三年（2023-2025）湖南中考物理真题分类汇编专题07 功与机械能、简单机械（解析版）

1．（2025·湖南长沙·中考真题）（物理与生活）在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，

为现场提供照明和通信。当浮空器匀速升空时，它的（）

A．动能增大B．动能减小

C．重力势能增大D．机械能减小

【答案】C

【详解】AB．当浮空器匀速升空时，质量不变，速度不变，动能不变，故AB不符合题意；

CD．当浮空器匀速升空时，质量不变，高度增大，重力势能增大，动能不变，机械能包括动能和势能，机

械能增大，故C符合题意，D不符合题意。故选C。

2．（2025·湖南·中考真题）如图，这是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。在重物下落驱动无碳小

车运动的过程中，下列说法正确的是（）

A．顶部的定滑轮可以省力B．机械效率可达到100%

C．主要是利用重力势能转化为动能D．给车轮轴承加润滑油可以增大摩擦力

【答案】C

【详解】A．顶部的定滑轮的作用是改变力的方向，但不能省力，因为定滑轮的实质是等臂杠杆，不改变力

的大小，故A错误；

B．由于实际使用中存在摩擦和能量损耗，机械效率不可能达到100%，因为总有一部分能量转化为其他形

式（如内能）而无法完全用于做功，故B错误；

C．重物下落时高度降低，重力势能减小，同时小车运动，动能增加，说明重力势能主要转化为小车的动能，

故C正确；

D．给车轮轴承加润滑油是为了减小接触面的粗糙程度，从而减小摩擦力，使小车运动更顺畅，故D错误。

故选C。

3．（2025·湖南·中考真题）某兴趣小组了解到人长时间过度低头易对颈椎肌肉造成伤害，为研究颈椎肌肉产

生的拉力大小与人低头角度变化之间的规律，设计并组装了一套如图甲所示的装置。印有头颈部照片的内

盘与有刻度的固定外盘圆心均在O点，内盘可绕O点转动，以O点为支点，将整个头颈部简化为杠杆模型。

表示人低头的角度，在A点通过细线悬挂一个重为2N的物体模拟头颅重力，用细线垂直OB对B点施加

的拉力F1模拟颈椎肌肉产生的拉力，细线对A点的拉力大小为F2。实验中通过拉力传感器测出内盘上的头

颈部在不同位置平衡时F1的大小，实验数据如下表所示。

物体的重力/N2

的大小/°015304560

拉力传感器的示数/N03.226.228.8010.78

(1)请画出图乙中F2的力臂L（保留作图痕迹）；

(2)分析表格中的数据可知，颈椎肌肉产生的拉力随人低头的角度增大而，对颈椎肌肉的影响就

越大；

(3)若某中学生头颅的重力为50N，请根据表格中的数据，计算该学生低头角度为45°时，颈椎肌肉产生的拉

力大小是N；

(4)请你结合以上分析，从保护颈椎肌肉的角度提出一条合理建议：。

【答案】(1)

(2)增大

(3)220

(4)见解析

【详解】（1）在从支点O向力F2的作用线作垂线段，垂线段的长度为F2的力臂L，如图所示：

（2）从表中数据可知，当低头角度增大时，拉力传感器的示数也随之增大，由此可推测颈椎肌肉产生的

拉力随人低头的角度增大而增大。

（3）由表中数据可知，物体的重力是2N，该学生低头角度为45°时，拉力F1的大小是8.80N，由图乙可知，

人低头时头颈部可视为一个杠杆，根据杠杆平衡得到8.8NOB2NL

L

可知4.4

OB

中学生头颅的重力为50N，根据杠杆平衡得到FOB50NL

得到F220N。

（4）根据杠杆平衡条件可知，为了保护颈椎健康，不要长时间低头，要保持眼睛和书本间的距离或端正坐

姿等，尽量避免使阻力臂增大，从而导致动力增大的情况出现。

考点一、功和功率

1．（2024·湖南·中考真题）关于运动场上涉及的物理知识，下列说法正确的是（）

A．奔跑的运动员相对坐在看台上的观众是静止的

B．静止在地面上的铅球，所受重力与支持力是一对平衡力

C．投出去的篮球在空中飞行过程中，手的推力一直在对篮球做功

D．跳远运动员助跑后跳得更远，是因为助跑使运动员的惯性更大

【答案】B

【详解】A．运动员在奔跑时，他们的位置相对于看台上的观众是在不断变化的，因此奔跑的运动员相对坐

在看台上的观众是运动的，故A错误；

B．静止在地面上的铅球，处于平衡状态，受到的重力和支持力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、

作用在同一物体上，是一对平衡力。故B正确；

C．投出去的篮球在空中飞行过程中，不再受到手的推力，由于惯性在空中飞行，手的推力没有对篮球做功。

故C错误；

D．惯性是物体的固有属性，它指的是物体能够保持原来的运动状态的一种性质，惯性大小与物体的质量有

关，质量越大，惯性越大。跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，目的是为了使自己处于运

动状态，跳起后，由于惯性，身体还要保持原来的速度向前运动以增大跳远的距离；且由于运动员的质量

不变，因此助跑不能使运动员的惯性更大，故D错误。故选B。

2．（2023·湖南长沙·中考真题）如图，大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，在这个过程中，下

列说法正确的是（）

A．小孩对砖做功更多B．小孩对砖做功更快

C．大人对砖做功更多D．大人对砖做功更快

【答案】D

【详解】AC．大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼，根据

W=Fs=Gh

可知，做功一样多，故AC错误；

W

．两人做功一样多，大人用时较短，根据P可知，大人对砖做功更快，故错误，正确。

BDtBD

故选D。

3．（2023·湖南常德·中考真题）“低碳出行，骑行天下”，骑行越来越受到人们的青睐。下列有关自行车的结

构及使用的说法中正确的是（）

A．上坡前加快蹬车是为了增大惯性

B．自行车的刹车把手是一个费力杠杆

C．自行车在水平路面快速行驶过程中，人和重力都做了功

D．自行车轮胎做得凹凸不平是为了增大摩擦

【答案】D

【详解】A．惯性是物体本身具有的一种性质。惯性大小只跟物体的质量大小有关，与物体是否运动、运动

的快慢、是否受力等外界因素无关，故A错误；

B．使用自行车的刹车手闸，动力臂大于阻力臂，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力压到车轮的钢圈

上，是一个省力杠杆，故B错误；

C．自行车在水平路面上前进了一段距离，没有在重力方向上通过距离，则重力没有做功，故C错误；

D．自行车轮胎做得凹凸不平，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确。

故选D。

4．（2025·湖南长沙·中考真题）无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中，无人机载

着空货箱竖直匀速上升36m用时30s。不计空气阻力，g取10N/kg。

(1)无人机上升时，以地面为参照物，它是的；

(2)无人机竖直匀速上升时的速度为m/s；

(3)在取货点，工作人员将快递放入货箱，无人机再次升空，竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备

的货箱质量为1kg，取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1∶2，放入货箱的

快递质量为kg。

【答案】(1)运动(2)1.2

(3)1.4

【详解】（1）无人机上升时，以地面为参照物，无人机的位置发生变化，故它是运动的。

s36m

（2）无人机的上升速度v11.2m/s

t130s

（3）取货前无人机对空货箱的拉力F1G货箱m货箱g1kg10N/kg10N

W1F1s110N36m

拉力F1的功率P112W

t1t130s

取货后无人机对货箱的拉力F2的功率P22P124W

W2F2s2

由P2

t2t2

W2P2t224W30s

得G总F224N

s2s230m

G总24N

快递与货箱的总质量m总2.4kg

g10N/kg

快递的质量m快递m总m货箱2.4kg1kg1.4kg

考点二、动能与势能

1．（2024·湖南长沙·中考真题）2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开

启了人类月背取样的旅程。嫦娥六号加速升空的过程中（）

A．重力势能和动能都增大B．重力势能和动能都减小

C．重力势能减小，动能增大D．重力势能增大，动能减小

【答案】A

【详解】嫦娥六号加速升空过程中，质量不变，速度增大，高度变高，所以动能变大，重力势能变大，故A

符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

2．（2023·湖南常德·中考真题）2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功

着陆，包括常德人张陆在内的三位航天员全部安全顺利出舱，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。下

列说法中正确的是（）

A．航天员随飞船加速升空过程中，其重力势能和动能都变大

B．张陆在空间站可以通过体重秤测量体重

C．返回舱在下落过程中，三名航天员相对地球是静止的

D．返回舱成功着陆瞬间“尘土飞扬”，说明分子在做无规则运动

【答案】A

【详解】A．航天员随飞船加速升空过程中，质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，

故A正确；

B．空间站中的物体处于失重状态，所以体重计不能称量重量，故B错误；

C．返回舱下落过程中，航天员相当于地面发生了位置变化，所以航天员是运动的，故C错误；

D．返回舱成功着陆瞬间“尘土飞扬”，尘土不是分子，不能说明分子在做无规则运动，故D错误。

故选A。

3．（2023·湖南株洲·中考真题）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h

的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计空气阻力，由图可知，

铅球出手时其重力势能为（）

A．80JB．100JC．180JD．280J

【答案】A

【详解】由题可知，因为不计空气阻力，机械能守恒，铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化，

若铅球落到地面时重力势能为零，则动能为最大值280J。由图可知，当铅球到最高点时，即距离地面2.5

米时，动能为180J，则重力势能最大值为100J；已知铅球出手高度为2m，所以其重力势能小于100J。故A

符合题意，BCD不符合题意。故选A。

4．（2023·湖南邵阳·中考真题）幸福人生是大树，安全行为是沃土。同学们，我们要增强安全意识，努力营

造浓厚的校园安全文化氛围。下列安全宣传标语与所蕴含的物理知识不相对应的是（）

A．下课不疯跑，小心别摔倒—防止惯性带来的危害

B．你冲我撞危险存，你谦我让安全行—物体间力的作用是相互的

C．护栏保安全，翻越最危险—高度越高，重力势能越大

D．上下楼梯静悄悄，不滑扶梯不吵闹—从扶梯上滑下，动能转化为重力势能

【答案】D

【详解】A．人在奔跑时，遇到紧急情况由于惯性会继续保持向前的运动状态，导致人容易摔倒而造成伤害，

故A不符合题意；

B．你冲我撞，由于力的作用是相互的，因此对双方都会造成伤害，故B不符合题意；

C．护栏具有一定的高度，翻越护栏时增加了人的高度，人的质量不变，则人的重力势能增大，当落下时重

力势能转化为动能，容易使人摔伤，故C不符合题意；

D．从扶梯上滑下，人的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能，使下滑的速度变快，控制不好就

会造成人体损伤，故D符合题意。

故选D。

5．（2024·湖南长沙·中考真题）排球是同学们喜爱的体育运动。垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了

改变，说明力可以改变物体的，当球上升到最高点时能最大。

【答案】运动状态重力势

【详解】[1]垫球时，球的运动快慢和运动方向都发生了改变，即球的运动状态发生了变化，说明力可以改

变物体的运动状态。

[2]重力势能与物体的质量和所处高度有关；当球上升到最高点时，高度最高，重力势能最大。

考点三、机械能及其转化

1．（2023·湖南益阳·中考真题）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，秋千在摆荡的过程中，A为

最低点，B是摆荡到右边时的最高点。下列说法正确的是（）

A．人从A点运动到B点是利用了人具有惯性

B．人在A点时惯性最大，在B点时的惯性最小

C．人由A点运动到B点的过程中，重力势能不变，机械能增大

D．人从B点运动到A点的过程中，重力势能增大，动能增大

【答案】A

【详解】A．秋千在摆荡的过程中，人从最低点A点，由于人具有惯性，能够运动到最高点B点，A正确；

B．惯性的大小与质量有关，人在A点和B点时，质量不变，惯性不变，故B错误；

C．人由A点运动到B点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，克服摩擦做功，机械能减小，故

C错误；

D．人从B点运动到A点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，故D错

误。故选A。

2．（2023·湖南邵阳·中考真题）毛主席在《沁园春·雪》一词中写到：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大

雕”。对于“弯弓”的过程中所蕴含的物理知识，下列理解正确的是（）

A．“弯弓”发生的塑性形变

B．“弯弓”说明力可以改变物体的运动状态

C．“弯弓”的过程中弓的弹性势能增大

D．“弯弓”的过程中弓的机械能不变

【答案】C

【详解】A．弯弓后撤去拉力，弓能恢复原状，则弓发生的是弹性形变，故A错误；

B．弯弓时，弓的形状发生改变，说明力可以改变物体的形状，故B错误；

C．弯弓的过程中，弓的形变量变大，则弓的弹性势能增大，故C正确；

D．弯弓的过程中，弓的动能、重力势能不变，弹性势能增加，则弓的机械能增大，故D错误。

故选C。

3．（2023·湖南怀化·中考真题）如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，

当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能（选填“减小”或“增大”），卫星在（选填“远”

或“近”）地点时重力势能最大。

【答案】增大远

【详解】[1][2]如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，近地点距

离地面较近则高度较小，远地点距离地面较远则高度较大。当卫星从近地点向远地点运动时，卫星的质量

不变，高度逐渐增大，则重力势能增大；卫星在越高的位置重力势能越大，故卫星在远地点时重力势能最

大。

考点四、杠杆及其应用

1．（2025·湖南长沙·中考真题）下列属于费力杠杆的是（）

A．钢丝钳B．独轮车

C．船桨D．托盘夭平

【答案】C

【详解】A．钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意；

B．独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；

C．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；

D．托盘夭平使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，故D不符合题意。

故选C。

2．（2023·湖南益阳·中考真题）下列设施设备中，在使用过程中属于费力杠杆的是（）

A．喷水壶的压缩手柄B．船桨

C．水龙头旋柄D．碾磨的推杆

【答案】B

【详解】ACD．在使用过程中，喷水壶的压缩手柄、水龙头旋柄、碾磨的推杆的动力臂都大于阻力臂，是

省力杠杆，故ACD不符合题意；

B．船桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故B符合题意。

故选B。

3．（2023·湖南长沙·中考真题）学雷锋活动月，小明到敬老院献爱心，同时也收获了一些物理知识，下列事

例与物理知识对应正确的是（）

A．把面团压成面皮——力可以改变物体的形状

B．给木凳装上软垫坐起来更舒服——受力面积越大压强越大

C．抖床单拍灰尘——灰尘没有惯性

D．用筷子夹饺子——筷子是省力杠杆

【答案】A

【详解】A．面团压成面皮，因受力发生形变，说明：力可以使物体发生形变，故A正确；

B．给木凳装上软垫坐起来史舒服，通过增大受力面积减小压强，故B错误；

C．一切物体都具有惯性，抖床单拍灰尘利用了灰尘具有惯性，故C错误；

D．用筷子夹饺子，可以省距离，但是费力，所以筷子是费力杠杆，故D错误。故选A。

4．（2023·湖南邵阳·中考真题）劳动课上，同学们在老师的带领下挖坑植苗、挥锹培土、脚踩夯实、提桶浇

水……校园农场里一片热火朝天的忙碌景象。关于劳动中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（）

A．挥锹培土时，铁锹是省力杠杆

B．人提着水桶水平前进，人对水桶做了功

C．脚踩夯实，用力踩土是采用减小压力的方法减小压强

D．锄头的刀口很锋利，是采用减小受力面积的方法增大压强

【答案】D

【详解】A．挥锹培土时，手拿铁锹尾端处是支点，手拿铁锹中间处是动力作用点，铁锹尖端培土处是阻力

作用点。故动力臂小于阻力臂，则动力大于阻力，所以铁锹是费力杠杆，故A错误；

B．人提着水桶水平前进，人对桶施加的力方向竖直向上，但在力的方向上桶没有移动距离，所以人没有在

竖直方向上对水桶做功；在水平方向上桶移动了距离，但人没有在水平方向上给桶施加力的作用，所以人

没有对桶做功，故B错误；

C．用力踩土是采用增大压力的方法增大压强的，故C错误；

D．锄头的刀口做的很薄，所以很锋利，这是采用减小受力面积的方法增大压强的，故D正确。

故选D。

5．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，

阀门就会被拉开。如OB=2m，OA=0.5m，阀门的底面积S=2cm2，锅炉内气体压强的安全值p=6×105Pa（杠

5

杆的重力，摩擦均不计，p0=1×10Pa），则B所挂重物的重力是（）

A．20NB．25NC．30ND．120N

【答案】B

【详解】气体产生的向上的力

5-42

F1=pS=6×10Pa×2×10m=120N

大气产生的向下的压力为

5﹣42

F2=p0S=1×10Pa×2×10m=20N

阀门受到向上的力为

F=F1﹣F2=120N﹣20N=100N

根据杠杆的平衡条件可知

F×OA=G×OB

物体的重力

FOA100N0.5m

G25N.故选B。

OB2m

6．（2023·湖南怀化·中考真题）生活中常用到各种各样杠杆。有借助撬棒来撬动石头（如图甲），撬棒属于

杠杆；有称量物体质量的天平（如图乙），天平属于杠杆。（选填“省力”、“费力”或“等臂”）

【答案】省力等臂

【详解】[1]如图甲所示，O点是杠杆支点，撬棒下端给石头施加的垂直于撬棒的力是阻力，支点到撬棒下

端点的距离是阻力臂；手给撬棒一个垂直于撬棒向下的力是动力，上端用手施力的位置到支点的距离是动

力臂，如图可知，动力臂大于阻力臂，动力小于阻力是省力杠杆。

[2]天平的支点在横梁中间，两边托盘到支点的距离相等，即是两个力臂相等，当天平平衡时，两边托盘受

力相等，故天平是等臂杠杆。

7．（2023·湖南株洲·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）[1]因为物体间力的作用是相互的，所以划桨时，桨对水的作用力等于水对桨的作用力。

（2）[2][3]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）[4]如图，OC=0.8m，OD=2m，F1与CD的夹角=30，sin30=0.5，则动力臂的长为

°

l1OCsin300.8m0.50.4m

同理可得阻力臂的长为

°

l2ODsin302m0.51m

已知图乙中F2为200N，根据杠杆平衡条件可得动力F1为

F2l2200N1m

F1500N

l10.4m

考点五、杠杆作图

1．（2023·湖南湘潭·中考真题）（1）如图，轻质杠杆保持平衡，O为支点。请画出力F的力臂l；()

（2）这是一个省力（选填“省力”或“费力”）杠杆。

【答案】省力

【详解】（1）[1]延长力F的作用线，过支点做作用线的垂线，即为力F的力臂l。如图所示

（2）[2]图中杠杆受到的阻力大小等于物体重力大小，力F为动力，根据力臂定义可知，阻力臂小于动力臂，

所以这是一个省力杠杆。

2．（2024·湖南长沙·中考真题）为撬起大石头，小明以O为支点架好撬棒，如图所示。他在A点用最小的

力撬起大石头，请画出这个力的示意图。

【答案】

【详解】由图示可知，当杠杆与地面的接触点（O点）为支点时，根据杠杆平衡条件，以AO为力臂时，力

臂最大，所以此时动力最小，过A点作垂直于动力臂向下的力F。如图所示：

3．（2023·湖南郴州·中考真题）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】

【详解】根据杠杆的平衡条件F1l1F2l2可知，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，此时力最小，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：

4．（2023·湖南岳阳·中考真题）如图是锅炉上的安全阀门示意图。请画出物体A的重力示意图及F的力臂L。

【答案】

【详解】重力的作用点在物体的重心上，方向竖直向下；力臂为过支点做力的作用线的垂线段，即过O点

做F的垂线段，如下图所示：

5．（2023·湖南衡阳·中考真题）桔槔是中国古代用于灌溉或汲水的一种器具，是杠杆的一种应用，如图甲所

示。图乙是桔槔的简化示意图，请在图乙中作出水桶所受重力示意图，并画出动力的力臂l1。

【答案】

【详解】物体重力的方向是竖直向下，因此过水桶的重心沿竖直向下的方向作出一条有向线段，用G表示，

即为水桶所受的重力；由乙图可知，以O点为支点，过支点O向动力F1作用线作垂线，即为动力的力臂l1。

如图所示：

考点六、滑轮和机械效率

1．（2023·湖南常德·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4m

B．F甲=100N，并向上移动2m

C．F乙=200N，并向上移动1m

D．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

11

F甲G物200N=100N

22

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

11

sh2m=1m

22

故C错误，D正确。故选D。

2．（2023·湖南岳阳·中考真题）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸

的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，

关于提升过程描述正确的是（）

A．做的有用功为900JB．拉力F做功的功率为54W

C．机械效率为60%D．用升降装置可以省功

【答案】A

【详解】A．做的有用功为

W有Gh100N9m=900J

故A正确；

B．物体的速度为

h9m

v物=0.9m/s

t10s

由图可知，动滑轮上的绳子根数为n=2，绳子的速度为

v绳nv物20.9m/s=1.8m/s

拉力F做功的功率为

W总Fs绳60N1.8m/s=108W

故B错误；

C．机械效率为

W有GhGhG100N

100%=100%100%100%100%83.3%

W总FsFnhnF260N

故C错误；

D．使用任何机械都不可避免会有额外功，所以任何机械都不能省功，故D错误。故选A。

3．（2023·湖南永州·中考真题）如图所示，将一个重9.0N的物体从斜面底端匀速直线拉到斜面顶端，沿斜

面向上的拉力为3.6N，在斜面上移动的距离s=1.2m，物体升高的高度h=0.3m，则（）

A．物体所受的摩擦力3.6NB．物体克服重力做功4.32J

C．拉力做功2.7JD．斜面的机械效率62.5%

【答案】D

【详解】ABC．克服物体重力做功即有用功为

W有=Gh=9N0.3m=2.7J

拉力做的功即总功为

W总=Fs=3.6N1.2m=4.32J

额外功为

W额=W总-W有=4.32J-2.7J=1.62J

由W额=fs可得，摩擦力为

W额1.62J

f===1.35N

s1.2m

故ABC不符合题意；

W有

D．根据=100%可得，斜面的机械效率为

W总

W有2.7J

=100%=100%=62.5%

W总4.32J

故D符合题意。故选D。

4．（2023·湖南娄底·中考真题）如图所示，重6N的物体在F=2N的水平拉力作用下，以10cm/s的速度向左

匀速运动了5s，已知物体所受的摩擦力为3N，则拉力做的功为J，动滑轮的机械效率为。

【答案】275%

s

【详解】[1]根据v得，物体移动的路程为

t

s物vt10cm/s5s=50cm=0.5m

由图可知，动滑轮上绳子的段数为2段，则拉力F移动的距离为

s绳ns物20.5m1m

则拉力F所做的总功为

W总Fs绳2N1m=2J

[2]有用功为

W有用fs物3N0.5m=1.5J

动滑轮的机械效率为

W有用1.5J

100%75%

W总2J

5．（2023·湖南邵阳·中考真题）如图所示，用动滑轮将物体匀速提升0.2m，绳子自由端的拉力F为6N，则

拉力F所做的功为J。如果使用该滑轮提升更重的物体，机械效率会（选填“增大”或“减小”）。

【答案】2.4增大

【详解】[1]如图示数，动滑轮上有2条绳，故n=2，物体匀速提升0.2m，则绳子自由端移动的距离为

s20.2m0.4m

则拉力F所做的功为

WFs6N0.4m2.4J

[2]如果使用该滑轮提升更重的物体，有用功增大，额外功不变，则有用功占总功的比例增大，根据

W

=有用100%可知，使用该滑轮提升更重的物体机械效率会增大。

W有用W额外

6．（2023·湖南郴州·中考真题）如图所示，物体重10N，每个滑轮重1N，在F=2.5N的拉力作用下，物体上

升了1m，则拉力做的有用功是J，克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功为J。

【答案】103

【详解】[1]该滑轮组克服物体重力做有用功，所做有用功

W有Gh10N1m10J

[2]物体上升1m，则从下数的第一个动滑轮也上升h1=1m，其右侧绳端上升2m；从下数的第二个动滑轮上

升h2=2m，其右侧绳端上升4m；从下数的第三个动滑轮上升h3=4m，其右侧绳端上升8m，即绳子自由端移

动的距离s=8m，拉力做的总功

W总Fs2.5N8m20J

克服动滑轮重力做的额外功

W动G动1h1G动2h2G动3h31N1m1N2m1N4m7J

则克服绳重及滑轮与绳子之间的摩擦所做的额外功

W额W总W有W动20J－10J－7J=3J

考点七、实验探究

1．（2023·湖南郴州·中考真题）小明通过下面的实验，研究“动能的大小与物体运动的速度有关”的问题。质

量相同的小球，从斜面上不同高度处自由滚下，小球到达水平面时的速度是的。（选填“相同”或“不

同”）。

（1）实验1将小球从斜面顶端自由滚下（图甲），观察到木块被撞出了一段距离。

（2）实验2将小球从斜面中间自由滚下（图甲乙），观察到木块被撞出的距离比实验1的距离（选

填“短”、“长”或“相等”）由上述实验现象，我们可以得出结论；同一物体，，动能越大。

（3）实验3将小球从一光滑斜槽轨道（OAB）O点自由滚下（图丙），依次经过A、B两点到达C点（忽略

空气阻力），设A、B两点的机械能分别为EA和EB，则EAEB（选填“>”、“=”或“<”）。当小球从

B点做斜抛运动到达最高点C时，假设小球所受的外力全部消失，则小球将。

A．沿a轨迹运动B．沿b轨迹运动

C．沿c轨迹运动D．保持静止

【答案】不同短（运动）速度越大=A

【详解】[1]小球从斜面上不同的高度由静止滚下，由于小球的重力势能不同，则小球到达斜面底端时速度

不同。

（2）[2][3]根据图示可知，实验2中木块被撞的距离比实验1的距离要小一些，两次实验中的小球的质量相

同，滚下的高度不同，高度越低，到达水平面时的速度越小，推动木块移动的距离就越小，动能越小，所

以能得出结论；同一物体，运动速度越大，动能越大。

（3）[4]由于忽略空气阻力，经过A、B两点到达C点的过程中，没有外力对小球做功，则小球的机械能守

恒，即EAEB。

[5]当小球到达C点时，速度为水平向右运动，此时小球所受各个力突然全部消失，根据牛顿第一定律可知，

小球将保持这一状态，所以小球将沿a轨迹运动。故选A。

2．（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。

实验次数动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/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。

3．（2023·湖南永州·中考真题）小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实

验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等，

（1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺

母向（选填“右”或“左”）调节；

（2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力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，使杠杆在水平位

置平衡，得到实验数据如下表：

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

21.015.01.510.0

31.510.00.530.0

…

分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：；

（3）本次探究经过多次实验的目的是；

A．减小实验误差B．寻找普遍规律

（4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会（选填“仍然平衡”、“左端下沉”

或“右端下沉”）；

（5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力

计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则FaF（b选填“大于”、“等于”“小于”）。

【答案】右见解析B右端下沉小于

【详解】（1）[1]图甲中，杠杆左端下降，要调节到水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆

在水平位置平衡，便于测量力臂。

（2）[2]由表格中数据知，第一次数据

0.5N×20.0cm=1.0N×10.0cm

第二次数据

1.0N×15.0cm=1.5N×10.0cm

第三次数据

1.5N×10.0cm=0.5N×30.0cm

可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，即F1l1=F2l2。

（3）[3]通过实验总结归纳出物理规律时，一般要进行多次实验，获取多组实验数据归纳出物理规律才具

有普遍性，结论才正确，所以在探究杠杆平衡的条件时，多次改变力和力臂的大小主要是为了获取多组实

验数据归纳出物理规律，故选B。

（4）[4]设一个钩码的重力为G，杠杆一格长度为L，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆左端

G×3L=3GL

杠杆右端

2G×2L=4GL

3GL<4GL

杠杆将会右端下沉。

（5）[5]弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，竖直向上的拉力的力臂

大于斜向上的拉力的力臂，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件得到

Fa<Fb

4．（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，即

W总W有W额

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。

5．（2023·湖南怀化·中考真题）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机

械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。

次数物体的重力G/N提升的高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率

120.110.366.7%

230.11.40.371.4%

340.11.80.3

440.21.80.674.1%

（1）实验中应尽量竖直向上（选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；

（2）计算出第3组实验的有用功J，机械效率是（结果精确到0.1%）；

（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮

组的机械效率（选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体

上升的高度（选填“有关”或“无关”）。

【答案】匀速0.474.1%越高无关

【详解】（1）[1]实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数比较稳定，便于读数。

（2）[2][3]由表格中数据可知，第3组实验的有用功为

W有=Gh=4N×0.1m=0.4J

总功为

W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J

机械效率是

W有0.4J

100%=100%74.1%

W总0.54J

（3）[4]分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在

总功中所占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高。

[5]分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体上升的高度不同，机械效率相同，

说明机械效率与物体上升的高度无关。

考点八、功、功率与机械效率的综合计算

1．（2023·湖南永州·中考真题）周末小明陪着妹妹，由父母驾驶国产新能源汽车到“国际慢城”双牌县的阳明

山看“花海”。（g=10N/kg）

（1）汽车和车内的人总质量为1800kg，静止在水平地面时，轮胎与地面接触的总面积为0.15m2，求此时汽

车对地面的压强；

（2）汽车在开往阳明山的路程中，在某段路上匀速直线行驶24