臂作图；杠杆平衡条件F 1 l 1 =F 2 l 2 ；省力、费力、等臂杠杆的识别与实例辨析。 2.定滑轮、动滑轮、滑轮组的实质、特点；滑轮组绳子段数n判断；F、s、h关系。 3.做功两个必要因素；功W=Fs、功率P= =Fv公式及计算；单位。 4.有用功、额外功、总功；机械效率 ；测量滑轮组机械效率实验；影响机械效率的因素、提高机械效率的方法。 5.跨学科实践重点：识别古代、生活中的简单机械（杠杆、滑轮、轮轴、斜面）；机械模型的设计 ‑ 制作 ‑ 测试 ‑ 改进；分析模型的优缺点与改进方案。 （二）难点 1.力臂作图：区分 “ 支点到作用点距离 ” 和 “ 支点到力的作用线垂直距离 ” ；杠杆动态平衡分析。 2.滑轮组竖直提升物体与水平拉动物体两种模型区分；水平滑轮组有用功是克服摩擦力做功。 3.机械效率综合计算：区分W 有 、W 额 ；理解 η <1，机械效率永远小于1；区分功率与机械效率两个物理量。 4.跨学科实践难点：对自制机械模型进行原理拆解；分析模型额外功来源；评估模型的优缺点，提出改进措施。 5.   区分 “ 省力 ” 和 “ 省功 ” ；理解使用任何机械都不省功。 )三．知识梳理 ( （一） 杠杆 1. 杠杆 的基础概念 （1）定义：一根在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒叫做杠杆。 （2）理解：杠杆不一定是直棒，可以是弯曲的，只要满足硬棒、固定转动点、受力转动三个特点即可。 （3）杠杆的五个要素 ) ( ① 支点(O)：杠杆绕着转动的固定点。 ② 动力(F 1 )：使杠杆转动的力。 ③ 阻力(F 2 )：阻碍杠杆转动的力。动力和阻力都是作用在杠杆上的力。 ④ 动力臂(l 1 )：从支点到动力作用线的垂直距离，不是支点到动力作用点的长度。 ⑤ 阻力臂(l 2 )：从支点到阻力作用线的垂直距离。 （4）画力臂步骤： 找支点 → 延长力的作用线 → 过支点作垂线 → 标注垂直符号、力臂符号。 2.杠杆平衡（杠杆原理） （ 1 ）杠杆平衡：指杠杆 静止或匀速转动。 （2） 探究杠杆的平衡条件 【 实验器材 】 ：弹簧测力计、杠杆、钩码、细线、支架 【 实验过程 】 ： ① 安装器材，调节杠杆两端的平衡螺母（挂钩码前）使杠杆在水平位置平衡； ② 在杠杆的一侧挂上一定数量的钩码，在杠杆的某一位置挂钩码或用弹簧测力计竖直拉住杠杆，使杠杆在水平位置平衡，记录对应的动力、动力臂、阻力和阻力臂； ③ 重复多次实验，得出结论。 【实验结论】： 杠杆平衡时，动力 × 动力臂=阻力 × 阻力臂，即 F 1 L 1 =F 2 L 2 【注意事项】 ① 杠杆平衡是指杠杆 静止或匀速转动。 ② 实验前，在杠杆重心位置支撑是为了 消除杠杆自身重力对实验的影响； 实验过程中，使杠杆在水平位置平衡是为了 便于直接在杠杆上读取力臂的大小。 ③ 用弹簧测力计做实验时，若将弹簧测力计倾斜拉，则拉力会 变大（倾斜后动力臂变短，拉力需要增大才能平衡）。 ④ 多次实验的目的是 避免实验偶然性，寻找普遍规律。 ⑤ 实验中 没有用到控制变量法。 3.杠杆三种分类 （1）省力杠杆：l 1 >l 2 ，F 1 <F 2 ，省力费距离；实例：撬棒、羊角锤、开瓶器。 （2）费力杠杆：l 1 <l 2 ，F 1 >F 2 ，费力省距离；实例：筷子、钓鱼竿、镊子。 （3）等臂杠杆：l 1 =l 2 ，F 1 =F 2 ，不省力也不费力；实例：托盘天平、定滑轮。 【注意】：省力杠杆一定费距离；费力杠杆一定省距离；不存在既省力又省距离的杠杆。 4.动态杠杆规律： 当阻力与阻力臂乘积不变时，动力臂越长，所需要的动力越小；找最小动力的核心方法：在杠杆上找到离支点最远的点作为动力作用点，连接支点与该点作为最长动力臂，动力垂直于此连线时动力最小。 （二） 滑轮 1. 定滑轮 （1） 结构：轴的位置固定不动的滑轮。 ) ( （2） 实质：等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，L 1 =L 2 。 （3） 特点：不省力，不省距离，但可以改变拉力的方向。 （4） 公式：不计绳重与摩擦时，F=G 物 ；绳子自由端移动距离s=h，绳子速度v 绳 =v 物 。 （5） 实例：旗杆顶端滑轮、升国旗装置。 2. 动滑轮 （1） 结构：滑轮随物体一起移动。 （2） 实质：动力臂是阻力臂2倍的省力杠杆。 （3） 特点：能省一半力，费一倍距离，不能改变力的方向。 （4） 公式： ① 不计动滑轮重力、绳重与摩擦：F= G 物 ； ② 考虑动滑轮自重：F= (G 物 +G 动 )； ③ 距离与速度关系：s=2h，v 绳 =2v 物 。 3. 滑轮组 （1） 绳子段数n判断：直接数直接挂在动滑轮上的绳子段数； （2） 竖直提升重物（考虑动滑轮自重）： F= (G 物 +G 动 )；不计动滑轮重：F= G 物 ； （3） 距离与速度关系：s=nh，v 绳 =nv 物 ； （4） 绕线原则：奇动偶定 —— n为奇数，绳子起始端固定在动滑轮挂钩；n为偶数，起始端固定在定滑轮挂钩。 4. 水平放置的滑轮组 此时拉力克服物体受到的滑动摩擦力，不再考虑物体重力；不计滑轮重、绳重摩擦：F= f；绳子移动距离s 绳 =ns 物 。 ) ( （三） 功 1.功的定义 ： 如果一个力作用在物体上，并且使物体在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了机械功，简称功。 2. 做功的本质： 力产生了 “ 成效 ” ，使物体沿着力的方向发生位置移动。 3. 做功必不可少的两个必要因素（二者缺一不可） （1） 有力作用在物体上（F ≠ 0） （2） 物体在该力的方向上通过一定的距离（s ≠ 0） 4. 三种不做功的典型情景 不做功的情况 分析 事例 有距离无力 物体在运动方向上没有受到力的作用 ， 由于惯性通过一段距离 ， 也就是没有力做功 ， 也称为 “ 不劳无功 ” 足球离开脚后在水平面上滚动了一段距离 ， 人对足球没有做功 有力无距离 有力作用在物体上 ， 但物体没动 ， 即物体没有通过距离 ， 也叫 “ 劳而无功 ” 小朋友用力但没有搬起石头 ， 对石头没有做功 力 与距离的方向垂直 物体受到了力的作用 ， 也通过了一段距离 ， 但通过的距离与受力的方向垂直 ， 也叫 “ 垂直无功 ” 提水桶 ， 水桶水平移动了一段距离 ， 竖直提桶的力不做功 5. 功的计算 （ 1 ） 规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。 （ 2 ） 计算 ① 公式 ： W=Fs， 其中W表示功，单位是焦耳；F表示力，单位牛顿；s表示沿力的方向移动的距离，单位是米。 ② 单位：1J=1N • m。物理意义：用1N的力，使物体沿力的方向移动1m的距离，力做的功就是1J。 （3）功的计算必须注意的几个问题： ① 使用W＝Fs 时，统一使用国际单位制中的单位。 ② 做功的多少：只由W＝Fs 决定，与物体的质量、速度、运动方向、是否有摩擦无关。 ③ 利用公式进行计算时：力的大小和方向是不变的，若力的大小和方向是变化的，应分过程计算。 （4）公式W＝Fs 的运用: ① 同体性：力和物体移动的距离必须对应同一物体。 ② 同时性：力和物体移动距离必须对应同段时间。 ③ 同向性：公式中的F与s必须在同一直线上。 5.功的原理 （1）内容：使用任何机械都不省功。简单理解：利用机械做功时，人们做的功（总功），不会小于不用机械直接用手做的功。公式关系：W 机 ≥ W 手 。 （2）核心结论（三个 “ 不能 ” ） ① 省力的机械一定费距离 ) ( ② 省距离的机械一定费力； ③ 不存在既省力、又省距离、还省功的机械。 （3）使用机械的真正目的：机械不是用来省功的，而是为了：省力（如羊角锤）或省距离（钓鱼竿）或 改变力的方向（定滑轮） （四） 功率 1. 定义： 功与做功所用时间之比叫做功率。 2. 物理意义： 表示物体做功快慢的物理量。功率越大，代表物体做功越快；功率越小，做功越慢。 3.公式： P= P —— 功率；单位：瓦特（W） W —— 功；单位：焦耳（J） t —— 做功时间；单位：秒（s） 4 .单位 ： （1） 国际单位：瓦特，符号W 1W=1J/s，物理含义：物体1s内做功1J。 （2） 常用单位：千瓦（kW 换算关系：1kW=1000W 5. 推导公式 ： P=Fv（高频考点） （1） 推导过程：P= = =Fv （2） 适用条件：物体做匀速直线运动 （3） 物理含义：当功率P一定时，牵引力F与速度v成反比。 （4） 应用实例：汽车上坡时，发动机功率不变，降低车速，获 得更大的牵引力。 6. 常见的功率： 8W 16W 60-80W 80KW 5.5-20MW 147MW 7. 功率的测量实验（人上楼功率） （1） 原理：P= = = （2） 测量物理量：人的质量m、楼层高度h、上楼时间t （3） 器材：磅秤（测质量）、刻度尺（测楼高）、秒表（测时间） （五） 机械效率 1. 有用功、额外功、总功（核心基础） （1） 有用功W 有用 ： ① 定义： 为了完成工作目的，必须做的、对人类有用的功。 ② 关键点：有用功由做功目的决定，目的改变，有用功、额外功可以互换。 （2） 额外功W 额外 ： ① 定义： 不需要，但是不得不额外完成的功。 ② 额外功两大主要来源： a. 克服机械自身自重做功（动滑轮自重、杠杆自重）； b. 克服机械零部件之间摩擦、绳重做功。 c. 克服机械零部件之间摩擦、绳重做功。 ) ( （3） 总功W 总 ： ① 定义： 动力（人或者机器）直接对机械所做的功，也就是实际输入机械当中的总功。 ② 三者关系式： W 总 =W 有用 +W 额外 ③ 重要推论：使用任何机械都不能够省功，总功一定大于有用功。 2. 机械效率 η （1） 定义： 物理学中，有用功与总功的比值叫作机械效率 。 （2） 公式（万能通用公式，任何情况都成立） （3） 变形公式： （4） 重要性质 ① 机械效率没有物理单位，日常解题、答题时书写为百分数形式； ② 由于额外功一定大于0，W 有用 <W 总 ，因此 η <100%，永远不可能达到100%； ③ 机械效率越高，代表总功当中有用功所占的比例越高，机械能量利用率越好；不代表做功越快、做功越多。 3. 三大经典模型公式梳理（计算题必考） 模型A：竖直滑轮组，匀速提升重物 已知：物重G，上升高度h；拉力F，绳端移动距离s；承担物重绳子段数n，s=nh。 （1） 有用功：W 有用 =Gh （2） 总功：W 总 =Fs （3） 通用机械效率： （4） 补充推导式 ： ① 前提：不计绳重、不计摩擦，题目必须明确说明，才能够使用！） ② 额外功仅仅克服动滑轮自重：W 额外 =G 动 h ③ 结论：不计绳重摩擦时，动滑轮重力不变，物体重力越大，滑轮组机械效率越高。 ④ 提醒：题目没有写 “ 不计绳重与摩擦 ” ，严禁直接套用 ，只能使用通用公式 进行计算。 模型B：水平滑轮组，水平匀速拉动物体（重灾区） 物体水平运动，重力方向与运动方向垂直，重力不做功！ 已知 ： 物体受到滑动摩擦力f，物体移动距离s 物 ；绳端拉力F，绳端移动距离s 绳 ，s 绳 =ns 物 。 ) ( （1） 有用功：克服摩擦力做功W 有用 =fs 物 （2） 总功：W 总 =Fs 绳 （3） 机械效率： （4） 高频陷阱：千万不要写W 有用 =Gs 物 。 模型C：斜面模型 物体沿斜面匀速向上拉动；斜面高度h，斜面长度L；物体重力G，拉力F，物体与斜面之间摩擦力f。 （1） 有用功 ： W 有用 =Gh （2） 总功：W 总 =FL （3） 额外功：克服斜面摩擦做功 ： W 额外 =fL （4） 机械效率： （5） 摩擦力求解： ① 斜面上F ≠ f；拉力既要克服重力分力，又要克服摩擦力，拉力一定大于摩擦力。 ② 斜面机械效率影响因素：斜面粗糙程度、斜面倾斜角度；斜面越陡、接触面越光滑，机械效率越高。 4. 实验：测量机械效率 （1） 测量 滑轮组的机械效率与哪些因素有关 【 实验原理 】 ： 　 【 待测数据 】 ： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【 实验器材 】 ：钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【 实验步骤 】 ： ① 用所给器材组装如图所示滑轮组。 ② 将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 ③ 将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。 ④ 用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 ⑤ 根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ 有用 ＝Ｇｈ和Ｗ 总 ＝Ｆｓ计算出有用功和总功，按 计算该滑轮组的机械效率。 ⑦ 钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 ⑧ 实验结论： a. 滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ) ( b. 同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高； c. 不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低 ⑨ 注意事项 ： a. 必须匀速竖直向上拉动弹簧测力计，目的是：保证拉力大小恒定，且弹簧测力计的示数稳定，便于准确读数。 b. 结论：影响滑轮组机械效率的主要因素有：物重大小、动滑轮自重、摩擦阻力。 （2） 测量 斜面的机械效率 【 实验原理 】 ： 【 待测数据 】 ： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计 的 示 数F和 重物移动的距离 L。 【 实验器材 】 ： 重物 、 斜面 、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【 实验步骤 】 ： ① 用弹簧测力计测出重物的重力G，记录数据。 ② 按图组装斜面，用弹簧测力计沿斜面匀速直线拉动重物，从斜面底端拉到顶端；读出拉力大小F。 ③ 用刻度尺量出重物上升的高度h、重物沿斜面移动的距离L，记录数据。 ④ 根据公式 ，计算此时斜面的机械效率。 ⑤ 改变斜面倾斜程度（或者改变接触面粗糙程度），重复上面实验，多次测量。 【注意事项】（考试常考填空） ① 拉力方向：必须平行于斜面。 ② 拉动要求：匀速缓慢拉动。若加速拉动，拉力偏大；静止读数，拉力偏小，都会带来实验误差。 【实验结论】 ① 粗糙程度不变：斜面越陡，机械效率越高。 ② 倾斜程度不变：斜面越粗糙，机械效率越低。 ③ 斜面机械效率与物体重力无关。 5. 如何提高机械效率 根据 ，W 总 ＝W 有用 + W 额外 可知，影响机械效率高低的主要因素是：有用功和额外功的大小．因此，提高机械效率的方法有： （1） 增大有用功．例如增加被提升物体的重力等． （2） 减小额外功．例如改进结构，使机械更合理、更轻巧；经常保养，定时润滑，使机械运转良好等． （六） 跨学科实践：调查机械并制作机械模型 1.   常见简单机械拓展 （1） 轮轴：实质是杠杆；如绞车、门把手；轮半径大于轴半径，省力。 ) ( （2）斜面：省力，费距离；斜面越缓越省力；盘山公路就是斜面。 2.   实践完整流程： ① 调查：观察古代机械（桔槔、绞车）、生活机械（起重机、自行车），识别其中杠杆、滑轮、轮轴、斜面； ② 设计：确定模型用途，选择材料，画出简易结构草图； ③ 制作：组装简易机械模型； ④ 测试：测试模型的省力情况、移动距离；测量粗略机械效率； ⑤ 评估改进：分析额外功来源（摩擦、自重），提出改进方案，如减小摩擦、减轻部件自重。 3.   工程思维：模型不一定追求效率最高，要兼顾成本、材料、可实现性。 ) A卷·基础过关 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1．周末，小强的爸爸钓上了一条大鱼，他左手握住鱼竿尾部，右手用力往上拉，鱼儿正在水里奋力挣扎，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．钓鱼竿是一个费力杠杆 B．左手对鱼竿的力可视为杠杆受到的动力 C．鱼竿越长越省力 D．右手到鱼竿尾部的距离越小越省力 【答案】A 【解析】AB．钓鱼时，左手握住鱼竿尾部，相当于支点，右手用力往上拉，则右手对鱼竿的作用力为动力，鱼对鱼竿的作用力为阻力，对应的动力臂小于阻力臂，所以钓鱼竿是费力杠杆，故A正确，B错误；C．鱼竿越长，而两手间的距离不变，相当于增大阻力臂，阻力不变时，据杠杆的平衡条件知，动力增大，越费力，故C错误；D．右手到鱼竿尾部的距离越小，则动力臂越小，阻力臂越大，阻力不变时，据杠杆平衡条件知，动力增大，越费力，故D错误。故选A。 2．如图所示，一根均匀的细木棒可绕O点无摩擦转动，，对杠杆施加力F，将挂在A点重为180N的物体匀速提升0.4m。以下说法正确的是（　　） A．若在D点施加力F，该杠杆一定为省力杠杆 B．若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10N C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中的F变大 D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，则F做的功变大 【答案】B 【解析】A．若在D点施加力F，没有确定力F的方向，则动力臂长度不确定，不能确定该杠杆一定是省力杠杆，故A错误；B．若木棒的机械效率为90%，不计摩擦，则对物体做的功为有用功，对木棒做的功为额外功；因为，所以，当物体匀速提升0.4m时，木棒重心升高的高度为0.8m，故有解得，木棒的重力为G棒=10N，故B正确；C．若在C点施加竖直向上的力F，提升过程中，动力臂与阻力臂的比值不变，根据杠杆的平衡条件，力F不变，故C错误；D．若物体从A点移至C点，仍提起0.4m，对物体做的有用功不变，木棒重心升高的高度变小，对木棒做的额外功变小，所以，F做的功变小，故D错误。故选B。 3．施工中，一个工人利用如图所示的滑轮，若沿不同方向将一桶泥沙提到高处（不计摩擦），那么工人用的拉力（　　） A．大 B．大 C．大 D．一样大 【答案】D 【解析】因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。 4．如图所示，在“探究动滑轮工作特点”的实验中，滑轮第一次受到的作用，第二次受到竖直向上的作用，物体都被匀速向上提起。已知物体的重力为，若不计摩擦和绳重，则下列说法正确的是（   ） A．该实验中，需要测量的物理量只有物重和弹簧测力计示数F B． C．的力臂大小为2r D． 【答案】 【解析】A．在“探究动滑轮工作特点”的实验中，需要测量的物理量有动滑轮重G动、物重G物以及测力计示数F，故A错误；B．由图知，O为支点，不计摩擦和绳重，阻力为动滑轮和物体的总重力，阻力臂为动滑轮的半径；用竖直向上的力F2（动力）提升物体时，动力臂为动滑轮的直径，所以动力臂是阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件可知，动力是阻力的一半，即故B错误；C．力臂是支点到力的作用线的垂线段，由图知OA与F1的作用线垂直，所以F1的力臂为OA，故C错误；D．在提升动滑轮的过程中，由力臂的定义可知，F1的力臂要小于F2的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越小，动力越大，即，故D正确。故选D。 5．如下图所示，物体A重50N，物体B重30N，物体A在绳子拉力的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B匀速上升，则该拉力F的大小为（滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）（   ） A．10N B．20N C．30N D．50N 【答案】B 【解析】由图可知滑轮组绳子段数为3，因为滑轮和绳子的重力及绳子与滑轮之间的摩擦均不计，当物体A水平向右做匀速直线运动时，绳子自由端的拉力为 物体A受到的滑动摩擦力方向水平向左，根据二力平衡可知，物体A受到的滑动摩擦力大小为当物体A在水平向左的力F的作用下水平向左运动时，受到的滑动摩擦力方向水平向右，因接触面粗糙程度不变，压力大小不变，所以滑动摩擦力大小不变，物体B匀速上升，绳子自由端对物体A的拉力大小和方向都不变，所以拉力F的大小为故B正确，ACD错误。故选B。 6．工人用相同且较轻的滑轮以如图所示的甲、乙两种方式把同一重物竖直匀速提升相同高度。若不计绳重、滑轮重、摩擦和空气阻力，则下列说法正确的是（   ） A．甲方式中工人所用拉力等于乙方式中工人所用拉力 B．甲方式中工人所用拉力小于乙方式中工人所用拉力 C．甲方式中绳端移动的距离比乙方式中绳端移动的距离小 D．提升重物过程中，甲、乙方式中工人对地面的压力都减小 【答案】C 【解析】AB．图甲使用是定滑轮，不计绳重、摩擦和空气阻力，拉力；图乙使用是动滑轮，乙图中“轻质滑轮”动滑轮的重力远小于物体重力，不计绳重、摩擦和空气阻力，作用在绳自由端拉力大小为，因此甲中工人所用拉力大于乙中工人所用拉力，故AB错误；C．图甲使用是定滑轮，承担物重的绳子股数，绳自由端移动的距离；图乙使用是动滑轮，承担物重的绳子股数，绳自由端移动的距离为，甲中绳端移动距离比乙中绳端移动距离小，故C正确；C．由图可知，甲中工人受到绳向上的拉力，则提升重物过程中，甲中工人对地面的压力减小,；乙中工人受到绳向下的拉力，则提升重物过程中，乙中工人对地面的压力增大，，故D错误。故选C。 7．小艳和老郭进行一场“拔滑轮”比赛。A为固定在地面的柱子，小艳、老郭所拉绳子对滑轮的拉力分别为，如图所示。比赛全过程，（忽略滑轮轮轴的摩擦力），则（　　） A．该滑轮是定滑轮 B．滑轮保持静止 C．小艳会获胜 D．M、N移动的距离相等 【答案】C 【解析】A．A为固定在地面的柱子，若小艳获胜或老郭获胜，滑轮会向左或向右移动，滑轮为动滑轮，故A错误；BC．忽略滑轮轮轴的摩擦力，FN=2FM，因为F1=F2，F2=FN，所以F1>FN，滑轮将左移，小艳获胜，故B错误，C正确；D．滑轮将左移，M点移动的距离等于N点移动距离的2倍，故D错误。故选C。 8. 如图，是小球从某高度处由静止下落h过程的路程与时间关系图，在下面的四个选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（ ） A B. C. D. 【答案】C 【解析】由h-t图像知道，单位时间内物体下落的高度越来越大；又因为重力对该球做功是;W=Gh，所以，单位时间内重力对该球做功也越来越多，由于物体的重力不变，所以重力做功的变化与高度的变化规律是相同的，故选C． 9.智能机械手夹爪抓取物体时，夹爪杠杆的主要优势是（ ） A. 省力、增大抓取力度 B. 省距离、活动范围大 C. 省功、提高效率 D. 改变力的方向、省力 【答案】：B 【解析】：机械臂多为费力杠杆，费力省距离，末端活动范围大，适配精密操作。 10．工人师傅某次使用下图所示的滑轮组提升重物时，用250N的拉力将重400N的物体在20s内匀速提升4m。如果不计绳重及摩擦阻力的影响，下列分析和计算正确的是（　　） A．上端的定滑轮可以省力 B．该过程中工人做的总功为1000J C．工人师傅做的有用功为2000J D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【解析】A．上端的定滑轮相当于等臂杠杆，不省力，故A错误；B．由图得该过程中工人做的总功为故B错误；C．工人师傅做的有用功为故C错误；D．滑轮组的机械效率为故D正确。故选D。 实验次数 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.3 机械效率η 74.1% 57.1% 11．如图所示是测量滑轮组机械效率的实验情境，得到的数据记录在表格中。下列说法错误的是（　　） A．第1次实验是使用甲图装置完成的 B．第3次实验的机械效率为83.3% C．分析比较第1、3次实验可得出：同一滑轮组提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高 D．分析比较第2、3次实验可得出：动滑轮重越小.，滑轮组的机械效率越高 【答案】D 【解析】A、根据s＝nh，第1次实验绳子的有效段数：n＝＝＝3；第1次实验绳子的有效段数为3，故第1次实验是使用甲图做的实验；故A正确；B、第3次实验的机械效率：η＝×100%＝×100%≈83.3%；C、第1、2次实验使用的装置不同，提升物体的重力相同，第2次实验要克服两个动滑轮做额外功，由表中数据可知，两次实验滑轮组的机械效率不同，故滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关，故C正确；D、因滑轮组的机械效率与动滑轮的自重有关，故研究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，要控制使用不相同的装置，保持提升物体的重力大小不变，第2、3次中，所用装置不同（动滑轮重不同），所提钩码的重力大小不同，故由第2、3次数据可知不能得出滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关，故D错误。故选：D。 12．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的两个滑轮组，相同时间内把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．拉力F1和F2大小相等 B．拉力F1对滑轮组做的功多 C．拉力F2对滑轮组做功的功率大 D．两滑轮组的机械效率相等 【答案】D 【解析】不计绳重及摩擦，则有拉力F＝（G+G动），n1＝3，n2＝2；故绳子受到的拉力：F1＝（G+G动），F2＝（G+G动）；显然F1≠F2；因为动滑轮重相同，并且提升的物体重和高度相同，W额＝G动h，W有用＝Gh，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，故B错误；由η＝可得，滑轮组的机械效率相同，故A错误，D正确；因W1＝W2，做功的时间相同，根据P＝可知，拉力F1和F2对滑轮组做功的功率相同，故C错误。故选：D 二．填空题 13．如图所示，处于压缩状态的弹簧给订书钉一个向　 　（选填“左”或“右”）的压力，使用过程中，随着订书钉的减少，弹簧的压力将　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；使用时为了更省力，手应该放在　 　（选填“A”或“B”）位置按。 【答案】：左；减小；A 【解析】压缩的弹簧想要恢复原状，对订书钉施加向左的压力；订书钉变少，弹簧压缩量变小，弹力减小；根据杠杆原理，阻力、阻力臂不变时，动力臂越长越省力。A点动力臂更长，所以手放在A更省力。 14．图示为手摇升降晾衣架，转动手摇器能使横杆上升或下降，安装在天花板上盒内的简单机械应是______（动滑轮/定滑轮）；将挂在晾衣架上重为20N的衣服升高1.5m，至少对衣服做_______J的功；衣服挂的位置从6孔移到10孔，右侧钢丝绳中的拉力会_______（变大/变小/不变）。 【答案】定滑轮；30；不变 【解析】天花板盒内的滑轮，轴固定不动，是定滑轮（定滑轮只改变力的方向，不省力）。 克服衣服重力做功：W=Gh=20N×1.5m=30J，衣服从6孔移到10孔，晾衣架承担物重的绳子段数不变，衣服重力不变，因此钢丝绳拉力不变。 15．如图所示，利用轻质 　 　滑轮A（填“定”或“动”）匀速提升重物G。当重物匀速上升的速度为1米/秒时，拉力为10牛，则重物的重力为 　 　牛；若以2米/秒的速度匀速提升此重物，则拉力为　 　牛。 【答案】动；20；10 【解析】由图可知，滑轮A的轴随物体一起运动，故滑轮A是动滑轮。轻质滑轮重力可不计，根据 ，可知重物的重力为G=2F=2×10N=20N，当重物匀速上升的速度为1m/s时，拉力为10N，若以2m/s的速度匀速提升此重物，此时物体仍然处于平衡状态，故拉力不变，即拉力为10N。 16.如图所示用甲、乙两滑轮组匀速提升重物A,重物A的重力是600 N,不计动滑轮重及摩擦,绳子的拉力F乙为　 　N;若将重物A提高1 m,则甲滑轮组中绳子的自由端移动的距离为　 m;若乙滑轮组中绳子的自由端移动的速度为40 cm/s,则重物A移动的速度为　　m/s。  【答案】：300；3；0.2。 【解析】GA=600N，不计动滑轮重、绳重摩擦，乙滑轮组：n乙=2，F乙=×600=300N，甲滑轮组：n甲=3，h=1m，s甲=n甲h=3×1m=3m， v绳乙=40cm/s=0.4m/s，v物==0.2m/s。 17. 如图所示，小明同学向上跳台阶进行晨练，已知小明重500N，在10s内匀速连跳12级台阶（每级台阶的高度为0.2m），在这个过程中，小明克服摩擦做功为2800J，那么，小明竖直向上跳的平均速度是__________m/s，小明克服重力做的功是__________J，小明做功的总功率是__________W。 【答案】 0.24 1200 400 【解析】:小明在10s内竖直向上通过的路程h=12×0.2m=2.4m所以，小明竖直向上跳的平均速度是 小明克服重力做功是WG=Gh=500N×2.4m=1200J 小明做的总功是W总=WG +W摩擦力=1200J+2800J=4000J 小明做的总功率是 18. 如图所示，一根均匀的细木棒OC，OC=4OA，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，木棒的机械效率为90%，不计摩擦，提升该物体做的有用功是_______J，总功_______J，木棒重为_______N。 【答案】 36 40 10 【解析】有用功，根据得，总功为 ，额外功为，因为，B为OC的中点，所以，故当物体上升0.2m时，B点即杠杆的重心将上升0.4m；不计摩擦，根据可得 19. 小勇用如图所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m，则绳子自由端移动的距离为______m，若物体与地面的摩擦力为9 N，则他所做的功是______J，如果小勇对绳的拉力F＝4 N，该滑轮组的机械效率为______%。 【答案】 0.6 1.8 75 【解析】如图由三段绳子拉着动滑轮，所以绳子自由端移动的距离为 物体与地面的摩擦力为9 N，则他所做的有用功为，小勇对绳的拉力F＝4 N，则做的总功为 该滑轮组的机械效率为 20. 如图所示，将一块lm长的木板一端架高0.4m，用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端．此过程中拉力做的总功是_______J，机械效率为_______，木板对小铁块的摩擦力为_______N． 【答案】 50 80% 10 【解析】有用功为拉力做的总功是 机械效率为，克服摩擦力做的额外功为 根据得摩擦力为 三．解答题 21.作图题 （1）用手提起重物时，前臂可简化为杠杆：桡骨在肱二头肌牵引力 F₁的作用下，绕肘关节(支点O)转动，如图所示，请在图乙中画出动力 F₁的力臂 l₁和阻力 F₂的示意图。 （2）如图所示，轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在力F 的作用下杠杆在水平位置静止，l为 F 的力臂，请作出力 F 的示意图。 （3）如图所示,人站在地上用力提升重物,请画出滑轮组绕线方法。 【答案】 【解析】(1) 前臂杠杆（肱二头肌拉力F1，阻力F2），支点O：肘关节位置， F1的力臂l1： 沿F1方向延长画出力的作用线（虚线）；从支点O向这条线作垂直虚线，画上直角符号，标注l1。阻力F2：重物对手臂向下的拉力，作用在前臂远端，竖直向下画实线箭头，标F2。F2的力臂l2：从支点O竖直向下向F2作用线作垂线，虚线+直角，标注l2。 (2) 轻质杠杆（O为支点，重物G，画最小拉力F）杠杆上最长力臂 = 支点O到杠杆最右端端点的连线，连接支点O与杠杆最右端点，这条线段就是最大力臂；在端点处作这条连线的垂线；拉力方向斜向（3）人站在地上用力提升重物,说明人的拉力方向向下,绳子的起始端应系在动滑轮的挂钩上,再依次绕绳。 22．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： (1)实验前，杠杆如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆两端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节。 (2)如图乙所示，杠杆在水平位置平衡，若在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，需将挂在B处的钩码向右移动 格。 (3)实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，其目的是______（选填“A”或“B”）。 A．减小误差 B．使结论具有普遍性 (4)如图丙所示，用弹簧测力计在C处竖直向上拉，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”），原因是 。 【答案】(1)右 (2)0.5 (3)B (4) 变大 力臂变小，根据杠杆平衡条件，力变大 【解析】（1）如图甲可知，左边往下，说明左边沉，故应将平衡螺母向右边调节。 （2）如图乙可知，杠杆在水平位置平衡，设一个钩码的重力为G，杠杆上每一小格的长度为L，在B处的钩码数量为n，根据杠杆公式可知，解得n=6，故在B处钩码数为6个，现在A处下方再挂一个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，根据杠杆公式可知，故对应B处的力臂lB为2.5L，所以需将挂在B处的钩码向右移动为，向右移动0.5格。（3）实验中多次改变力和力臂的大小，进行多次实验，目的为了获取多组实验，归纳出规律，使结论具有普遍性，故A不符合题意，B符合题意。故选B。（4）如图丙中，弹簧测力计竖直向上拉杠杠时，拉力的力臂为OC，当弹簧测力计逐渐向右倾斜时，拉力的力臂逐渐变小，根据杠杠公式可知，拉力的力臂变小时，拉力逐渐变大。 23．在“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验时，小明用同一个滑轮做了四次实验，前两次按图甲、乙进行，后两次按图甲、丙进行，并将测得的数据记录在表格中。 实验序号 钩码重G/N 钩码上升的高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动的距离s/cm 1 1.0 20.0 1.0 20.0 2 2.0 20.0 2.0 20.0 3 1.0 20.0 40.0 4 2.0 20.0 1.2 40.0    （1）表格中第三次实验的拉力应为 N； （2）分析第1、2次的数据，可以得出结论：使用定滑轮 （选填“能”或“不能”）省距离；用图乙进行实验时，若小明将绳子的自由端沿着水平向右的方向匀速拉动，拉力的大小将 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）用图丙进行实验时，最好沿 方向匀速拉动绳子自由端；分析第3、4次数据时发现，拉力的大小总比钩码重力的一半要大，这主要是因为 ； （4）在本实验中进行了多次实验，目的是 。 A．从多次实验中选取最准确的数据　B．从特殊现象中得到普遍规律 C．利用控制变量法 【答案】(1) 0.7 (2) 不能；不变 (3) 竖直向上；动滑轮本身有重力 (4) B 【解析】（1）丙是动滑轮，第3次钩码重力1.0N；实际拉力要额外承担动滑轮自重，实验值0.7 N。（2）定滑轮特点：不省力、不能省距离，只改变力的方向；定滑轮实质是等臂杠杆，改变拉力方向，力臂不变，拉力大小不变。（3）拉动动滑轮时必须竖直向上匀速拉，此时动力臂最大最省力；实际拉力F=(G物+G动)，拉力大于物重一半是因为要克服动滑轮自身重力。（4）探究滑轮特点属于规律探究实验，多次实验目的：避免偶然性，从特殊现象得到普遍规律；不是取平均值（A错），控制变量是实验方法不是多次实验的目的（C错）。 24．跳绳是我市初中毕业生体育测试的项目之一，小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。 （1）用体重计测量自己的质量m； （2）估测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； （3）用 （填测量器材）记录跳n次所用的 （填物理量与其对应字母）； （4）数据处理： ①自己所受的重力 ； ②跳n次所做的总功 ； ③则平均功率 ； （5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则( ) A．频率相同，体重大的功率大    B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小    D．体重相同，跳的时间长的功率大 【答案】(3) 秒表；时间t (4) ①mg；②nmgh；③ (5)A 【解析】(1) 体重计测自己质量m；(2) 估测每次跳起重心上升高度h；(3) 用 秒表 记录跳n次所用的 时间t；(4) 数据处理：① 自身重力：G=mg② 跳n次做的总功：W总=nGh = nmgh ③ 跳绳平均功率：P=，(5) 两人跳起平均高度h相同，比较平均功率 P= A. 频率相同（单位时间次数n/t相同），体重大的功率大，正确；B. 频率相同，跳的时间长，只是总功多，功率不变 ； C. 体重相同，频率高，单位时间做功多，功率大；D. 体重相同，时间长不决定功率大小 ；选 A 25．某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示，得到的数据如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η 1 4 0.1 1.8 0.3 74.1% 2 4 0.1 1.6 0.4 62.5% 3 6 0.1 2.4 0.3 (1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升；如果测量中弹簧测力计静止时读数，会导致测量的机械效率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中若缺少刻度尺 （选填“能”或“不能”）完成实验； (2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验； (3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ； (4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= （百分号前保留一位小数）； (5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高。 【答案】(1) 匀速 偏大 能(2)甲(3)越低(4)83.3%(5)提升物体的重力越大 【详解】（1）实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时钩码受力平衡，拉力等于重力。如果测量中弹簧测力计静止时读数，不用克服绳子与滑轮之间的摩擦，会导致额外功偏小，测量的机械效率偏大。机械效率为 可知机械效率与物体移动距离无关，所以即使没有刻度尺也能完成实验探究。（2）由表中数据可知，钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.3m，可知n=3，图甲中n=3，图乙中n=4，所以实验1是由甲图所示装置做的实验。（3）第2次实验钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.4m，可知n=4，所以实验2是由乙图所示装置做的实验，乙图中动滑轮有2个，机械效率为62.5%，小于实验1的机械效率，可得：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。（4）第3次实验中滑轮组的机械效率 （5）第1次实验和第3次实验使用的是同一滑轮组，第3次实验中提升的物体重力更大，机械效率更高，故可得：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高。 26.如图所示，在粗糙的地面上有一个盛满油的圆柱桶，高80厘米，底部直径为60厘米，总重为1500牛，现在想使底部B点稍离地面。 （1）如果在C点施加一个竖直向上的拉力，力的大小是多少？ （2）如果在C点施加一个水平向左的推力，力的大小是多少？ （3）使B点稍离地面的最小力为多少？ 解：若想使桶的底部B点稍离地面，必须以A点为支点； （1）在点C加一个竖直向上拉力时，则AB为动力臂，此时阻力为圆柱桶的重力则阻力臂为AB，如下图所示：所以，阻力为F2＝G＝1500N，动力臂L1＝AB＝60cm，阻力臂L2＝AB＝×60cm＝30cm，根据杠杆平衡条件得：F1L1＝F2L2，所以，拉力F1＝＝＝750N； （2）在点C加一个水平向左的推力时，则AD为动力臂，此时阻力为圆柱桶的重力则阻力臂为AB，如下图所示：所以，阻力为F2＝G＝1500N，动力臂L1′＝AD＝80cm，阻力臂L2＝AB＝×60cm＝30cm，根据杠杆平衡条件得：F′L1′＝F2L2，所以，推力F′＝＝＝562.5N； （3）由题意知，使B点稍离地面，需在距离A点最远的C点施加力，即AC为最长的动力臂，因此连接AC，过C点做AC的垂线，方向斜向上，即为最小的力F″，如下图所示： 所以，阻力为F2＝G＝1500N，动力臂L1″＝AC＝＝＝100cm，阻力臂L2＝AB＝×60cm＝30cm，根据杠杆平衡条件得：F″L1″＝F2L2，所以，推力F″＝＝＝450N。 答：（1）如果在C点施加一个竖直向上的拉力，力的大小是750N； （2）如果在C点施加一个水平向左的推力，力的大小是562.5N； （3）使B点稍离地面的最小力为450N。 27．深圳特区建设如火如荼，图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空处理楼体外墙的情景。吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构如图乙所示。吊篮自重600N，静置在水平地面时，它与地面的接触面积是200cm2，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m，工人及工具的总重为2400N，电动机对绳子的拉力做功1.92×104J，耗电功率为800W。求：（取g＝10N/kg，不计滑轮重、绳重和摩擦） （1）工人带工具进入吊篮，电动机对绳子的拉力为零时，此吊篮对水平地面的压强多大？ （2）吊升过程中，人上升的速度？ （3）电动机对绳子的拉力大小？ （4）电动机的效率是多少？ 【答案】（1）1.5×105Pa；（2）0.2m/s；（3）80% 【解析】（1）在水平地面上，吊篮对水平地面的压力：F＝G＝G总+G吊＝2400N+600N＝3000N， 吊篮对水平地面的压强：p＝＝＝1.5×105Pa； （2）吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m，吊升过程中，人上升的速度：v＝＝＝0.2m/s； （3）电动机消耗电能：W总＝pt＝800W×30s＝2.4×104J； 电动机对吊篮（包括人及工具）做的功，即总功为：W总′＝1.92×104J； 电动机的效率为：η＝＝×100%＝80%。 28.阅读短文，回答问题。 大国重器——2026徐工14000吨级环轨式起重机 2026年8月，我国徐工集团研制的14000吨级环轨式起重机在江苏徐州正式下线，这台大国重器主要服务“华龙一号2.0”核电工程大型模块吊装作业，标志我国大型起重装备达到全球领先水平 。起重机内部融合大量简单机械，吊臂本质是杠杆，吊钩上方由多组滑轮组构成。滑轮组既可以省力，又能够改变拉力方向。在吊装大型核电模块时，起重机将重物匀速向上提升，拉力对物体做功。其中对核电模块做的功属于有用功；提升动滑轮、克服部件摩擦产生额外功；拉力总共做的功为总功。受额外功的制约，起重机机械效率始终小于100%。功率可以描述起重机做功的快慢。 学校开展跨学科实践《机械的调查与机械模型制作》，同学们以这款巨型起重机为原型，利用雪糕棒、细线、瓶盖、塑料滑轮，制作缩小版起重机模型。制作过程中同学们发现：模型摩擦较大，机械效率偏低；小组采用控制变量法探究滑轮组机械效率与物重的关系，保持动滑轮重力不变，改变钩码数量，竖直匀速拉动弹簧测力计，记录多组实验数据。通过测试发现：增大被提升物体重力，可以提升滑轮组机械效率；减轻动滑轮自重、涂抹润滑油减小摩擦，同样能够提高模型的机械效率。该实践把大国重器和初中物理相结合，体会简单机械在工程领域巨大价值。 阅读上文，完成(1)-(5)小题。 (1)起重机吊臂本质属于________；滑轮组工作时，承担物重的是与________直接相连的绳子段数。 (2)起重机匀速吊起核电模块，对模块做的功为________功；克服滑轮摩擦、动滑轮自重产生________功。 (3)关于功、功率、机械效率，下列说法正确的是（ ） A.做功越多，功率一定越大 B.功率越大，机械效率一定越高 C.机械效率总小于1 D.省力的机械，机械效率一定高 (4)跨学科实践制作起重机模型，探究滑轮组机械效率与物重关系，实验操作要求弹簧测力计（ ） A.加速向上拉动 B.竖直匀速向上拉动 C.静止不动读数 D.斜向上加速拉动 (5)下面实例当中，属于费力杠杆的是（ ） A.羊角锤 B.镊子 C.瓶盖起子 D.钢丝钳 【答案】(1) 杠杆；动滑轮(2) 有用；额外(3) C(4) B(5) B 【解析】(1)吊臂属于杠杆；滑轮组绳子段数n只统计直接连接动滑轮的绳子，定滑轮上绳子不计入。(2)我们目的要做的功是有用功；并非需要，但不得不完成的功是额外功，来源于动滑轮自重、摩擦。(3)A错误：功率由功与时间共同决定；B错误：功率描述做功快慢，机械效率代表有用功占总功比例，二者无关联；C正确：额外功不可避免，机械效率永远小于1；D错误：省力与机械效率高低没有必然关系。(4)测量滑轮组机械效率，必须竖直匀速拉动测力计，静止读数会忽略摩擦带来的误差。(5)镊子动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆；羊角锤、起子、钢丝钳都是省力杠杆。 B卷·强化提优 （时间：90分钟 满分：100分） 一．选择题 1.人踮脚时脚掌可以看作一个杠杆，下列能正确表示踮脚时该杠杆的支点、动力和阻力的示意图是( ) 【答案】：A 【解析】：踮脚杠杆：支点在脚掌前端（与地面接触点）；动力来自小腿肌肉向上的拉力；阻力是人体自身重力，作用在脚踝位置。 2.如图所示，O是支点，在B端挂一重物，为使杠杆平衡，要在A端加一个力，下列说法中正确的是( ) A．F1的力臂为OD B．F2的力臂为AD C．F3的力臂为OA D．沿三个方向力的大小一样 【答案】：C 【解析】：A错误：F1力臂不是OO；B错误；D错误：三个方向力臂长短不同，用力大小不一样。垂直于杠杆的力最省力。 3. 如图所示，用两个滑轮匀速提起两个物体，甲、乙两个滑轮提起重物的质量相等，不计摩擦和绳重，若，则说明了（　　） A. 使用定滑轮比使用动滑轮省力 B. 动滑轮的重力大于物体的重力 C. 使用动滑轮不省力 D. 动滑轮的重力小于物体的重力 【答案】B 【解析】AC．由图知道甲动滑轮，乙是定滑轮，定滑轮不能省力，由可知，动滑轮可以省一半的力，所以使用动滑轮比定滑轮省力，故AC不符合题意；BD．在不计摩擦及绳重时，拉力F2 = G，若，则即，故B符合题意，D不符合题意。故选B。 计算出F=10N，D正确； 4.如图所示,若4个图中物体受到的水平摩擦力都是10 N,则物体做匀速直线运动时拉力最大的是图(　　) A. B. C. D. 【答案】C　 【解析】:A.图中滑轮为定滑轮,则F1=f=10 N;B.图中滑轮为动滑轮,则F2=f=×10 N=5 N;C.图中滑轮为动滑轮,拉力的作用点在动滑轮的轴上,则F3=2f=2×10 N=20 N;D. 图中为滑轮组,有两段绳子与动滑轮相连,则F4=f=×10 N=5 N。由此可知,拉力最大为20 N,故选C。 5.如图所示,物体重900 N,站在地上的人拉住绳子的一端,使物体匀速上升,若不计摩擦和滑轮的重力,则人的拉力为 (　　) A.400 N B.300 N C.200 N D.150 N 【答案】B　 【解析】:对物体进行受力分析:如下图所示,物体受到的重力等于两个滑轮的拉力之和,即F1+F2=G①,对于下面的滑轮:人的拉力F=F2②,对于上面的滑轮:F1=2F③,将②③代入①,得2F+F=G,所以人的拉力F=G=×900 N=300 N。故选B。 6.如图所示，将同一物体分别沿光滑斜面AB、AC(AB＞AC)以相同的速度，匀速拉到顶点A，施加的力分别为F1和F2，拉力做功为W1和W2，拉力做功的功率分别为P1和P2，则(　　) A.F1＜F2，W1=W2，P1＞P2 B.F1＞F2，W1＞W2，P1＞P2 C.F1＜F2，W1＞W2，P1＜P2 D.F1＜F2，W1= W2，P1＜P2 【答案】D 【解析】斜面AB倾斜角度小于AC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2； 斜面光滑说明摩擦力为0，使用任何机械都不省功，所以拉力在两斜面上做功相同，即W1=W2． 根据公式P=W/t=Fs/t=Fv可知，速度相同，F1＜F2，所以拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1＜P2。 7．一辆赛车在跌宕起伏道路行驶，先后完成匀速、快加速、慢减速行驶过程，若该赛车输出功率P恒定，则能近似描述牵引力F随时间t变化的图像是（   ） A． B．C．D． 【答案】C 【解析】赛车输出功率P恒定，由公式可得，匀速运动时，速度不变时，牵引力不变；快加速运动时，速度快速增加，牵引力快速减少；慢减速运动时，速度慢慢减少，牵引力也慢慢增加；故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 8.制作投石机模型时，投石机抛射石块的臂杆属于（ ） A. 省力杠杆，省距离 B. 费力杠杆，费距离 C. 省力杠杆，费距离 D. 费力杠杆，省距离 【答案】：D 【解析】：投石机动力臂短、阻力臂长，是费力杠杆；费力杠杆特点：费力、省距离，能让石块获得更大抛射速度。 9.制作机械模型时，减小转轴摩擦的主要目的是（ ） A. 增大有用功 B. 减小额外功 C. 增大总功 D. 提高功率 【答案】：B 【解析】：摩擦做功属于额外功，减小摩擦可减少额外功，提高模型机械效率。 10．一只木箱放在水平地面上，地面上各处粗糙程度相同。对木箱施加一个方向不变的水平推力F（如图甲）：F的大小与时间t的关系、木箱的运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。以下说法不正确的是（    ） A．0-2s内木箱所受摩擦力为1N B．0-2s内推力F对木箱没有做功 C．2s-4s内推力F对木箱所做的功为6J D．4s-6s内推力F对木箱做功的功率为8W 【答案】C 【解析】A．由v-t图像可知，0-2s内木箱静止，处于平衡状态，此时受到的静摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，据F-t图像可知，此时的推力是1N，则此时木箱受到的摩擦力是1N，故A正确，不符合题意；B．0-2s内推力F未将物体推动，即有力无距离，因此推力不做功，故B正确，不符合题意；C．2s-4s内物体做加速运动，运动的距离为构成三角形的面积，则距离为推力F对木箱所做的功为，故C错误，符合题意；D．由v-t图像可知，4s-6s内物体做匀速直线运动，速度为4m/s，此时的推力是2N，则推力的功率为，故D正确，不符合题意。故选C。 11.物理兴趣小组的小强设计了如图所示的装置传送物品，现有质量m＝25kg的木箱，长L＝5m、高h＝3m的固定斜面他用F＝100N的力拉绳，使木箱以v＝0.2m/s的速度沿斜面匀速地由低端上升到顶端，此过程因绳和滑轮间的摩擦而做的额外功W0＝20J。已知动滑轮质量m＝1kg，连接动滑轮的绳子拉直且与斜面平行，不计绳的质量、木箱大小和木箱到动滑轮间的绳长，g取10N/kg，则下列说法错误的是（　　） A．木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间是25s B．F做功的功率为40W C．整个装置的机械效率是75% D．斜面对木箱的摩擦力大小是50N 【答案】D 【解析】A、木箱移动的距离：s＝L＝5m，木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间：木箱由斜面底端上升到顶端所用的时间t＝＝＝25s，故A正确；B、由图知，动滑轮上绳子的股数n＝2，绳子自由端移动的速度：v绳＝nv＝2×0.2m/s＝0.4m/s，拉力的功率：P＝＝＝Fv绳＝100N×0.4m/s＝40W，故B正确；C．绳端移动距离为s＝2L＝2×5m＝10m，拉力做总功为W总＝Fs＝100N×10m＝1000J，克服木箱重力所做有用功为W有＝G箱h＝m箱gh＝25kg×10N/kg×3m＝750J，机械效率为η＝×100%＝×100%＝75%，故C正确； D、克服动滑轮重力所做功为W滑＝G滑h＝m滑gh＝1kg×10N/kg×3m＝30J，克服斜面摩擦力做功为W摩＝W总﹣W0﹣W有﹣W滑＝1000J﹣20J﹣750J﹣30J＝200J，斜面对木箱的摩擦力大小是f＝＝＝40N，故D错误。故选：D。 12．塔吊是工程建设中经常采用的起重装置，如图甲是根据塔吊抽象出来的物理模型，其水平臂AOB可视为杠杆，O为其支点，配重可以在AO之间水平移动，起吊重物的滑轮组也可以在OB之间水平移动。图乙是滑轮组的局部放大图，它将重为5000N的重物竖直匀速提升10m用时20s，滑轮组自由端绳子的拉力F为3000N，若不计绳重及摩擦，以下说法正确的是（　　） A.拉力F的功率为3000W B.滑轮组的机械效率为60% C.塔吊宽大的底座可以增大它对地面的压强 D.当所吊重物向B端移动时，配重应适当向O点移动 【答案】A 【解析】A．由图乙可知，动滑轮上绳子的根数为2，重物竖直匀速提升10m用时20s，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×10m＝20m，则拉力做的功为W＝Fs＝3000N×20m＝60000J，拉力F的功率为P＝＝3000W，故A正确；B．滑轮组所做的有用功为W有用＝Gh＝5000N×10m＝50000J，滑轮组的机械效率用η＝＝≈83.3%，故B错误； C．塔吊宽大的底座是通过增大受力面积来减小它对地面的压强，故C错误；D．根据杠杆平衡的条件，当所吊重物向B端移动时，动力不变，动力臂增大，在阻力不变的情况下，应该增大阻力臂，因此配重应适当远离O点移动，故D错误。故选：A。 二．填空题 13．如图所示，手机自拍杆可以看作是一个 　 　（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆（O为支点）。若自拍杆长1m（质量忽略不计），手机对杆竖直向下的作用力F2＝2N，图中l1＝15cm、l2＝75cm，则手垂直作用于杆的动力F1＝　 　N；若自拍时只缩短自拍杆，使AB变短，F1的大小将 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】费力；10；减小 【解析】由图可知，手机自拍杆使用时动力臂小于阻力臂，根据杠杆的平衡条件可知，动力大于阻力，是费力杠杆。根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2可得 若自拍时只缩短自拍杆，使AB变短，则动力臂l1不变，阻力臂l2变小，在阻力不变的情况下，根据公式 可知，动力F1的大小将减小。 14．“由物及理，思维建模”。如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于　 　（填简单机械名称）模型；人们借助这种装置的主要目的是为　 　（选填“省力”、“省距离”或“省功”）；若某同学所用的拉力为300N，不计摩擦和装置的自重，则摩托车的质量为　 　kg。（g取10N/kg） 【答案】定滑轮和动滑轮组成的滑轮组；省力；150 【解析】提升物体时，上面的滚轴的轴固定不动，属于定滑轮；下面的滚轴和物体一起移动，属于动滑轮，所以把该装置看成由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组。利用该装置既能省力，又能改变力的方向。不计摩擦和装置的自重，人对绳的拉力为 ，所以G=1500N，则摩托车的质量为 15.人从平躺状态坐起，克服自身______做功；重力方向竖直向下，人体重心向上移动，重力对人体______功；判断是否做功，关键看物体是否沿力的______通过一段距离。 【答案】：重力；不做；方向 【解析】：起身时人体需要克服自身重力；重心向上运动，重力方向向下，重力不做正功；判断力做功的核心条件：物体要沿着力的方向移动距离。 16. 工人用如图所示的甲、乙两种滑轮，使同样一桶沙子以相同速度匀速上升，所用的拉力分别是F甲、F乙，滑轮机械效率分别是η甲、η乙，拉力的功率分别是P甲、P乙，若不计绳重和摩擦，且沙子的重力大于动滑轮重力，则F甲_______F乙，η甲_______η乙，P甲_______P乙。（选填“＞”、“＜”或“=”） 【答案】 ＞ ＞ ＜ 【解析】不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，；使用动滑轮省一半力，即 因为滑轮重要小于物体的重，所以。不计绳重和摩擦时，使用定滑轮不做额外功，甲的效率为100%；使用动滑轮时要克服动滑轮的重做额外功，故，则。 沙子以相同速度匀速上升，根据知，甲做功的功率为乙做功的功率为，所以乙的功率大，即。 17.杆秤秤砣质量偏大，测量值______；秤杆左端折断，测量值______；支点右移，测量值______。 【答案】：偏小；偏大；偏小 【解析】：砣大读数小、杆自重减小读数大、阻力臂减小读数偏小。 18.龙骨水车由______、______、传动结构组成；整套机械工作时______（能/不能）省功。 【答案】：轮轴；链条；不能 【解析】：龙骨水车核心为轮轴+链传动；所有机械均遵守功的原理，无法省功。 19．如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力F随时间t变化的规律如图乙所示，速度v随时间t变化的规律如图丙所示，则在0-2s的过程中物体所受摩擦力为 N；在2-4s的过程中，物体克服摩擦力做功的功率为 W；在4-6s的过程中拉力F所做的功为 J。 【答案】2；5；10 【解析】乙图：0-2s拉力F1=5N；2-4s拉力F2=3N；4-6s拉力F3=2N，丙图：0-2s加速；2-4s加速；4-6s匀速直线运动，v=2.5m/s。4-6s匀速，水平方向二力平衡：滑动摩擦力 f=F3=2N。 滑动摩擦力只和压力、粗糙程度有关，所以0-2s、2-4s滑动摩擦力都是2N。0‑2s物体所受摩擦力：2N；2-4s，物体速度v=2.5m/s，克服摩擦力做功功率：P=fv=2N×2.5m/s=5W； 4-6s：时间t=2s，路程s=vt=2.5m/s×2s=5m，拉力F=2N，W=Fs=2N×5m=10J。 20．如图甲，用塔吊来搬运建筑材料，图乙为局部放大图，其中货箱重300N。将重2100N的建筑材料以0.8m/s的速度，沿竖直方向匀速提升5s，绳子自由端的拉力F为1000N，不计绳重及摩擦，则此过程中建筑材料提升的高度为 　 　m，塔吊提升建筑材料做的有用功是 　 J，塔吊的机械效率为 　 　。 【答案】4；8400；70% 【解析】（1）由v＝得重物被提升的高度为：h＝vt＝0.8m/s×5s＝4m；（2）塔吊提升建筑材料做的有用功为：W有用＝Gh＝2100N×4m＝8400J；（3）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×4m＝12m，拉力做的总功：W总＝Fs＝1000N×12m＝12000J， 滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝70%。 三．解答题 21.作图题 （1）在图中画出力 F 的力臂，并标上相应的字母l。 （2）如图甲，小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示，灯头OAB 可视做绕O 点转动的杠杆，A点是灯头的重心，小孟用拉力 F 将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出：①灯头受到的重力G 的示意图；②拉力 F 的力臂l。 （3）如图所示，汽车陷入淤泥中，要用滑轮组将汽车拉出来，请在图中画出最省力的绕绳方式。 【答案】 【解析】作图口诀：力臂 = 支点 → 力的作用线，作垂线，标直角符号，标字母L；重力永远竖直向下，(1) 画出力F的力臂l，找到支点O，延长/反向延长力F画出完整作用线（虚线），从支点O向这条线作垂直虚线，画上直角标记，在旁边写上l；(2) 台灯杠杆（支点O，重心A）① 重力G：在A点，画一条竖直向下带箭头线段，标注G② 拉力F的力臂L：过支点O，向拉力F所在直线作垂直虚线，标直角符号，写上L；（3）图中是由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，最省力的绕法为动滑轮上有三段绳子，如图所示。 22．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) 【解析】（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。 23．为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点，某小组同学利用不同的滑轮将重为10牛的物体匀速提起，滑轮的工作情况和实验数据如表所示。 实验 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 滑轮工作 情况 定滑轮 动滑轮 滑轮重力（牛） 1 1 1 1 2 3 3 3 3 拉力（牛） 10 10 10 5.5 6.0 6.5 7.2 8.0 （1）分析比较实验序号　 　 可得出的初步结论是：使用定滑轮匀速提升重物时，不改变力 的大小，可以改变用力方向。 （2）分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是：利用动滑轮匀速提升相同的重物时，滑轮越重，　 　；竖直向上的拉力等于　 　。 （3）分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是：　 　。 （4）依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为　 　牛。 【答案】（1）1、2、3；（2）拉力越大；滑轮与物体总重的一半；（3）使用动滑轮匀速提升重物时，重物重力不变，拉力与竖直方向夹角越大，拉力越大；（4）7.2～8.0。 【解析】：（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，分析比较实验序号1、2、3可知：使用定滑轮并不省力，但可以改变力的方向；（2）动滑轮的实质是省力杠杆，实验序号4、5和6中，忽略绳子及滑轮间的摩擦力，绳子自由端拉力的大小等于物重与动滑轮重力的一半，因此使用动滑轮匀速提升相同重物时，滑轮的重力越大，拉力越大；竖直向上的拉力等于滑轮与物体总重的一半；（2）实验序号6、7和9中，拉力F的方向向右倾斜越来越大，动力臂越来越小，拉力将越来越大；（4）验序号8中拉力与竖直方向夹角介于7和9之间，实验序号8中拉力大小的范围为7.2N到8.0N之间。 24．某小组同学研究吊车做功的快慢与哪些因素有关，他们测出吊车吊起货物所用的牵引力大小和吊起的速度并记录在三个表格中。实验中发现每一个吊车做功快慢相同，而甲吊车做功最快，乙其次，丙最慢。 表一 甲吊车 序 号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 表二乙吊车 序号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 表三丙吊车 序号 牵引力（牛） 速度 （米/秒） 1 2000 12.5 4 2000 10.0 7 2000 7.5 2 2500 10.0 5 2500 8.0 8 2500 6.0 3 5000 5.0 6 5000 4.0 9 3000 5.0 （1）分析观察序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是　 　 （2）分析比较实验序号　 　的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当机械速度相同时，牵引力越大，机械做功越快。 （3）进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论： ①分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：　 　。 ②分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：　 　。 【答案】（1）当机械所受的牵引力相同时，速度越大，机械做功越快。（2）2、4或3、9； （3）①当机械所受的牵引力和速度的乘积相同时，机械做功的快慢相同；②当机械所受的牵引力和速度的乘积越大时，机械做功越快。 【解析】已知甲吊车做功最快，乙其次，丙最慢，（1）分析观察序号1、4、7或2、5、8或3、6的数据，可得出的初步结论是：当机械所受的牵引力相同时，速度越大，机械做功越快；（2）研究机械速度相同时，机械做功快慢与牵引力的关系，应改变牵引力的大小，则由表格数据可知，应分析比较实验序号2、4或3、9的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当机械速度相同时，牵引力越大，机械做功越快；（3）①分析表一、表二或表三中的数据可知，在牵引力和吊车速度都不同的情况下，做功的快慢是一样的，求出牵引力和速度的乘积可以发现，乘积是相同的，由此得出：当牵引力和速度的乘积相同时，做功的快慢相同。②综合分析表一、表二和表三，可以发现表一、表二、表三中牵引力和速度的乘积是不同的，而做功的快慢也是不同的，由此得出：当牵引力和速度的乘积越大时，做功越快。 25．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： 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 实验次数 物体 物重G/N 斜面高度h/cm 拉力F/N 斜面长度s/cm 机械效率η 1 木块 6 10 1.20 100 50% 2 小车 6 10 0.75 100 (1)实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。 (2)表中是小明探究过程中记录的两次对比实验数据： ①第2次实验时斜面的机械效率为 %。 ②进行这两次对比实验是为了研究斜面的机械效率与 的关系。 ③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。 (3) 小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重力为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系： L/m 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外/J 0.90 0.80 0.70 0.60 ①由表格中信息可知：W额外与L成 比。 ②当斜面的水平长度L=0.40m时，拉力做的总功为 J。 ③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。 【答案】(1)匀速直线(2) 80 物体所受的摩擦力 0.6 (3) 正 2.3 2 【解析】（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。（2）第2次实验时斜面的机械效率 由图可知，物体的重力是相同的，斜面的倾斜程度是相同的，小车与斜面间的摩擦是滚动摩擦，而木块与斜面间的摩擦是滑动摩擦，它们受到的摩擦力不同，故探究的是斜面的机械效率与物体所受的摩擦力的关系。第1次实验沿斜面拉木块做的有用功W有用=Gh1=6N×0.1m =0.6J，拉力做的总功W总=F1s1=1.2N×1m=1.2J，则额外功W额外=W总-W有用=1.2J-0.6J=0.6J 由W额外=fs得，木块所受摩擦力；（3）由表中实验数据可知，L增大为原来的几倍，W额外也增大为原来的几倍，即W额外与L成正比。当斜面的水平长度L=0.40m时，斜面高度 此时有用功W有用'=G'h'=5N×0.3m =1.5J，总功W总'=W有用'+W额外'=1.5J+0.8J=2.3J，当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L=s2=0.50m设此时的额外功为W，因额外功与L成正比，则 则W=1J，由W=fs得，此时木块在水平桌面上做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F=f=2N 26．一辆质量2t的汽车，在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动，经15s运动200m恰好达到最大速度，接着匀速运动20s关闭发动机，滑行156.25m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍，（g取10N/kg）求： （1）整个过程中发动机所做的功的大小； （2）汽车运动的最大速度v； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小。 解：（1）整个过程中发动机所做的功 （2）汽车以最大速度做匀速直线运动，此时受力平衡，牵引力等于阻力，即 汽车运动的最大速度 （3）匀速直线运动时移动的距离 整个过程中移动的距离 整个过程中克服阻力所做的功 答：（1）整个过程中发动机所做的功的大小为； （2）汽车运动的最大速度为； （3）整个过程中克服阻力所做的功的大小为。 27.如图所示,体重为400 N的工人师傅用120 N的拉力,使重为300 N的物体以0.2 m/s的速度匀速提升。(不计绳重及摩擦)求: (1)5 s内绳子自由端移动的距离。 (2)动滑轮的重力。 (3)若绳子所能承受的最大拉力为600 N,则工人师傅所能提起的最大物重。 解:（1）5 s内物体移动的高度:h=vt=0.2 m/s×5 s=1 m, 由图可知,承担物重的绳子段数n=3,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×1 m=3 m。 （2）由F=(G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=nF-G=3×120 N-300 N=60 N （3）因为工人师傅体重为400 N,则工人师傅对绳子的最大拉力为400 N,由F=(G+G动)可得,工人师傅所能提起的最大物重:G'=nF'-G动=3×400 N-60 N=1 140 N。 答:(1)5 s内绳子自由端移动的距离为3 m;(2)动滑轮的重力为60 N;(3)工人师傅所能提起的最大物重是1 140 N。 28.阅读短文，回答问题。 空间站机械臂与校园机械模型跨学科探究 2026年我国持续优化升级空间站组合机械臂，组合展开长度接近15米，可以辅助航天员出舱、转运舱外设备，被称作太空“大力士”。空间站机械臂关节转动部分利用杠杆原理，臂端配置滑轮机构。机械臂抓取设备匀速移动时，在水平方向移动过程中，设备重力不做功；只有机械臂向上提升设备时，克服物体重力做功。 物理课堂开展跨学科实践活动：机械的调查与机械模型制作。同学们分组查阅我国古代机械桔槔（汲水杠杆）、绞车（轮轴），再自主设计并且搭建简易机械模型。甲组同学制作杠杆模型，探究杠杆平衡条件F1l1=F2l2，实验前调节杠杆在水平位置平衡，便于直接读出力臂；乙组组装滑轮组模型，不计绳重与摩擦，拉力F=（G物+G动），绳子自由端移动距离s=nh。小组实验发现：使用简单机械可以省力或者省距离，但任何机械都不能够省功。 部分小组做水平拉动物体的模拟实验：水平滑轮组拉动木块，此时有用功不再是克服重力做功，而是克服物体与接触面之间的摩擦力做功。同学们通过模型测试，理解工程装备背后物理原理，建立工程实践思维。 阅读上文，完成(1)-(5)小题。 (1)空间站机械臂水平平移设备时，设备的重力________（选填“做功”或“不做功”）；杠杆平衡条件公式：________________________。 (2)水平滑轮组拉动木块，该情景下的有用功是克服_____做功；使用任何机械都不能___。 (3)关于力臂，下列理解正确的是（ ） A.力臂是支点到力的作用点的距离 B.力臂是支点到力的作用线的垂直距离 C.力臂一定在杠杆上 D.杠杆越长，力臂就一定越大 (4)不计绳重以及摩擦，滑轮组把重物提升，若只增加所提升物体重力，则滑轮组的机械效率将会（ ） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定 (5)下列四种情景当中，力对物体做功的是（ ） A.用力推大石头，石头纹丝不动 B.提着水桶沿水平路面匀速行走 C.沿着斜面把木箱推上高台 D.篮球离开手，在空中继续向前飞行 【答案】(1) 不做功；F1l1=F2l2 (2) 摩擦力；省功(3) B(4) A (5) C 【解析】(1)重力竖直向下，设备水平移动，力与运动方向互相垂直，重力不做功；杠杆平衡条件：F1l1=F2l2。(2)水平滑轮组，目的是克服摩擦力移动物体，W有=fs物；功的原理：使用任何机械都不能省功。(3)力臂定义：支点到力的作用线的垂直距离，不一定落在杠杆上；A错，B正确；C、D表述错误。(4)动滑轮重力不变，增大物重，有用功占总功比值升高，滑轮组机械效率变大。(5)A：有力无距离，不做功；B：力竖直向上，运动水平，力与距离垂直，不做功；C：推力沿斜面，物体沿斜面移动，推力做功；D：球离开手之后，手不再施加力，不做功。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $