2025中考物理第04講功、能與簡(jiǎn)單的機(jī)械(學(xué)生版)

試題資源網(wǎng)第PAGE"pagenumber"pagenumber頁，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages頁第04講功、能與簡(jiǎn)單的機(jī)械（復(fù)習(xí)篇）目錄考點(diǎn)聚焦：核心考點(diǎn)+中考考點(diǎn)，有的放矢重點(diǎn)速記：知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)梳理，查漏補(bǔ)缺難點(diǎn)強(qiáng)化：難點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)注與講解，能力提升學(xué)以致用：真題經(jīng)典題+提升專練，全面突破核心考點(diǎn)聚焦1.功、功率及其計(jì)算2.機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化3.杠桿4.滑輪及滑輪組5.其他簡(jiǎn)單機(jī)械6.機(jī)械效率中考考點(diǎn)聚焦常考考點(diǎn)真題舉例力做功的必要條件2023·四川樂山功的大小比較2023·山東濟(jì)南功、功率的計(jì)算2023·四川資陽機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化2023·江蘇南京杠桿的平衡條件2023·四川綿陽探究杠桿的平衡條件2023·湖北襄陽杠桿的最省力問題2023·遼寧鞍山滑輪組及其機(jī)械效率的計(jì)算2023·四川樂山斜面模型及其相關(guān)計(jì)算2023·四川瀘州測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率2023·湖南湘潭1．機(jī)械能項(xiàng)目概念影響因素動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能質(zhì)量和速度重力勢(shì)能物體由于被舉高而具有的能質(zhì)量和高度彈性勢(shì)能物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能形變程度2.機(jī)械能守恒如果一個(gè)過程中，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變，這就是機(jī)械能守恒。3.功（1）功、功率的區(qū)分公式單位物理意義功（或）焦耳（J）做功的多少功率（或）瓦特（W）做功的快慢（2）做功的兩個(gè)必要條件：①有力作用在物體上；②沿力的方向有移動(dòng)的距離；（3）功的原理：使用任何機(jī)械都不省功，對(duì)任何機(jī)械都適用。（4）有用功：不利用機(jī)械設(shè)備，直接對(duì)物體做的功（5）額外功：克服阻力或?qū)C(jī)械設(shè)備克服重力做的功（6）總功：人或機(jī)械設(shè)備拉力做的功，即繩端拉力做的功3.杠桿（1）定義：在力的作用下能繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒就叫杠桿。（2）杠桿的五要素：①支點(diǎn)：杠桿繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的點(diǎn)（O）②動(dòng)力：使杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F1） ③阻力：阻礙杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)的力（F2） ④動(dòng)力臂：從支點(diǎn)到動(dòng)力的作用線的距離（L1）。 ⑤阻力臂：從支點(diǎn)到阻力作用線的距離（L2）（3）杠桿平衡的條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，或?qū)懽鳎篎1L1=F2L2（4）杠桿的平衡判斷：杠桿在力的作用下保持靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，杠桿就處于平衡狀態(tài)。（5）杠桿力臂的畫法①明確支點(diǎn)，用O表示；②通過力的作用點(diǎn)沿力的方向畫一條直線；③過支點(diǎn)O作該力的作用線的垂線；④用兩頭帶箭頭的線段標(biāo)示出支點(diǎn)到力的作用線的垂線段，寫上相應(yīng)的字母L1（或L2）。（6）杠桿分類及特點(diǎn)：類型力臂受力情況特點(diǎn)例子省力杠桿L1>L2F1<F2省力費(fèi)距離開瓶器、羊角錘費(fèi)力杠桿L1<L2F1>F2費(fèi)力省距離筷子、釣魚竿等臂杠桿L1=L2F1=F2既不省力也不省距離蹺蹺板、托盤天平4.滑輪、滑輪組及特殊模型的機(jī)械效率（1）滑輪的分類定滑輪動(dòng)滑輪示意圖定義中間的軸位置不動(dòng)的滑輪和重物一起上升的滑輪實(shí)質(zhì)等臂杠桿動(dòng)力臂為阻力臂2倍的杠桿（2）特殊模型機(jī)械效率①豎直面上滑輪組a.總功、有用功和額外功b.效率問題忽略繩重和摩擦，繩子自由端的拉力：，滑輪組的機(jī)械效率：。②水平面上的滑輪組設(shè)繩子的拉力為F，物體被拉動(dòng)的摩擦力為f，則克服摩擦力做的功為有用功，滑輪組勻速拉動(dòng)物體時(shí)的機(jī)械效率：考點(diǎn)1：機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化【例1】小明課后練習(xí)發(fā)高遠(yuǎn)球，羽毛球離拍后的飛行軌跡如圖曲線所示，其中CD段羽毛球勻速下落.下列有關(guān)說法正確的是（）A．羽毛球上升過程中，有部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了重力勢(shì)能B．羽毛球飛行的整個(gè)過程中，機(jī)械能總量保持不變C．飛行過程中，羽毛球經(jīng)過最高點(diǎn)B處時(shí)，動(dòng)能為零D．羽毛球離拍后繼續(xù)上升過程中是由于慣性，且球拍在對(duì)球做功解題歸納：（1）機(jī)械能指的是動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和。（2）機(jī)械能守恒判斷方法：①只有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能三者間的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒；②當(dāng)無外力做功時(shí)，機(jī)械能守恒；③無空氣阻力，無摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能守恒。（1）游碼未歸零：考點(diǎn)2：功和功率的計(jì)算【例2】放在粗糙程度相同的水平地面上的物體受到水平拉力和摩擦力的作用，在0~6s內(nèi)其速度與時(shí)間的圖像和該拉力的功率與時(shí)間的圖像分別如圖所示。求：（1）在0~6s內(nèi)物體通過的路程；（2）摩擦力的大??；（3）在0~6s內(nèi)拉力做的功。解題歸納：（1）做功的兩個(gè)必要條件：一是有力作用在物體上，二是沿力方向有移動(dòng)距離。（2）功的計(jì)算公式：和。（3）功率的計(jì)算公式：和考點(diǎn)3：杠桿的最省力問題【例3】如圖所示，AB=BC=CD，石頭對(duì)杠桿的阻力F2=60N，且方向垂直于杠桿。請(qǐng)您分析，撬動(dòng)石頭時(shí)，作用在D點(diǎn)的動(dòng)力最小，該動(dòng)力的大小為N（忽略杠桿的質(zhì)量）。解題歸納：將質(zhì)點(diǎn)O與最長(zhǎng)的端點(diǎn)相連，此時(shí)有最長(zhǎng)的動(dòng)力臂l1。當(dāng)動(dòng)力臂l1最長(zhǎng)時(shí)，動(dòng)力F1最小?？键c(diǎn)4：杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析【例4】如圖所示，在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)均勻杠桿的中點(diǎn)處懸掛一重物，在杠桿的最右端施加一個(gè)始終與杠桿垂直的力F，杠桿保持平衡。若不考慮杠桿的自重和阻力，則杠桿從水平位置向上轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，拉力F大?。ǎ〢．逐漸變大B．逐漸變小 C．保持不變 D．先變大再變小解題歸納：對(duì)于杠桿的動(dòng)態(tài)平衡問題，需要正確做出動(dòng)力臂和阻力臂，尋找不變量，利用杠桿的平衡條件公式，判斷杠桿的動(dòng)態(tài)平衡問題?？键c(diǎn)5：豎直滑輪組及其機(jī)械效率的計(jì)算【例5】如圖，工人師傅正使用滑輪組在20s的時(shí)間內(nèi)，使重物勻速提升了4m。已知工人對(duì)繩子的拉力為200N，動(dòng)滑輪重20N，不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦，工人所做的有用功為J，機(jī)械效率為%。解題歸納：對(duì)于豎直方向的滑輪組，計(jì)算其機(jī)械效率時(shí)，需要著重注意是否徐亞考慮繩子和滑輪間的摩擦。如果不考慮摩擦，則可以利用：如果考慮繩子間的摩擦，則上訴公式不成立，只能利用進(jìn)行計(jì)算?？键c(diǎn)6：水平方向滑輪組及其機(jī)械效率的計(jì)算【例6】建筑工人用如圖所示的滑輪組，在4s內(nèi)將重為1500N的物體沿水平方向勻速移動(dòng)了2m，所用的拉力大小為375N，物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過程中，下列說法錯(cuò)誤的是（）①繩子自由端沿水平方向移動(dòng)的速度為1.5m/s②物體受到的拉力為750N③拉力F的功率為375W④滑輪組的機(jī)械效率為80%

A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④解題歸納：對(duì)于水平面上的滑輪組，需要注意是否考慮繩子與滑輪間的摩擦。如果不考慮摩擦，此時(shí)的機(jī)械效率為100%，沒有研究意義。則此時(shí)的受力情況有F=nf。如果考慮繩子與滑輪間的摩擦，考點(diǎn)7：復(fù)雜滑輪組的相關(guān)計(jì)算【例7】如圖，小強(qiáng)站在一個(gè)平板上，用如圖所示的滑輪組勻速把木板和自己向上拉了1m高。已知小強(qiáng)體重為500N，木板重300N，每個(gè)滑輪重均為40N。若不考慮摩擦及繩重，則小強(qiáng)的拉力為N，小強(qiáng)對(duì)平板的壓力為N。

解題歸納：此類題型難度較大，需要采用整體法和隔離法隊(duì)滑輪進(jìn)行受力分析，利用力的平衡建立方程求解。特別提示，對(duì)于同一個(gè)繩子，任何一個(gè)地方的拉力大小均相等。考點(diǎn)8：斜面模型及其相關(guān)計(jì)算【例8】如圖所示，重為G的物體在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知斜面的長(zhǎng)為s、高為h，物體從斜面底端勻速運(yùn)動(dòng)到頂端的過程中，關(guān)于該過程，下列判斷正確的是（）A．拉力做的有用功為fs B．拉力做的總功為GhC．斜面對(duì)物體的摩擦力大小為f=F﹣ D．斜面的機(jī)械效率為解題歸納：對(duì)于斜面模型問題，需要明確拉力提供物體的總功，物體克服自身重力做功為有用功，克服摩擦力做功為額外功。對(duì)于摩擦力的計(jì)算，在初中階段，只能利用求額外功的方法求解?？键c(diǎn)9：機(jī)械效率的綜合問題【例9】如圖甲所示，重為16N、底面積是40cm2的物體A在拉力F的作用下，5s內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)了0.5m．拉力做的功隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．物體A在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為物重G的0.25倍．求：（1）物體A靜止在水平地面時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)（2）5s內(nèi)拉力F對(duì)物體A做的有用功（3）滑輪組的機(jī)械效率解題歸納：豎直水平拉物體的滑輪組問題，需要明確有用功的大小等于克服摩擦力做功，并非克服重力做功。其機(jī)械效率的算法與豎直面上的滑輪組的計(jì)算方向相同。一、選擇題1．（2023·江蘇鎮(zhèn)江·中考真題）小華參加校外勞動(dòng)時(shí)，經(jīng)歷了如下過程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推動(dòng)；③在小明的幫助下，他們將這筐玉米抬起并放到手推車上；④接著他們用水平力推著手推車沿水平路面前往倉(cāng)庫(kù)。則（

）A．①中小華對(duì)這筐玉米做了功 B．②中小華對(duì)這筐玉米做了功C．③中他們對(duì)這筐玉米做了功 D．④中他們對(duì)手推車沒有做功2．（2023·海南·中考真題）4月26日我省舉行了首屆中學(xué)生自制水火箭比賽。參賽選手對(duì)水火箭打氣，拉開氣閥，水向下噴出，水火箭一飛沖天。在水火箭上升過程中，下列說法正確的是（）A．水火箭能起飛是受到水對(duì)它向上的推力B．水火箭受到的重力不變C．水火箭的動(dòng)能一直增大D．水火箭的重力勢(shì)能一直增大3．（2023·江蘇鹽城·中考真題）小華利用橡皮筋和鉤碼制作了如圖所示的“魔罐”。在水平地面上用手將它推出，滾動(dòng)一段時(shí)間后，它能自動(dòng)折返?！澳Ч蕖北煌瞥龊笙蚯皾L動(dòng)的過程中（）A．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能 B．彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C．重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能 D．彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能4．（2023·山東淄博·中考真題）肱二頭肌收縮產(chǎn)生的力使前臂骨骼繞肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)前臂骨骼可以看成一個(gè)杠桿模型，簡(jiǎn)稱前臂杠桿。如圖所示，手提重物時(shí)，對(duì)前臂杠桿的分析錯(cuò)誤的是（）

A．前臂杠桿是省力杠桿B．肘關(guān)節(jié)處可以視為支點(diǎn)C．肱二頭肌對(duì)前臂杠桿的牽引力是動(dòng)力D．前臂保持水平時(shí)，阻力臂最長(zhǎng)5．（2023·四川甘孜·中考真題）2022年11月30日，神舟十五號(hào)與神舟十四號(hào)乘組首次實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”。如圖所示，在加速升空的過程中，神舟十五號(hào)載人飛船的（）

A．動(dòng)能不變 B．重力勢(shì)能減少 C．機(jī)械能減少 D．機(jī)械能增加6．（2023·云南·中考真題）如圖甲所示，用拉力F豎直向上勻速提升重720N的貨物，貨物移動(dòng)的距離與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。動(dòng)滑輪重80N，不計(jì)繩重和摩擦，則（）

A．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.5m/s B．拉力F為800NC．拉力F的功率為360W D．動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為90%7．（2023·四川廣安·中考真題）學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)后，某同學(xué)自制了如圖所示的晾衣架。他將50N的衣物掛在橫桿上，拉繩使其勻速上升1.6m，用時(shí)5s（上升過程中，橫桿保持水平），此過程該裝置的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重及摩擦）。下列分析正確的是（）

A．拉力做功80J B．拉力的功率為20WC．動(dòng)滑輪重12.5N D．若增大衣物的質(zhì)量，機(jī)械效率將減小8．（多選）（2023·遼寧朝陽·中考真題）如圖所示，用40N的拉力F沿水平方向拉繩子的一端，使重500N的物體A以0.2m/s的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了10s。已知滑輪組的機(jī)械效率為80%，則此過程中，下列說法正確的是（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為6m B．物體A受到的摩擦力為90NC．拉力F做的功為240J D．拉力F的功率為19.2W二、填空題9．（2023·青海西寧·中考真題）如圖所示，工人用300N的拉力，在12s內(nèi)將重為480N的物體豎直向上勻速提升了2m。此過程中拉力F所做的有用功為J，滑輪組的機(jī)械效率為，拉力做功的功率為W。10．（2023·遼寧盤錦·中考真題）如圖所示滑輪組中定滑輪的作用是。小銘用該滑輪組將重的物體勻速提高，動(dòng)滑輪重為，不計(jì)繩重和摩擦，則小銘所用拉力；若物重增大，該滑輪組機(jī)械效率將（選填“變大”、“變小”或“不變”）。11．（2023·江蘇南通·中考真題）如圖所示，在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中，小明勻速向下拉動(dòng)繩子，2s內(nèi)物體上升20cm，G物=10N，F(xiàn)=6N，不計(jì)繩重和摩擦。

（1）重物上升的速度v物=m/s；（2）動(dòng)滑輪的重G動(dòng)=N，滑輪組的機(jī)械效率η=%；（3）小明想更省力，他只改變了滑輪組的繞線方法，滑輪組的機(jī)械效率將。12．（2023·遼寧錦州·中考真題）如圖所示，重100N的物體A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)10s，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為20N，滑輪組的機(jī)械效率為80%。則拉力F所做的功是J，拉力F的功率是W，物體A受到的摩擦力是N。（不計(jì)繩重和滑輪重）

13．（2023·四川瀘州·中考真題）小聰探究斜面的機(jī)械效率時(shí)，將粗糙程度均勻的長(zhǎng)木板用支架支撐構(gòu)成斜面，如圖所示。用刻度尺量出斜面底端A點(diǎn)到斜面上B點(diǎn)的距離L為80cm，B點(diǎn)距水平地面高度h為20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F將重為2N的木塊勻速拉到B點(diǎn)，用時(shí)2s，則這段過程中拉力F做功的功率P=W，斜面的機(jī)械效率η=%，木塊在該斜面上受到的滑動(dòng)摩擦力f=N。

三、作圖題14．（2023·四川資陽·中考真題）“不倒翁”是一種古老的中國(guó)兒童玩具，最早記載出現(xiàn)于唐代。其特點(diǎn)是一經(jīng)觸動(dòng)就會(huì)搖擺，并可在自身重力作用下恢復(fù)直立狀態(tài)。圖甲為一“不倒翁”靜置于水平面的實(shí)物圖，圖乙為其受到拉力F后處于傾斜靜止?fàn)顟B(tài)的簡(jiǎn)化示意圖。如果C為“不倒翁”的重心，P為拉力F作用點(diǎn)。請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出此時(shí)不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。四、實(shí)驗(yàn)題15．（2023·湖南湘潭·中考真題）用圖所示裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）實(shí)驗(yàn)過程中，緩慢豎直拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼向上做運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升的時(shí)間為3s，此過程中，繩子自由端上升的速度為m/s；（2）第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J，滑輪組的機(jī)械效率是%；（3）分析1、2、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；（4）用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是。A．換用更輕的動(dòng)滑輪B．加快提升物體的速度五、計(jì)算題16．（2023·遼寧丹東·中考真題）某小汽車的質(zhì)量為1500kg，輪胎與水平地面總接觸面積為0.05m2。小汽車在平直的公路上勻速行駛6.9km，消耗汽油0.5kg，已知小汽車勻速直線行駛時(shí)受到的阻力為1000N。（汽油的熱值q=4.6×107J/kg）求：（1）該小汽車在水平地面上靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）在此過程中該小汽車牽引力所做的功；（3）該小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。17．（2023·四川樂山·中考真題）中國(guó)目前已成為世界基建強(qiáng)國(guó)，如圖1所示的塔吊是基建的常用設(shè)備，其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化為如圖2所示的滑輪組模型。已知物體質(zhì)量為120kg，動(dòng)滑輪的重為300N，在繩子自由端施加拉力F后物體在10s內(nèi)勻速上升5m。不計(jì)繩重和一切阻力，g取10N/kg。求：（1）物體上升的速度；（2）10s內(nèi)拉力F的功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率η。

18．（2023·黑龍江綏化·中考真題）水平桌面上有一個(gè)底面積為200cm2的圓柱形容器，容器中水的深度為15cm。如圖所示，用細(xì)