专题08 机械能和简单机械（讲练）-解析版

学而优教有方专题08机械能和简单机械考情分析 2知识建构 3考点一功和功率 4【真题研析·规律探寻】 4考法01功 4考法02功率 5【核心提炼·考向探究】 7【题型特训·命题预测】 7考点二机械能 13【真题研析·规律探寻】 13考法01动能和势能 13考法02机械能及其转化 14【核心提炼·考向探究】 16【题型特训·命题预测】 16考点三杠杆 22【真题研析·规律探寻】 22考法01杠杆的概念 22考法02杠杆作图题 23考法03探究杠杆的平衡条件 24【核心提炼·考向探究】 26【题型特训·命题预测】 27考点四滑轮 33【真题研析·规律探寻】 33【核心提炼·考向探究】 36【题型特训·命题预测】 36考点五机械效率 43【真题研析·规律探寻】 43考法01机械效率 43考法02测量滑轮组的机械效率 44【核心提炼·考向探究】 47【题型特训·命题预测】 48

考点要求课标要求命题预测功和功率3.2.1知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。2.2.6知道简单机械。探究并了解杠杆的平衡条件。3.2.3知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。①命题点：做功的两个必要因素、功、功率的计算和应用等。②解读：做功的两个必要因素是中考考查的重点，主要判断对物体是否做功，难度较小，常见题型为选择题。功的计算常与功率、简单机械、机械效率综合起来一起考查，难度较小，常见题型有选择题、填空题、计算题。功率的计算和应用常结合速度、功、二力平衡进行比较功率的大小或计算，难度较小，常见题型有选择题、填空题、计算题。机械能①命题点：动能、重力势能、弹性势能的概念；探究影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素；机械能的转化与守恒等。②解读：动能、重力势能、弹性势能的定义及大小变化的判断；探究动能、重力势能、弹性势能大小与哪些因素有关是中考考查的热点，常结合实例进行考查，常见题型有选择题、填空题、实验探究题。机械能的转化与守恒是中考的热点，难度中等，常见题型有选择题、填空题、简答题等。杠杆①命题点：力和力臂的作图、探究杠杆的平衡条件、杠杆的分类与应用等。②解读：力和力臂的作图是中考的热点，主要考查画力的示意图、作动力臂或阻力臂、作最小动力，难度中等，常见题型是作图题。探究杠杆的平衡条件是中考热点，常与压强、浮力知识综合起来考查，难度中等偏上，题型有选择题、填空题、实验探究题、计算题等。杠杆的应用是考查的热点，难度较小，题型有选择题、填空题。滑轮①命题点：定滑轮、动滑轮和滑轮组的特点等，②解读：定滑轮、动滑轮和滑轮组是中考考查的重点，难度较小，常见题型是选择题、填空题。滑轮组主要考查滑轮组的绕绳、滑轮组的省力情况、绳子自由端移动的距离的计算，难度中等，常见题型有选择题、填空题、作图题。机械效率①命题点：滑轮组和斜面机械效率的计算、测量滑轮组的机械效率等。②解读：滑轮组和斜面机械效率的计算是中考考查的热点，往往结合功和功率、压强和浮力等知识，涉及计一些综合性强的题目作为压轴题，难度较大，常见题型有选择题、填空题、计算题。测量滑轮组的机械效率主要考查实验数据的记录、实验数据的分析、评估等环节，难度中等，常见题型有选择题、实验探究题。考点一功和功率考法01功1.（2023·四川乐山·中考真题）2022年2月6日，不服输、敢拼搏、懂团结的中国女足第9次捧起亚洲杯冠军奖杯。如图所示是比赛中的场景，下列说法正确的是（

）A．足球在空中飞行是因为受到惯性的作用B．足球能被头顶飞，说明力能改变物体的运动状态C．足球在空中飞行时，如果外力全部消失，足球将保持静止D．足球在空中飞行时，运动员一直对足球做功【答案】B【详解】A．足球在空中飞行是因为足球具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故A错误；B．足球能被头顶飞，足球的运动状态发生改变，说明力能改变物体的运动状态，故B正确；C．足球在空中飞行时，如果外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，足球将做匀速直线运动，故C错误；D．足球在空中飞行时，运动员没有对足球施加了，运动员对足球不做功，故D错误。故选B。2.（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（

）A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功【答案】C【详解】做功的两个必要因素：有力且物体在这个力的方向上移动了一段距离。A．①中她用力搬一筐玉米，未能搬起，有力但是物体没有移动距离，未做功，故A不符合题意；B．②中她又用力推筐，仍未推动，有力但是物体没有移动距离，未做功，故B不符合题意；C．③中在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上，有力，且这筐玉米在托举力的方向上移动了距离，他们对这筐玉米做了功，故C符合题意；D．④中接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库，手推车在推力的作用下移动了距离，他们对手推车做了功，故D不符合题意。故选C。考法02功率1.（2023·广东广州·统考中考真题）物体A重5N，如图1，A在水平拉力F1作用下，在水平面从M匀速直线运动到N用时3s；如图2，在A上放置一个钩码，A在水平拉力F2作用下，在另一水平面从Р匀速直线运动到Q用时2s。

（1）在MN，PQ段，A的速度分别为v1、v2，A所受摩擦力分别为f1、f2，则v1v2，f1f2；（均选填“>”、“=”或“<”）（2）A从M运动到N，F1做的功为J、功率为W，A所受重力做的功为J。【答案】＜＞0.30.10【详解】（1）在MN段，A的速度为在PQ段，A的速度为则v1＜v2。A在水平拉力F1作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知fA在水平拉力F2作用下做匀速直线运动，由二力平衡可知f则f1＞f2。（2）F1做的功为W1F1的功率为P1A只在水平方向运动发生距离，竖直方向没有发生距离，所以A所受重力做的功为0J。2.（2023·山东东营·统考中考真题）2023年5月，世界智能大会在天津的成功举办，将进一步推动我国人工智能技术的研发和应用。图甲为某款智能机器人，质量为30kg，底部轮与地面接触总面积为150cm2，它在某次引领接待工作中沿直线行走的速度随时间变化的图像如图乙所示。（g取10N/kg）（1）求智能机器人静止在水平地面上时，对地面产生的压强；（2）求智能机器人在0~6s内行走的距离和0~10s内的平均速度；（3）在0~6s内，智能机器人受到的水平阻力为重力的0.05倍，求此段时间内智能机器人牵引力做功的功率。【答案】（1）2×104Pa；（2）7.2m，1.12m/s；（3）18W【详解】（1）智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压力F=G=mg=30kg×10N/kg=300N智能机器人静止在水平地面上时对地面产生的压强p=（2）由图像可知，0~6s机器人匀速运动的速度v1=1.2m/s，则在0~6s内行走的距离s由图像知，6~10s内物体匀速运动的速度v2=1.0m/s，则在6~10s内行走的距离

s0~10s内的平均速度（3）在0~6s内机器人受到的阻力f=0.05G=0.05×300N=15N机器人匀速直线运动时，水平方向上牵引力和阻力是一对平衡力，则此过程机器人牵引力F'=f=15N此段时间内牵引力做功的功率P=答：（1）智能机器人对地面产生的压强为2×104Pa；（2）智能机器人在0~6s内行走的距离为7.2m，0~10s内的平均速度为1.12m/s；（3）在0~6s内智能机器人牵引力做功的功率为18W。知识概念理解功（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动了距离。（2）计算公式：W=Fs（3）单位：焦耳（J）关于克服阻力做功物体在力的作用下发生运动，如果运动的方向与一个力（阻力）的方向相反，我们就说物体克服这个力做功。功率（1）物理意义：表示物体做功的快慢。（2）定义：功与完成这些功所用时间之比叫做功率。（3）公式：功率=功/时间P=W/t（4）单位：W、kW，1kW=1000W（4）功率的测量测量人爬楼梯、引体向上的功率等。如果力F作用在物体上，物体沿力的方向以速度v做匀速直线运动，则力F的功率：P=W/t=Fs/t=Fv1．体育课上，老师通过改变音乐的节奏来控制同学们完成20个仰卧起坐的快慢。调节后改变了同学们做仰卧起坐时（）A．功率的大小 B．做功的多少 C．所需力的大小 D．重心上升的高度【答案】A【详解】A．在仰卧起坐过程中，要克服身体的重力做功，老师通过改变音乐的节奏来控制仰卧起坐的快慢，可以改变做功的快慢，也就是改变功率的大小。故A正确；B．在仰卧起坐过程中，做功的多少不变，故B错误；C．在仰卧起坐过程中，所需力的大小不变，故C错误；D．在仰卧起坐过程中，重心上升的高度，故D错误。故选A。2.如图甲所示，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，物体的速度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（

）A．拉力在B区不做功B．拉力在C区所做的功为20JC．拉力在A区做功的功率为30WD．拉力在A、C区做功的功率相同【答案】D【详解】A．根据做功的必要条件知，拉力在B区受到恒为10N的水平拉力且沿着力的方向移动了3m，所以做功，故A错误；B．根据W=Fs可知，拉力在C区所做的功为W=Fs=10N×3m=30J，故B错误；C．由图可知，0到2秒，物体做加速运动，运动时间是2s，根据P=W/t可知，拉力在A区做功的功率为故C错误；D．根据题意可知，物体在恒为10N的水平拉力作用下经过A、B、C三个粗糙程度不同的区域，且三个区域的距离均为3m，所以拉力在A、C区做功相同，由图乙可知，在A、C区的运动时间相同，所以功率相同，故D正确。故选D。3.小明用力斜向下将篮球掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，篮球在运动过程中经过A、B两点，如图所示。从A到B的过程中，下列数据可能正确的是（）篮球位置AB动能/Jab重力势能/J610A．a=4，b=0 B．a=5，b=2C．a=6，b=0 D．a=7，b=2【答案】D【详解】由表中数据可知，篮球在B点之后，速度不为0，同一篮球的质量不变，所以在B点的动能可能是b=2从A到B的过程中，重力势能变化了4J，动能在转化过程中，会有一部分转化为内能，所以，动能的转化大于4J，篮球在运动的过程中克服摩擦力做功，机械能一部分转化为内能（机械能等于动能加势能）所以A点的机械能应大于B点的机械能，所以A点的动能可能是a=7故D正确，ABC错误。故选D。4.2022年北京成功举办了冬奥会，图为冬奥会的部分比赛项目。下列说法正确的是（）ABCDA．

运动员用力向后蹬地才能前进，说明运动需要力来维持B．

运动员在空中下落的过程中，运动员受到的重力不做功C．

打出去的冰球仍能继续向前运动，是因为冰球具有惯性D．

运动员在冰面上沿曲线向前滑行时，其运动状态未改变【答案】C【详解】A．运动员用力向后蹬地才能前进，说明力可以改变物体的运动状态，故A错误；B．运动员在空中下落的过程中，运动员受到的重力的作用，在重力的方向上移动了距离，因此重力做功，故B错误；D．运动员在冰面上沿曲线向前滑行时，其运动方向发生变化，运动状态改变，故D错误。故选C。5.2023年5月23日12时30分许，我国13名科考队员成功登顶珠穆朗玛峰，巍巍珠峰再次见证历史！如图所示。在他们从山脚下到峰顶的过程中，体重（含装备）越大的队员一定（）

A．做功越多 B．功率越大C．做功越快 D．功率越小【答案】A【详解】体重越大，则重力越大，从山脚下到峰顶的过程中，上升的高度相同，则克服重力做功越多，由于不知道做功时间长短，所以无法比较做功的快慢程度和功率的大小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。6.（2023·山东德州·统考中考真题）如图所示，小王用弹簧测力计水平拉动木块，使同一木块先后以速度v1和v2沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，且v1＞v2，则第一次木块所受的摩擦力第二次木块所受的摩擦力；第一次拉力做的功第二次拉力做的功。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）

【答案】等于等于【详解】由于木块对水平木板的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木块受到的摩擦力不变，即f1=f2。而木块两次沿同一水平木板匀速直线滑动相同的距离，木块受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，则两次木块受到的拉力相等，即F1=F2，由W=Fs可得，第一次拉力做的功和第二次拉力做的功相等。7.如图是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。已知小云的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4m，则小云每做一次引体向上所做的功为J，整个过程中的平均功率为W。（g取10N/kg）【答案】240，96。【详解】小云的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N小云每一次引体向上所做的功W=Gh=600N×0.4m=240J小云半分钟做的总功W总=240J×12=2880J小云做功的平均功率8.如图所示是大刚同学两手做俯卧撑时的示意图，他的身体可视为杠杆，如图乙所示，O点为支点，A点为重心，已知每只手所受的支持力大小为200N，该同学的质量为kg，若他在10s内做了10个“俯卧撑”每次肩膀上升的高度为40cm。该同学10s内做功的功率为W（g=10N/kg）。

【答案】60，160。【详解】由杠杆平衡条件知F×l1=Ｇ×l2即400N×1.5m＝G×1m解得该同学的重力G＝600N，则该同学的质量m=设每次重心上升的高度为hh解得h＝803cmW=Gh该同学10s内做功的功率为P=9．（2023·江苏宿迁·中考真题）如图是一款爬绳机，这款爬绳机可以不消耗人的体能，轻松攀爬、下降，可用于消防救援、矿井救援及桥梁检测维修等等。爬绳机的质量为10kg，静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2。在某次爬升中，将一个质量为70kg的工人从地面匀速提升12m高，用时1min。（g取10N/kg）求：（1）爬绳机上升的速度为多少m/s？（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强大小。（3）爬绳机对工人做功的功率大小。

【答案】（1）0.2m/s；（2）1000Pa；（3）140W【详解】（1）爬绳机上升的速度v=h/t=12m/60s=0.2m/s（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压力F压=G=mg=10kg×10N/kg=100N静止在水平地面上时与地面的接触面积为0.1m2，则对地面的压强（3）爬绳机对工人的作用力F=G工人=m工人g=70kg×10N/kg=700N由于工人与爬绳机相对静止，故爬升的速度相同，所以爬绳机对工人做功的功率答：（1）爬绳机上升的速度为0.2m/s；（2）爬绳机静止在水平地面上时，对地面的压强为1000Pa；（3）爬绳机对工人做功的功率为140W。10.智能机器正在进入我们的生活，为人们提供高效、精准的服务。某台全自动扫拖一体机器人主要由锂电池组、扫地模组、吸尘模组、拖地模组、升降模组和车轮模组等组件构成，它既可以扫地，也可以拖地。小强同学在面积为S1=27m²的空房间（矩形ABCD）内，用这台机器人打扫家庭卫生。

（2）机器人底部构造如图甲所示，两块面积均为S2=1.8×10-2m2的抹布固定在转盘O1、O2上，在升降模组控制下，下降并压迫地面，利用两块抹布旋转擦洗和加压拖地。机器人在瓷砖地面上拖地时，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，两块抹布对瓷砖地面的压强是多少Pa？（3）机器人拖地过程可用如图乙所示的简化模型进行研究，关门后，机器人（用⊙O表示）从图示位置开始，贴近墙壁AB沿着弓形路线拖洗地面，在地面上拖出水带（水的痕迹）的宽度均为d=0.3m，其中平行于墙边AB的任意相邻的两条水带都不重叠，当机器人拖出第15条水带到达墙角C处时，刚好将整个房间的地面拖洗了1次。机器人受到的牵引力为F=20N，牵引力的功率为3W。忽略墙边和墙角处机器人沿着弓形路线无法拖洗的地面面积，设机器人沿着弓形路线运动时速度大小不变，求机器人需要多长时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次？【答案】（1）24W；（2）3.33×102Pa；（【详解】（1）由题意知，机器人在1×103s内总共做了2.4×104J的功，则机器人做功的功率（2）由题意知，两块面积均为S2=1.8×10-2m2，两块抹布对瓷砖地面的压力为12N，则两块抹布对瓷砖地面的压强（3）根据P=Fv可得，机器人拖地时的速度机器人每次在AB方向运动需要时间机器人每次在BC方向运动0.3m需要时间机器人沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次需要时间t总=t1×15+t2×14=38s×15+2s×14=598s答：（1）机器人做功的功率为24W；（2）两块抹布对瓷砖地面的压强是3.33×10（3）机器人需要598s时间，才能沿着弓形路线将整个房间的地面拖洗1次。考点二机械能考法01动能和势能1．（2023·四川绵阳·中考真题）2023年5月30日，神舟十六号载人飞船发射成功。在飞船从发射塔加速上升的过程中，第四次执行任务的航天员景海鹏的（）A．动能增大，重力势能增大 B．动能增大，重力势能不变C．动能不变，重力势能减小 D．动能不变，重力势能不变【答案】A【详解】航天员景海鹏随飞船加速上升时，质量不变，速度增大，他的动能增大，他的高度增大，他的重力势能增大，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。2．（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图是国产防火救灾无人机TB001携灭火弹起飞的情景。请回答：

（1）无人机的机翼形状上凸下平，使飞机获得升力，其原理是什么？（2）执行投放灭火弹任务时，保持匀速飞行的无人机投弹前后的动能怎样变化？为什么？【答案】见解析【详解】（1）机翼的形状上凸下平，机翼上方空气流速大压强小，机翼下方空气流速小压强大，故产生向上的压强差，因而产生向上的压力差，即飞机的升力。（2）无人机的动能变小；动能由质量和速度决定，因为无人机的速度不变，但投弹后质量减小，所以动能变小。3.（2023·辽宁盘锦·真题）小萌在水平路面上骑自行车时发现这样的现象：①车速度越大，停止蹬车后滑行距离越远；②车在滑行时，地面越光滑滑行的距离越远。（1）根据现象①，小萌做了如图甲的探究实验：让小车从斜面上由静止下滑，撞击置于水平木板上的物块，观察物块被撞后移动的距离。以下A、B两种操作，你认为正确的是（填写字母）；A．用质量相同的小车从斜面的不同高度自由滑下B．用质量不同的小车从斜面的相同高度自由滑下（2）在图甲中画出小车在斜面上所受重力的示意图。（3）由实验可以得出的结论是：动能大小与有关；（4）物块被撞击后在做减速运动的过程中，其所受摩擦力（选填“变大”、“变小”或“不变”）；（5）根据现象②，小萌又做了如图乙的探究实验：让小车从斜面的相同位置由静止滑下，观察小车在毛巾、棉布、木板三种平面上滑行的距离。分析图乙可知：阻力越小，小车速度减小的越。在滑行的整个过程中，小车在毛巾和木板表面克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1W2（选填“”、“”或“”）。【答案】（1）A；（2）见下图；（3）速度；（4）不变；（5）慢，=【详解】（1）研究滑行距离与速度的关系，要改变速度大小，控制质量不变，故用质量相同的小车从斜面的不同高度自由滑下，故选A。（2）小车在斜面上所受重力的方向竖直向下，作用点在物体的重心。（3）物块被撞后移动的距离越大，说明小车下滑到水平面的速度越大，由实验可以得出的结论是：动能大小与速度有关。（4）物块被撞击后在做减速运动，因压力大小和接触面粗糙程度不变，故其所受摩擦力不变。（5）木板表面最光滑，小车受到的阻力最小，通过的距离最长，观察小车在毛巾、棉布、木板三种平面上滑行的距离分析图乙可知：阻力越小，小车速度减小的越慢，滑行的越远。在滑行的整个过程中，因初速度相同，而最终的速度为0，动能变化量相同，故小车在毛巾和木板表面克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1=W2。考法02机械能及其转化1.（2023·泰安·中考题）北京时间2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射中心成功发射。天舟六号“快递员”给空间站携带了各类补给物资，是世界现役的上行载货能力最强的货运飞船。在火箭发射升空的过程中，下列说法正确的是（）A．以火箭为参照物，飞船是运动的 B．飞船携带的各类补给物资质量变小C．飞船的重力势能变大 D．飞船的机械能不变【答案】C【详解】A．运载火箭搭载飞船上升过程中，以火箭为参照物，飞船的位置没有发生变化，是静止的，故A错误；B．质量是物体本身的一种属性，与状态和所处位置以及形状无关，故天舟六号货运飞船升空后，其内部携带的物体总质量不变，故B错误；C．火箭升空的过程中，飞船高度不断增加，其重力势能增大，故C正确；故选C。2．（多选题）（2023·山东日照·中考真题）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的是（不计空气阻力）（）

A．运动员在C点时，动能最大、重力势能最小B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大【答案】AB【详解】AB．运动员从A点运动到C点的过程中，只有重力做功，因此机械能守恒；从A点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度减小，重力势能减少；速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。因此在C点时，运动员的动能最大、重力势能最小。故AB正确；C．运动员从A点运动到B点的过程中，运动员的质量不变，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减少。故C错误；D．运动员从B点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，高度逐渐减小，重力势能逐渐减少。故D错误。故选AB。知识概念理解机械能（1）动能：物体由于运动而具有的能量。大小跟速度、质量有关。（2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。大小跟高度、质量有关。（3）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。（4）机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。（5）机械能守恒如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变。或者说，机械能是守恒的。（1）物体具有能量不一定做功。（2）一个物体具有的机械能是动能和势能之和。（3）机械能守恒的条件只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。1.【新情境】在刚刚结束的杭州第19届亚洲运动会赛艇女子轻量级双人双桨决赛中，中国组合邹佳琪/邱秀萍率先冲过终点线，如愿获得冠军，这是杭州亚运会诞生的首枚金牌。下列与本项赛事有关的说法不正确的是（）A．漂浮的赛艇受到浮力的作用B．运动的赛艇具有动能C．摇动双桨时，手对桨没有做功D．冲刺阶段，赛艇变快，赛艇的机械能变大2.【跨学科】小华到家乡某区域进行跨学科主题学习，如图为该区域等高线地形示意图。若在该河段开展野外漂流活动，皮划艇从A点行驶到C点时，其重力势能将（）A．不变 B．变大C．变小 D．先变大后变小【答案】C【详解】由图可知，皮划艇从A点行驶到C点时，高度逐渐减小，又因为皮划艇的质量不变，所以其重力势能将变小。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3.【新科技】一小球从某高度由静止释放后，利用安装在手机中具有录音和显示声音波形的APP（软件），记录小球碰撞地面发出的声音随时间变化的波形如图所示。则小球（）A．每次下落过程重力做功均相同B．每次弹起时的动能逐渐减小C．每次碰撞的最大形变程度逐渐增大D．下落过程中重力势能全部转化为动能【答案】B【详解】A．根据图像知，乒乓球每次发声的时间逐渐变短，这说明乒乓球在空中运动的时间变短，乒乓球上升的高度逐渐变小，根据W=Gh可知，每次下落过程重力做功不相同，故A不符题意；BCD．根据波形图可知，乒乓球每次发声时的振幅变小，乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度变小，这说明弹性势能是减小的；此过程中乒乓球的动能和重力势能转化为弹性势能，弹性势能减小，说明机械能逐渐变小；乒乓球的弹性势能变小，转化为的动能逐渐变小；下落过程中，乒乓球克服阻力做功，机械能逐渐减小，所以，下落过程中重力势能没有全部转化为动能，故B符合题意，CD不符合题意。故选B。4.我国是世界上水资源最丰富的国家之一，下列关于水能的说法中，不正确的是（）A．诗句“不尽长江滚滚来”，描述的是长江水具有动能B．诗句“黄河之水天上来”，描述的是黄河水具有重力势能C．水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组D．利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能【答案】C【详解】A．诗句“不尽长江滚滚来”，说明水有一定的速度和质量，描述的是长江水具有动能，故A正确，不符合题意；B．诗句“黄河之水天上来”，说明水有一定的高度和质量，描述的是黄河水具有重力势能，故B正确，不符合题意；C．水力发电时建造拦河大坝，是为了提高水的高度，使水具有较大的重力势能，不是为了防止水流太急冲坏发电机组，故C错误，符合题意；D．利用水能发电时，从上游奔腾而下的水，有一定的速度、质量、高度，既具有动能又具有重力势能，故D正确，不符合题意。故选C。5.2023年5月30日9时31分，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号F遥十六”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。由景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员组成的全新飞行乘组，将与“神舟十五号”乘组在空间站胜利会师。火箭发射过程中，下列说法正确的是（）

A．以火箭为参照物，“神舟十六号”飞船是运动的B．火箭在加速上升过程中，运动状态发生了变化C．火箭飞行方向改变时，受到平衡力的作用D．加速上升过程中，“神舟十六号”飞船动能保持不变【答案】B【详解】Ａ．以火箭为参照物，“神舟十六号”飞船与获奖之间没有位置的变化，所以飞船是静止的，故A错误；B．火箭在加速上升过程中，速度变大，所以运动状态发生了变化，故B正确；C．火箭受到平衡力的作用时，保持静止状态或匀速直线运动状态，故火箭飞行方向改变时，处于非平衡状态，故C错误；D．飞船加速上升过程中，质量不变，速度变大，则动能变大，故D错误。故选B。6.【新科技】（多选题）小昕用手机APP模拟频闪拍摄，每隔相同时间记录小球竖直下落时所在位置，如题图能正确描述小球下落过程中物理量变化的是（）【答案】BD【详解】A．由图可知，小球沿竖直方向匀速下落，速度不变，高度越来越低，小球的动能不变，重力势能减小，因此机械能不守恒，图中描述小球下落过程中机械能不变，故A不符合题意；B．小球下落过程中，高度越来越低，重力势能减小，故B符合题意；C．小球沿竖直方向匀速下落，因此路程与时间成正比，故C不符合题意；D．小球匀速下落，时间越长下落的高度越大，高度越来越低，重力势能减小，故D符合题意。故选BD。

A

B

C

D

7.【传统文化】《天工开物》中记载了我国古代的一种水力舂米机械——水碓（duì），如图所示。水碓工作时，水流推动大轮转动，从而使石锤抬高，石锤的重力势能（选填“增大”“减小”或“不变”），然后石锤落下，能增大，再对下方臼中的稻米做功。【答案】增大动【详解】石锤被抬高时，质量不变，高度增大，石锤的重力势能增大。石锤落下时，重力势能转化为动能，动能增大。8.北京冬奥会的赛场上，中国选手谷爱凌在自由式滑雪U型场地比赛中获得95.25分，刷新了U型场地技巧比赛的历史最高纪录。如图所示，若把运动员和滑板当做一个整体，用“小方块”表示。当运动员沿着U形赛道斜面向上滑时，在图中作出“小方块”所受的支持力和摩擦力的示意图。运动员从U形赛道的最低端向上滑的过程中，动能，重力势能，机械能。（以上三空均选填：“变大”“变小”“不变”）【答案】见右图，变小，变大，变小。【详解】运动员沿着U形赛道斜面向上滑时，摩擦力方向沿斜面向下，支持力方向垂直于斜面向上，两个力都等效作用在物体重心上。运动员从U形赛道的最低端向上滑的过程中，速度减小，则动能减小。运动员从U形赛道的最低端向上滑的过程中，高度变大，则重力势能增加。运动员在滑动过程中会受到摩擦阻力的作用，一部分机械能转化为内能，则机械能减小。9．【探究名称】排球被垫起的高度与哪些因素有关？【猜想与假设】猜想一：可能与排球的材质有关。猜想二：可能与垫球的力度有关。猜想三：可能与球内的气压有关。猜想四：可能与有关。【实验器材】排球若干，打气筒，球类专用气压、标有刻度的长杆等。【进行实验】

（1）为了探究猜想三，准备三个完全相同（球内气压可调节）的排球，分别标①、②、③号，如图甲所示。（2）实验前应使三个排球的不同。（3）实验时用（选填“相同”或“不同”）的力度竖直向上垫球，测量排球被垫起的高度，并记录h1、h2、h3。【分析论证】若h1、h2、h3不相等，则可得出的初步结论是：。【交流与评估】（1）本实验中存在的不足之处是：。（2）源源同学对本实验进行了改进，并自制了如图乙所示的器材。在探究猜想二的实验过程中，他应该多次将同一排球下压至（选填“相同”或“不同”）高度，然后静止释放，再测量每次球被弹起的高度进行对比，从而得出结论。【拓展】排球上升至最高点时，速度为零，此时排球受到（选填“非平衡力”或“平衡力”）作用。【答案】垫球方向气压相同在其他条件相同时，排球被垫起的高度与球内气压有关不便控制垫球的力度相同不同非平衡力【详解】猜想四：可能与垫球方向有关。（2）根据控制变量法，实验前应使三个排球的气压不同。（3）实验时采用控制变量法，要用相同的力度竖直向上垫球，测量排球被垫起的高度。若h1、h2、h3不相等，则可得出的初步结论是：在垫球力度相同时，相同的排球被垫起的高度与球内的气压有关。（1）本实验中存在的不足之处是：排球被垫起的高度不方便测量。（2）小林同学对本实验进行了改进，并自制了如图乙所示的器材。在探究猜想二的实验过程中，由于要改变排球受到弹簧弹力的大小，他应该多次将同一排球下压至不同高度，然后静止释放，再测量每次球被弹起的高度进行对比，从而得出结论。排球上升至最高点时，虽然速度为0，但还是受到重力的作用，即此时排球受到非平衡力作用。10.如图所示是“探究影响动能大小因素”的实验情景。小球从同一斜面上由静止释放，撞击同一木块，已知。（1）实验中小球的动能由能转化而来；（2）分析可知，图中的小球刚到达水平面时的动能最大；（3）比较甲乙两图可探究与的关系；（4）根据甲丙两图得到的结论，请对汽车驾驶员说一句安全警语。【答案】重力势乙物体动能大小速度严禁超载【详解】（1）小球从高处加速下滑，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能。（2）实验中采用转换法，小球与木块撞击后，其动能大小是通过木块移动距离来反映的。由图可知，乙图中木块移动距离最远，所以乙图中的小球刚到达水平面时的动能最大。（3）甲乙两图中只有小球释放的高度不同，到达水平面的速度不同。根据控制变量法，可以探究物体动能大小与速度的关系。（4）比较考点三杠杆考法01杠杆的概念1.（2023·山东日照·统考中考真题）“劳则思，思则善心生”，劳动的过程就是一种学习。某学校劳动教育课堂上，以下劳动场景中，利用了费力杠杆的是（）ABCDA．

利用撬棒撬大石块 B．

用手拿石块C．

用钢丝钳剪铁丝 D．

用羊角锤拔钉子【答案】B【详解】A．利用撬棒撬大石块、用钢丝钳剪铁丝、用羊角锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故ACD不符合题意；B．用手拿石块时，若把前臂看成杠杆，支点在肘关节的位置，肱二头肌收缩抬起前臂是动力，石块作用在手上产生的力是阻力，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B符合题意。故选B。

（1）杠杆AO1B是（选填“省力”或“费力”）杠杆；（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为N。【答案】省力20【详解】（1）杠杆AO1B支点为O1，动力在A点处，阻力在B点处，作用力在竖直方向上，此时动力臂大于阻力臂，故此杠杆为省力杠杆。（2）如图所示，在杠杆DCO2中，阻力臂为动力臂为L2=5cm，根据杠杆平衡条件可得C点处作用力为若要把桶盖翻开，根据杠杆平衡条件，在杠杆AO1B中，脚对踏板A处的压力至少为3．（2023·江苏镇江·中考真题）图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示：O为轻质杠杆AB的转轴，OA∶OB=1∶3，物块用轻质细绳系在A端，工人在B端施加竖直向下的拉力F，此时杠杆水平平衡、物块重1200N，底面积为0.25m2，不计转轴摩擦。（1）图1中，横杆属于杠杆，垫上石块的目的是为了减小；（2）为将图2中物块恰好拉离地面，求工人所用的拉力；（3）剪断图2中A端细绳，求物块静止时对水平地面的压强。【答案】省力压强400N4800pa【详解】（1）杠杆分为省力杠杆、费力杠杆和等臂杠杆，由图可知，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。（1）支架下面垫有面积较大的石块，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小对地面的压强。（2）件根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知G×OA=F×OB，为将图2中物块恰好拉离地面，工人所用的拉力为（3）在水平面上，物体对地面的压力为F压=G=1200N物块静止时对水平地面的压强为考法02杠杆的作图题1.（2023·鞍山·中考题）图甲是一种常用的移动指示牌，图乙是它的模型，图丙是被风刮倒的指示牌，请在图丙中画出：将指示牌扶起的最小力及其力臂。【答案】见下图。【详解】要将指示牌扶起，支点为C，根据杠杆平衡条件可知，动力臂越长，动力越小，AC为最长动力臂L1时，动力最小，从A点作垂直于AC向上的线段F1的示意图，如图所示。2．（2023·辽宁本溪·中考真题）如图甲晾晒架，挂衣服时可以把它看成杠杆，图乙为其简化示意图。请在乙图中作出：

（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，请在B、C、D三点中选择一点，作出该点所受到的拉力F2；（2）晾晒架A点受到的支持力F1及其力臂l1。【答案】见右图。

【详解】（1）当挂较重的衣物时，为了使晾晒架A点受到的支持力最小，动力臂和阻力一定时，阻力臂越小，动力越小；应选择离支点最近的B施加阻力F2。（2）对A的支持力垂直于墙壁向右，从O画出到支持力F1的垂线即动力臂l1，如图所示：

考法03探究杠杆的平衡条件1.（2023·山东青岛·统考中考真题）天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。关于杠杆的平衡条件，小海用图甲所示装置进行探究，其中杠杆的刻度均匀，每个钩码的重力均为0.5N。（1）实验中，杠杆在位置平衡最便于测量力臂；（2）如图乙所示，杠杆已经平衡。如果在左侧钩码下增加一个钩码或者将左侧钩码向右移动5cm，杠杆都将失去平衡。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的和力臂有关；

（3）小海在杠杆两侧挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，进行了4次实验。杠杆平衡时的部分数据已填入表中，其中图丙是第4次杠杆平衡时的情景，请将杠杆右侧的阻力数值填入表中；

实验次数动力F1/N动力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m11.00.202.00.1022.00.152.00.1532.00.151.50.2041.50.10（）0.15分析实验数据，可归纳出杠杆的平衡条件是F1l1F2l2；（4）小海与小兰对实验过程进行交流，产生了一个新的问题：若支点不在杠杆的中点，并用弹簧测力计代替一侧的钩码施力，会出现什么现象？于是他们共同进行了如图丁的探究。①画出图丁中F1的动力臂l1；（）②多次改变拉力F1的作用点在杠杆上的位置进行实验，发现杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2，其原因可能是。

【答案】（1）水平；（2）大小；（3）1.0，=；（4）见详解【详解】（1）实验中，由于作用力是竖直方向上的，如果杠杆在水平位置平衡则力臂刚好在杠杆上，最便于测量力臂。（2）杠杆已经平衡，如果在左侧钩码下增加一个钩码会改变杠杆受力的大小，杠杆失去平衡，表明与力的大小有关，如果将左侧钩码向右移动5cm，力臂会变小，杠杆失去平衡，表明杠杆平衡与力臂大小有关。由此可以猜想：杠杆的平衡可能与力的大小和力臂有关。（3）如图所示，阻力相当2个钩码重力，每个钩码重0.5N，所以阻力为1N。分析第1次实验数据得F1l1=1.0N×0.20m=0.2N⋅mF2l2=2.0N×0.10m=0.2N⋅m可知F1l1=F2l2，同理计算其它3次实验的数据，获得相同的结论，可归纳出杠杆的平衡条件是动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。（4）①力臂是支点到力的作用线的垂线段，如图所示

②由于支点不在中点处，杠杆自重会产生一个向下的作用力，则F1需要比原来更大才能使杠杆平衡，故其它条件不变，杠杆平衡时，F1l1都是大于F2l2。知识概念理解杠杆（1）描述杠杆特征的五个要素：支点、动力、阻力、动力臂与阻力臂。（2）杠杆的平衡条件动力×动力臂＝阻力×阻力臂公式表示：F1L1=F2L2（3）生活中的杠杆①若l1＞l2，则F1＜F2，为省力杠杆；②若l1=l2，则F1=F2，为等臂杠杆；③若l1＜l2，则F1＞F2，为费力杠杆。杠杆是否平衡，取决于力和力臂的乘积；若乘积相等就平衡，否则沿着乘积大的那端转动。1．【新科技】如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是（）A．夹起食物的筷子 B．拔钉子的羊角锤C．剪铁丝的钢丝钳 D．起瓶盖的开瓶扳手【答案】A【详解】我国天宫空间站的机械臂是动力臂比阻力臂短的杠杆，是费力杠杆。A．夹起食物的筷子的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故A符合题意；BCD．拔钉子的羊角锤、剪铁丝的钢丝钳、起瓶盖的开瓶扳手的动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故BCD不符合题意。故选A。2．【传统文化】如图所示，是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”，用绳子系住一根直的硬棒的O点作为支点，A端挂有重为40N的石块，B端挂有重为20N的空桶，OA长为1.2m，OB长为0.6m。使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。硬棒质量忽略不计，下列说法中正确的是（）

A．向下拉绳放下空桶时桔槔为省力杠杆B．向下拉绳放下空桶时拉力为20NC．向上拉绳提起装满水的桶时桔槔为费力杠杆D．向上拉绳提起装满水的桶时拉力为40N【答案】D【详解】A．向下拉绳放下空桶时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A错误；B．向下拉绳放下空桶时，根据杠杆的平衡条件可知G石·OA=（G桶+F）·OB即40N×1.2m=（20N+F）×0.6m解之可得：F=60N，故B错误；C．向上拉绳提起装满水的桶时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；D．向上拉绳提起装满水的桶时，根据杠杆的平衡条件可知：G石·OA=（G桶+G水-Fˊ）·OB即40N×1.2m=（20N+100N-Fˊ）×0.6m解得Fˊ=40N，故D正确。故选D。3．【传统文化】图1是我国古代劳动人民搬运巨木时的场景，简化装置如图2所示，则下列杠杆中与之同类的是（）

A．夹起食物的筷子B．拔钉子的羊角锤C．托盘天平D．钓鱼竿【答案】B【详解】由图知道，横杆在使用的过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。AD．夹起食物的筷子、钓鱼竿的动力臂比阻力臂短，属于费力杠杆，故AD不符合题意；B．拔钉子的羊角锤动力臂比阻力臂长，属于省力杠杆，故B符合题意；C．托盘天平使用时动力臂等于阻力臂是等臂杠杆，故C不合题意。故选B。4.下列属于费力杠杆的是（）A．汽车方向盘B．

门把手C．小白同学家的水龙头D．雨刮器5.用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（）

ABC

D

【答案】B【详解】A图是动滑轮，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即F=G/2如选项B中图，根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由Gh如选项C中图，设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即32L。根据杠杆平衡条件如选项D中图，定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则F=G。综上所述，通过比较得知，B选项中F=25G最小，即在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是斜面，故B符合题意，ACD6.如图所示，一轻质杠杆在水平位置平衡，其中OB=4OA，物体C重为100N，则动力F=N，这是杠杆。【答案】25省力【详解】由题意可知，O为支点，且OB=4OAG=100N根据杠杆平衡条件可知G×OA=F×OB则动力F为由题知，O为支点，OA为阻力臂，OB动力臂，因为OB=4OA动力臂大于阻力臂，此杠杆为省力杠杆。7．（2023·湖南株洲·统考中考真题）图甲为多人赛艇。划桨时，桨可绕侧舷上的固定轴转动，从而使赛艇运动。图乙为划桨时桨的简化平面图，其中O为固定轴，AB为赛艇的运动方向，桨上OC长为0.8m，OD长为2m，F1为人划桨的力，F2为水对浆的作用力。

（1）划桨时，桨对水的作用力大小（填“大于”、“等于”或“小于”）水对桨的作用力大小；（2）桨为（填“省力”或“费力”）杠杆。请写出一种与桨类型相同的杠杆：；（3）已知图乙中F2为200N，F1与CD的夹角=30，F1、F2均与AB平行。要划动桨，F1至少多大？（sin30=0.5，不考虑桨的重力）【答案】等于费力夹菜的筷子500【详解】（1）因为（2）先根据题意作出动力臂和阻力臂如下图所示：因为动力臂小于阻力臂，则动力大于阻力，所以这个杠杆是费力杠杆；此外，我们平时吃饭时夹菜的筷子也是费力杠杆。

（3）如图，OC=0.8m，OD=2m，F1与CD的夹角θ=30，sin30=0.5，则动力臂的长为同理可得阻力臂的长为l2=OD×sin30°=2m×0.5=1m已知图乙中F2为200N，根据杠杆平衡条件可得动力F1为8．如图所示，O为支点，杠杆AB平衡时，画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。【答案】见右图。

【详解】根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2知，力F1的力臂最大时，力F1最小，先确定该力的作用点在杠杆上离支点最远的B点，连接OB，以这条线段为该力的力臂时，力臂最长，所以过B点作OB的垂线即该力的作用线，要使杠杆保持平衡，则力F1应沿力的作用线向上，如图所示：

9.天平和杆秤在古籍中常被称为“权衡器”，《墨经》最早对权衡器的杠杆原理做了理论上的探讨。小新利用如图所示装置进行“探究杠杆的平衡条件”。实验。次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm11.0100.52021.5101.01532.0151.520（1）如图甲所示已静止的杠杆，将平衡螺母向调节，使其在水平位置平衡；（2）多次改变钩码的个数和位置，并使杠杆在水平位置平衡，如图乙所示，得到如下实验数据。分析数据可总结出杠杆的平衡条件是（以符号表示）；（3）实验中多次改变力和力臂的大小，目的是；（4）如图丙所示的园艺剪，工人师傅用该剪刀修剪树枝时，应把树枝放在剪刀的位置，树枝最容易被剪断（选填“A”“B”或“C”）；（5）如图丁是小芳根据所学杠杆知识制作的杆秤示意图，使用时，将待称量的物体挂在秤钩上，用手提起B或C处的秤纽，移动秤砣在秤杆上的位置D，使秤杆达到水平平衡时即可读出待称物体的质量。此杆秤秤砣质量为400g，秤砣最远可移至E点（秤杆和秤钩的质量忽略不计），AB、BC、BE的长度如图所示。则杆秤的最大称量是kg。【答案】左F1l1=F2l2见解析C10【详解】（1）图甲中，杠杆右端下沉，说明右端杠杆的重心向右偏，应向左调节平衡螺母，才能让杠杆在水平位置平衡。（2）由表格数据，每组动力与动力臂的乘积等于阻力与阻力臂的乘积，所以有F1l1=F2l2。（3）为了避免实验的偶然性，多次改变力和力臂的大小，以寻找具有普遍性的实验结论。（4）图丙中，树枝对剪刀的阻力不变，阻力臂越小，阻力与阻力臂的乘积越小，则动力与动力臂的乘积也越小，动力臂不变时，动力越小，所以树枝在C最容易被剪断。（5）秤砣的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N图丁中，用手提起B处的秤纽，则动力臂较大，动力一定，阻力臂一定，据杠杆平衡条件知，阻力较大，则有4N×0.5m=G1×0.02m解得，F=100N，最大称量质量10.人类在漫长的历史长河中，创造了各种各样的工具，以无穷的智慧弥补了人类有限的力量，使工作更省力、更便捷，这些工具统称为机械。杠杆便是其中最简单的机械之一。如图所示，AB是一根长为1.6m的不计质量的杠杆，可以绕O点转动，在距O点0.4m的B端悬挂一质量为90kg，边长为30cm的匀质正方体合金块M，杠杆恰好在水平位置平衡。求：（1）合金块M的密度为多少；（2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小。

【答案】（1）；（2）300N【详解】（1）合金块M的体积为V=30cm3=2.7×10-2m3合金块M的密度为（2）由题意可知，杠杆AB长1.6m，OB长0.4m，因此AO长1.2m，由杠杆平衡条件可知即解得FA=300N答：（1）合金块M的密度为；（2）A端施加的竖直向下拉力FA的大小为300N。考点四滑轮1.（2023·湖南常德·统考中考真题）如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物=200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（）

A．F甲=200N，并向上移动4mB．F甲=100N，并向上移动2mC．F乙=200N，并向上移动1mD．F乙=400N，并向上移动lm【答案】D【详解】AB．不计绳重、轮重和摩擦，图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以拉力端移动的距离为s=2h=2×2m=4m，故AB错误；CD．不计绳重、轮重和摩擦，图乙是动滑轮，拉力作用在动滑轮的轴上，拉力F乙=2G物=400N拉力端移动的距离为故C错误，D正确。故选D。2.（2023·常州·中考题）用如图所示的动滑轮和定滑轮提升重物，请画出最省力的绳子绕行方式。【答案】见右图。【详解】图示两个滑轮，绳子固定在定滑轮上，逐一绕线时，承重绳子为2根；绳子固定在动滑轮上，逐一绕线时，承重绳子为3根，所以把绳子固定在动滑轮上，绕过定滑轮，再绕过动滑轮，最省力，如图所示。3.（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求：（1）物体上升的速度；（2）10s内拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率η。【答案】（1）0.5m/s；（2）750W；（3）80%【详解】（1）物体上升的速度为（2）物体的重力为G=mg=120kg×10N/kg=1200N由图知，通过动滑轮绳子的段数n=3不计绳重和一切阻力，绳子自由端拉力绳子自由端移动的距离s=nh=3×5m=15m拉力所做的功W总=Fs=500N×15m=7500J拉力F的功率（3）有用功为滑轮组的机械效率答：（1）物体上升的速度为；（2）内拉力的功率为；（3）滑轮组的机械效率为。4．（2022·内蒙古赤峰·中考真题）小李同学在利用图示装置研究动滑轮特点时，猜想：如果忽略绳重与摩擦，绳端拉力F可能与被提升木块所受的重力、木块上升的高度、动滑轮所受的重力、动滑轮的直径这些因素有关。（1）若小李探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系，请将实验步骤补充完整；步骤一：按图安装动滑轮；步骤二：匀速拉动弹簧测力计，使木块升高，读出拉力F的值并记录；步骤三：换用的动滑轮，使同一木块匀速上升相同的高度，读出拉力F的值并记录；步骤四：重复步骤三，多做几次实验；（2）步骤四的目的是：；（3）若小李五次实验测得F分别为：1.8N、1.8N、1.8N、1.8N、1.8N，则初步得到的结论是：在其他因素相同时，【答案】不同直径避免实验偶然性，使结论更具有普遍性绳端拉力大小与动滑轮直径大小无关【详解】（1）本实验探究绳端拉力F与动滑轮直径的关系，从步骤一到步骤二都没有更换不同直径的动滑轮来进行实验，所以第三步应该更换不同的动滑轮直径。（2）重复实验步骤，进行多次实验，其目的主要是避免实验的偶然性，使实验结论更具普遍性。（3）更换不同直径的动滑轮进行多次实验，得到的绳端拉力都为1.8N，所以可以得出：在其他因素相同时，绳端拉力F与动滑轮直径无关。知识概念理解滑轮（1）定滑轮：使用时，轴固定不动的滑轮叫定滑轮。（2）动滑轮：使用时，轴随着物体移动的滑轮叫动滑轮。（3）定滑轮和动滑轮的特点使用定滑轮不省力，也不省距离，但可以改变力的方向。使用动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，且费距离。（4）滑轮组①使用滑轮组时，既可以省力，也可以改变施力的方向。②使用滑轮组提起重物时，动滑轮上有n段绳子承担物重，提起物体的力F=EQ\F(1,n)G，拉力移动的距离s=nh定滑轮实质上是一个等臂杠杆；动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。1．如图所示，取两根光滑木棍，将绳子的一端系在其中一根棍上，再按图示的绕法依次绕过两根木棍，缓慢拉动绳子，两根棍靠拢。若想用更小的力也能让木棍靠拢，则下列说法中可行的是（

）

A．将木棍的表面变得粗糙些B．将绳子在木棍上多绕几圈C．沿竖直方向匀速拉动绳子D．缩短木棍的长度，使其质量变小【答案】B【详解】将绳子的一头系在一棍上，然后如图所示，在棍子的中部绕几圈，它的实质是一个滑轮组，根据滑轮组的特点可知，滑轮组有几段绳子，绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一，滑轮组上绳子的段数越多越省力，所以想用更小的力也能让木棍靠拢，可以将绳子在木棍上多绕几圈，故B正确，ACD错误。故选B。2.（2022·山东淄博·中考真题）如图是某小区使用的一种垃圾投放装置的示意图，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，非常方便、卫生。下列说法正确的是（）A．装置中的滑轮是动滑轮B．装置中的滑轮改变了力的方向C．绳子拉起桶盖时，桶盖可视为费力杠杆D．蓝色垃圾桶看起来是蓝色，是因为它吸收蓝光【答案】B【详解】AB．由图可知，垃圾桶盖使用过程中，两个滑轮的轴固定不动，所以该装置中的滑轮为定滑轮；定滑轮虽不省力，可以改变力的方向，故A错误，B正确；C．由图可知，桶盖可视为杠杆，阻力为桶盖的重力，垃圾桶盖使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C错误；D．不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的，蓝色垃圾桶只能反射太阳光中的蓝色光，其它颜色的光被吸收了，看起来是蓝色，故D错误。故选B。3．（多选题）工人使用如图的装置提升重物，不计滑轮与绳重、绳与滑轮间的摩擦，下列关于滑轮与力的大小关系说法正确的是（）

A．甲是定滑轮，拉力等于物重 B．甲是定滑轮，拉力小于物重C．乙是动滑轮，拉力等于物重 D．乙是动滑轮，拉力小于物重【答案】AD【详解】定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变，定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向；动滑轮使用时，滑轮随重物一起移动，动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省力费距离。AB．图甲为定滑轮，拉力等于物重，故A正确，B错误；CD．图乙为动滑轮，拉力小于物重，故C错误，D正确。故选AD。4.（多选题）（2022·山东潍坊·统考中考真题）图甲所示为工人师傅乘坐吊篮在高空粉刷楼体外墙的情景，吊篮可在电动机的作用下实现升降，其简化结构原理如图乙所示。吊篮的质量为40kg，两名工人及工具的总质量为200kg，某次吊升过程中，吊篮在30s内匀速上升了6m。不计滑轮重、绳重和摩擦，关于该过程的分析正确的是（）A．吊篮的动能不变 B．吊篮的机械能守恒C．电动机对绳子的拉力为800N D．电动机拉动绳子的功率为480W【答案】AD【详解】AB．吊篮匀速上升的过程，质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能变大，机械能变大，机械能不守恒，故A正确，B错误；C．由图示知，承重绳子为4根。不计滑轮重、绳重及摩擦时，电动机对绳子的拉力故C错误；D．绳子在30s内移动的距离s=4h=4×6m=24m绳子移动的速度电动机拉动绳子的功率P=Fv=600N×0.8m/s=480W，故D正确。故选AD。5．小明用如图装置提升重为G的物体，不计摩擦和机械自重，其中A滑轮的作用是，小明对绳的拉力为。【答案】改变力的方向G/2【详解】由图可知，A滑轮固定不动，是定滑轮，可以改变力的方向。由图可知，承担重物绳子的段数n=2，不计摩擦和机械自重，小明对绳的拉力为F=G/2

6.技馆中安装有升降座椅，同学们坐在椅子上拉动绳子的自由端就可以将自己和座椅一起提起，如图甲所示。请在升降座椅的简图图乙中画出绳子的绕线情况。【答案】见下图。

【详解】由题意知，同学们坐在椅子上拉动绳子的自由端就可以将自己和座椅一起提起，则拉力的方向向下，图中滑轮组由一个动滑轮和两个定滑轮组成，则绳子的有效股数n＝3，故绳子首先系在定滑轮上面的挂钩上，然后依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮、上面的第二个定滑轮，最后回到同学们的手上，如图所示。

7．（2023·宁夏·统考中考真题）某校组织学生参加观军事博物馆，学生发现潜水艇的形状如图所示，头部粗，尾部细，由此提出疑问。若潜水艇头部细，尾部粗，所受的体阻力是否不同？同学们选取完全相同的模型A和B照图乙组装进行探究所挂物重的质量均为0.5kg（g=10N/kg）。

（1）图乙的两个滑轮为作用是模型所受拉力是N（忽略沉重和摩擦）；（2）探究过程如图丙所示，t0时刻重物开始下落，t1时刻发现模型B运动较快，说明模型B在运动过程中所受液体阻力较；（3）实验中液体阻力大小是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做。【答案】定滑轮改变力的方向5小转换法【详解】（1）图乙中两个滑轮使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，作用是改变力的方向；使用定滑轮不省力，因此模型所受拉力是F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N（2）所挂重物的质量相等，模型所受拉力相等，重物同时开始下落，一段时间后发现模型B运动较快，说明模型B在运动过程中，所受液体阻力较小。（3）实验中液体阻力大小不易直接测量，是通过模型运动快慢来体现的，这种研究物理问题的方法叫做转换法。8．将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重30N，B重5N，则A所受地面的摩擦力为N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A匀速向左运动，则拉力F=N。（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦）【答案】1020【详解】如图所示，物体A和B通过动滑轮相连，动滑轮上有2段绳子，已知A重30N，B重5N，物体B恰好匀速下降，说明物体A处于平衡状态，则A所受地面的摩擦力与动滑轮的钩子拉A的力是一对平衡力，即若对A施加一个水平向左的拉力F，则物体A受到三个力的作用：水平向左的拉力F，水平向右的拉力2GB，水平向右的摩擦力10N，所以，水平刚好使A匀速向左运动，则拉力F9.如图，小明用一个动滑轮和几个相同的杠铃片自制了一个健身器，已知动滑轮的质量为5kg，每个杠铃片的质量为10kg。不计绳重和摩擦，g取10N/kg，小明通过握杆竖直向上匀速拉动绳子提升杠铃片的过程中，求：

（1）杠铃片在0.5s内上升0.2m，杠铃片的速度；（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小；（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，杠铃片上升了0.1m，在此过程中握杆对绳子的拉力做的功。【答案】（1）0.4m/s；（2）125N；（3）45J【详解】（1）杠铃片上升的速度（2）由图可知，动滑轮由两段绳子承担，即n=2,当动滑轮下挂两个杠铃片，不计绳重和摩擦，握杆对绳子的拉力（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力所做的功答：（1）杠铃片的速度为0.4m/s；（2）动滑轮下挂着两个杠铃片，握杆对绳子拉力的大小为125N；（3）动滑轮下挂着四个杠铃片，拉力做的功为45J。10．自南阳加快建设省域副中心城市以来，各种大项目陆续开工建设。如图甲所示是某建筑工地上的“塔吊”示意图，其配重箱A重4000kg，起重臂上有一个可以沿水平方向左右移动的滑车B，如图乙为滑车B及滑轮组中钢绳的穿绳示意图，滑车B内装的电机可卷动钢绳提升重物C。现用该装置吊起重8×103N的物体C，若不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，g取10N/kg，请完成以下问题。

（1）滑车B中定滑轮的作用是；这一过程中电机对钢绳的拉力为N；（2）若悬挂重物C的钢绳与动滑轮下挂钩的接触面积为5cm2，则挂钩承受的压强为多少？（3）若配重箱A到支点O的距离为5m，则滑车B可向右移动的最远距离是多少？（4）若电机在25s内将物体C竖直向上吊起10m，则电机克服物体C重力做功的功率为多少？【答案】改变动力的方向4×103N1.6×107pa25m3200W【详解】（1）定滑轮的作用：改变拉力方向，不省力；滑车B中定滑轮的作用是改变拉力方向。滑车B相当于动滑轮，动滑轮省一半力，不计起重臂、滑车、钢绳、动滑轮重及摩擦，这一过程中电机对钢绳的拉力为（2）挂钩承受的压强（3）配重箱的重力相当于动力，即F1=G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N重物的重力相当于阻力F2，根据杠杆平衡条件可知F1l1=F2l2滑车B可向右移动的最远距离为（4）电机克服物体C重力做功W=GCh=8×103N×10m=8×104J电机克服物体重力做功的功率考点五机械效率考法01机械效率1.（2023·内蒙古兴安盟·统考中考真题）如图所示，工人用滑轮组将重为200N的货物10s内匀速提升6m，拉力为150N。忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是1.8m/sB．该滑轮组的机械效率为80%C．拉力做功的功率是90WD．该滑轮组的动滑轮重为100N【答案】D【详解】A．货物10s内匀速提升6m，货物上升的速度为v由题图可知，滑轮组绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的速度是v绳=nv物=2×0.6m/s=1.2m/s，故A错误；BC．拉力做的总功为W总=Fs=Fnh=150N×2×6m=1800J拉力做功的功率为拉力做的有用功为W有=Gh=200N×6m=1200J该滑轮组的机械效率为故BC错误；D．忽略绳重及摩擦，根据可得，该滑轮组的动滑轮重为G动=nF-G物=2×150N-200N=100N故D正确。故选D。2.（2023·陕西·统考中考真题）如图，小明用沿斜面向上150N的推力，将总重为500N的小车匀速推到斜面顶端，用时20s。已知斜面高1.2m，长5m。此过程中小车移动的速度为m/s，小明推小车的功率为W，他做的有用功为J，该斜面的机械效率为。

【答案】0.2537.560080%【详解】此过程中小车移动的速度为v=s/t=5m/20s=0.25m/s小明推小车做的功W总=Fs=150N×5m=750J推小车的功率为他做的有用功为W有=Gh=500N×1.2m=600J该斜面的机械效率为考法02测量滑轮组的机械效率1.（2023·湖南湘潭·中考真题）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：

（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为m/s；（2）第4次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是%；实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳子自由端移动距离s/cm机械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度（选填“有关”或“无关”）；（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。A．换用更轻的动滑轮B．加快提升物体的速度【答案】匀速直线0.050.380大无关A【详解】（1）实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。第1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为v=（2）第4次实验时所做的有用功为W有=Gh=6N×5×10-2m=0.3J第4次实验做的总功为第4次实验滑轮组的机械效率为（3）根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。2、3两