中考物理（2022-2025）三年真题分类汇编（全国）：专题15 功与简单机械作图实验和计算专题（解析版）

专题15功与简单机械作图实验和计算专题

1．（2025·四川泸州·中考真题）【新科技——机器人】随着科技发展，机器人开始走进人们的生活。如图

所示，机器人托着茶杯处于静止状态。请你画出茶杯对机器人手的压力F压及其力臂L（以机器人手肘O

为支点）。

【答案】

【详解】机器人托着茶杯处于静止状态，茶杯对机器人手有向下的压力。确定压力的作用点：在茶杯与

机器人手的接触面上，通常画在接触面的中心位置。压力的方向垂直于机器人手向下，用带箭头的线段

表示，箭头方向向下，线段起点在作用点上，标上符号F压；从支点O向压力F压的作用线作垂线，垂线

段的长度就是力臂L，用虚线表示力臂，如下图所示：

2．（2024·山东德州·中考真题）【历史文化】如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A

点受到的拉力F1及其力臂l1。

【答案】

【详解】杠杆上A点受到的拉力F1方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并

标上“F1”。从支点向拉力F1的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂l1，如图所示

3．（2025·四川达州·中考真题）【历史文化】中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如甲图所示，

盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你

根据活动过程，完成下列问题：

(1)制作原理：杆秤是根据条件制成。如乙图，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的

物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽，点相当于杠杆的支点。

(2)乙图中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，

该标记处对应的刻度为g。

(3)乙图中，当称量物质量增大时，秤砣应向（选填“左”或“右”）移动。

(4)为了增大杆秤量程，可采用（选填“增大”或“减小”）秤砣质量的方法。

(5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在乙图中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向

下拉力F1时，木棒水平平衡，如丙图；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变

化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，在C端施加竖直向下拉力F2时，木棒再次水平平衡，如

3

丁图。已知F1:F211:10。秤砣密度为kg/m（整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器

底未接触，g取10N/kg）。

【答案】(1)杠杆平衡O(2)0(3)右(4)增大(5)8.8×103

【详解】（1）[1]杆秤准确称量前，秤杆在两个力的作用下围绕固定点转动，是杠杆，杆秤准确称量时，

秤杆保持静止状态，此时可读出物体质量，故当杠杆平衡时才能读出质量的大小，利用的是杠杆平衡

条件。

[2]图乙中，杆秤在秤盘和秤砣提供的力的作用能围绕点O转动，故O点是支点。

（2）秤盘未放称量物，所测物体的质量为0g，故标记处对应的刻度为0g。

（3）把图乙中对应的杠杆五要素标出来，如图所示：

根据生活经验，称量物体时l1、F2保持不变，称量物质量增大，就使的其提供的力F1增大，根据杠杆

Fl

11

平衡条件F1l1F2l2可得l2，即l1、F2保持不变，F1增大时，l2就变大，所以秤砣应向右端移动。

F2

（4）增大杆秤量程，就是指秤砣在相同位置时，能测量出的质量更大，根据“小问3详解”中的图形，

增大杆秤量程就是在l1、l2保持不变时，改变什么条件，能满足F1增大，根据杠杆平衡条件的变形公

F2l2

式F1可知，当增大F2时，可使F1增大，即增大秤砣提供的力时，可增大量程，而增大秤砣的质

l1

量，可以增大秤砣提供的力。

（5）秤砣浸没时，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，则液体的密度

DP160Pa33

r液===0.8´10kg/m

gDh10N/kg´0.02m

将图丙、图丁中杠杆五要素画出来，如图所示：

由杠杆平衡条件可知：

=

图丙F1l2G秤砣l1………………①

=-

图丁F2l2(G秤砣F浮)l1……②

FG秤砣11

①②可得1==

÷-

F2G秤砣F浮10

化简可得G秤砣=11F浮

即m秤砣g=11r液gV排

因为秤砣完全浸没，则秤砣的体积等于排开液体体积，即V秤砣=V排

则m秤砣g=11r液gV秤砣

m秤砣

则=11r液

V秤砣

3333

即r秤砣=11r液=11创0.810kg/m=8.810kg/m。

4．（2024·四川内江·中考真题）【新情境——机器人】在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款

静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受

到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则：

（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N？

（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为多少J？

【答案】（1）400N；（2）16J

【详解】解：（1）静止时，智能机器人处于平衡状态，地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力

为一对平衡力，则支持力大小等于重力大小，即支持力

F支=G=400N

（2）由图像可知，在0~4s内，机器人做匀速直线运动，机器人处于平衡状态，动力与阻力为一对平

衡力，则动力大小等于阻力大小，即动力

F=f=0.02G=0.02×400N=8N

由图像可知，在0~4s内，机器人的运动路程为2m，动力对机器人做的功

W=Fs=8N×2m=16J

答：（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为400N；

（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为16J。

考点一．力和力臂的作图

1．（2025·四川资阳·中考真题）俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、

胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若

将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，

请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。

【答案】

【详解】过重心A点作竖直向下的带箭头的线段表示重力；支持力垂直水平地面向上，即竖直向上，过

B点作竖直向上的带箭头的线段表示支持力；过O点分别作重力、支持力的作用线的垂线段，两垂线段

的长度表示各自对应的力臂l，如图所示：

2．（2025·山西·中考真题）图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请

你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。

【答案】

【详解】过支点O作垂直于压力F作用线的垂线段，即力臂l，如图所示：

3．（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子

夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。

【答案】

【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O

点，因此OA作为动力臂最长，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图，如下图所示：

4．（2024·山东日照·中考真题）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇

指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力F1、动力臂l1和阻

力F2。

【答案】见详解

【详解】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力F2，其方向大致过B点向上；A

为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力F1使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，

从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂l1，如图所示：

5．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞

鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出：

（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'

（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）

【答案】

【详解】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反

射形成的虚像S'，如下所示：

（2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示：

6．（2023·四川南充·中考真题）如图甲是自行车的手闸，其中ABO部分可视为一个杠杆，其简化示意图

如图乙，O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出：作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。

【答案】

【详解】由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，

因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，如图

所示。

7．（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图甲是一台石材运输车，提起石材时，钢杆AB可看成一个杠杆。它能通

过移动套管在AB上的位置来调节支点，其简化图如图乙所示，F1是作用在A点的动力。

（1）使用杠杆提起一石材，从图乙杠杆上已标明的两点中选择一点作为支点，使F1最小，在对应的括

号内标明O，并作出对应的动力臂l1；

（2）在图乙中画出绳子对石材的拉力F。

【答案】

【详解】（1）[1]根据杠杆平衡的条件，使F1最小，则力臂尽可能长，因此选择左侧点作为支点，支点

到力的作用线的距离即为动力臂l1，如图所示：

（2）[2]绳子对石材的拉力F沿绳子方向向上，如图所示：

8．（2023·四川眉山·中考真题）学校组织学生参加劳动实践活动，在基地发现了一台活塞式抽水机，在杠

杆C处用力便可取水。请在图中画出：

（1）阻力F2的力臂L2；

（2）在C处所用最小力F1的示意图。

【答案】见解析

【详解】（1）由图知道，O是支点，过O向阻力的作用线作垂线段L2，即L2为力臂，如下图

（2）过支点根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变时，要动力最小，则动力臂应最长，连接支点O与

C点，则OC为最长的动力臂L1；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，从O点作OC的垂

线就得到在C点施加的最小动力F1，如下图

考点二．探究杠杆平衡条件实验

9．（2025·吉林长春·中考真题）“探究杠杆的平衡条件”的实验装置如图甲所示，所用的钩码质量均相同。

(1)杠杆不挂钩码时左端低、右端高，向调节螺母，直至杠杆在水平位置平衡。

(2)在B点挂2个钩码，在A点挂个钩码，使杠杆恢复水平平衡。取下A点所挂的钩码，用

弹簧测力计在C点施加一个竖直向的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。

(3)如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，核桃夹是一种杠杆。

【答案】(1)右(2)3上(3)省力

【详解】（1）杠杆不挂钩码时左端低、右端高，表明重心偏左，应将平衡螺母向右移，直至杠杆在水

平位置平衡。

（2）[1]设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件F1l1F2l2得，2G×3L=F2×2L

则F2=3G，即在A点挂3个钩码，使杠杆恢复水平平衡。

[2]B点钩码对杠杆的力向下，能使杠杆逆时针转动，为了使杠杆能处于平衡状态，用弹簧测力计在C

点施加的力，应与B点的力对杠杆的转动效果相反，即应能使杠杆顺时针转动，所以要施加一个竖直

向上的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。

（3）如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，动力臂大于阻力臂，是一种省力杠杆。

10．（2025·广东深圳·中考真题）枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。（注：实验中所用钩

码的规格相同）

(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图所示，此时枧枧同

学判断杠杆处于（填“平衡”或“非平衡”）状态；

(2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测

量；

(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为

阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的

位置，得到实验数据如表：

实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm

10.520.01.010.0

21.020.01.020.0

31.510.01.015.0

42.015.00.520.0

龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。

龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验中原理相同；

(4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，

写出判断杠杆水平的实验过程和方法；

(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB＝2∶9，秤砣质量为100g，则重物所受的

重力为N。（g取10N/kg）

【答案】(1)平衡(2)力臂(3)1(4)见解析(5)4.5

【详解】（1）根据杠杆平衡状态的定义，杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，就处于平衡状态。实

验前杠杆虽然倾斜，但处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态。

（2）在探究杠杆平衡条件实验中，把杠杆调到水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆

上读出力臂的大小，目的是便于测量力臂。

（3）钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。分析表格数据，实验1中的动力臂大于阻力

臂，为省力杠杆，与钢丝钳原理相同。

（4）可选用重垂线来判断杠杆是否水平。实验过程和方法为：将重垂线固定在杠杆的支点上方，使重

垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆处于水平位置；若不垂直，则杠杆不水平。

（5）秤砣重力G砣=m砣g=0.1kg×10N/kg=1N

根据杠杆平衡条件得到G砣×OB=G×OA

OB9

物体的重力GG砣1N4.5N

OA2

11．（2025·广东·中考真题）桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不

同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。

(1)初始时金属棒A、B的长度和横截面积均；

(2)如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面

内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。

①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在

标尺“0”刻度处。

②加热金属棒，光点会在标尺上向（选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据

见表。其中，dA、dB分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。

实验序号12345

t/℃25.040.055.070.085.0

01.102.153.264.31

dA/cm

01.733.445.186.89

dB/cm

③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越；温度升高相同时，金属棒（选填“A”

或“B”）的伸长量更大。

(3)金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂（选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长

量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是（写1种即可）。

【答案】(1)相同

(2)上大B

(3)变小支点向左移动

【详解】（1）由控制变量法可知，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量

与温度变化量的关系，初始时应控制金属棒A、B的长度和横截面积均相同。

（2）[1]由图可知，加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，光点会在标尺上向上移动。

[2]分析数据可知，对于同一根金属棒，例如A棒，从实验序号1到5，温度逐渐升高，dA的值越来

越大，可以得出：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越大。

[3]当温度升高相同时，比如从25.0℃升高到70.0℃，A棒的伸长量ΔdA3.26cm0cm3.26cm

B棒的伸长量ΔdB5.18cm0cm5.18cm

因此金属棒B的伸长量更大。

（3）[1]由力臂的定义可知，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力的方向始终不变，阻力臂变小。

[2]同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，由数学知识，可采取的做法是支点向左移动。

12．（2025·辽宁·中考真题）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲

解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小

轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。

【质疑与验证】

（1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。

（2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O

为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光

滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。

（3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码

个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。

由图（c）中的信息得到：动力×动力臂阻力×阻力臂。

（4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。

（5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。

（6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线（填“垂直”或“平行”）；

目的是便于测量。

【反思】

（7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以力。

（8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩

擦）

【发现与探索】

（9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下

杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：

动力动力臂动力动力臂阻力阻力臂

数据序

号F1/Nl1/mF2/Nl2/mF3/Nl3/m

10.50.41.50.22.50.2

20.50.41.00.32.50.2

31.00.31.00.22.50.2

分析表中数据，得出结论：F3l3=。（用表中字母表示）

【答案】=垂直力臂省小F1l1F2l2

【详解】（3）[1]由图（c）中的信息得到：MN左边动力与动力臂的乘积为4G钩码L4G钩码L

MN右边阻力与阻力臂的乘积为2G钩码2L4G钩码L

则动力动力臂阻力阻力臂

（6）[2][3]为了使力臂落在杠杆上，便于力臂的测量，MN应与悬挂钩码的细线垂直。

（7）[4]古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以通过轮轴省力。

lR小

2

（8）[5]由F1l1F2l2得F1F2=F2

l1R大

不计机械自重和轴的摩擦时，制造辘轳时，小轮和大轮半径之比为阻力臂与动力臂之比，则把小轮和

大轮半径之比变小，可以达到更省力的目的。

（9）[6]分析表中数据可得0.5N×0.4m+1.5N×0.2m=2.5N×0.2m，0.5N×0.4m+1.0N×0.3m=2.5N×0.2m，

1.0N×0.3m+1.0N×0.2m=2.5N×0.2m

故，可得出结论F3l3F1l1F2l2

13．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的活动中，实验选用的钩码重均为0.5N。

(1)实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将向调节，把铅垂线放置于O点，从正前方

观察，当零刻度线与铅垂线（选填“重合”或“垂直”）时，即杠杆在水平位置平衡；

(2)如图乙所示，需要在B点挂上个钩码，杠杆将在水平位置平衡；再次在其两边各加上一个钩

码，杠杆侧会下降；

(3)多次实验，记录的数据如下表，可得F1、F2、L1、L2之间的关系是：。

动力动力臂阻力阻力臂

实验序

号F1/NL1/cmF2/NL2/cm

11.06.02.03.0

21.54.03.02.0

32.02.04.01.0

(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不．同．的是___________。

A．测量铅笔长度

B．探究重力与质量关系

C．探究反射角与入射角关系

【答案】(1)平衡螺母右重合

(2)2右

(3)F1L1F2L2

(4)A

【详解】（1）[1][2][3]实验前，杠杆静止在如图甲所示位置时，杠杆左低右高，应将杠杆两端的平衡

螺母向右调节，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线重合时，说明杠杆已经在水平位置平衡。

（2）[1]如图乙所示，设需要在B点挂n个钩码，杠杆将在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可得

30.5N10.0cmn0.5N15.0cm

解得：n=2；

[2]再次在其两边各加上一个钩码，则

(13)0.5N10.0cm＜(1+2)0.5N15.0cm

杠杆右侧会下降。

（3）分析三次实验数据可知，每次实验，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以杠杆

的平衡条件为

F1L1F2L2

（4）本实验多次实验的目的是避免偶然因素，寻找杠杆平衡条件的普遍规律。

A．测量铅笔长度，多次实验的目的是减小误差，目的与本次探究不同，故A符合题意；

B．探究重力与质量关系，多次实验的目的是为了得到重力与质量关系的普遍规律，故B不符合题意；

C．探究反射角与入射角关系，多次实验的目的是避免偶然因素，找到反射角和入射角关系的普遍规律，

故C不符合题意。

故选A。

14．（2024·湖南·中考真题）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆

（支点为O）、支架、10个钩码（每个重0.5N）。

（1）如图甲所示，实验开始前，应向端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每

次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取；

（2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的侧进行实验，使杠杆在

水平位置平衡后，记录下数据；

（3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。

动力动力臂阻力阻力臂

实验次

数F1/Nl1/cmF2/Nl2/cm

1…………

2…………

32.520.02.025.0

小明在第3次实验的基础上，在支点左侧20.0cm处继续加钩码直到F1为3.5N，如图乙所示，但发现此

时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成F1为3.5N的

第4次实验，她应该通过，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留

一位小数）。

【答案】右力臂的大小右见解析

【详解】（1）[1]杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆

在水平位置平衡。

[2]在挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的主要是为了方便测量力臂的大小。

当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这个距离可以直接从杠杆上读取出来。

（2）[3]由于钩码的重力方向是竖直向下，小明取2个钩码，挂在支点左侧某处时，为了使杠杆在水平

位置平衡，则取4个钩码应挂在支点的右侧进行实验。

（3）[4]根据题意可知，第四次实验动力为F1=3.5N，若动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，用剩下

的钩码即使是一个钩码或者两个钩码都无法使得杠杆在水平位置平衡，从而完成不了实验；由此可知，

需要改变动力臂的大小，由于第三次实验的阻力臂是25.0cm，所以第四次实验的阻力臂可为25.0cm，

阻力为F2=1.5N时，根据杠杆平衡条件可得

F2l2=F1l1

即

1.5N25.0cm=3.5Nl1

解得此时的动力臂为l110.7cm，即她应该通过调节左侧钩码的位置大约为10.7cm，右侧钩码数量为3

个，右侧钩码的位置为25.0cm时，可使杠杆再次在水平位置平衡。

15．（2023·湖北襄阳·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。

（1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向调节；

（2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其

示数为N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变。

【答案】右1大

【详解】（1）[1]左端下沉，说明右端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平

位置平衡。

（2）[2][3]设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件有

2N×2L＝F×4L

解得

F＝1N

弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OB，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OB，B点

拉力力臂变小，A点的拉力大小和力臂大小不变，根据杠杆平衡条件，B点拉力变大，弹簧测力计示数

变大。

考点三．测量滑轮组、斜面、杠杆的机械效率

16．（2025·四川广安·中考真题）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列

问题。

实验钩码重力钩码上升的高绳子自由端的绳子自由端移动的机械效

次数G/N度h/cm拉力F/N距离s/cm率

1130.5①66.7%

2351.41571.4%

3692.527②

(1)实验时应该竖直向上（选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；

(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①

为；第3次实验中，机械效率②为；

(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更。（选填“省力”或“费力”）

【答案】(1)匀速

(2)980.0%

(3)费力

【详解】（1）在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于

测力计示数。

W有GhGhG

（2）[1]第1次实验中，根据

W总FsFnhnF

G11N

得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n13

F110.5N66.7%

绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm

W有3G3h36N0.09m

[2]第3次实验中，机械效率380.0%

W总3F3s32.5N0.27m

（3）承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑

轮绕绳子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。

17．（2024·四川绵阳·中考真题）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的

滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表：

物理量实验1实验2实验3

钩码所受总重力G/N464

钩码上升的高度h/m0.10.10.1

绳端拉力F/N2.02.81.4

绳端移动的距离s/m0.30.30.5

机械效率67%71%？

(1)通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用（选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的；

(2)对比实验1和实验2的数据，可以得出（）（选填序号）

A．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低

B．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高

C．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低

D．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高

(3)实验3中滑轮组的机械效率是。

【答案】(1)甲(2)D(3)57%

【详解】（1）通过分析表中数据可知，实验2中绳端移动的距离s是钩码上升的高度h的3倍，说明

有效绳子段数n3，所以是使用甲图所示装置获得的。

（2）对比实验1和实验2的数据，绳端移动的距离s和钩码上升的高度h相同，说明都是使用甲图所

示装置获得的数据，实验2钩码所受总重力较大，则机械效率较高，可得：同一滑轮组的机械效率随

钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高。故ABC不符合题意，D符合题意。

故选D。

W有Gh4N0.1m

（3）实验3中滑轮组的机械效率为100%57%

W总Fs1.4N0.5m

18．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），

按以下步骤进行了实验：

①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；

②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感

器分别测出它们对木板的压力大小；

③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。

实验数据记录如下表：

斜面倾角5°10°15°

实验序号123456789

物体ABCABCABC

重力大小/N10.020.030.010.020.030.010.020.030.0

压力大小/N9.9619.9229.889.8519.7029.559.6619.3228.98

结合以上信息，按要求回答下列问题：

(1)请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素；

(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号中的数据进行分析；

(3)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比

值；

(4)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物

体重力的比值（选填“越大”、“越小”或“不变”）；

(5)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为30kg的物体

沿斜面向上匀速运动了1m，升高了30cm，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为

N。（取g10Nkg）

【答案】(1)

(2)1、4、7（2、5、8或3、6、9）

(3)都相等

(4)越小

(5)10

【详解】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，

当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示：

（2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面

倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分

析。

（3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，

物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。

（4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上

时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比

值越小。

（5）拉力F做的有用功为

2

W有=Ghmgh30kg10N/kg3010m90J

总功为

W有90J

W==100J

总90%

额外功为

W额=W总-W有=100J-90J=10J

则该物体所受摩擦力的大小为

W额10J

f=10N

s1m

19．（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：

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η

12.051.01566.7%

24.051.81574.1%

34.0101.83074.1%

46.052.515

（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%；

（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）[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。

[2]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

s15102m

v0.05m/s

t3s

（2）[3]第4次实验时所做的有用功为

2

W有=Gh6N510m=0.3J

[4]第4次实验做的总功为

2

W总=Fs2.5N1510m=0.375J

第4次实验滑轮组的机械效率为

W有0.3J

100％100％80％

W总0.375J

（3）[5]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。

[6]2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的

机械效率与钩码上升的高度无关。

W有W有

（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，

W总W有W额

即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。

故选A。

考点四．功的计算

20．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，某体操运动员的质量为45kg，单脚直立于平衡木上，已知脚与

平衡木接触的有效面积为180cm2，g取10N/kg，求：

(1)运动员的重力。

(2)运动员对平衡木的压强。

(3)当运动员从平衡木上跳下时，重心下降高度为1.2m，重力对她做的功。

【答案】（1）运动员质量为45kg，g取10N/kg，则运动员的重力Gmg45kg10N/kg450N

（2）运动员与平衡木接触的面积S180cm2180104m20.018m2

运动员对平衡木的压力大小等于重力大小，即FG450N

F450N

运动员对平衡木的压强p2.5104Pa

S0.018m2

（3）当运动员重心下降高度1.2m时，重力对她做的功WGh450N1.2m540J

21．（2025·四川广安·中考真题）某同学看了我国航空母舰发展简介后对力学产生了浓厚的兴趣。他用底面

积为200cm2的长方体容器（厚度不计）装一定量的水，将一个重为4N，边长为10cm的正方体A放入

33

容器中处于漂浮状态。如图所示，此时水的深度为18cm。（水1.010kg/m，g取10N/kg）求：

(1)容器底部受到水的压强；

(2)A漂浮时浸入水中的深度；

(3)若将与A形状体积完全相同的物体B平放在A的正上方，A、B一起向下运动，当静止时一起处于

悬浮状态。求A、B一起开始运动到B刚好浸没时，B的重力做的功。（容器足够高，水不溢出，A、

B不吸水）

333

【答案】（1）容器底部受到的压强p水gh11.010kg/m10N/kg0.18m1.810Pa

（2）A处于漂浮状态，A受到的浮力FAGA4N

F4N

A433

A排开水的体积V排33410m400cm

水g1.010kg/m10N/kg

3

V排400cm

A漂浮时浸入水中的深度h浸24cm

SA10cm

（）、悬浮时，排开的体积为333

3ABV排VAVB2VA210cm10cm10cm2000cm210m

3333

AB受到的浮力F浮水gV排1.010kg/m10N/kg210m20N

由于悬浮时，浮力等于重力，则受到的重力

BGBF浮GA20N4N16N

B开始运动时，A上表面与B下表面重合，距容器底距离h2h1LAh浸18cm10cm4cm24cm

33

V排V排2000cm400cm

、刚好浸没时，液面上升的高度

ABh38cm

S容200cm

B刚好浸没时，下表面距容器底的距离h3h1hLB18cm8cm10cm16cm

B开始运动到刚好浸没时运动的距离h4h2h324cm16cm8cm0.08m

B的重力做功WGBh416N0.08m1.28J

22．（2025·广西·中考真题）某同学探究不同密度的物块在液体中的特点，如图所示，现有质地均匀，不吸

水的正方体物块A和B，其质量分别为1kg和0.6kg、边长分别为0.05m和0.1m，以及内部边长为0.2m

33

的正方体玻璃容器。已知水的密度水1.010kg/m。g取10N/kg。求：

(1)将物块A放置于玻璃容器底部中央，物块A对容器底部的压强；

(2)往容器内缓慢注水，物块A不