资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台专题4 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 定滑轮：不省力但可以改变力的方向动滑轮：省力但不改变力的方向滑轮组：省力也能改变力的方向。拉力F=(G+G动滑轮)/ n 绳子移动距离和速度：S=nh物 v=nv物杠杆画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是F1· L1=F2·L2■考点二 功和功率 动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；弹性势能与形变程度有关做功公式：W=Fs 不做功的三种情况：①劳而无功。②不劳无功。③力的方向和物体运动方向垂直。功率公式：P＝W/t＝Fv■考点一 简单机械 ◇典例1：（2025九下·萧山模拟）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是( )A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆B．作用在A点的力F1的大小为5NC．如果重物的悬挂点从B向O点靠近，要使杠杆水平平衡，F1应变小D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，杠杆始终水平平衡，F2小于F1◆变式训练1：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左B．滑轮移动的速度为0.4m/sC．绳子拉物体A的功率为1WD．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大◆变式训练2：如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：(已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计)（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m．求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？(精确到 0.1%)（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？◆变式训练3：（2025·浙江）人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式，人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台，通过自身重力对圆木施力，将巨石拉动一小段距离后固定，调整装置，再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出)，如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连，杠杆与石柱的接触点为B点，AC=4.8m，AB=0.8m，巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2，请回答：（1）使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。（2）某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1m，高度上升0.05m，求此过程中克服巨石重力做的功。（3）某次拉动巨石前，绳子与杠杆AC垂直，AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少需32100N，假设人的质量均为60kg，此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力，C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)■考点二 功和功率 ◇典例1：（2025·上虞二模）如图甲所示，水平拉力 F1作用在物体A上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运 动；如图乙所示，在A 上放置物体B，水平拉力 作用在 A 上，使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率◆变式训练1：（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 。◆变式训练2：（2023·湖州）在湖州看见美丽中国，美丽湖州吸引越来越多的外地游客驾车前来休闲度假。某房车的总质量为3×103千克，在一段平直的高速公路上匀速行驶3千米，用时2分钟，运动过程中受到的阻力为车重的0.1倍。高速公路上限速120千米/时。（1）高速上限速，实际上是为了避免汽车的 (填选项)过大，减少车祸发生时的危害。A．惯性 B．动能 C．势能 D．摩擦力（2）通过计算判断该房车在此路段是否超速。（3）计算在这3千米路程内房车牵引力所做的功。◆变式训练3：（2025九下·杭州模拟）“正在倒车中，请注意避让。”近日，中国计量大学现代科技学院的校园内，一辆“小蛮驴”缓缓驶出菜鸟驿站，精准地穿梭于校园的每个角落。学生面对机器人后置的摄像头“刷脸”，储存舱自动打开，学生取走自己包裹(如图甲为学生取快递场景)。已知这样一台输出功率恒定的四轮智能无人快递车空载时的质量为240kg，最大载货量为100kg，(空气阻力忽略不计)求：（1）学生“刷脸”取快递时摄像头的工作原理和生活中 (选填“投影机”、“照相机“或“放大镜”)原理相同。（2）智能无人快递车按最大载货量装满货物在水平地面静止时，若每个车轮与地面接触的面积约为0.05m2，此时其对水平地面的压强为多少 （3）某次快递任务时，按最大载货量满载的快递车在水平地面上行驶的速度v与时间t的关系图像如图乙所示，其受到的阻力为快递车总重的0.1倍，则智能无人快递车做匀速直线运动时，牵引力做了多少功 1．（2023·台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（ ）A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦2．（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0.625NC．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%3．（2023·舟山）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运 动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 瓦。4．（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。5．（2025·浙江）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。（1）定滑轮的作用是 。（2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。（3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处 （4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论： 。6．（2023·舟山）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、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。[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θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。投石器测试(m石块=50克)投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8（1）小组同学探究的问题是 。（2）根据表中数据，可得出的结论是 。[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。7．（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。）8．（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？9．（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。10．（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？11．（2023·衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。 （2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 （填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克 ？⑷收获：……1．（2025·金华模拟）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的点是（）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点2．（2025·浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，往下降落的力称为“收”，整个滑轮称为“绳制” (图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2)，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）A．使用这个滑轮能省力B．甲拉力大小等于乙拉力大小C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度3．（2025·慈溪模拟）轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）A．物体甲的重力不可能为450NB．物体甲的重力可能为300NC．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N4．（2024九下·余姚模拟）胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，此过程中斜面对重物做的有用功 ，简易斜面装置的机械效率为 %，斜面与箱子间的摩擦力为 。5．（2024·富阳模拟）“美好的一周，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2 请你进行分析判断。6．（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”)7．（2025·温州模拟）有两块相同的均质木块A、B，小科将A、B叠放在一起放在水平面上，如图甲所示，用 6 N的力使A、B一起向左做匀速直线运动。接着小科又将A 和B 用一根轻绳连接，平放在同一水平面上，如图乙所示，用F2向右拉B，使A、B一起向右做匀速直线运动。（1）如图甲，以木块B 为参照物，地面处于 (选填“静止状态”或“运动状态”)。（2）如图甲，小科使A、B一起向左做匀速直线运动时，B对A 的摩擦力为 N。（3）在图乙中，若A 和B一起向右运动10 m， 做功 J。8．（2025·钱塘模拟）某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣．他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η1 较缓 50 0.10 1.6 0.50 0.50 0.802 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1103 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25 （1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 ；（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ；（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。9．（2025九下·慈溪模拟）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A 和B，然后套上橡皮筋，将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，做成了一个会跳的卡片，如图所示。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：A与卡片的质量有关B与橡皮筋的形变量有关为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。（1）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 （2）经过多次重复实验，发现厚卡片弹起的高度较低，那是因为 （3）为了探究卡片的跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋形变量不同的一种方法： （4）在某次实验中，人将放在桌上的卡片用手压平，这个过程人做功为 卡片从最高点下落到桌面重力做功为 W2，则W1 W2(选填“大于”“等于”或“小于”)。10．（2024九下·萧山模拟）随着旅游产业的发展，“露营热”持续高涨，帐篷、烧烤架、天幕、露营车等户外装备销量激增。如图是一辆户外便携式折叠露营小推车，露营车拉杆角度可以调节，自重为8千克。小金一家使用这辆车运载约20千克的物资，在户外游玩的时候他们遇到了几种情景，请你帮小金解决他的疑问。（1）越过障碍物的推车可以视为杠杆，若把拉杆固定在竖直方向，当前轮遇到障碍时，需向上提把手，这时露营车可视为 杠杆；（2）当后轮遇到障碍物时，小金用脚抵住前轮，然后用力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，杠杆的支点是 （填“前轮”或“后轮”），小金想知道用水平向左的拉力为多少，于是画出了模型（a为前轮，b为后轮，c为拉手），并根据产品说明得到了相关数据，ab=100cm，ac=80cm，假设整车的重力集中在ab的中点d，请计算拉扶手的力F ；（3）在第（2）小题中，如果拉杆向左倾斜，并固定在如右图位置。用脚抵住前轮，用水平力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，分析拉力F将如何变化 。11．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)④刻度标记： 待填 。（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.A．测量过程中有水溢出B．重物未完全浸没在待测液体中C．秤砣的金属块生锈D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止12．（2025·定海模拟）四川内江的红糖生产以传统古法工艺著称，其流程主要是压榨取汁、过滤沉淀、熬制浓缩、冷却成型。（1）甘蔗是制作红糖的原材料，其含有的糖类物质是通过 作用制造的；（2）如图是压榨取汁环节用的糖车，通过作用在犁担A点的推力，可带动轧辊沿如图方向转动，压榨甘蔗从而获取甘蔗汁。若齿轮间B点的阻力为200牛，则推力至少为多少牛？（已知犁担AC的长为2米，轧辊半径OB为0.5米）（3）若甘蔗汁中蔗糖的质量分数为15%，请计算300克甘蔗汁可以制取蔗糖质量分数为90%的红糖多少克？13．（2025·浙江模拟）学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。（1）此次作业中，图乙中拉力 F的大小为 。（2）计算整个过程中塔吊对重物做的功。（3）为保证安全，求塔吊在 E 处能够吊起的重物的最大重力为多少。14．（2025·宁波模拟）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图。桶盖的质量为300g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知. =5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。（1） 由图乙可知， AO1B为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大 (g取10N/kg)（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为1.5千克总体积为45立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶(垃圾桶被清空所有垃圾)，可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉 15．（2025·绍兴模拟）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。（1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是 。（2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的 。（3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中(未浸入海水中)，请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。16．（2025·金华模拟）打篮球是一项普及性很广的运动。升降篮球架的使用，满足了低龄篮球爱好者的运动需求。升降篮球架如图甲所示。底座是由塑料制成的空心体，使用时需在底座灌入水或沙子，以增加篮球架的稳定性。某款可升降篮球架的有关信息参数如图乙所示：（1）打篮球时，人的心跳、呼吸加快，流经骨骼肌的血流量也大大增加，其意义是 。(写出一点)（2）篮球架升高20cm后，为了将质量为600g的篮球投入篮筐，需要用更大的力投球，至少使篮球获得的机械能增加 焦(忽略空气阻力的影响)。（3）扣篮、抓篮圈等活动可能会造成篮球架倒塌。如图丙所示，篮球架的重力作用线距离O点35cm。篮圈距离地面1.5m，篮圈直径加篮板厚度共计40cm。质量为70kg的运动员若按如图丙所示抓篮圈。为了防止篮球架倒塌，该篮球架的总质量至少为多少千克 17．（2025·温岭模拟）风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验：①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角θ为30°，如图2所示。②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间 t、回形针的总质量m，计算出风车功率。④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答：（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、量角器、刻度尺、 。（2）根据以上实验所测数据计算风车功率P= (用字母h、t、m、g表示)。（3）本实验可得出结论是 。（4）某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度的关系，认为只需在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由： 。18．（2025九下·萧山模拟）图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏(黄铜的主要成分为铜、锌)，图乙是其工作原理：当有水时，在水的压力作用下，自动开盖，迅速排水。无水时利用杠杆原理自动闭合，防臭防虫。（1）黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于 性质。（2）为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合下表判断：制作地漏的黄铜属于哪种等级 (写出计算过程)黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜铜的质量分数 60%~80% 80%~90% 高于 90%（3）图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构(包括配重和底盖)的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA 长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛 (写出计算过程)（4）为了增加在相同积水深度下的排水速度，写出一种针对地漏的改进方法。 。备考指南知识导图考点梳理考点突破真题在线专项练习21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台专题4 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 定滑轮：不省力但可以改变力的方向动滑轮：省力但不改变力的方向滑轮组：省力也能改变力的方向。拉力F=(G+G动滑轮)/ n 绳子移动距离和速度：S=nh物 v=nv物杠杆画力臂方法：一找支点、二画线、三连距离、四标签杠杆的平衡条件(或杠杆原理)是F1· L1=F2·L2■考点二 功和功率 动能与质量、速度有关；重力势能与质量、高度有关；弹性势能与形变程度有关做功公式：W=Fs 不做功的三种情况：①劳而无功。②不劳无功。③力的方向和物体运动方向垂直。功率公式：P＝W/t＝Fv■考点一 简单机械 ◇典例1：（2025九下·萧山模拟）如图所示，杠杆OBA可绕O点在竖直平面内转动，OB＝2BA，在B点悬挂一个10N的重物G，在A点施加竖直向上的力F1，使杠杆OBA水平平衡（杠杆重力及摩擦均忽略不计），下列说法正确的是( )A．在A点施加竖直向上的力F1时，该杠杆是费力杠杆B．作用在A点的力F1的大小为5NC．如果重物的悬挂点从B向O点靠近，要使杠杆水平平衡，F1应变小D．若将作用于A点的力F1变为图中F2，杠杆始终水平平衡，F2小于F1【答案】C【解析】A.动力臂大于阻力臂的杠杆为省力杠杆，动力臂小于阻力臂的杠杆为费力杠杆，动力臂等于阻力臂的杠杆为等臂杠杆；B.根据杠杆的平衡条件计算；C.根据杠杆的平衡条件F1×OA=G×OB分析；D.将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，据此分析。【解答】A．在A点施加竖直向上的力F1时，动力臂是OA，阻力臂是OB，动力臂大于阻力臂，该杠杆是省力杠杆，故A错误；B．由杠杆的平衡条件可知，F1×OA=G×OB，且OA=OB+BA=3BA，即F1×3BA=G×2BA，，故B错误；C．如果重物的悬挂点B向O点移动，则OB变小，由F1×OA=G×OB可知，OA与G大小不变，要使杠杆水平平衡，F1应变小，故C正确；D．将作用于A点的力F1变为图中F2，动力臂会变小，由杠杆的平衡条件可知，在OB与G不变情况下，F2应大于F1，故D错误。故选C。◆变式训练1：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（ ）A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左B．滑轮移动的速度为0.4m/sC．绳子拉物体A的功率为1WD．在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数也将增大【答案】C【解析】（1）B在水平方向上受到的是一对平衡力。（2）滑轮移动的速度是物体A运动速度的一半。（3）物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力、地面对A向左的摩擦力、B对A向左的摩擦力三个力作用而平衡。（4）在运动过程中若将拉力F增大，弹簧测力计的示数不变。【解答】A、B静止处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A给它的右向的摩擦力的作用，由平衡条件得：B受到的摩擦力f=F=3N，方向水平向右，故A错误。B、物体A的移动速度为0.2m/s，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误。C、由图可知，滑轮为动滑轮，绳子拉力为F的一半，是5N，功率为故C正确。D、测力计对B的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力，在运动过程中，若拉力增大，由于B和A之间的摩擦力不变，所以测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。故答案为：C。◆变式训练2：如图所示的滑轮组，缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，在保证绳子未断的情况下，计算并回答下列问题：(已知动滑轮重 80牛，摩擦及绳重不计)（1）物体重为200N，在10s内被匀速拉升1m．求提升重物的过程中拉力做功的功率为多少？此时滑轮组的机械效率大小为多少？(精确到 0.1%)（2）利用该滑轮组能提起物体的最大质量是多少？【答案】（1）解：F=280N/2=140N s=2h=2×1m=2mW=Fs=140N×2m=280J P=W/t=28W =W有用/W总=200J/280J=71.4%（2）解：G=2×300N-80N=520N， m=G/g=52kg【解析】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，首先根据计算出绳子上的拉力，再根据s=nh计算出绳子移动的距离，接下来根据W总=Fs计算出拉力所做的功，最后根据计算出拉力做功的功率。根据W有=Gh计算出滑轮组做的有用功，再根据公式计算出滑轮组的机械效率。（2）当提起物体的质量达到最大时，绳子上的拉力为300N，根据公式计算出能够提起物体的最大重力，再根据计算出提起物体的最大质量。◆变式训练3：（2025·浙江）人们一直对古人如何将巨石移到高处感到好奇。图1是古人移动巨石的一种可能方式，人站上右侧两根圆木下端悬挂的平台，通过自身重力对圆木施力，将巨石拉动一小段距离后固定，调整装置，再次拉动巨石。整个装置可简化为一个斜面、一根直杠杆和一个平台(平台未精彩讲题画出)，如图2所示。巨石通过绳子与杠杆AC相连，杠杆与石柱的接触点为B点，AC=4.8m，AB=0.8m，巨石质量为5000kg。不计绳子、杠杆和平台受的重力。根据图2，请回答：（1）使用此杠杆主要目的是 (填“省力”或“省距离”)。（2）某次绳子拉动巨石沿斜面MN移动0.1m，高度上升0.05m，求此过程中克服巨石重力做的功。（3）某次拉动巨石前，绳子与杠杆AC垂直，AC与竖直方向成30°角。要拉动巨石，绳子对巨石的拉力至少需32100N，假设人的质量均为60kg，此时C端下方平台上至少需站多少人 (已知绳子对A 端的拉力等于绳子对巨石的拉力，C端受到竖直向下的拉力 F等于人的总重力)【答案】（1）省力（2）克服巨石重力做的功：W= Gh= mgh=5000kg×10N/kg×0.05m=2500J答：克服巨石重力做的功为2500J。（3）动力臂阻力臂l2=AB=0.8m根据杠杆平衡条件G总=F=12840N，4需站22人。答：C端下方平台上至少需站22人。【解析】（1）动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆。（2）做功的条件：物体在力的方向上有移动距离，克服重力做功可用W=Gh进行计算。（3）根据杠杆平衡条件进行计算，力臂指的是支点到力的作用线的距离。【解答】（1）杠杆的主要目的是通过调整力臂的长度来改变力的大小或方向。在图2中，杠杆AC的支点为B点，动力臂（AB）为0.8m，阻力臂（BC）为4.8m - 0.8m = 4.0m。阻力臂大于动力臂，可知该杠杆为省力杠杆。■考点二 功和功率 ◇典例1：（2025·上虞二模）如图甲所示，水平拉力 F1作用在物体A上，使其沿水平面以速度v1向右做匀速直线运 动；如图乙所示，在A 上放置物体B，水平拉力 作用在 A 上，使两物体一起以速度 向右做匀速直线运动。F1和F2作用时间均为t，忽略空气阻力，下列判断正确的是A．v1一定小于v2 B．F1一定小于F2C．F1做的功一定小于F2做的功 D．F1的功率一定小于F2的功率【答案】B【解析】物体不受力或受平衡力时，运动状态不会发生改变，将保持静止或做匀速直线运动。【解答】A、物体做匀速直线运动，说明受力平衡，不能判断速度大小关系，故A错误；B、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，接触面的粗糙程度不变，压力越大，滑动摩擦力越大可知图乙中A受到的摩擦力更大，物体做匀速直线运动，受力平衡，摩擦力等于拉力，可知图乙中的拉力更大，即，故B正确；C、，由于无法确定速度大小关系，所以不能确定功的大小关系，故C错误；D、功率，由于不能确定力的大小关系，所以不能确定功率的大小关系，故D错误。故答案为：B。◆变式训练1：（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【解析】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◆变式训练2：（2023·湖州）在湖州看见美丽中国，美丽湖州吸引越来越多的外地游客驾车前来休闲度假。某房车的总质量为3×103千克，在一段平直的高速公路上匀速行驶3千米，用时2分钟，运动过程中受到的阻力为车重的0.1倍。高速公路上限速120千米/时。（1）高速上限速，实际上是为了避免汽车的 (填选项)过大，减少车祸发生时的危害。A．惯性 B．动能 C．势能 D．摩擦力（2）通过计算判断该房车在此路段是否超速。（3）计算在这3千米路程内房车牵引力所做的功。【答案】（1）B（2）v= =90千米/时90千米时<120千米时，没有超速。（3）因为匀速直线运动，所以F=ff=0.1G=0.1mg=0.1×3×103千克×10牛/千克=3×103牛W=Fs=3×103牛×3×103米=9×106焦【解析】（1）动能与物态的质量和速度有关，即质量越大，速度越大，则动能越大；（2）首先根据计算出房车行驶的速度，再与限速分析解答；（3）首先根据f=0.1G计算房车受到的阻力，再根据二力平衡的知识F=f计算房车受到的牵引力，最后根据W=Fs计算牵引力做的功。【解答】（1）在高速上，汽车的速度越大，则动能越大，发生碰撞时破坏力越大，因此高速上限速。故选B。◆变式训练3：（2025九下·杭州模拟）“正在倒车中，请注意避让。”近日，中国计量大学现代科技学院的校园内，一辆“小蛮驴”缓缓驶出菜鸟驿站，精准地穿梭于校园的每个角落。学生面对机器人后置的摄像头“刷脸”，储存舱自动打开，学生取走自己包裹(如图甲为学生取快递场景)。已知这样一台输出功率恒定的四轮智能无人快递车空载时的质量为240kg，最大载货量为100kg，(空气阻力忽略不计)求：（1）学生“刷脸”取快递时摄像头的工作原理和生活中 (选填“投影机”、“照相机“或“放大镜”)原理相同。（2）智能无人快递车按最大载货量装满货物在水平地面静止时，若每个车轮与地面接触的面积约为0.05m2，此时其对水平地面的压强为多少 （3）某次快递任务时，按最大载货量满载的快递车在水平地面上行驶的速度v与时间t的关系图像如图乙所示，其受到的阻力为快递车总重的0.1倍，则智能无人快递车做匀速直线运动时，牵引力做了多少功 【答案】（1）照相机（2）解：智能无人快递车按最大载货量装满货物在水平地面静止时，对水平地面的压力：F=G=mg=（240kg+100kg）×10N/kg=3400N，对水平地面的压强：。（3）解：因快递车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以牵引力F'=f=0.1G=0.1×3400N=340N，由图乙可知，快递车做匀速直线运动时的速度v=2m/s，运动的时间t=4min-1min=3min=180s，那么快递车匀速直线运动的距离：s=vt=2m/s×180s=360m，牵引力做的功：W=F's=340N×360m=1.224×105J。【解析】（1）根据凸透镜的成像特点和规律分析解答；（2）快递车静止时，对水平地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，利用求出对水平地面的压强；（3）快递车做匀速直线运动时处于平衡状态，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，二力大小相等，据此求出牵引力，根据图乙读出快递车做匀速直线运动时的速度和时间，根据s=vt求出快递车匀速直线运动的距离，利用W=Fs求出牵引力做的功。【解答】（1）刷脸支付时，人脸在摄像头内成倒立、缩小的实像，则其成像原理与照相机的成像原理相同。1．（2023·台州）某同学研究滑轮的作用，用重为0.2牛的滑轮，把2牛的钩码匀速提升1米。在不计绳重和摩擦的情况下，拉力F做的功为（ ）A．0焦 B．1.1焦 C．2.2焦 D．4.4焦【答案】C【解析】动滑轮特点：使用动滑轮能省一半力，费距离。这是因为使用动滑轮时，钩码由两段绳子吊着，每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力，但是动力移动的距离是钩码升高的距离的2倍，即费距离，不能改变力的方向。【解答】；故答案为：C2．（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0.625NC．拉力F做功为0.125J D．该滑轮的机械效率为80%【答案】A【解析】（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。3．（2023·舟山）福建舰是我国完全自主设计制造的第三艘航母，其配置的电磁弹射是当今世界少数国家掌握的先进技术。电磁弹射的结构示意如图甲，其科学原理如图乙。（1）航母上的发射轨道相当于图乙中两根金属导轨，弹射车相当于金属棒ab，通电后磁场对弹射车产生 ，从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有 而保持原来的运 动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。（2）电磁弹射原理虽简单，但是建造所需的技术难度极高。如电磁弹射需要强大的电力储能系统，能在3秒内提供1.2×108焦的电能，将几十吨的飞机加速到几百米/秒，该系统的功率至少达 瓦。【答案】（1）力的作用；惯性（2）4×107【解析】电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动，原理是将电能转化为机械能；惯性的概念：物体保持静止或者匀速直线运动状态的性质叫做惯性；功率是指单位时间内所做的功，表示物体做功的快慢；【解答】（1） 该装置将电能转化为机械能，原理是通电导体在磁场中受力运动；惯性的概念是物体保持静止或者匀速直线运动状态的性质叫做惯性；所以该模型中通电后磁场对弹射车产生力的作用， 从而使弹射车牵引飞机快速运动，当弹射车运动到轨道末端停下来时，由于飞机具有惯性；而保持原来的运动状态，并在发动机动力的作用下加速飞离甲板。 ，（2）P=W/t= 1.2×108焦 /3s=4×107w；故答案为：（1）力的作用，惯性（2） 4×1074．（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【解析】（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。5．（2025·浙江）欲探究影响滑动摩擦力的因素，小明设计了如图所示的实验。（1）定滑轮的作用是 。（2）木块处于哪种状态时可以测得滑动摩擦力的大小 。（3）为了探究接触面粗糙程度对滑动摩擦力的影响，可放置毛巾改变接触面的粗糙程度，则应将毛巾放在何处 （4）分别改变木块的质量和拉动木板的速度，比较滑动摩擦力的大小，可得出结论： 。【答案】（1）改变力的方向（2）木块与木板发生相对滑动时（3）放在木块下面、木板上面（4）滑动摩擦力与压力大小有关，与速度无关【解析】（1）定滑轮两侧拉力相同，所以不能省力，拉力方向相反，所以可以改变力的方向。（2）滑动摩擦力存在于发生相对滑动的两个物体之间。（3）根据探究目的可知，探究的是木块与木板间的滑动摩擦力，可知应将毛巾放在木块和木板之间。（4）滑动变阻器与压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力越大，粗糙程度越大，滑动摩擦力越大，与物体运动的速度大小无关。【解答】（1）定滑轮不能省力，但能改变力的方向。（2）木块与木板发生相对滑动时，木块与木板间存在滑动摩擦力。（3）探究的是木块与木板间的滑动摩擦力，可知应将毛巾放在木块和木板之间。（4）改变木块的质量，则木块对木板的压力发生改变，发现滑动摩擦力大小发生改变，可知滑动摩擦力与压力大小有关。改变木块运动速度，滑动摩擦力不变，可知滑动摩擦力与物体运动的速度无关。6．（2023·舟山）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、细绳、网兜等器材，制成投石器，如图。[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θ，记录投射距离，重复实验，数据如表。投石器测试(m石块=50克)投射角度θ 15° 30° 45° 60° 75°投射距离(米) 4.2 5.3 6.4 5.5 4.8（1）小组同学探究的问题是 。（2）根据表中数据，可得出的结论是 。[项目迭代]为使投石器能将石块投得更远，请你写出一种方法 。【答案】（1）石块投射的距离与投射角度的关系（2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)【解析】科学探究的六个步骤：提出问题-建立猜想和假设-制定实验方案-收集事实与证据-检验与评价-合作与交流。【解答】（1）从题目的表格设计中可以看出本实验探究的问题是石块投射的距离与投射角度的关系（2）分析表格数据可以得出的结论是石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；此原理是一个杠杆，支点在中间，所以为了使投石器能将石块投得更远，就是让投石器受到的力更大，可以增大配重的质量或者增加木杆的长度都可以；故答案为：（1） 石块投射的距离与投射角度的关系 （2）石块质量不变时，在一定范围内石块的投射距离随投射角度的增大，先变大后变小；增大配重的质量(增加木杆的长度等)7．（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。【解析】（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。8．（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/ht= =0.2h（2）F =G =mg =56kg×10N/kg= 560NS= =0.08m2（3）∵匀速∴F=G= 560NP= = Fv= 560N×1.2m/s= 672W【解析】（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。9．（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×OB200牛×60厘米=F×40厘米F=300牛【解析】（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；10．（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。【解析】（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11．（2023·衢州）在学校生态种植园，同学们经历了“挖地→种植→管理→收获”的劳动过程。（1）挖地：用挖入土壤的锄头翻起土块时（如图甲），锄头属于 杠杆，在答题纸相应位置上画出锄头翻土时动力F1的力臂。 （2）种植：如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗 （填器官名称）的损伤，提高移栽成活率。（3）管理：①在种植时节，常用能遮光和反光、保温和增温、保水和防水、保肥和增肥、防草和防虫的可降解塑料地膜覆盖在菜地表面（如图丙），使作物生长所需的光、热、水、肥、气等条件得到优化，达到早熟、高产的效果。请综合所学知识，结合地膜的作用，围绕“光、热、水、肥、气”五个条件中的任意两个，解释覆盖地膜能促进作物早熟、高产的科学道理。从“气”的角度答题示例：地膜可以避免大雨天过多的水分渗入土壤，防止土壤板结，提高土壤的透气性，有利于作物根的呼吸作用，促进水和无机盐的吸收。②配制100千克质量分数为5%的尿素溶液进行施肥，需尿素多少千克 ？⑷收获：……【答案】（1）省力；（2）根（3）答题要点：A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。；尿素的质量：100kg×5%=5kg【解析】溶质的质量=溶液的质量×溶质的质量分数；根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；当动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力是省力杠杆；当动力臂等于阻力臂时，动力等于阻力是等臂杠杆；当动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力是费力杠杆；【解答】（1）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂；因为该图中动力臂大于阻力臂，所以动力小于阻力，属于省力杠杆；力臂是指力的作用线到支点的距离；作图如下：；（2）植物的根能够吸收水分和无机盐，如图乙，种苗基地的菜苗带土出售，是为了减少对菜苗根的损伤，提高移栽成活率。（3） ①A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。②尿素的质量=溶液的质量×溶液中尿素的质量分数-100kg×5%=5kg；故答案为：（1）省力（2）根（3） A．遮光抑制杂草的光合作用，达到除草的目的；B．覆盖地膜抑制杂草的呼吸作用，达到除草的目的；C．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于作物根的生长；D．减少土壤向外散热，能提高土壤温度，有利于土壤微生物生活及分解残枝落叶；E．减少土壤水分的蒸发，减少浇水，节约人工成本；F．地膜能防止雨天过多水分下渗，减少土壤板结和水肥流失，有利于根的呼吸；G．覆盖地膜后，能阻止许多在害虫生长的繁殖，从而减少虫害；H．地膜反光，为植物中下部叶片提供充足光照，利于作物光合作用。②尿素的质量：100kg×5%=5kg1．（2025·金华模拟）载重推车过障碍物时需略微提起后轮，若在如图四点中选择一点施加竖直向上的力，其中最省力的点是（）A．A点 B．B点 C．C点 D．D点【答案】D【解析】杠杆平衡条件，力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离。【解答】提起后轮，支点为前轮，由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小，当力的方向均为竖直向上时，D点的力臂最大，力最小。故答案为：D。2．（2025·浙江模拟）现有史籍中最早讨论滑轮的是《墨经》。书中将向上提举重物的力称为“挈”，往下降落的力称为“收”，整个滑轮称为“绳制” (图1)。现分别用甲、乙两个力替代“收”(图2)，使重物在相同的时间内匀速上升相同高度。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ）A．使用这个滑轮能省力B．甲拉力大小等于乙拉力大小C．甲拉力做的功大于乙拉力做的功D．甲拉力使绳自由端移动的速度小于乙拉力使绳自由端移动的速度【答案】B【解析】A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，由此得出结论；BC、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可得出结论；D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，由此可得出结论。【解答】A、由图可知，图中的滑轮是定滑轮，使用定滑轮只能改变力的方向，不能省力，故A错误；BC、定滑轮是等臂杠杆，由于阻力和阻力臂不变，动力臂都等于滑轮的半径，即甲、乙拉力的力臂相等，根据杠杆的平衡条件F1l1=F2l2，可知，甲拉力大小等于乙拉力的大小，故B正确、C错误；D、由题意可知，重物在相同时间内上升的距离相同，即重物上升的速度相同；在使用定滑轮中，绳子移动的距离等于重物上升的距离，绳子移动的时间和重物上升的时间相同，根据v=可知，甲、乙拉力移动的速度都等于重物上升的速度，故D错误。故答案为：B。3．（2025·慈溪模拟）轻质杠杆每小格的长度相等，O为支点．在杠杆左侧挂一物体甲，若在杠杆右侧挂一物体乙，并在物体乙的下方拴接一个弹簧，如图17所示，当杠杆在水平位置时，整个装置处于平衡状态．已知物体乙的重力为600N，弹簧对物体乙的作用力为300N．下列说法正确的是（ ）A．物体甲的重力不可能为450NB．物体甲的重力可能为300NC．物体乙受到弹簧的一定处于压缩状态D．物体乙受到绳子的拉力可能为900N或300N【答案】D【解析】物体乙所受所受弹簧的力有两种可能，即可能是乙受到弹簧对它向上的弹力，也可能是乙受到弹簧对它向下的弹力，结合杠杆的平衡条件分析计算即可判断。【解答】若物体乙受到的弹簧的作用力方向向上，则此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G-F弹=600N-300N=300N；所以据杠杆的平衡条件知：G甲L甲=F拉L乙，G甲×4L=300N×2L；解得：G甲=150N；若物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，此时乙物体对杠杆拉力是F拉=G+F弹=600N+300N=900N，故此时乙受到绳子的拉力是900N，即D正确；物体乙受到的弹簧的作用力方向向下，根据杠杆平衡条件知：G甲L甲=F拉L乙，G甲×4L=900N×2L；解得：G甲=450N；故A、B错误；乙受到的弹簧的作用力可能向上，也可能向下，所以弹簧可能处于拉伸也可能处于压缩状态，故C错误。故选D。4．（2024九下·余姚模拟）胡柚大丰收，小金需要帮爷爷奶奶把一箱质量为240kg的胡柚搬到2m高的车上，为了省力（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，此过程中斜面对重物做的有用功 ，简易斜面装置的机械效率为 %，斜面与箱子间的摩擦力为 。【答案】4800J；80；240N【解析】斜面题型中，有用功为克服重力所做的功；总功为拉力所做的功，额外功为克服摩擦所做的功。【解答】此过程中斜面对重物做的有用功拉力做的总功斜面的机械效率额外功根据可得，物体受到的摩擦力5．（2024·富阳模拟）“美好的一周，从拉着行李箱返校学习开始”。图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进并保持倾角不变。假如这一过程中行李箱(含箱内物体)受到的重力G如图乙所示，则该同学对行李箱施加的拉力有没有可能是图乙中的F1、F2 请你进行分析判断。【答案】不可能。【解析】根据拉力、重力的方向分析行李箱的运动状态。【解答】图甲中的同学拉着行李箱健步行走在校园水平路面上，行李箱匀速前进，受力平衡，受到竖直向上的支持力、竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和拉力的共同作用；F1的方向是竖直向上的，不会产生向右的动力；F2的方向虽然斜向上，但该力的作用效果会使得箱子顺时针转动，无法使箱子保持平衡状态，箱子不能做匀速直线运动，所以F1、F2都不可能。6．（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【解析】（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。7．（2025·温州模拟）有两块相同的均质木块A、B，小科将A、B叠放在一起放在水平面上，如图甲所示，用 6 N的力使A、B一起向左做匀速直线运动。接着小科又将A 和B 用一根轻绳连接，平放在同一水平面上，如图乙所示，用F2向右拉B，使A、B一起向右做匀速直线运动。（1）如图甲，以木块B 为参照物，地面处于 (选填“静止状态”或“运动状态”)。（2）如图甲，小科使A、B一起向左做匀速直线运动时，B对A 的摩擦力为 N。（3）在图乙中，若A 和B一起向右运动10 m， 做功 J。【答案】（1）运动状态（2）0（3）60【解析】（1）根据物体相当于参照物位置的改变是运动的分析；（2）根据摩擦力的产生条件分析；（3）根据摩擦力的有关因素分析摩擦力大小，结合二力平衡和W=Fs计算功。【解答】（1）以木块B为参照物，地面相对于B的位置是改变的，故处于运动状态；（2）用F1=6N的力使A、B一起向左做匀速直线运动，AB之间没有相对运动或相等运动趋势，故不产生摩擦力，即B对A的摩擦力为0N；（3）两块相同的均质木块A、B，粗糙程度相同，而乙图的压力与甲图相同，粗糙程度相同，故摩擦力相等，根据平衡条件知，乙图拉力与甲图相等，故F2=F1=6N；做功W=Fs=6N×10m=60J。8．（2025·钱塘模拟）某同学发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面，且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同，这引发了他研究的兴趣．他提出问题“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验，并记录实验数据如下：实验次数 斜面的倾斜程度 物块重G/N 物块上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物块移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η1 较缓 50 0.10 1.6 0.50 0.50 0.802 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1103 最陡 5.0 0.25 3.2 0.50 1.25 （1）测量斜面的机械效率，需要的测量工具是 ；（2）根据表中数据，可求出第三次实验的机械效率是 ；（3）通过对上述实验数据的分析，可得到斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，越 ；（4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是： 。【答案】（1）刻度尺和弹簧测力计（2）78.125%（3）费力（4）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高【解析】（1）根据实验需要测量的量选择测量工具；（2）根据W总=Fs求出第三次实验拉力做的总功，利用η=求出第三次实验的机械效率；（3）通过分析表格可看出，实验1中所用的力最小，而实验1中斜面较缓；（4）通过比较三次实验可发现斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。【解答】（1）要测量斜面的机械效率，需要测量物重及拉力的大小，故需要弹簧测力计；还需要测量斜面的高度和斜面的长度，故需要有刻度尺；（2）第三次实验拉力做的总功为：W总=Fs=3.2N×0.50m=1.6J，则第三次实验的机械效率为：η==78.125%；（3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度越缓越省力，斜面越陡越费力；（4）由数据分析可知，三次实验中，物体的重力相同，上升的高度不同，斜面的倾斜程度不同，斜面越陡，机械效率越高，故可得出结论：在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。故答案为：（1）刻度尺、弹簧测力计；（2）78%；（3）费力；（4）在其他条件不变的情况下，斜面越陡，斜面的机械效率越高。9．（2025九下·慈溪模拟）某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口A 和B，然后套上橡皮筋，将卡片反过来，把它放在桌面上用手向下压，使橡皮筋伸长，迅速松开手，做成了一个会跳的卡片，如图所示。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关，该兴趣小组提出了如下猜想：A与卡片的质量有关B与橡皮筋的形变量有关为了验证猜想，小组选用几根相同的橡皮筋和几张相同材料的卡片进行实验。（1）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，分别套上相同的橡皮筋，操作中将卡片反过来，每次把它在桌面上用手压平的目的是 （2）经过多次重复实验，发现厚卡片弹起的高度较低，那是因为 （3）为了探究卡片的跳起高度与橡皮筋的形变量是否有关，请你为该小组提供使橡皮筋形变量不同的一种方法： （4）在某次实验中，人将放在桌上的卡片用手压平，这个过程人做功为 卡片从最高点下落到桌面重力做功为 W2，则W1 W2(选填“大于”“等于”或“小于”)。【答案】（1）为了控制橡皮筋每次的形变量相同（2）厚卡片刚离开地面时的速度比薄卡片小（3）分别压两个卡片时将一个卡片压平，另一个不压平（4）大于【解析】物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。【解答】（1）探究跳起高度与质量是否有关，应选择质量不同的卡片，控制其它实验条件相同。操作中将卡片反过来，根据控制变量法，每次把它在桌面上用手压平的目的是控制橡皮筋的形变量相同；（2） 实验发现厚卡片弹起的高度较低，那是因为厚卡片刚离开地面时的速度比薄卡片小。（3） 对同一物体，弹性势能大小与形变量有关。使橡皮筋的形变量不同的方法：分别压两个卡片时将一个卡片压平，另一个不压平 ；（4） 在某次实验中，人将放在桌上的卡片用手压平，这个过程人做功为W1；卡片从最高点下落到桌面重力做功为W2，卡片弹起和下落的过程中克服空气摩擦做功，机械能转化为内能，所以W1大于W2。10．（2024九下·萧山模拟）随着旅游产业的发展，“露营热”持续高涨，帐篷、烧烤架、天幕、露营车等户外装备销量激增。如图是一辆户外便携式折叠露营小推车，露营车拉杆角度可以调节，自重为8千克。小金一家使用这辆车运载约20千克的物资，在户外游玩的时候他们遇到了几种情景，请你帮小金解决他的疑问。（1）越过障碍物的推车可以视为杠杆，若把拉杆固定在竖直方向，当前轮遇到障碍时，需向上提把手，这时露营车可视为 杠杆；（2）当后轮遇到障碍物时，小金用脚抵住前轮，然后用力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，杠杆的支点是 （填“前轮”或“后轮”），小金想知道用水平向左的拉力为多少，于是画出了模型（a为前轮，b为后轮，c为拉手），并根据产品说明得到了相关数据，ab=100cm，ac=80cm，假设整车的重力集中在ab的中点d，请计算拉扶手的力F ；（3）在第（2）小题中，如果拉杆向左倾斜，并固定在如右图位置。用脚抵住前轮，用水平力向左拉拉杆，恰好能将后轮翘起，分析拉力F将如何变化 。【答案】省力；前轮；175N；变大11．（2025·温州模拟）小科在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，为此准备制作一个刻度均匀的密度计。经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的，于是利用杆秤的原理寻找可用材料自制密度测量装置。可用器材：木棒、细线、刻度尺、大小不同的金属块、水、烧杯。按照下列步骤制作了此密度计秤。①用绳子绑在木棒上，使悬挂时杆秤处于水平平衡，悬挂点即为秤纽位置。②将金属块固定挂在杆秤左侧，提起秤纽，重物不放入烧杯中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时，将秤砣的悬挂点A(未标出)标标记为“0”刻度。③烧杯中装足量的水，将金属块浸没在水中，移动秤砣，当杆秤处于水平平衡时(如图乙)，将秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度。 (单位：g/cm)④刻度标记： 待填 。（1）若悬挂时，木棒静止在图甲位置，则应将秤纽向 移。（2）有图丙三种金属块可供选择，从测量范围角度考虑，最合适的是 。（3）步骤④要标出AB间其它刻度(精确到0.1g/cm3)，请简要写出他的操作 。（4）某次测量时，发现测量的液体密度比实际密度小，可能的原因是（ ）.A．测量过程中有水溢出B．重物未完全浸没在待测液体中C．秤砣的金属块生锈D．测量时杆秤右端下沉但仍保持静止【答案】（1）左（2）③（3）用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度（4）B；D【解析】（1）根据杠杆平衡条件判断秤纽移动的方向。（2）根据杠杆平衡条件进行判断。（3）由题中提示“经过查阅资料发现杆秤是质量称量工具，刻度是均匀的”设计操作步骤。（4）液体密度越大，拉力越小，秤砣的力臂越小，可知秤砣离秤纽越近，说明液体点的密度越大。【解答】（1）由图可知，杆秤向左下沉，由杠杆平衡条件可知，应减小左侧力臂，故应将秤纽向左调。（2）由杠杆平衡条件可知，动力臂与阻力臂一定时，阻力越大，动力越大，测量范围越大，所以最合适的是③。（3）由题中信息可知，杆秤上刻度是均匀的，所以操作为：用刻度尺将AB间平均分成十等分，依次标出0.1、0.2、……0.9的刻度。（4）A、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，测量过程中有水溢出，不会影响实验测量结果，故A错误；B、杆秤受到的拉力等于重力减浮力，由杠杆平衡条件可知，液体密度越大，浮力越大，拉力越小，秤砣与秤纽之间的距离越小。若物体没有完全浸入待测液中，排开液体的体积偏小，浮力偏小，拉力偏大，秤砣与秤纽之间的距离偏大，可知测得的密度偏小，故B正确；C、秤砣的金属块生锈，阻力变大，由杠杆平衡条件可知，阻力臂将变小，可知测得的密度将偏大，故C错误；D、测量时杆秤右端下沉，说明阻力臂偏大，由B可知，测得的密度将偏小，故D正确。故答案为：BD。12．（2025·定海模拟）四川内江的红糖生产以传统古法工艺著称，其流程主要是压榨取汁、过滤沉淀、熬制浓缩、冷却成型。（1）甘蔗是制作红糖的原材料，其含有的糖类物质是通过 作用制造的；（2）如图是压榨取汁环节用的糖车，通过作用在犁担A点的推力，可带动轧辊沿如图方向转动，压榨甘蔗从而获取甘蔗汁。若齿轮间B点的阻力为200牛，则推力至少为多少牛？（已知犁担AC的长为2米，轧辊半径OB为0.5米）（3）若甘蔗汁中蔗糖的质量分数为15%，请计算300克甘蔗汁可以制取蔗糖质量分数为90%的红糖多少克？【答案】（1）光合（2），代入数据可得：（3），解得m=50g。【解析】（1）光合作用的文字表达式：。（2）利用杠杆平衡条件进行计算。（3）稀释前后溶质的质量不变，溶质的质量等于溶液的质量与溶质质量分数的乘积。【解答】（1）植物进行光合作用，将水和二氧化碳转化为糖类和氧气。13．（2025·浙江模拟）学校工地上的“塔吊”引起小科同学的兴趣。如图甲是“塔吊”示意图，AB是竖直支架，AC、AD为钢丝绳；O为支点，C端装有配重，E处装有小车可在O、D两点间移动，小车内部滑轮组结构如图乙所示，OD=20m，OE=10m。当载重小车在 D点时，能安全起吊最大质量为1000kg的重物。某次作业时，塔吊在E处将3000N的重物向上吊起，此过程中重物高度随时间的变化如图丙所示，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计。（1）此次作业中，图乙中拉力 F的大小为 。（2）计算整个过程中塔吊对重物做的功。（3）为保证安全，求塔吊在 E 处能够吊起的重物的最大重力为多少。【答案】（1）1000N（2）解： 整个过程中塔吊对重物做的功 W=Gh=3000N×15m=45000J；（3）解：当载重小车在 D点时，由杠杆平衡条件可知， OD，则FD=GD= mg=1000kg×10N/ kg=10000N，当载重小车在E点时.则有 ，即10000N故 。【解析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计，利用求出拉力F的大小；（2）根据图丙重物上升的高度，利用W=Gh求出整个过程中塔吊对重物做的功；（3）当滑轮组移到E点时，配重不变，由杠杆平衡条件即可解答。【解答】（1）由图乙可知，承担重力的绳子段数n=3，塔吊、钢绳、小车和滑轮组的重力与摩擦忽略不计，拉力F的大小为：。14．（2025·宁波模拟）如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理利用了杠杆，图乙所示是两个杠杆组合的示意图。桶盖的质量为300g，脚踏杆和其他连接杆的质量不计，已知. =5cm，桶盖DO2质量分布均匀，厚度不计，D为重心，桶盖闭合时，连接杆BC处于竖直状态。（1） 由图乙可知， AO1B为 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。（2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为多大 (g取10N/kg)（3）4月1日入汛以来，广东珠江流域多次发生特大洪水，给群众的生命安全造成巨大损失，有人建议把小区塑料垃圾箱改造为洪水应急救生器，平时塑料垃圾桶，洪水来了应急可以当救生器来救生。总质量为1.5千克总体积为45立方分米的密封完好的装有几个抓环的塑料垃圾桶(垃圾桶被清空所有垃圾)，可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉 【答案】（1）省力（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得：同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：桶盖的重为： G= mg=0.3kg×10N/ kg=3N，且力臂DO2的大小为： DO2=30cm+5cm=35cm，由②可得：所以脚对踏板A处的压力至少为：（3）因为漂浮，所以m人=43.5kg【解析】（1）根据动力臂与阻力臂的关系判断出杠杆的种类；（2）分析图乙，有两个杠杆AO1B和O2CD，O1和O2分别为支点，知道各力臂大小，知道桶盖的质量，利用重力公式求桶盖的重，分别利用杠杆平衡条件列出方程求出脚对踏板A处的压力；（3）物体漂浮时受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理、重力公式列方程可得可以让多少千克的人坐在垃圾桶上，垃圾桶刚好浸没水中而不下沉。【解答】（1）由图乙可知，AO1＞O1B，即动力臂大于阻力臂，所以AO1B为省力杠杆；故答案为：省力；（2）设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件可得：同一顶杆，对B、C两点的力大小相等，即：桶盖的重为： G= mg=0.3kg×10N/ kg=3N，且力臂DO2的大小为： DO2=30cm+5cm=35cm，由②可得：所以脚对踏板A处的压力至少为：（3）因为漂浮，所以m人=43.5kg15．（2025·绍兴模拟）我国科研团队借助奋斗者号对马里亚纳海沟进行科考研究，通过对获取的微生物、钩虾和深海鱼类进行分析，绘制了全球首个深渊生态系统全景图，这一成果于2025年3月发表在国际顶尖刊物，标志着我国深海研究领域达到了国际领先水平。（1）马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是 。（2）深海鱼类属于该生态系统生物成分中的 。（3）母船甲板上的支架OC可绕点O转动。投放奋斗者号时，通过增大钢缆BA的长度，将其下放。如图是支架投放时的模型，在奋斗者号逐渐下降至海平面过程中(未浸入海水中)，请分析钢缆BA的拉力大小变化情况，并应用杠杆平衡的相关知识进行解释： 。【答案】（1）光照（2）消费者（3）根据奋斗者号下降时，拉力的力臂/动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大【解析】（1）绿色植物进行光合作用需要接受光照；（2）生态系统的成分主要包括：非生物部分：包括阳光、空气、水等，为生物的生命活动提供物质和能量。生产者：在生物学分类上主要是各种绿色植物，也包括化能合成细菌与光合细菌，它们都是自养生物。消费者：指以动植物为食的异养生物，消费者的范围非常广，包括了几乎所有动物和部分微生物（主要有真细菌），它们通过捕食和寄生关系在生态系统中传递能量。分解者：分解者又称“还原者”，它们是一类异养生物，以各种细菌（寄生的细菌属于消费者，腐生的细菌是分解者）和真菌为主，可以将生态系统中的各种无生命的复杂有机质（尸体、粪便等）分解成水、二氧化碳、铵盐等可蔽败袭以被生产者重新利用的物质。（3）注意分析动力臂的长度变化，进而确定钢缆BA上的拉力变化。【解答】（1） 马里亚纳海沟最深处达万米，海沟底部没有任何绿色植物，导致这一现象的非生物因素主要是光照；（2） 深海鱼类属于该生态系统生物成分中的消费者；（3）我认为钢缆BA的拉力变大，理由是：根据可知，奋斗者号下降时，拉力的力臂/动力臂变短，阻力臂变长，阻力不变的情况下，动力变大，即AB的拉力变大。16．（2025·金华模拟）打篮球是一项普及性很广的运动。升降篮球架的使用，满足了低龄篮球爱好者的运动需求。升降篮球架如图甲所示。底座是由塑料制成的空心体，使用时需在底座灌入水或沙子，以增加篮球架的稳定性。某款可升降篮球架的有关信息参数如图乙所示：（1）打篮球时，人的心跳、呼吸加快，流经骨骼肌的血流量也大大增加，其意义是 。(写出一点)（2）篮球架升高20cm后，为了将质量为600g的篮球投入篮筐，需要用更大的力投球，至少使篮球获得的机械能增加 焦(忽略空气阻力的影响)。（3）扣篮、抓篮圈等活动可能会造成篮球架倒塌。如图丙所示，篮球架的重力作用线距离O点35cm。篮圈距离地面1.5m，篮圈直径加篮板厚度共计40cm。质量为70kg的运动员若按如图丙所示抓篮圈。为了防止篮球架倒塌，该篮球架的总质量至少为多少千克 【答案】（1）氧气含量增大，有氧呼吸强度增大，释放的能量变多（2）（3）由，则解得m=80kg。【解析】（1）呼吸作用的意义是氧化有机物，释放能量。（2）根据W=Fs=Gh计算增加的机械能。（3）根据杠杆平衡条件进行计算。【解答】（1）人的心跳、呼吸加快，流经骨骼肌的血流量也大大增加，骨骼肌周围的氧气含量增大，细胞的有氧呼吸强度变大，释放出更多的能量。17．（2025·温岭模拟）风能是一种低碳、清洁的能源。如图1所示为某学校科学兴趣小组设计的一款测量风车功率的装置，小组成员通过查阅资料得知，风车功率与风速、风叶质量、风叶长度等有关。除以上因素以外，为了研究风车功率与风向和叶片夹角的关系，他们展开如下实验：①将电风扇定在某一档位下启动，并调整风向与叶片的夹角θ为30°，如图2所示。②实验时在细线下挂上一定量的回形针，使它缓慢匀速提升。③测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间 t、回形针的总质量m，计算出风车功率。④在不改变电风扇档位的情况下，调整风向与叶片的夹角分别为45°、60°、75°，重复上述步骤，得到实验结果如图3所示。请回答：（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、量角器、刻度尺、 。（2）根据以上实验所测数据计算风车功率P= (用字母h、t、m、g表示)。（3）本实验可得出结论是 。（4）某同学用相同装置研究风车功率与叶片长度的关系，认为只需在叶片宽度和材料不变情况下，增长叶片的长度进行实验，从控制变量的角度判断该同学的做法是否可行并说明理由： 。【答案】（1）秒表（2）（3）在风速、风叶质量和风叶长度相同时，在风向与风叶夹角为30°~60°之间，风车功率逐渐增大，在60°~75°间，风车功率逐渐减小，在60°时风车功率最大。（4）不可行，没有控制叶片的质量相同，存在两个变量。【解析】（1）根据实验过程可知，缺少测量时间的秒表。（2）回形针给风车的拉力等于重力。（3）根据图3进行分析，注意控制变量法的使用。（4）由控制变量法可知，要控制变量的唯一性。【解答】（1）由③可知，需要测量时间，可知还需要的测量仪器为秒表。（2）功率。（3）由图3可知，在风速、风叶质量和风叶长度相同时，在风向与风叶夹角为30°~60°之间，风车功率逐渐增大，在60°~75°间，风车功率逐渐减小，在60°时风车功率最大。（4）增长叶片的长度，叶片的质量也会发生改变，存在两个变量，所以不可行。18．（2025九下·萧山模拟）图甲是黄铜材质的翻板自封防臭地漏(黄铜的主要成分为铜、锌)，图乙是其工作原理：当有水时，在水的压力作用下，自动开盖，迅速排水。无水时利用杠杆原理自动闭合，防臭防虫。（1）黄铜是铜锌合金，有较强的耐腐蚀性，耐腐蚀性属于 性质。（2）为了探究制作地漏所用黄铜的等级，某兴趣小组取制作地漏的黄铜废料进行了实验检测：取样品20g，逐滴加入质量分数为10%的稀硫酸，当加入稀硫酸的质量为98g时，不再有气体产生。通过计算并结合下表判断：制作地漏的黄铜属于哪种等级 (写出计算过程)黄铜等级 低黄铜 中黄铜 高黄铜铜的质量分数 60%~80% 80%~90% 高于 90%（3）图丙为地漏翻板结构的示意图，整个翻板结构(包括配重和底盖)的总质量为10g，整个翻板结构的重力作用线通过A点，水对底盖压力的作用点可以等效在底盖C点，其中OD长度为1cm，OA 长度为0.5cm。请计算底盖向下张开时，水对底盖的压力至少为多少牛 (写出计算过程)（4）为了增加在相同积水深度下的排水速度，写出一种针对地漏的改进方法。 。【答案】（1）化学（2）设10g黄铜中有x克锌。解得： x=6.5克20克黄铜中铜的质量为20克-6.5克=13.5克黄铜中铜的质量分数为13.5克÷20克×100%=67.5%由表得，制作地漏的黄铜为低黄铜（3）G=mg=10×10-3kg×10N/kg= 0.1N 由杠杆平衡条件得： F×OD=G×OAF=OA×G÷OD=0.5cm×0.1N÷1cm=0.05N（4）减轻配重；缩短转轴点与A点之间的距离；加长底盖长度；增加底盖出水孔直径等【解析】（1）根据化学性质的特征来分析；（2）首先计算出硫酸溶质的质量，然后根据锌与硫酸反应规律计算出锌的质量，最后计算出样品中铜的质量，进而计算出铜元素的质量分数，然后根据表格信息来分析；（3）根据杠杆平衡原理来分析；（4）根据p=ρgh来分析。【解答】（1）物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质，耐腐蚀性需要通过化学变化（如与空气中的成分发生反应等）才能表现出来，所以耐腐蚀性属于化学性质；（4）为了增加在相同积水深度下的排水速度，可以增大底盖的面积。因为根据p=ρgh（在相同积水深度h下，液体密度ρ不变，g不变，压强p不变），由F=pS可知，增大底盖面积S，水对底盖的压力F增大，更容易打开底盖，从而增加排水速度。备考指南知识导图考点梳理考点突破真题在线专项练习21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)" 21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2026中考科学一轮复习 专题4 简单机械、功和功率 举一反三（学生版）.doc 2026中考科学一轮复习 专题4 简单机械、功和功率 举一反三（教师版）.doc
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