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第4讲 简单机械、功和功率
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 简单机械 ☆☆☆ 杠杆与滑轮是中考重点之一，占分较大，常与功和功率知识结合，掌握杠杆平衡条件与公式应用，滑轮组使用，功和功率的计算，是否做功等。
考点2 功和功率 ☆☆☆
■考点一　简单机械
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。
4、杠杆平衡的条件<实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2、。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
■考点⑤ 滑轮、斜面
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
三、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有=Gh， 总功：W总=FS，
机械效率：η=×100%=×100%
②若计绳重和摩擦
有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h，
机械效率：η==
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100%
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
四、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
■考点二　功和功率
一、功
1、功：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上移动了一段距离，这个力就对物体做了功。
2、力对物体做功的两个必要因素：①作用在物体上的力F；②物体在力的方向上移动的距离s。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因 ①有力无距 ②有距无力 ③力的方向与距离的方向垂直
4、功的计算
功有大小，科学上规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即：功=力×距离。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W=Fs。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s必须是物体在力F方向上通过的距离。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米(m)，功的单位是牛·米(N·m )，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛·米。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是1 焦。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10J。
7、做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。
二、功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做功率。
（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= W/t。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示：小轿车每秒钟做66000J的功。
（7）功率的推导公式P = Fv
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为牛(N)，速度的单位为米每秒(m/s)，这样计算出来的功率的单位才是瓦(W)；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用低挡来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的多少 表示力做功的快慢
决定因素 功由力和物体在力的方向上通过的距离决定 功率由功和时间决定
计算公式 W=Fs P=W/t
单 位 功的单位是焦耳（J） 功率的单位是瓦特（W）
辨析
（1）做功越多，做功越快（×）； （2）功率越大，做功时间越短（×）；
（3）功率越大，做功越快（×）； （4）做功越快，功率越大（×）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（√）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（√）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（√）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，功率越大。
（2）若做功时间相同，比较做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进行比较。
■考点一　简单机械
◇典例1：（2025九下·义乌开学考）图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。为了提升重物A，在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　）
A．拉力F的大小为1.5N
B．天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C．物体A上升的速度为0.6m/s
D．拉力F克服A重力做功7.2J
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】动滑轮上的绳子有4股，所以绳子自由端的拉力为总重力的四分之一，绳子移动的距离是物体移动距离的4四倍。
【解答】A、由图知，滑轮组由4段绳子承担物重，不计滑轮轴摩擦和绳重，则绳末端的拉力为
故A错误；
B、天花板对定滑轮的拉力，故B正确；
C、已知2s绳子末端移动的距离为1.2m，则物体A移动的距离为0.3m，则物体A上升的速度为
，故C错误；
D、拉力F克服A重力做的功为，故D错误。
故答案为：B。
◆变式训练
1．（2025九下·浙江开学考）如图所示，轻质木棒AB平放在水平方形台面EF上，木棒AB可以绕E或F点在竖直平面内转动。已知：，A、B两端各用一轻质细绳悬挂物体C和D，物体C的质量为1kg、体积为。
请回答：
（1）若物体D下沉，则此时杠杆的支点是　 　。
（2）物体C完全浸没在水中时，所受到的浮力是　 　N。
（3）物体C完全浸没在水中时，为使木棒在水平台面保持平衡，求物体D的最小质量。
（4）若物体D质量为0.4kg，要使木棒在水平台面保持平衡，则物体C排开水的体积范围是多少？
【答案】（1）F
（2）8
（3）0.1kg
（4）
【知识点】阿基米德原理；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
■考点二　功和功率
◇典例2：（2025九下·温州开学考）如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则（　　）
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】功的计算公式；功率的计算公式。【解答】A、由图和题意可知，物体在EF段和GH段通过的路程相同，但所用时间，由可知，物体在EF段的速度小于GH段的速度，故A错误；
B、由图可知，物体在GK段做变速运动，故物体在GK段所受的摩擦力不等于拉力，即不等于5N，故B错误；
C、由图可知，，所用的拉力相同即F＝5N，由可知，所做的功相同，故C错误；
D、由图和题意可知，，所用时间t和拉力F均相同，由可知，拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率，故D正确。
故答案为：D。
◆变式训练
1．（2025九下·温州开学考）公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为4×103 kg，轮胎与地面总接触面积为0.4 m2，车匀速行驶时所受阻力是车总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2 min内行驶了1 200 m(g取10 N/kg，忽略司机的质量)。求：
（1）新型公交车静止时对水平地面的压强是多少？
（2）2 min内牵引力所做功及功率各是多少？
【答案】（1）G=mg=4×103kg×10N/ kg=4×104N
车静止时对水平地面的压力F压=G=4×104N
对水平地面的压强 ；
答：新型公交车静止时对水平地面的压强是1×105Pa
（2）F阻=0.5G=0.5×4×104N=2×104N
车匀速行驶，牵引力F牵=F阻=2×104N
牵引力做功：W=F牵s=2×104N×1200m=2.4×107J
t=2min=120s
功率：
答：2min内牵引力所做功为2.4×107J；功率是2×105W
【知识点】压强的大小及其计算；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）新型公交车对地面的压力等于新型公交车的总重力；受力面积是四个车轮与地面接触面积；根据压强公式 可求出新型公交车对地面的压强；（2）因为新型公交车沿平直公路匀速行驶，所以新型公交车受到的阻力和牵引力是一对平衡力，根据二力平衡的特点可知阻力的大小．
根据功的定义可知：牵引力做的功就等于牵引力与车在牵引力作用下通过的距离的乘积；功率就是在所用的单位时间内所完成的功．
本题考查了压强、功、功率的计算，平衡力的应用；计算时一定注意格式、单位统一．
1．（2020·温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（　　）
A．压强 B．压力 C．功率 D．时间
【答案】B
【知识点】压力及重力与压力的区别；压强的变化；功率
【解析】【分析】长方形的面积公式为S=ab，因此只有横轴和纵轴表示的物理量为相乘关系时才能用面积表示，据此分析即可。
【解答】长方形的面积公式为S=ab，
A.根据可知，压力F与受力面积的比值等于压强p，与阴影面积不符，故A错误；
B.根据F=pS可知，压力等于压强和受力面积的乘积，与阴影面积相符，故B正确；
C.根据可知，功与时间的比值等于功率，与阴影面积不符，故C错误；
D.根据可知，功与功率的比值等于时间，与阴影面积不符，故D错误。
故选B。
2．（2022·杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】根据题目描述可知，三个物体受到的拉力相等，在拉力的方向上运动的距离也相等，根据W=Fs可知，拉力对物体做的功相等，即W甲=W乙=W丙。
故选C。
3．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据s=nh计算绳子自由端移动的距离，再根据计算自由端移动的速度；
（2）根据计算拉力大小；
（3）根据W总=Fs计算拉力做功；
（4）根据计算滑轮组的机械效率。
【解答】根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m。
那么自由端移动的速度，故A错误符合题意；
拉力为，故B正确不合题意；
拉力做的功：W总=Fs=0.625N×0.2m=0.125J，故C正确不合题意；
该滑轮的机械效率：，故D正确不合题意。
故选A。
4．（2022·宁波）如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力 F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中，正确的是
A．乙图中的拉力做功最少
B．甲图中的拉力做功最少
C．甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多
D．丙图中的拉力做功最多
【答案】C
【知识点】功；力是否做功的判断；功的计算公式的应用
【解析】【分析】已知三种情况下拉力的大小和移动的距离，根据公式W=FS可知做功的多少。
【解答】三种情况下，拉力大小相同，移动的距离相同，根据公式W=FS可知，甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多。
故答案为：C。
5．（2022·湖州）甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（　　）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
【答案】D
【知识点】平衡力的辨别；力与运动的关系；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）对甲物体进行受力分析即可；
（2）根据二力平衡的知识判断；
（3）根据P=Fv计算拉力的功率；
（4）根据力与运动的关系判断。
【解答】A.在竖直方向上，甲物体受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，二者相互平衡，故A正确不合题意；
B.甲在水平方向做匀速直线运动，则它受到的拉力和摩擦力相互平衡，即二者大小相等，方向相反。因为推力为6N，且方向向右，所以摩擦力为6N，方向向左，故B正确不合题意；
C.当推力为6N时，做功的功率P=Fv=6N×5m/s=30W，故C正确不合题意；
D.当推力为10N时，此时推力大于摩擦力，则甲物体应该做加速运动，故D错误符合题意。
故选D。
（5题图） （6题图）
6．（2022·丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（　　）
A．将a点向左移 B．将b点向右移
C．换一个质量较小的秤砣 D．将a、b点都向左移等长距离
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
【解答】提扭为支点，a点物体的重力相当于阻力，c点秤砣的重力相当于动力。
增大杆秤的量程，其实就是当阻力臂最大时所称量物体的重力变大。
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知，将a点左移时，阻力臂变大，则a点物体的重力变小，即量程变小，故A错误；
将b点右移，其实也是阻力臂变大，而动力臂变小，此时a点物体的重力变小，即量程变小，故B错误；
秤砣的重力变小，则阻力和阻力臂的乘积变小，而阻力臂不变，其实就是a点物体的重力变小，即量程变小，故C错误；
将a、b都向左移动相同的距离L时，相当于阻力臂不变，而动力臂变大了，即动力和动力臂的乘积变大，因此a点物体的重力变大，即量程变大，故D正确。
故选D。
7．（2022·绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　）
A．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向右移动
【答案】A
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】根据天平的调节方法和杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析判断。
【解答】如甲图所示，在杠杆使用前，右端下沉，说明右端重，左端轻。根据“平衡螺母总是向轻的那端调节”可知，平衡螺母应该向左调节。
在图乙中，杠杆的右端下沉，说明右端力和力臂的乘积偏大，而左边力和力臂的乘积偏小。要使杠杆恢复平衡，则在钩码的重力不变的情况下，要么将左侧钩码向左移动从而增大左边的力臂，要么将右边的钩码向左移动减小右边的力臂。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
8．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】杠杆的五要素，分为支点，动力臂，动力，阻力臂和阻力。
【解答】若去掉连杆pQ，此时MN展台会逆时针绕着N点转动，故支点在最右侧的N点；PQ的作用效果是拉住展台，避免其展台沿着逆时针方向转动，故其拉力方向为斜向上。
故答案为：A
（8题图） （9题图）
9．（2022·宁波）如图所示，用测力计将长杆一端A 微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B 微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) (　　)
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系；在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系。
【解答】 在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件得，
F1×AB=G×OB----①
在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件得，
F2×AB=G×OA----②
①+②得，
F1+F2=G。
故答案为：B。
10．（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为　 　牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为　 　米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功　 　焦。
【答案】（1）3
（2）0.05
（3）1.2
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据二力平衡的知识计算出AB整体受到的摩擦力；
（2）当木块A的重心到达桌面边缘以外时，A会从桌面上掉落，据此确定木块A移动的距离，然后根据公式计算速度；
（3）推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功；分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功。
【解答】（1）推力为3N时，木块静止，则摩擦力和推力是一对平衡力。根据二力平衡条件可知，摩擦力f=F=3N；
（2）当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，
此时移动的距离；
木块A在桌面上匀速运动的速度；
（3）木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，
所以推力；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功：W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
11．（2024·浙江）如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。
（1）以地面为参照物，雪橇处于　 　（填“静止状态”或“运动状态”）。
（2）雪橇运动5米，狗的拉力对雪橇做功为　 　焦。
（3）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为　 　牛。
【答案】（1）运动状态
（2）500
（3）0
【知识点】参照物及其选择；摩擦力的存在；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）被研究的物体和参照物之间发生位置的变化，被研究的物体是运动的，否则被研究的物体是静止的；
（2）根据W=Fs求功；
（3）相对静止时，没有相对运动趋势，摩擦力为零。
【解答】（1）狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，雪橇和地面之间发生了位置的变化，所以以地面为参照物，雪橇是运动的；
（2）狗对雪橇的水平拉力为100牛，雪橇运动5米，W=Fs=100牛×5米=500焦；
（3）相对静止时，雪橇和货物没有相对运动趋势，雪橇对货物的摩擦力为0牛。
12．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是　 　。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功　 　焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有：　 　。（写出一点）
【答案】（1）改变力的作用方向
（2）15
（3）调小排水口
【知识点】功的计算公式的应用；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）根据定滑轮的特点解答；
（2）根据W=Gh计算克服井盖重力做的功；
（3）根据井盖被抬起的原理分析。
【解答】（1）定滑轮的作用是不省力不费力，但能改变力的作用方向；
（2）克服井盖重力做功：W=Gh=150N×0.1m=15J；
（3）根据乙图可知，当外面的雨水流入水槽后，水槽的重力增大，两个定滑轮上绳子产生的拉力增大，于是对井盖向上的支持力增大，于是井盖被顶起来。当降水量较小时，水槽的重力偏小，井盖受到的支持力偏小，井盖不易抬起。此时可以减小排水口，从而减小水槽里水的排水量，增大雨水在里面的停留时间，从而增大水槽重力，进而抬起井盖。
13．（2023·丽水）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少　 　焦；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是　 　。
【答案】（1）0.0108
（2）水
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】本题主要考查机械能的知识，机械能是由物体的势能和动能组成的；机械能守恒定律是指除重力或弹力不做功时，其机械能的大小不变。
【解答】（1）由图甲可知，A和B的动能相同，减小的重力势能等于减小的机械能=0.027N·0.4m=0.0108J；
（2） 乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大 ，此时杯中的水对乒乓球有浮力，故此时对乒乓球做功的物体是水；
故答案为：（1）0.0108；（2）水
14．（2021·温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1％，大气中氧气含量为0.15％且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是___________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1~t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是　 　。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2~t4时段做功　 　焦。
【答案】（1）D
（2）推力大于重力
（3）4.888×105
【知识点】力与运动的关系；功的计算公式的应用；太阳系的组成
【解析】【分析】火星是离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一。当一个力作用在物体上，并使物体在力的方向上通过了一段距离，力学中就说这个力对物体做了功。
【解答】（1）A、火星表面的平均温度是-55℃，地球的平均温度20℃左右，故A正确；
B、火星的公转周期是687天，地球的公转周期是365天，所以火星的公转周期更长；故B正确；
C、火星大气含氧量为0.15%，地球大气中的含氧量为21%，所以火星大气含氧量比地球低；故C正确；
D、火星大气中没有液态水，所以不存在雨雪天气；故D错误；
（2） t1~t2时段，着陆巡视器在减速过程中，所以其反方向的推力要大于其自身重力；
（3） 在t2~t4时段，着陆巡视器下降了100m，所以重力做功为：；
故答案为：（1）D；（2）推力大于重力；（3） 4.888×105 .
15．（2022·温州）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　 　F2（选填“大于”“小于”“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为　 　焦。
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：　 　。
【答案】（1）小于
（2）420
（3）汗液蒸发散热（或皮肤直接散热）
【知识点】体温的控制；力的作用是相互的；功的计算公式的应用
【解析】【分析】1.根据受力分析进行解答。
2.根据功的公式W=Fs进行计算分析。
3.散热方式：辐射、传导、对流等直接散热，散热的多少取决于皮肤和环境之间的温差。
【解答】(1)图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，由于还有脚接触地面，故F1小于重力，
图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2等于重力，故 F1小于F2 。
(2)需克服自身重力做功
(3)运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。散热的一种方式：汗液蒸发散热（或皮肤直接散热）。
16．（2022·温州）如图所示，用滑轮装置将物体A、B、C静止悬挂，已知A、B、C所受的重力分别为( GB、Gc，线绳的质量不计。
（1）如果不计滑轮重力与摩擦，要使整个装置处于平衡，则　 　。
（2）如果每一个滑轮的重力都等于GA，在不考虑摩擦的情况下　 　。
【答案】（1）
（2）1：1：5
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】如果不计滑轮重力与摩擦，同一个绳子上的拉力相等，结合受力分析解答；考虑动滑轮的重力，结合受力分析解答。
【解答】 （1）如果不计滑轮重力与摩擦，C上方的动滑轮有两股绳子，每个绳子的拉力GC；同一个绳子上的拉力相等，B上方的动滑轮，受力平衡，则2GB=GC；对于A上方的动滑轮，GA=2GB，解得GA=GC；
（2）如果每一个滑轮的重力G0都等于GA，对于A上方的动滑轮，其绳子上的拉力等于GB，则2GB=GA+G0=2GA，解得GB=GA；
B上方的动滑轮，其上方只有一股绳子，设绳子的拉力为T，则T=2GB+G0=2GB+GA=3GA；
C上方的动滑轮有两股绳子，则GC+G0=2T，即GC+GA=2×3GA，解得GC=5GA；
故GA：GB：GC=1：1：5。
17．（2023·台州）冰雹是一种灾害性天气，会损坏农作物和各种设施。
（1）冰雹在高空具有较大的重力势能，落到地面时速度较　 　。
（2）为探究不同速度的冰雹下落时对塑料薄膜的损坏程度，某同学进行模拟实验：取三块相同的塑料薄膜，画上20毫米×20毫米的小方格，让3个相同的圆冰球以不同的速度分别撞击，实验结果如图所示。利用方格计算受损面积，发现图甲、乙难以比较。若要更准确比较图甲、乙受损面积大小，不增加其它工具，可如何改进？　 　
（3）在总厚度不变的情况下，使用双层薄膜是否可以更好地抵挡冰雹？于是该同学再次进行模拟实验：选用材质相同的单层和双层薄膜，利用大小和速度相同的圆冰球撞击，比较受损程度，实验结果如下表。
类型 单层薄膜
(厚度0.24 mm) 双层蒋膜(每层厚度0.12 mm)
间隔Оmm 间隔5mm 间隔10mm
受损程度 攻损 上.下两层均轻微形变 上、下两层均中度形变 上层破损、下层严重形变
根据表中信息，请对大棚铺设塑料薄膜提出合理的建议。　 　
【答案】（1）大
（2）将方格划分得更小
（3）铺设间隔为0的双层薄膜
【知识点】功的计算公式的应用；势能的影响因素
【解析】【分析】（1）重力势能大小与物体所处高度和物体的质量均有关；
（2）转化法是指利用容易观察的物理量来判断不易观察的物理量；
（3）控制变量法指在研究多因素变量时，应控制其余无关变量相同且适宜。
【解答】（1）落大地面时重力势能转化为动能，故其速度变大；
（2）探究不同速度的冰雹下落时对塑料薄膜的损坏程度 ，将方格划分得更小，方面计算受损面积；
（3）间隔为0的双层薄膜其形变程度最小，故铺设间隔为0的双层薄膜。
18．（2022·金华）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ=m/V，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是　 　；
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm3）；④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往　 　侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为　 　；
（4）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是__________。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
【答案】（1）杠杆平衡原理（或F1·l1=F2·l2）
（2）右
（3）1.0（或1）
（4）A；B
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杆秤的特点分析它的工作原理；
（2）根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2分析解答；
（3）根据密度计的工作原理标注刻度；
（4）当液体的密度发生改变时，相邻两个刻度之间的距离越大，那么测量会越准确，据此分析解答。
【解答】（1）根据图甲可知，秤纽相当于杠杆的支点，秤钩上物体的重力相当于阻力，秤砣的重力相当于动力，因此杆秤的工作原理就是杠杆的平衡条件即 F1·l1=F2·l2 。
（2）制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），此时说明秤纽左边力和力臂的乘积偏大。要使杆秤恢复平衡，此时需要减小左边力和力臂的乘积，而增大右边力和力臂的乘积。在阻力臂和秤砣质量不变的情况下，只需将秤砣向右移动增大动力臂即可。
（3）在步骤③中，杯子中注入的液体是水，则秤砣悬挂点B处应该标记的就是水的密度，即1.0；
（4）要增大密度秤的测量精度，就必须增大秤砣一侧的动力臂的长度。
A.把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，即增大物体一侧的阻力臂，那么此时阻力和阻力臂的乘积变大，则动力和动力臂的乘积变大。在秤砣质量不变的情况下，肯定要增大动力臂，故A符合题意；
B.根据杠杆的平衡原理F1L1=F2L2可知，减小秤砣的质量，即动力减小，那么动力臂肯定增大，故B符合题意；
C.在测量液体密度时，液面必须达到位置a，否则测出的就不准确，故C不合题意；
D.换用更细的秤杆，对测量本身没有影响，故D不合题意。
故选AB。
19．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
【答案】（1）解：G=mg=20千克×10牛/千克=200牛
F=G=200牛
s=1米×0.8米=0.8米2
p=F/s=200牛/0.8米2=250帕
答：包装箱对地面的最小压强是250帕。
（2）省力
（3）解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）压强=压力/受力面积；
（2）杠杆平衡条件为：动力x动力臂=阻力x阻力臂；
（3）路程=速度x时间。
【解答】（2）动力臂大于阻力臂，故为省力杠杆；
（3） 解：s=vt=25千米/时×0.8时=20千米
答：共行驶了20千米的路程。
20．（2021·嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向　 　(选填“左”或“右”)移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作
【答案】（1）右
（2）解：W=Fs=500N×0.06m=30J
答：完成一个握手动作做功30J
（3）解：
答：饮用可乐后获得的能量相当于完成握手动作1800次的能量
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据杠杆的平衡条件分析；
（2）根据W=Fs计算一个握力动作所做的功；
（3）首先用获得的能量×10%得到握力做的总功，再用握力做的总功除以一次握力做的功得到次数。
【解答】（1）根据图片可知，O点为支点，弹簧对杠杆施加阻力，手对杠杆施加动力。根据F1L1=F2L2可知，在弹簧拉力F2和动力臂L1不变的情况下，要减小动力F1就必须减小阻力臂L2，即将弹簧下端向右移动。
（2）完成一个握力动作做功：W=Fs=500N×0.06m=30J；
（3）消耗这些能量需要完成题(2)中的握力动作的个数： 。
21．（2022·舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。(g取10N/kg)
（1）如图所示，a是　 　滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大 (不计滑轮、钢绳自重及摩擦)
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功
【答案】（1）动
（2）解：G=mg=4×104kg×10N/kg=4×105N，F= G=2×105N
答：钢绳能承受的拉力至少为2×105牛
（3）解：W=Fs=Gh=4×105N×10m=4×106J
答：重力做了4×106焦的功。
【知识点】功的计算公式的应用；动滑轮及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据滑轮能否跟随物体一起移动分析解答；
（2）首先根据G=mg计算出夯锤的重力，再根据动滑轮的特点计算钢绳受到的拉力。
（3）根据W=Gh计算出重力做的功。
【解答】（1）根据图片可知，滑轮a与夯锤连接在一起，跟随夯锤一起向下运动，应该为动滑轮。
22．（2023·衢州） 2060年前我国要实现“碳中和”目标，其中碳减排、碳封存是实现碳中和的主要途径。
（1）人们常说“电动汽车比燃油车环保”，为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量，科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比，相关信息如下表。
对比维度 电动汽车 燃油车
汽车生产及回收 每生产和回收一辆共排放约20.5吨碳（其中生产和回收锂电池组约占一半的碳排放） 每生产和回收一辆共排放约10.1吨碳
能源生成 使用绿色能源为其供电，年均消耗的电能相当于排放约0.7吨碳 动力来自化石燃料的燃烧，年均排放约3.3吨碳
使用维护 一年保养维护排放约0.15吨碳 一年保养维护排放约0.15吨碳
电池使用年限 锂电池组平均寿命8年 /
根据以上信息，从碳排放的角度来看，你是否赞同“电动汽车比燃油车环保”这个观点，并说明理由。　 　
（2）该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段，用时0.03h，消耗的电能为2.25×106J。
请计算：①汽车行驶的速度。②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进，汽车在该路段行驶时受到的阻力。
（3）全球排放的CO2，大约有30%～40%被海洋吸收，导致海水酸化。捕获海水中的CO2比捕获空气中的成本更低，科学家计划从海水中捕获CO2，收集后压缩成液态，再注入海底废弃的油田封存。
①封存CO2，能有效减缓　 　效应。②为实现碳中和目标，我们应该如何践行低碳生活　 　。
A．天天使用一次性筷子B．节约纸张，节约用水用电
C．减少或拒绝使用一次性塑料袋D．走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学
【答案】（1）赞同，理由是通过计算可得，当车辆使用4年以上时，电动汽车的碳排放量就低于燃油车，而一般车辆的使用寿命均在4年以上。其他答案：①赞同，理由是按车辆使用8年计算可知，使用电动汽车产生的碳排放量低于燃油车。②不赞同，理由是若电动汽车在使用4年之内因为意外而报废，电动汽车的碳排放量就超过燃油车。
（2）①
②
f=F=600N
（3）温室；BCD
【知识点】速度公式及其应用；功率计算公式的应用；全球性大气环境问题（酸雨、温室效应、臭氧空洞）
【解析】【分析】（1）将电动车和燃油车使用周期内的碳排放量进行比较，从而确定电动汽车是否比燃油车更环保；
（2）①根据公式 计算汽车行驶的速度；
②首先根据计算汽车行驶受到的牵引力，再根据二力平衡的知识f=F计算汽车受到的阻力。
（3）①二氧化碳是造成温室效应的一个重要因素；
②分析哪个选项中有利于减小碳排放即可。
【解答】（3）①封存CO2，减小空气中二氧化碳的含量，能有效减缓温室效应。
②A.天天使用一次性筷子，会增大树木的砍伐，从而增加碳排放，减小二氧化碳的吸收，故A不合题意；
B.节约纸张，节约用水用电，都会减小能源的消耗，从而减小碳排放，故B符合题意；
C.减少或拒绝使用一次性塑料袋，有利于减小碳排放而保护环境，故C符合题意；
D.走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学，减小化石能源的消耗，从而减小碳排放，故D符合题意。
故选BCD。
23．（2023·绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)
（1）该装置中两个滑轮的作用是　 　。
（2）”划桨”一次，人至少做功　 　焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。
【答案】（1）改变力的方向
（2）120
（3）FA×OA=F×OB
200牛×60厘米=F×40厘米
F=300牛
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）定滑轮不省力不费力，只能改变用力方向；动滑轮不能改变用力方向，但是能最多省一半的力。
（2）根据W=Gh计算划桨一次做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析计算。
【解答】（1）根据图片可知，两个滑轮都是固定不动的，都是定滑轮，作用是改变力的方向。
（2）当划桨一次拉动绳子的距离为60cm时，重物上升60cm，
则一次做功：W=Gh=20kg×10N/kg×0.6m=120J；
24．（2023·金华）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥，打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1~12m/s
完成下列问题：
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
【答案】（1）v= 5m/s=18km/h
t= =0.2h
（2）F =G =mg =56kg×10N/kg= 560N
S= =0.08m2
（3）∵匀速
∴F=G= 560N
P= = Fv= 560N×1.2m/s= 672W
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算无人机需要的时间；
（2）首先根据F=G=mg计算无人机对地面的压力，再根据计算无人机对地面的压强；
（3）当无人机匀速上升时，首先根据二力平衡的知识F=G计算无人机的升力，再根据P=Fv计算无人机的功率。
25．（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
【答案】（1）C
（2）设铁Fe的质量为x
碳的质量为：；碳的质量分数为：，故属于高碳钢；
（3）由图2可知，O为支点，F3为阻力，OC为阻力臂，AB为动力臂，根据杆平衡条件F1l1=F2l2可得960N×2cm=F2×8cm，则F2=240N；工具自重和摩擦忽略不计，对上面定滑轮受力分析，F2=3F1，则F1=80N。
【知识点】器官和系统；杠杆的平衡条件；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】（1）植物的结构层次：细胞→组织→器官→植物个体；其中根、茎、叶属于营养器官；花、果实、种子属于生殖器官；
（2）碳钢合金中Fe能与稀硫酸反应产生氢气，根据质量守恒定律，由氢气的质量计算Fe的质量，从而计算碳的含量及质量分数，从而确定合金类型；
（3）根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得F2，再对上面的动滑轮受力分析可计算F1的大小。
【解答】 （1）叶在生物体结构层次中属于器官，故选：C。
26．（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲　　F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
【答案】（1）小于
（2）设两孔之间距离为l
根据杠杆平衡条件：F甲l甲=Gl乙
答：绳子甲对晾杆的拉力F甲为10N。
（3）
答：根据题设，装置牵引钢丝绳做功的功率等于装置拉衣服的功率是3.6W。
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）将5号孔看做杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2比较两个拉力大小；
（2）将乙看做支点O，此时阻力臂为2L，动力臂为6L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算即可；
（3）根据W=Gh计算出克服衣服重力做功，再根据计算钢丝绳做功的功率。
【解答】（1）将5号孔看做杠杆的支点，则动力甲的力臂为4L，动力乙的力臂为2L，根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：F甲×4L=F乙×2L，解得：F甲：F乙=1：2，那么F甲27．（2022·台州）图甲是一种太阳能“摆叶花"，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
【答案】（1）解：摆叶AOB可视为杠杆，此时：
l1=OC=4.5厘米
l2=OD=1.5厘米
F1=G叶柄=0.04牛．
根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2得：
0.04牛×4.5厘米=F2×1.5厘米
F2=0.12牛
G磁=F2=0.12牛
答：磁铁受到的重力是0.12牛。
（2）南(或“S")
（3）摆动后，力臂l1变小，力臂l2变大，则F1l1【知识点】磁极间的相互作用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据图乙确定杠杆的支点、动力和动力臂，阻力和阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 列式计算；
（2）根据磁极之间的相互作用规律确定电磁铁的极性；
（3）在杠杆上，哪测力和力臂的乘积偏大，那么杠杆就会向哪测偏转，据此分析解答。
【解答】（2）当线圈E有电流时，推动磁铁向上运动，则条形磁铁受到排斥力。根据“同名磁极相互排斥”可知，线圈E上端的磁极应该为S极。
28．（2022·衢州）某学习小组设计如图甲电路，并将电流表改装成液体密度显示表。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0的阻值为20欧，R是压敏电阻，其阻值与所受压力F的关系如图乙。已知图中用来盛放待测液体的空容器质量为0.7千克，每次测量时液体须注满容器。
（1）小科按图甲连接电路时，开关应处于　 　 状态。
（2）容器中不加液体时，闭合开关，电流表指针所指刻度标为“0克/厘米3”。求“0克/厘米3”刻度线对应的电流值。
（3）小明在制作过程中发现，待测液体密度差异较大时，指针偏转角度差异却较小。小明针对测量精确度不高的问题，对装置进行了如图丙的改进(杆AO可绕固定点O自由转动，容器悬挂在A点)。请根据所学知识，说说这样改进的科学道理。
【答案】（1）断开
（2）解：当容器中不加液体时，压敏电阻所受压力F=G=mg=0.7kg×10N/kg=7N
由图乙可知，当F=7N时，压敏电阻R=40Ω
电流表示数为：I= =0.1A
答：“0克/厘米3” 刻度线对应的电流值为0.1A。
（3）在杠杆OBA中，OA>OB，根据杠杆平衡条件，当液体密度(或质量或重力或压力)差异相同时，增大了作用在压敏电阻上的压力差异，使压敏电阻阻值差异更明显，从而增大了电路中电流的差异，提高测量精度。
【知识点】欧姆定律及其应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）在连接电路时，为了防止电路时通时断，可能烧毁用电器，因此要求开关必须是断开的；
（2）当容器中不加液体时，压敏电阻受到的压力就等于空容器的重力，即F=G=mg，然后根据图乙确定此时压敏电阻的阻值，接下来根据R总=R+R0计算出总电阻，最后根据计算出电流表的示数即可。
（3）要提高测量的精确程度，就要在液体密度差异不变时想办法增大压敏电阻上受到的压力差异。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析压敏电阻上的压力差异的变化即可。
1．（2023·平阳会考）如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程，分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量（用斜影表示）的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】力是否做功的判断；功的计算公式的应用
【解析】【分析】功=力x在力的方向上通过的距离。
【解答】上升过程中对穹顶做功，平移过程中不做功。
故答案为：A
（1题图） （2题图）
2．（2023·宁波模拟）如图甲是某小区使用的一种垃圾投放装置，即方便又卫生，其侧面模式图如图乙所示，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。下列说法正确的是（　　）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．绳子拉起桶盖瞬间，桶盖是费力杠杆
C．装置中的滑轮改变了使用者施力的方向
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更少
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的分类；定滑轮及其工作特点
【解析】【分析】（1）固定不动，不随物体一起移动的滑轮为定滑轮；跟随物体一起移动的滑轮为动滑轮；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）根据滑轮的特点解答；
（4）使用任何机械都不省功。
【解答】A.根据乙图可知，图片中的两个滑轮固定不动，为定滑轮，故A错误；
B.绳子拉起桶盖瞬间，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B错误；
C.装置中定滑轮不省力不费力，只能改变用力方向，故C正确；
D.用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖时，还要克服摩擦做功，因此做功肯定更多，故D错误。
故选C。
3．（2024·鄞州模拟）如图甲是小磊测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A 位置匀速提升到B 位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊所做实验判断，下列说法中正确的是(g 取10N/ kg) (　　)
A．弹簧测力计示数为1.1 N
B．拉力 F 所做的功为2.4 J
C．此实验中动滑轮的机械效率约为83.3%
D．若在动滑轮下加挂钩码，机械效率将降低
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】 A.弹簧测力计读数时，先确定弹簧测力计的分度值，再根据指针位置读数；
B.读出钩码上升高度、拉力端移动距离，利用W=Fs求拉力做功；
C.利用W=Gh=mgh求有用功，动滑轮的机械效率等于有用功与总功之比；
D.提高机械效率的方法：一是减小摩擦而减小额外功，二是增大提升物重。
【解答】 A.由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.2N，故A错误；
B.由图知，刻度尺的分度值为1cm，钩码上升高度h=AB=10.0cm，
拉力端移动距离s=A'B'=45.0cm-25.0cm=20.0cm；
拉力F做的功：W总=Fs=1.2N×20×10-2m=0.24J，故B错误；
C.有用功：W有用=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×10×10-2m=0.2J，
动滑轮的机械效率：，故C正确；
D.若在动滑轮下加挂钩码，额外功几乎不变，有用功增大，有用功在总功中所占的比例增大，可提高机械效率，故D正确。
故选C。
（3题图） （4题图）
4．（2024·温州模拟）为了缓解城市交通压力，减少交通事故，邵阳市政府采取禁摩电的措施，获得市民广泛支持。目前上班骑电动车比较多，某厂工人骑电动车从家里到工厂前8 min在平面直路面上由静止开始做直线运动的 v-t图象如图所示，若某次他前5 min走过的路程是前8 min 路程的一半，也是总路程的四分之一，设电动车在匀速运动过程中牵引力的功率恒为2kW，设电动车匀速运动时，牵引力做功为W，他家到工厂的距离为s，g取 ，下列正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】速度公式及其应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据图片确定匀速运动的速度和时间，根据W=Pt计算牵引力做功。根据s=vt计算前5min内的路程，最后乘以4即可计算出s。
【解答】根据图片可知，5-8内他做匀速直线运动，速度为10m/s，时间为180s，则匀速直线运动的路程s=vt=10m/s×180s=1800m=1.8km；
若某次他前5 min走过的路程是前8 min 路程的一半， 那么后3s走过的也是总路程的四分之一，
则总路程s总=4s=1.8km×4=7.2km；
牵引力做功W=Pt=2000W×180s=3.6×105J。
故选D。
5．（2024·余姚模拟）如图为某款“投篮玩具”及其设计原理，当用手向下按压投射装置 A 端时，C端与底座相连的橡皮筋被拉长；松手后，橡皮筋快速回弹，投射装置将小球抛向篮筐。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是 (　　)
A．下压投射装置A 端时，ABC 部分可视为费力杠杆
B．橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能
C．投射装置将小球抛出的过程中，没有对小球做功
D．小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断；动能和势能的转化与守恒；杠杆的分类
【解析】【分析】 费力杠杆是指动力大于阻力、动力臂小于阻力臂的杠杆。费力杠杆可以节省动力移动的距离，这样在移动很小的情况下，可以使另一段的距离移动很多，从而达到预期的目的。
【解答】A.下压投射装置A端时，动力臂大于阻力臂，ABC部分可视为省力杠杆，A错误；
B.橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能以及重力势能，B错误；
C.投射装置将小球抛出的过程中，装置对小球做功，通过做功使小球速度变大，C错误；
D.小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零，小球如果动能为零，会直接往下掉，不会继续水平运动，D正确；
故答案为：D。
（5题图） （6题图）
6．（2024·富阳模拟）如图所示，物重G为2000N，小金用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m，提升高度为h为2.5m.(不计滑轮、细绳的重.不计细绳与滑轮间的摩擦)。下列说法正确的是()
A．拉绳子自由端的速度4m/s
B．拉力所做的功大小为5000J
C．整个系统的机械效率为78.125%
D．物体受到斜面对它的摩擦力为1150N
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】 AB.由图可知，滑轮组绳子的有效股数为3，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据速度公式求出绳子自由端的速度，根据W=Fs求出拉力所做的功；
CD.根据W=Gh求出有用功，不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时，额外功即为物体克服摩擦力做的功，大小为拉力做的功减去有用功，根据W=Fs求出摩擦力的大小，根据求出整个系统的机械效率。
【解答】 A由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，
则绳端移动的距离：s=nL=3×4m=12m，
绳子自由端的速度：，故A错误；
B.拉力所做的功：W总=Fs=800N×12m=9600J，故B错误；
C.对物体做的有用功：W有=Gh=2000N×2.5m=5000J，
斜面的机械效率：，
故C错误；
D.因不计滑轮、细绳的重、不计细绳与滑轮间的摩擦时，额外功即为物体克服摩擦力做的功，
所以克服摩擦力所做的额外功：W额=W总-W有=9600J-5000J=4600J，
那么物体受到斜面对它的摩擦力：，
故D正确。
故选D。
7．（2024·宁波模拟） 如图所示，直径为30cm的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为28cm的光滑杆ABC 搁置在半球碗上，碗的厚度不计，平衡时杆受到的重力与杆在B 点受到的弹力大小之比为 (　　)
A．5 ： 3 B．25 ：3 C．15 ：7 D．21 ：7
【答案】C
【知识点】杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】以棒为研究对象进行力的分析，根据受力情况和力矩的平衡条件解答。
【解答】解：以A点为支点，以AC棒为研究对象，除A点外AC棒的受力如图所示：
过A做重力的垂线交于D，根据几何关系可得：∠OAB=∠OBA=∠BAD=α，
根据杠杆的平衡条件可得：NLAB=GLAD，
其中LAB=2 OB cosα=2×15cm×cosα=30cm cosα
解得重力与杆在B点受到的弹力大小之比：G：N=15：7，故C正确、ABD错误。
故答案为： C。
（7题图） （8题图）
8．（2024·宁波模拟）实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　）
A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B．小科使用该装置可以省功
C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小
【答案】D
【知识点】滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】A.动滑轮和定滑轮组成滑轮组；
B.使用任何机械都不省功；
C.对木棍进行受力分析即可；
D.承担拉力的绳子段数越多，则越省力。
【解答】A.根据题意可知，小光的木棍固定不动，可以看作定滑轮，而小曙的木棍可以移动，可以看作动滑轮，因此两个木棍组成滑轮组，故A错误；
B.小科使用该装置可以省力，但是不能省功，故B错误；
C.根据平衡力的知识可知，小曙和小科的力的和等于小光的力，故C错误；
D. 根据滑轮组的特点可知，绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小，故D正确。
故选D。
9．（2024·温州三模）小明将如图所示拔草器前端插入植株根部，对拔草器后端施力，可将植株连根拔起。若忽略拔草器自身重力，为了将同一植株拔起，施力最小的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】明确拔草器拔草时杠杆的五要素，然后根据杠杆平衡条件（F1L1=F2L2），结合图示分析解答。
【解答】 如图所示，拔草器相当于一个杠杆，拔草时支点在拐点，若拔同一植株，则草对拔草器的阻力一定，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，阻力臂越小，动力臂越大，动力越小。
AC图相比，动力臂相等，A图中的阻力臂更小，所以A图动力更小；B图与D图相比，动力臂相同，B的阻力臂小，B图的动力较小；A和B的阻力臂相同，A的动力臂大，所以A图动力更小，符合要求的只有A图。
故选：A。
10．（2024·杭州模拟）如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　 　N；F的功率是　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
【答案】0；6；9
【知识点】速度公式及其应用；二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）摩擦力产生的条件：①相互接触；②有压力；③做相对运动或有相对运动的趋势。
（2）根据图片确定承担拉力的绳子段数n，对动滑轮进行受力分析，计算出ABC三个物体受到的摩擦力，然后根据滑动摩擦力与压力成正比计算车B受到地面的摩擦力，最后根据平衡力的知识计算AB之间绳子的拉力。
（3）根据v=nvA计算拉力F移动的速度，再根据P=Fv计算F的功率。
【解答】（1）根据题意可知，C和B之间相互接触，存在压力，但是二者之间没有相对运动的趋势，因此没有摩擦力产生，即C受到的摩擦力为0N；
（2）根据图片可知，承担拉力的绳子段数n=3，对动滑轮进行受力分析可知，ABC对动滑轮的拉力F'=3F=3N×3=9N。
ABC做匀速直线运动，那么它们受到的滑动摩擦力与拉力相互平衡，即f总=F'=9N；
B对地面的压力为A对地面压力的2倍，则B受到的摩擦力为A受到摩擦力的2倍，那么B受到的摩擦力为：；
BC一起做匀速直线运动，那么受到的拉力等于摩擦力，即AB间绳子的拉力为6N；
（3）F的移动速度v=nvA=1m/s×3=3m/s；
那么F的功率P=Fv=3N×3m/s=9W。
11．（2023·鹿城模拟）小实设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将标志弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为20牛，重心在A点，OA长度为1米。(轻质杆和弹簧的质量忽略不计)
（1）装置中的弹簧将标志弹起至竖直位置，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的　 　能。
（2）若将标志牌从水平地面弹起至竖直位置，则克服标志牌重力做功　 　焦。
（3）将弹簧固定在B点，若产生的弹力始终竖直向上，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由　 　。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 30牛 60牛
【答案】（1）重力势能(机械能)
（2）20
（3）选择弹簧C，根据杠杆的平衡条件20牛×1米=F×0.4米，弹簧需要提供的最大弹力为50牛
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的大小变化；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
（2）根据W=Gh计算标志牌克服重力做的功；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式，计算处弹簧需要产生的最大弹力即可。
【解答】（1）装置中的弹簧将标志牌弹起时，标志牌的高度增大，则将弹簧的弹性势能转化为标志牌的重力势能。
（2）克服标志牌重力做功：W=Gh=20N×1m=20J。
12．（2024·杭州模拟）自动充电储能式电动汽车的前轮装有小型发电机，当电动汽车减速滑行时，就可以连通发电机向蓄电池充电，将部分动能转化为电能储存起来，以达到节能的目的。某电动汽车以 的初动能在水平路面上减速滑行，受到的阻力大小保持不变。
（1）第一次关闭自动储能装置，让车自由滑行，其动能(EK)随滑行距离变化关系如图中①所示，则此过程中动能转化为　 　能，车受到的阻力大小为　 　N。
（2）第二次启动自动储能装置，其动能随滑行距离变化关系如图中②所示，已知储能装置的能量转化效率为80%，则此过程中阿番电池所充的电能为　 　J
【答案】（1）内；103
（2）3.2×104
【知识点】功的计算公式的应用；能量的转化与守恒定律
【解析】【分析】（1） ①根据能量转化与守恒定律分析两种情况能量的转化情况：
②第一次关闭自充电装置，让车自由滑行，其动能全部转化为摩擦产生的内能，根据W=fs计算车受到的阻力；
（2）第二次启动自充电装置，根据能量守恒定律求解第二次向蓄电池所充的电能.
【解答】 （1）①第一次关闭自充电装置，让车自由滑行过程，动能全部转化为内能；
②由图读出：位移大小为x1=100m，初动能为100×103J，末动能为0，根据功能关系得到，fx=Ek，
则车受到的阻力；
（2）第二次启动自充电装置，让车自由滑行过程，
由图读出：位移大小为x2=60m，初动能为100×103J，末动能为0，
根据能量守恒定律得，Ek=fx2+E，
得到第二次向蓄电池所充的电能E=η（Ek-fx2）=80%×（100×103J-103N×60m）=3.2×104J。
13．（2024·浙江二模）如图甲所示的拆解器是玩乐高的工具之一，图乙为某次拆解过程，若作用在A 点上的力为54N，并瞬间在力的方向上移动了2cm。
（1）图乙所示使用拆解器时，拆解器相当于　 　杠杆；
（2）在本次使用拆解器的过程中，人体消耗了　 　能转化成机械能，对拆解器做了　 　J的功。
【答案】（1）省力
（2）化学；1.08
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的分类
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据能量转化的知识解答。格局W=Fs计算对拆解器做的功。
【解答】（1）根据乙图可知，使用拆解器时，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；
（2）在本次使用拆解器的过程中，人体消耗了化学能转化成机械能。
对拆解器做的功为：W=Fs=54N×0.02m=1.08J。
14．（2018·余姚模拟）小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是　 　，木板的重心位于　 　（选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。
【答案】杠杆平衡条件；略偏O点右侧
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】捕鼠器是一个杠杆，其工作原理是杠杆平衡条件；没有老鼠时，捕鼠器自身的重力和食饵的重力分别是杠杆的动力和阻力，食饵在O点左侧，所以杠杆的重心在O点右侧。
【解答】捕鼠器的工作原理是杠杆的平衡条件，木板的重心位于略偏O点右侧，木板能静止在桌子上，当老鼠沿木板到A点吃食饵时，破坏木板的平衡，使木板转动掉入水桶中．
故答案为：杠杆平衡条件，略偏O点右侧．
15．（2024·绍兴模拟）（1）如图所示，一块光滑的木板AB水平放置，左端与固定在墙上的光滑铰链连接，右端悬挂在一根细绳OB上，板上放着质量相等的木块M和N，M和N 之间用轻弹簧连接，开始时，弹簧被压缩且用细线拉住，并处于静止状态。剪断细线后，M和N 在板上来回振动。在此过程中细绳OB 的拉力将　 　。(选填“变大”“变小”“不变”或“时大时小”)
（2）在两端开口的U形管中灌有密度为ρ的液体，左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内，如图所示处于平衡状态，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为　 　；若将右管内的液体取出一些，当重新平衡时，左边管内被封闭的空气柱体积将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】（1）不变
（2）p0+ρgh；不变
【知识点】杠杆的平衡条件；液体压强计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）木板AB光滑，M、N在木板上运动的过程中，没有受到摩擦力的作用，可以把AB、M、N看成一个整体，然后根据杠杆的平衡条件分析；
（2）一段连续的水银柱中，高度差为h的液面的压强差值为：ΔP=ρgh，结合平衡力的知识分析解答。
【解答】 （1）木板AB光滑，M、N在木板上运动的过程中，没有受到摩擦力的作用，可以把AB、M、N看成一个整体，M和N在板上来回振动的过程中，该整体的质量不变，力臂的大小不变，根据杠杆的平衡条件可知，OB的拉力不变。
（2）一段连续的水银柱中，高度差为h的液面的压强差值为：ΔP=ρgh，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为p0+ρgh；左边管内被封闭的空气温度不变，气体内部的压强不变，因此左边管内被封闭的空气柱体积将不变。
16．（2024·杭州模拟）若有三块完全相同的木块长度为L，形状规则且质量分布均匀，当如图甲所示叠放在水平桌面上时，要确保木块乙能静止在木块1上，木块2 的右端离木块1 右端的最大距离为　 　，若按如图2的顺序依次叠放，确保三块木块相对静止，木块3的右端离木块2 右端的最大距离为　 　，木块2右端离木块1右端的最大距离为　 　。
【答案】L/2；L/2；L/4
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）为保证2木块不翻倒，2的重心应恰好在1的右边缘，据此分析；
（2）为保证3木块不翻倒，3的重心应恰好在2的右边缘，据此分析；
（3）根据杠杆平衡条件求出甲的右端与桌面的右端的距离，进而求出乙右端与桌面右端之间的最大水平距离。
【解答】（1）为保证2木块不翻倒，2的重心应恰好在1的右边缘，由于长方体木块质量分布均匀，因此木块的重心在木块的几何中心，因此2右端与1右端之间的最大水平距离为；
（2）为保证3木块不翻倒，3的重心应恰好在2的右边缘，由于长方体木块质量分布均匀，因此木块的重心在木块的几何中心，因此3右端与2右端之间的最大水平距离为；
（3）当2伸出1的长度达最大时，设2伸出1右端最大长度为L2，根据杠杆平衡条件可得：
，
解得：。
17．（2024·滨江模拟）T型杠铃是一种健身器材，如图甲，小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止，杠铃离开地面后，与水平地面平行，可抽象成图乙模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N， OA 长1.6m， OB 长1.2m。
（1）图乙中，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，求F1=　 　N。
（2）图丙中，小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在 B点，他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中，拉力F2　 　(选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
【答案】（1）800
（2）一直变小
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 （1）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2计算F1的大小；
（2）根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析F2的大小变化。
【解答】 （1）杠铃离开地面后，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，动力臂等于OB长，而阻力臂等于OA长，根据杠杆平衡条件可得F1lB=GlA，代入数据可得：F1×1.2m=600N×1.6m，解得：F1=800N；
（2）小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在B点，转动过程中动力臂大小不变，阻力大小不变，阻力臂减小，根据杠杆的平衡条件可知，动力减小，即拉力F2一直变小。
18．（2023·衢江模拟）小科利用粗细均匀的轻质细杆、钩码、螺母等材料自制简易杠杆进行实验。
（1）杠杆两端的螺母作用是　 　。
（2）如图乙，若用力作用在A点，使杠杆水平平衡，画出施加最小力的示意图。
（3）如图丙，小科实验时在杠杆两端叠放上不同数量的新制五角硬币，杠杆仍在水平位置平衡，用刻度尺测出L1和L2的长度，根据杠杆平衡条件他认为2L1=3L2。老师指出他的判断是错误的，他的错误在于　 　。
【答案】（1）使杠杆在水平位置平衡
（2）
（3）动力臂和阻力臂测量错误
【知识点】杠杆的平衡条件；力臂的画法
【解析】【分析】（1）当杠杆不平衡时，可以通过调节杠杆两端平衡螺母，从而使杠杆实现平衡。
（2）当以杠杆的支点到力的作用点之间的距离为动力臂时最长，此时动力最小。
（3）杠杆上受到的压力由硬币的重力产生，而硬币的重力作用在硬币中心，因此从硬币的中心到杠杆支点之间的距离为力臂，据此分析解答。
【解答】（1）杠杆两端的螺母作用是使杠杆在水平位置平衡。
（2）根据图片可知，当以支点O到A之间的距离OA为动力臂时最长，即通过A点作杠杆的垂线，在向上的方向上画出箭头表示动力F即可，如下图所示：
（3）老师指出他的判断是错误的，他的错误在于动力臂和阻力臂测量错误。
19．（2024·宁波模拟）小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 小宁做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验
，实验中用沿斜面向上的拉力 F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力 F 与物块所受的重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力)
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面倾角 0 0 0 θ 0 0.(01>0) θ2(θ2>01)
斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）通过对比　 　(填写实验序号)三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：　 　。
（3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5 三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是　 　。
【答案】（1）1、2、3
（2）在其他条件相同时，斜面倾角越小，斜面越省力
（3）根据1、4、5的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力也会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力 F与物块的重力G 的比值大小相等
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】 （1）对比1、2、3三次实验中的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论；
（2）对比1、6、7三次实验中的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论；
（3）对比1、4、5三次实验的数据，得出斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小、斜面的表面材料是否相同，据此得出结论。
【解答】 （1）对比1、2、3三次实验中的数据可知，斜面的倾斜程度、物体受到的重力大小相同，斜面的表面材料不同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小不同（分别为0.675、0.715、0.76），说明使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（2）对比1、6、7三次实验中的数据可知，斜面的表面材料、物体受到的重力大小相同，斜面的倾斜程度不同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小不同（分别为0.76、0.85），说明使用斜面省力的情况与斜面的倾斜程度有关，即： 在其他条件相同时，斜面倾角越小，斜面越省力 。
（3）小宁做了1、4、5三次实验，斜面的表面材料、斜面的倾斜程度相同，物体受到的重力大小不相同，沿斜面的拉力F与物块所受的重力G的比值大小相同（都为0.675），可以得出结论：使用斜面省力的情况与物体受到的重力大小无关。
20．（2024·湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三：如图甲所示，在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免　 　对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零(如图乙左)，并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为　 　牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)， 弹簧测力计示数　 　5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
【答案】（1）重力
（2）偏大
（3）25
（4）>
【知识点】重力的大小；杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】使米尺在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，力臂变化时，根据杠杆平衡的条件进行分析。
【解答】（1）探究杠杆平衡条件时，使米尺在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂，同时可以消除杠杆重力对实验的影响。
（2）图中所示，弹簧测力计的使用，力臂变小，弹簧测力计的示数会变大。
（3）根据杠杆平衡的条件可得解得G=25N。
（4）按斜向下拉弹簧测力计，此时动力臂变小，则动力变大，即弹簧测力计的示数会大于5N。
21．（2024·乐清模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆．小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验．其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表：
实验序号 钩码总重力 拉力作用线与竖直方向的夹角 拉力大小
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为　 　牛．
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是　 　．
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　．
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙．若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力．请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　．
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第4讲 简单机械、功和功率
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 简单机械 ☆☆☆ 杠杆与滑轮是中考重点之一，占分较大，常与功和功率知识结合，掌握杠杆平衡条件与公式应用，滑轮组使用，功和功率的计算，是否做功等。
考点2 功和功率 ☆☆☆
■考点一　简单机械
一、杠杆
1、杠杆
（1）定义：在 下能绕 转动的硬棒，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到 的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
可以用简单的顺口溜记住： 。
4、杠杆平衡的条件<实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）： ，用公式表示为 、。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
■考点⑤ 滑轮、斜面
一、滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
二、滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把 和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能 （但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
三、机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中 ，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功
总 功 有用功和额外功之和
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有=Gh， 总功：W总= ，
机械效率：η=
②若计绳重和摩擦
有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h，
机械效率：η=
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率： .
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越 ；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大 ，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
四、斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与 和倾斜程度有关。
■考点二　功和功率
一、功
1、功：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上 ，这个力就对物体做了功。
2、力对物体做功的两个必要因素：①作用在物体上的力F；② 。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因
4、功的计算
功有大小，科学上规定：功等于 。即：功=力×距离。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W=Fs。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s必须是物体在 。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米(m)，功的单位是 ，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛·米。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是1 焦。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10J。
7、做功的实质
做功的过程 ，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。
二、功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做功率。
（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= W/t。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示：小轿车每秒钟做66000J的功。
（7）功率的推导公式P = Fv
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为牛(N)，速度的单位为米每秒(m/s)，这样计算出来的功率的单位才是瓦(W)；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用低挡来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的多少 表示力做功的快慢
决定因素 功由力和物体在力的方向上通过的距离决定 功率由功和时间决定
计算公式 W=Fs P=W/t
单 位 功的单位是焦耳（J） 功率的单位是瓦特（W）
辨析
（1）做功越多，做功越快（ ）； （2）功率越大，做功时间越短（ ）；
（3）功率越大，做功越快（ ）； （4）做功越快，功率越大（ ）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（ ）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（ ）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（ ）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，功率越大。
（2）若做功时间相同，比较做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进行比较。
■考点一　简单机械
◇典例1：（2025九下·义乌开学考）图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。为了提升重物A，在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　）
A．拉力F的大小为1.5N
B．天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C．物体A上升的速度为0.6m/s
D．拉力F克服A重力做功7.2J
◆变式训练
1．（2025九下·浙江开学考）如图所示，轻质木棒AB平放在水平方形台面EF上，木棒AB可以绕E或F点在竖直平面内转动。已知：，A、B两端各用一轻质细绳悬挂物体C和D，物体C的质量为1kg、体积为。
请回答：
（1）若物体D下沉，则此时杠杆的支点是　 　。
（2）物体C完全浸没在水中时，所受到的浮力是　 　N。
（3）物体C完全浸没在水中时，为使木棒在水平台面保持平衡，求物体D的最小质量。
（4）若物体D质量为0.4kg，要使木棒在水平台面保持平衡，则物体C排开水的体积范围是多少？
■考点二　功和功率
◇典例2：（2025九下·温州开学考）如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则（　　）
A．物体在EF段的速度大于GH段的速度
B．物体在GK段受到的摩擦力等于
C．拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功
D．拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
◆变式训练
1．（2025九下·温州开学考）公交公司最近更换了一批新型混合动力公交车，在进行新车测试时获得一些数据：新型公交车总质量为4×103 kg，轮胎与地面总接触面积为0.4 m2，车匀速行驶时所受阻力是车总重的0.5倍，公交车在牵引力作用下在平直公路上匀速行驶，2 min内行驶了1 200 m(g取10 N/kg，忽略司机的质量)。求：
（1）新型公交车静止时对水平地面的压强是多少？
（2）2 min内牵引力所做功及功率各是多少？
1．（2020·温州）科学中常用数学方法来表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量是（　　）
A．压强 B．压力 C．功率 D．时间
2．（2022·杭州）现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙)，在相等的恒力F作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，三者大小判断正确的是（　　）
A．W甲>W乙>W丙 B．W甲C．W甲=W乙=W丙 D．W甲=W乙3．（2023·宁波）如图所示，小宁用竖直向上的拉力F提升物体，使物体在2s内匀速上升了0.1m已知物体重为1N，动滑轮重为0.25N，不计绳重和摩擦，这一过程中，下列说法错误的是（　　）
A．绳子自由端移动速度为0.05m/s B．拉力F的大小为0.625N
C．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%
4．（2022·宁波）如图所示，在粗糙程度相同的表面上，用大小相等的拉力 F，沿不同的方向拉物体运动相同的路程s，则下列关于拉力做功的判断中，正确的是
A．乙图中的拉力做功最少
B．甲图中的拉力做功最少
C．甲、乙、丙三种情况下拉力做功一样多
D．丙图中的拉力做功最多
5．（2022·湖州）甲物体放在粗糙程度不变的水平地面上，在大小为6牛的水平推力F作用下，向右做速度为5米/秒的匀速直线运动，如图所示（忽略空气阻力）。下列叙述中，错误的是（　　）
A．甲物体在竖直方向上受到重力和支持力的作用
B．甲物体受到水平向左的摩擦力大小为6牛
C．当F的大小为6牛时，做功的功率为30瓦
D．当F的大小为10牛时，甲物体将做速度大于5米/秒的匀速直线运动
（5题图） （6题图）
6．（2022·丽水）如图是某兴趣小组用轻质杆制作的杆秤，经测试发现量程偏小。下列操作能使杆秤量程变大的是（　　）
A．将a点向左移 B．将b点向右移
C．换一个质量较小的秤砣 D．将a、b点都向左移等长距离
7．（2022·绍兴）小敏在做“研究杠杆平衡条件”的实验时，先后出现杠杆右端下降的现象。为使杠杆水平平衡，下列操作正确的是（　　）
A．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向左移动
B．图甲中平衡螺母向左调节：图乙中右侧钩码向右移动
C．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向左移动
D．图甲中平衡螺母向右调节：图乙中左侧钩码向右移动
8．（2023·丽水）如图是教室壁挂式实物展台示意图。MN为展示台，PQ为连杆拉住展示台，m为展示物。以下是展示台承裁展示物时杠杆的示意图，其中正确的是（　　）
A． B． C． D．
（8题图） （9题图）
9．（2022·宁波）如图所示，用测力计将长杆一端A 微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B 微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上) (　　)
A． B． C． D．
10．（2022·绍兴）长度均为20厘米的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为3牛时，木块静止；当F为6牛时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2秒后木块A掉落：继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。
（1）推力为3牛时，AB整体受到摩擦力为　 　牛。
（2）木块A在桌面上匀速运动的速度大小为　 　米/秒。
（3）从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功　 　焦。
11．（2024·浙江）如图所示，狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速直线运动，它对雪橇的水平拉力为100牛。
（1）以地面为参照物，雪橇处于　 　（填“静止状态”或“运动状态”）。
（2）雪橇运动5米，狗的拉力对雪橇做功为　 　焦。
（3）货物和雪橇保持相对静止且两者的接触面水平，不计空气阻力，则雪橇对货物的摩擦力为 牛。
12．（2023·温州）某同学发明一自动升降排水井盖（如图甲），暴雨时通过收集雨水实现井盖自动抬升（如图乙），加快路面雨水的排放。
（1）井盖抬升过程中，定滑轮的作用是　 　。
（2）某次排水过程中，重150牛的井盖被抬升0.1米。此过程中，克服井盖重力做功　 　焦。
（3）要使降水量稍小时就能抬升井盖，可采取的措施有：　 　。（写出一点）
13．（2023·丽水）重为0.027牛的乒乓球，从1米高的A点自由下落，第一次落地弹起至0.6米的最高点B(如图甲)。将乒乓球置于装有适量水的杯子中，一起从1米高处自由下落，杯子落地后乒乓球弹起的高度远大于1米(如图乙)。
（1）图甲中的乒乓球从A点下落到弹起至B点的过程中，机械能减少　 　焦；
（2）图乙中的乒乓球弹起的高度远大于1米，是由于乒乓球弹起瞬间机械能增大，此时对乒乓球做功的物体是　 　。
14．（2021·温州）2021年5月，我国“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原（如图甲实现了我国首次地外行星着陆。图乙是其阶段Ⅲ着陆过程中的高度随时间的变化关系。
（1）火星大气密度是地球的1％，大气中氧气含量为0.15％且没有液态水，表面平均温度为-55℃，绕日公转周期为687天。下列关于火星的说法不合理的是___________。
A．表面平均温度比地球低 B．公转周期比地球长
C．大气中氧气含量比地球低 D．雨、雪天数比地球多
（2）图乙中t1~t2时段，着陆巡视器在竖直向上推力作用下，竖直下落的速度减小，该过程中推力F与重力G的大小关系是　 　。（不计大气阻力）
（3）着陆巡视器在火星上总重为4888牛，其重力在t2~t4时段做功　 　焦。
15．（2022·温州）如图是小明在做俯卧撑和引体向上的锻炼场景。
（1）图甲中小明静止时地面对双手的支持力为F1，图乙中小明静止悬挂在单杠上时，单杠对他的作用力为F2，则F1　 　F2（选填“大于”“小于”“等于”）。
（2）重为600牛的小明按图乙做一个引体向上，需克服自身重力做功约为　 　焦。
（3）运动时，人体产热增加，散热也加快，使体温维持稳定。写出此时散热的一种方式：　 　。
16．（2022·温州）如图所示，用滑轮装置将物体A、B、C静止悬挂，已知A、B、C所受的重力分别为( GB、Gc，线绳的质量不计。
（1）如果不计滑轮重力与摩擦，要使整个装置处于平衡，则　 　。
（2）如果每一个滑轮的重力都等于GA，在不考虑摩擦的情况下　 　。
17．（2023·台州）冰雹是一种灾害性天气，会损坏农作物和各种设施。
（1）冰雹在高空具有较大的重力势能，落到地面时速度较　 　。
（2）为探究不同速度的冰雹下落时对塑料薄膜的损坏程度，某同学进行模拟实验：取三块相同的塑料薄膜，画上20毫米×20毫米的小方格，让3个相同的圆冰球以不同的速度分别撞击，实验结果如图所示。利用方格计算受损面积，发现图甲、乙难以比较。若要更准确比较图甲、乙受损面积大小，不增加其它工具，可如何改进？　 　
（3）在总厚度不变的情况下，使用双层薄膜是否可以更好地抵挡冰雹？于是该同学再次进行模拟实验：选用材质相同的单层和双层薄膜，利用大小和速度相同的圆冰球撞击，比较受损程度，实验结果如下表。
类型 单层薄膜
(厚度0.24 mm) 双层蒋膜(每层厚度0.12 mm)
间隔Оmm 间隔5mm 间隔10mm
受损程度 攻损 上.下两层均轻微形变 上、下两层均中度形变 上层破损、下层严重形变
根据表中信息，请对大棚铺设塑料薄膜提出合理的建议。　 　
18．（2022·金华）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ=m/V，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度计。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是　 　；
（2）【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”；
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度；
③杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“？”刻度（单位g/cm3）；④以AB两点之间长度的1/10为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往　 　侧移动；
（3）步骤③中，秤砣悬挂点B标记的刻度值应为　 　；
（4）【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是__________。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
19．（2023·台州）电动微单车可有效地减轻交通压力。如图为某一电动微单车，其部分参数如下表所示。
（1）装有电动微单车的包装箱总质量为20千克，平放在水平地面上时对地面的最小压强是
多少？
（2）如图是某同学使用扳手组装电动微单车时的简化俯视图，其中O是支点，A是动力作用点，B是阻力作用点，此时扳手相当于　 　（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆。
（3）一定条件下，电动微单车充满电后，能以最高时速匀速行驶0.8小时，共行驶了多少千米？
20．（2021·嘉兴）健康的生活既要注意平衡膳食，还要积极参加体育锻炼，如图所示为可调式握力器，可用于锻炼手部肌肉。锻炼时只要抓住左手柄，用力抓紧使其碰触右手柄上的计数按钮，即算完成一个握力动作。
（1）握力器的力度可以通过使用调节器移动弹簧下端的位置来改变。现在需要将力度调小，则应该将弹簧下端向　 　(选填“左”或“右”)移。
（2）小嘉用平均大小为500牛的力抓握力器的手柄，使手柄在力的方向上移动6厘米完成一个握力动作，则做功多少焦
（3）小嘉饮用一罐净含量为330毫升的可乐后，获得的能量为540千焦。若获得能量的10%用于握力做功，则消耗这些能量需要完成多少个题(2)中的握力动作
21．（2022·舟山）如图是广泛应用于建筑的强夯机使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。(g取10N/kg)
（1）如图所示，a是　 　滑轮。
（2）为确保安全，应考虑钢绳的承受力。若强夯机使用了质量为4×104千克的夯锤，则钢绳能承受的拉力至少多大 (不计滑轮、钢绳自重及摩擦)
（3）夯实地基所需能量来自于夯锤的重力势能。若质量为4×104千克的夯锤，从10米高处下落至地面，重力做了多少功
22．（2023·衢州） 2060年前我国要实现“碳中和”目标，其中碳减排、碳封存是实现碳中和的主要途径。
（1）人们常说“电动汽车比燃油车环保”，为了探明电动和燃油两种汽车的碳排放量，科学家对A品牌某款电动汽车和B品牌某款燃油汽车进行四个维度的对比，相关信息如下表。
对比维度 电动汽车 燃油车
汽车生产及回收 每生产和回收一辆共排放约20.5吨碳（其中生产和回收锂电池组约占一半的碳排放） 每生产和回收一辆共排放约10.1吨碳
能源生成 使用绿色能源为其供电，年均消耗的电能相当于排放约0.7吨碳 动力来自化石燃料的燃烧，年均排放约3.3吨碳
使用维护 一年保养维护排放约0.15吨碳 一年保养维护排放约0.15吨碳
电池使用年限 锂电池组平均寿命8年 /
根据以上信息，从碳排放的角度来看，你是否赞同“电动汽车比燃油车环保”这个观点，并说明理由。　 　
（2）该电动汽车匀速通过高速公路上一段3km的平直路段，用时0.03h，消耗的电能为2.25×106J。
请计算：①汽车行驶的速度。②若消耗电能的80%用于驱动汽车前进，汽车在该路段行驶时受到的阻力。
（3）全球排放的CO2，大约有30%～40%被海洋吸收，导致海水酸化。捕获海水中的CO2比捕获空气中的成本更低，科学家计划从海水中捕获CO2，收集后压缩成液态，再注入海底废弃的油田封存。
①封存CO2，能有效减缓　 　效应。②为实现碳中和目标，我们应该如何践行低碳生活　 　。
A．天天使用一次性筷子B．节约纸张，节约用水用电
C．减少或拒绝使用一次性塑料袋D．走路、骑车或乘坐公共交通工具上学放学
23．（2023·绍兴）赛龙舟自古以来在我国广为流传，现已成为亚运会比赛项目。如图是运动员在室内进行划桨训练的两个场景，图甲是训练装置的结构示意图，绳子系在”船桨”的A端，运动员坐在位置上用力将”船桨”从位置“1”划到位置”2”，重物的位置也发生了相应的变化。若重物的质量为20千克，”划桨”一次拉过绳子的距离为60厘米。(船桨重、绳重与摩擦均不计)
（1）该装置中两个滑轮的作用是　 　。
（2）”划桨”一次，人至少做功　 　焦。
（3）图乙是某种耐力练习示意图，保持”船桨”与绳子垂直并静止。若OA为60厘米，OB为40厘米，当一只手握在O端，另一只手握在B点并施加垂直”船桨”的力F。求此时力F的大小。
24．（2023·金华）我国设计生产的无人机世界领先，具有高效、轻巧、功率大等特点，广泛应用于工业、农业、军事等领域。如图为某型号农用无人机，主要用于播种、施肥，打药等，铭牌上的部分参数如下表所示。
整机型号 N420
最大起飞质量 56kg
药箱额定容量 30L
作业速度 1~12m/s
完成下列问题：
（1）这款无人机以5m/s的作业速度共水平飞行3.6km，需要多少小时？
（2）这款无人机以最大起飞质量停放在水平地面，对地面的压强约7000Pa，无人机与地面的总接触面积约为多少平方米？
（3）若这款无人机以最大起飞质量、1.2m/s速度竖直向上匀速飞行，不计空气阻力，则按此要求计算无人机的功率至少是多少瓦？
25．（2024·浙江）图1是某兴趣小组设计的一款“高空修枝”工具的示意图。使用时，一只手握紧杆子保持静止，另一只手用F1的力缓慢拉绳子，带动滑轮组工作，在A点产生的拉力为F2，从而使修剪刀绕O点转动，其刀口对树枝的力为F3。
请回答：
（1）该工具可用于剪下高处的枝叶。其中，叶属于生物体结构层次中的____（填字母）。
A．细胞 B．组织 C．器官
（2）为了探究制作修剪刀的碳钢合金（含Fe、C两种元素）类型，兴趣小组取制作修剪刀的废料进行了实验检测：取样品1.00克与足量的稀硫酸充分反应后，收集到428毫升（按0.035克计）氢气。通过计算并结合下表判断修剪刀材质属于哪种合金类型？
合金类型 低碳钢 中碳钢 高碳钢
碳的质量分数 低于0.3% 0.3%～0.6% 高于0.6%
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口对树枝施加的力F3为960牛，F3'是树枝对刀口的力（如图2），此时绳子端需施加的力F1为多大？（已知OB=8厘米，OC=2厘米，滑轮中各股绳子视为平行，工具自重和摩擦忽略不计。）
26．（2023·杭州）如图所示为自动升降单杆晾衣架，顶盒中有牵引装置，甲、乙是连接牵引装置和水平晾杆的竖直钢丝绳，水平晾杆上有7个挂衣孔，相邻两孔间距相等，甲、乙钢丝绳悬挂晾杆的点分别与1号、7号孔中心对齐。现把重为30N的衣服（含衣架）挂在5号孔（不计晾杆和绳的重力，不计摩擦和空气阻力）。
（1）绳甲对晾杆的拉力为F甲，绳乙对晾杆的拉力为F乙，则F甲　　F乙（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（2）此时绳甲对晾杆的拉力F甲为多少？
（3）闭合开关，牵引装置工作，将晾杆保持水平状态匀速提升1.2m，用时10s，此过程该装置牵引钢丝绳做功的功率是多少？
27．（2022·台州）图甲是一种太阳能“摆叶花"，其摆动原理如图乙所示。塑料摆叶AOB是硬质整体，由摆杆OB和叶瓣OA组成，可视为绕固定点O自由转动的杠杆。
（1）图乙为断电静止时的状态，叶瓣OA重0.04牛，C是其重力作用点。摆杆OB质量不计，B端固定着一块小磁铁，C、O、D在同一水平线上。求磁铁受到的重力是多少牛？
（2）线圈E有电流时，推动磁铁向左上方运动，则线圈E上端的磁极是　 　极。
（3）线圈E推动磁铁向左上方运动，使摆叶AOB顺时针小幅摆动后，立即断电，摆叶AOB会自动逆时针摆回来。请利用杠杆知识对上述现象作出分析。
28．（2022·衢州）某学习小组设计如图甲电路，并将电流表改装成液体密度显示表。电源电压为6V且保持不变，定值电阻R0的阻值为20欧，R是压敏电阻，其阻值与所受压力F的关系如图乙。已知图中用来盛放待测液体的空容器质量为0.7千克，每次测量时液体须注满容器。
（1）小科按图甲连接电路时，开关应处于　 　 状态。
（2）容器中不加液体时，闭合开关，电流表指针所指刻度标为“0克/厘米3”。求“0克/厘米3”刻度线对应的电流值。
（3）小明在制作过程中发现，待测液体密度差异较大时，指针偏转角度差异却较小。小明针对测量精确度不高的问题，对装置进行了如图丙的改进(杆AO可绕固定点O自由转动，容器悬挂在A点)。请根据所学知识，说说这样改进的科学道理。
1．（2023·平阳会考）如图是我国拥有完全知识产权的第三代核电机组——华龙一号3号机组的内穹顶吊装过程，分为上升、平移、下降三个阶段。下列能表示上升和平移两个阶段中吊车拉力对穹顶做功量（用斜影表示）的是（　　）
A． B． C． D．
（1题图） （2题图）
2．（2023·宁波模拟）如图甲是某小区使用的一种垃圾投放装置，即方便又卫生，其侧面模式图如图乙所示，人向下拉吊把就能打开垃圾桶桶盖，桶盖所受的重力可视为集中在桶盖中心。下列说法正确的是（　　）
A．装置中的滑轮是动滑轮
B．绳子拉起桶盖瞬间，桶盖是费力杠杆
C．装置中的滑轮改变了使用者施力的方向
D．用此装置拉起桶盖比直接打开桶盖做功更少
3．（2024·鄞州模拟）如图甲是小磊测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端，将质量为200g的钩码从A 位置匀速提升到B 位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置匀速竖直上升到B'位置，在此过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊所做实验判断，下列说法中正确的是(g 取10N/ kg) (　　)
A．弹簧测力计示数为1.1 N
B．拉力 F 所做的功为2.4 J
C．此实验中动滑轮的机械效率约为83.3%
D．若在动滑轮下加挂钩码，机械效率将降低
（3题图） （4题图）
4．（2024·温州模拟）为了缓解城市交通压力，减少交通事故，邵阳市政府采取禁摩电的措施，获得市民广泛支持。目前上班骑电动车比较多，某厂工人骑电动车从家里到工厂前8 min在平面直路面上由静止开始做直线运动的 v-t图象如图所示，若某次他前5 min走过的路程是前8 min 路程的一半，也是总路程的四分之一，设电动车在匀速运动过程中牵引力的功率恒为2kW，设电动车匀速运动时，牵引力做功为W，他家到工厂的距离为s，g取 ，下列正确的是 (　　)
A． B．
C． D．
5．（2024·余姚模拟）如图为某款“投篮玩具”及其设计原理，当用手向下按压投射装置 A 端时，C端与底座相连的橡皮筋被拉长；松手后，橡皮筋快速回弹，投射装置将小球抛向篮筐。若忽略空气阻力，则下列说法正确的是 (　　)
A．下压投射装置A 端时，ABC 部分可视为费力杠杆
B．橡皮筋收缩时，弹性势能仅转化为小球的动能
C．投射装置将小球抛出的过程中，没有对小球做功
D．小球被抛出后，运动至最高点时的动能不为零
（5题图） （6题图）
6．（2024·富阳模拟）如图所示，物重G为2000N，小金用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m，提升高度为h为2.5m.(不计滑轮、细绳的重.不计细绳与滑轮间的摩擦)。下列说法正确的是()
A．拉绳子自由端的速度4m/s
B．拉力所做的功大小为5000J
C．整个系统的机械效率为78.125%
D．物体受到斜面对它的摩擦力为1150N
7．（2024·宁波模拟） 如图所示，直径为30cm的半球形碗固定在水平面上，碗的端口水平。一根密度分布均匀、长度为28cm的光滑杆ABC 搁置在半球碗上，碗的厚度不计，平衡时杆受到的重力与杆在B 点受到的弹力大小之比为 (　　)
A．5 ： 3 B．25 ：3 C．15 ：7 D．21 ：7
（7题图） （8题图）
8．（2024·宁波模拟）实践课上，小曙、小光各持一根较光滑的木棍，面对面站立。小科取一根绳子，将绳子的一端系在其中一根木棍上，再按如图所示依次绕过两根木棍，小曙和小光用力往后拉木棍，小科只需稍稍用力就能稳住两木棍。下列分析正确的是（　　）
A．两根木棍和绳组成的机械相当于一个动滑轮
B．小科使用该装置可以省功
C．小曙受到的拉力等于小光受到的拉力
D．绳子在木棍上绕的圈数越多，小科所用的拉力就越小
9．（2024·温州三模）小明将如图所示拔草器前端插入植株根部，对拔草器后端施力，可将植株连根拔起。若忽略拔草器自身重力，为了将同一植株拔起，施力最小的是（　　）
A． B． C． D．
10．（2024·杭州模拟）如图所示，水平桌面上有ABC三个相同的木块，C木块放在B上方，AB两个木块用绳子相连，三木块在轻质滑轮组的拉力F的作用下，均以速度v=1m/s向左匀速直线运动，不计绳重、绳与滑轮的摩擦，F=3N，则C受到的摩擦力为　 　N；AB间的绳子的拉力大小是　 　N；F的功率是　 　W。（已知接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小与压力大小成正比）
11．（2023·鹿城模拟）小实设计的“井盖丢失自动警示装置”如图所示，当井盖丢失时上方没了压力，弹簧的弹力将标志弹起，起到警示作用。已知标志牌的重力为20牛，重心在A点，OA长度为1米。(轻质杆和弹簧的质量忽略不计)
（1）装置中的弹簧将标志弹起至竖直位置，是将弹簧的弹性势能转化为标志牌的　 　能。
（2）若将标志牌从水平地面弹起至竖直位置，则克服标志牌重力做功　 　焦。
（3）将弹簧固定在B点，若产生的弹力始终竖直向上，OB长0.4米。现有三种最大弹力不同的弹簧，请你选择最合适的弹簧并说明理由　 　。
弹簧种类 A B C
最大弹力 10牛 30牛 60牛
12．（2024·杭州模拟）自动充电储能式电动汽车的前轮装有小型发电机，当电动汽车减速滑行时，就可以连通发电机向蓄电池充电，将部分动能转化为电能储存起来，以达到节能的目的。某电动汽车以 的初动能在水平路面上减速滑行，受到的阻力大小保持不变。
（1）第一次关闭自动储能装置，让车自由滑行，其动能(EK)随滑行距离变化关系如图中①所示，则此过程中动能转化为　 　能，车受到的阻力大小为　 　N。
（2）第二次启动自动储能装置，其动能随滑行距离变化关系如图中②所示，已知储能装置的能量转化效率为80%，则此过程中阿番电池所充的电能为　 　J
13．（2024·浙江二模）如图甲所示的拆解器是玩乐高的工具之一，图乙为某次拆解过程，若作用在A 点上的力为54N，并瞬间在力的方向上移动了2cm。
（1）图乙所示使用拆解器时，拆解器相当于　 　杠杆；
（2）在本次使用拆解器的过程中，人体消耗了　 　能转化成机械能，对拆解器做了　 　J的功。
14．（2018·余姚模拟）小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是　 　，木板的重心位于　 　（选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。
15．（2024·绍兴模拟）（1）如图所示，一块光滑的木板AB水平放置，左端与固定在墙上的光滑铰链连接，右端悬挂在一根细绳OB上，板上放着质量相等的木块M和N，M和N 之间用轻弹簧连接，开始时，弹簧被压缩且用细线拉住，并处于静止状态。剪断细线后，M和N 在板上来回振动。在此过程中细绳OB 的拉力将　 　。(选填“变大”“变小”“不变”或“时大时小”)
（2）在两端开口的U形管中灌有密度为ρ的液体，左管上端另有一小段同种液体将一部分空气封在管内，如图所示处于平衡状态，设大气压强为p0，则封闭气体的压强为　 　；若将右管内的液体取出一些，当重新平衡时，左边管内被封闭的空气柱体积将　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)。
16．（2024·杭州模拟）若有三块完全相同的木块长度为L，形状规则且质量分布均匀，当如图甲所示叠放在水平桌面上时，要确保木块乙能静止在木块1上，木块2 的右端离木块1 右端的最大距离为　 　，若按如图2的顺序依次叠放，确保三块木块相对静止，木块3的右端离木块2 右端的最大距离为　 　，木块2右端离木块1右端的最大距离为　 　。
17．（2024·滨江模拟）T型杠铃是一种健身器材，如图甲，小滨在水平地面将杠铃拉至水平静止，杠铃离开地面后，与水平地面平行，可抽象成图乙模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃(包括杆和配重)的重心在A点。已知杠铃的总重为600N， OA 长1.6m， OB 长1.2m。
（1）图乙中，小滨手对杠铃的拉力F1与杠铃垂直，求F1=　 　N。
（2）图丙中，小滨手对杠铃拉力F2始终与杠铃垂直，且仍作用在 B点，他将杠铃从水平位置拉至图丙的过程中，拉力F2　 　(选填“一直变大”、“一直变小”、“始终不变”、“先变小后变大”)
18．（2023·衢江模拟）小科利用粗细均匀的轻质细杆、钩码、螺母等材料自制简易杠杆进行实验。
（1）杠杆两端的螺母作用是　 　。
（2）如图乙，若用力作用在A点，使杠杆水平平衡，画出施加最小力的示意图。
（3）如图丙，小科实验时在杠杆两端叠放上不同数量的新制五角硬币，杠杆仍在水平位置平衡，用刻度尺测出L1和L2的长度，根据杠杆平衡条件他认为2L1=3L2。老师指出他的判断是错误的，他的错误在于　 　。
19．（2024·宁波模拟）小宁骑自行车时发现，骑车上陡坡要吃力些。坡路和斜面相似，那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 小宁做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关。
猜想2：与斜面的倾斜程度有关。
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
为验证上述猜想，小宁利用如图甲所示的装置进行了实验
，实验中用沿斜面向上的拉力 F拉动物块在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。(使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面的拉力 F 与物块所受的重力G 的比值大小来判定，比值越小，越省力)
实验序号 1 2 3 4 5 6 7
斜面倾角 0 0 0 θ 0 0.(01>0) θ2(θ2>01)
斜面的表面材料 木板 棉布 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力 F/N 1.35 1.43 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
（1）通过对比　 　(填写实验序号)三次实验中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关。
（2）通过对比1、6、7三次实验中的数据，得出的结论是：　 　。
（3）为验证猜想3，小宁做了1、4、5 三次实验，分析实验数据后，小宁认为这几次实验省力情况相同的依据是　 　。
20．（2024·湖州模拟）小德带了一个西瓜到学校与同学分享，在分享前同学们想测出它的重力，发现西瓜的重力超出了现有弹簧测力计的量程，但又找不到其它合适的测量工具，于是小德找来了一些细绳(不计重力)、一把米尺等物品按如图所示进行了改进实验：
步骤一：将细绳系在米尺50厘米刻度线处，米尺刚好能在水平位置平衡。
步骤二：将弹簧测力计在竖直方向调零(如图甲左)。
步骤三：如图甲所示，在米尺 45 厘米刻度线处挂上西瓜，用细绳把弹簧测力计的拉环系在 75厘米刻度线处，并竖直向下拉挂钩，使米尺在水平位置平衡。
（1）在步骤一中将细绳系在米尺中间，使米尺在水平位置平衡，是为了避免　 　对测量结果的影响。
（2）当小德在操作步骤三时，有同学指出弹簧测力计的使用存在问题，你认为小德这样使用弹簧测力计会使测量结果　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
（3）小德分析后改用如图乙所示的正确方法操作：他将弹簧测力计倒置使挂钩朝上后，重新调零(如图乙左)，并重新测出拉力为5牛，最后计算出西瓜的重力为　 　牛。
（4）在测量过程中小德发现：如果斜向下拉弹簧测力计，且使杠杆在水平位置平衡(如图丙所示)， 弹簧测力计示数　 　5 牛(选填“>”“<”或“=”) 。
21．（2024·乐清模拟）小明在学习动滑轮后得知：动滑轮的实质是动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆．小明思考：“使用动滑轮时，若拉力的方向没有保持竖直向上，是否还能省一半的力”，于是设计了由滑轮、滑轨、滑块、弹簧测力计等组成的实验装置（如图甲），通过移动滑块来改变拉力与竖直方向的夹角，进行实验．其中绳子重和摩擦忽略不计，获得实验数据如下表：
实验序号 钩码总重力 拉力作用线与竖直方向的夹角 拉力大小
① 3 0 2
② 3 30 2.4
③ 3 45 2.8
④ 3 60 4
（1）根据表中第①次的实验数据，可以得知动滑轮重为　 　牛．
（2）分析4次实验数据，你能得到的实验结论是　 　．
（3）为了使实验结论更具有普遍性，接下来的设计是：　 　．
（4）小明查阅资料后，发现改变拉力与竖直方向的夹角时，同时动滑轮的支点也发生改变，如图乙．若拉力F为动力，动滑轮和物体总重视为阻力．请结合以上信息和杠杆平衡条件等相关科学知识，解释从第①次到第④次拉力变化的原因？　 　．
22．（2023·龙泉模拟）投石器是古代的攻城利器，科学小组同学想进一步了解投石器，开展了以下项目化学习研究：
【项目制作】经讨论后，利用配重、小石块、木杆、系绳、网兜等器材，制成投石器，如图甲。
【项目研究】①松开系绳，配重下降，装有石块的一端快速上升，木杆停止后，石块被投出，记录石块投射的距离。
②调整系绳的长度，改变投射角度。投射同一石块，记录投射距离，重复实验。
（1）“木杆停止后，石块被投出”的原因是　 　；
（2）如图乙是小组同学根据实验数据绘制的图像，分析图像可以得出结论　 　 ；
【项目迭代】投射角度一定时，为使投石器能将同一石块投得更远，请写出一种方法　 　。
23．（2023·秀洲模拟）如图甲，小嘉匀速拉升木块时，发现无论往哪个方向拉弹簧测力计，在不计摩擦和绳重时，F与G的大小都相等。小嘉对此很好奇，在老师的引导下展开了探究。
【问题】F与G的大小为什么总是相等？
【探究】
（1）老师先给小嘉提供了图乙装置进行实验，并告知OB与OA的长度相等，根据杠杆的平衡条件可知此时F1　 　G（选填“>”、“=”或“<”）
（2）接着，老师提供了模型丙（已知每根棒大小、长度相等，材质均匀，不计转动时的摩擦)，引导小嘉在C点用弹簧测力计沿F2的方向拉模型匀速转动，记录测力计的示数；为了获得更多数据，小嘉接下来的操作是　 　。
【分析】小嘉根据数量关系　 　，进一步推理，得出定滑轮在使用时相当于一个变形的等臂杠杆。
24．（2024·宁波模拟）如图所示，平静的湖面上有两艘小船，绳的一端拴在甲船上，绕过乙船上的滑轮，站在甲船上的人用100 N的力拉绳子的自由端，如果在20s内甲船向右匀速移动了10m，同时乙船向左匀速移动了4m，则人拉绳子的功率是多少
（24题图） （25题图）
25．叉车是一种工业搬运车辆，被广泛应用于港口、车站、机场、配送中心等场所。如图所示为某型号的叉车，叉车与司机总质量为2.2t。（g取10N/kg）
（1）当叉车叉着800kg的货物沿水平方向匀速直线行驶时，支持力对货物　 　（选填“做”或“不做”）功，货物　 　（选填“受”或“不受”）摩擦力。
（2）若叉车车轮与地面的总接触面积为0.02m2，当它叉着质量为800kg的货物在水平地面上匀速直线行进时，它对地面的压强有多大？
（3）为了方便装车，叉车将此货物在5s内匀速向上提升了1.5m，在此过程中支持力对货物做了多少功？功率有多大？
26．（2024·富阳模拟）近日某国产品牌推出一款飞行汽车(如图甲)，该车车身采用碳纤维结构，空车总质量为600千克，最大载重200千克，最大飞行高度1000米。若该车从地面起飞到最大飞行高度的过程中经过加速、匀速、减速三个过程，最后悬停于1000米高度处。
（1）该车减速上升过程中所受到的升力与重力的大小关系是：升力　 　重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
（2）若该车以最大载重量从地面上升到距离地面1000米处，用时400秒，求此过程中克服重力做功的功率。
（3）图乙中已经画出加速上升过程中克服重力做功与时间的关系图，请补充匀速与减速阶段的大致图像。
27．（2024·富阳模拟）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。(忽略空气阻力)
（1）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η.则物体到达B点时温度升高了　 　。(物体比热容用c表示)
（2）C点距离水平面的高度为　 　。(请用题中的字母表示)
28．（2024·鄞州模拟）有一种电子体重计的原理如图甲所示，它由均匀压力杠杆ABO、压敏电阻和踏板等元件组成。压力杠杆重 ，其右端O为支点，其左端A 压在压敏电阻上，对压敏电阻的压力用F 表示。压敏电阻的阻值大于5Ω时，其阻值R 与所受压力F 符合如图乙的关系。质量可以忽略不计的踏板固定在 B 点，其中 。图中电源电压U=5V，电流表量程为0.6A，取g=10N/ kg，求：
（1）电子秤开机后，电流表的示数是多大
（2）该电子秤能够称量的最大体重是多少
29．（2024·浙江模拟） 近年来，各地接连发生多起抽屉柜倒塌压死/伤儿童事件，再一次警示人们家装安全的重要性。如图甲所示为一款家庭常用的抽屉柜，柜高 109cm，长60cm，宽40cm，空柜质量为20kg。
（1）若柜子中所装物品的总质量为6kg，求抽屉柜对地面的压强。(结果保留整数)
（2）如图乙所示为抽屉柜的侧视图，此时抽屉的拉开距离为30cm，点O为抽屉柜的重心所在位置，假设体重为18kg的小文将身体的全部重量均压在与抽屉相接触的作用点A 上，问此时抽屉柜是否会被拉动
（3）为避免抽屉柜倒塌意外的发生，请你提出一条合理的建议　 　。
30．（2024·宁波模拟）竖直平面内放一直角杆 AOB，杆水平部分粗糙，动摩擦因数 ，杆竖直部分光滑，两部分各套有质量分别为 和 的小球A 和B，A、B间用细绳连接，如图所示，此时A、B球均处于静止状态。已知. g 取10N/ kg。
（1）若将A 球以水平拉力 F 向右缓慢移动 1m ，该过程中A 球受到的摩擦力多大 拉力F 做功多少
（2）若用20N的水平恒力 F拉A球移动1m，此时A 球的速度达到 2m/s，则此过程中产生的内能为多少
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