2021上海中考物理专项突破：05 机械和功（解析版）

专题05机械和功

者占

i.知道杠杆；理解杠杆平衡的条件。

2.知道滑轮；理解定滑轮；理解动滑轮。

3.理解功和功率。

4.知道动能；知道势能；知道机械能；知道动能与势能的相互转化。

5.学生实验：学会探究杠杆平衡的条件。

一、填空题

1.如图7所示，健身器是人们喜爱的运动装置，图（a）装置主要由组合而成的（选

填“杠杆”、“定滑轮”或“动滑轮”）。当有人用力将图（b）装置右端下方的重物拉起时，

重物的重力势能将,利用此装置的目的主要是为了（选填“省力”、“省距离”或

“改变用力的方向”）。

2.（2018虹口区二模）在图4中，A装置是滑轮（选填“定”或“动”）。若用5牛的

拉力将国旗匀速提升10米，拉力做的功为.焦；匀速提升过程中，国旗的动能—（选

填“增大”、“不变”或“减小”）。

图4

图7

3.（2019杨浦二模）如图7所示的滑轮是—滑轮（选填“定”或“动”），它的实质是杠

杆（选填“省力”或“等臂”），若重为10牛的物体A在力尸作用下上升2米，此过程中拉力F

做的功为.,焦。

4.（2020长宁二模）用图4所示的轻质滑轮匀速提升重力为20牛的物体，若不计摩擦，所

需竖直向上的拉力为_____牛。该滑轮可等效为杠杆，其动力臂是轮的（选填“半径”

或“直径”）。在匀速上升过程中，物体具有的机械能（选填“减少”、“不变”或“增加”）。

图4

5.（2020徐汇二模）如图4所示，不计滑轮重及摩擦，物体重力为20牛。图中的滑轮可以

看成.杠杆，当物体在力F作用下以0.5米/秒的速度匀速上升时，力F为..牛。

若该物体在力F2作用下以1米/秒的速度匀速上升，与以0.5米/秒的速度匀速上升时相比,

木块受到的合力将（选填“变大”“不变”或“变小”）。

图4

6.（2020松江二模）如图3所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物，其中乙为滑

轮，使用时相当于

.杠杆；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F|=F2,则GAGB（选填

“小于”、“等于”或“大于

7.（2020奉贤二模）如图7所示,,是可以看作省力杠杆的滑轮（选填”A“或”B"）。

若物体受到的重力均为8牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮的重力，B的大小为.牛。

物体上升时的重力势能（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

图7

8.（2018闵行二模）如图5所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力出

匀速提升物体B时，以滑轮的轴为参照物，物体B是的（选填“静止”或“运动”）,

此时力出大小为牛。若吊和B所做的功相等，物体A、B移动的距离之比是

冢

49如图6所示，不计滑轮质量及转轴处的摩擦，物体A、

B重均为6牛，在水平拉力的作用下使物体A、B做匀速直线运动。若它们受到的滑动摩擦

力均为2牛，则拉力Q为牛。物体B在5秒内运动了2米,则拉力F2对物体B做了焦

的功，它的功率是瓦。

图6

10.（2019嘉定二模）甲车沿直线从高处下滑，它运动的s-f图像如图5所示，则8秒内小

车的速度为米/秒，小车的动能,重力势能（后两空均选填“增大”、“不

变"或“减小”）。

11.（2019宝山二模）跳台滑雪比赛时（如图5所示），运动员在跳台上的助滑道下滑过程

中，运动员的重力势能不断转化为运动员的能;于台端飞出后，由于运动员具有,

他会在空中继续向前飞行；同时他在空中始终受到竖直向下的—力作用，因此他最终会落

在低处的雪道上。

图5

12.（2018浦东新区二模）用轻质杠杆OA匀速提升重为30牛的物体，OA=1.2米，OB=0.4

米。在图4所示位置平衡时，力F的大小为牛，这是一个（选填“省力”、“费

力”或“等臂”）杠杆。若把力F的作用点向左移动一段距离，为使杠杆仍在图示位置平衡，

则力尸将_____（选填“变大”、“不变”或“变小”）=

13.（2018奉贤二模）如图5所示，小徐利用滑轮匀速提升货物，若货物重100牛，在拉力

尸的作用下4秒内升高了1米,不计摩擦和绳的重力，则在这段时间内，拉力F做功为—焦，

功率为瓦。某汽车发动机的铭牌标有“78KW”字样，表明该汽车发动机正常工

作时做功比小徐此时做功快倍。

14.（2019奉贤二模）如图6所示，当牛顿看到苹果从树上掉落下来的现象后，经过思考得

出下落原因是苹果受到了地球的吸引力作用且力的方向指向地球。小龙和小红同学就苹果从

树上掉落下来的现象进行了讨论和交流，一致认为苹果的高度下降了且苹果的速度越来越大。

请你根据所学的物理知识，对苹果的高度和速度的变化分别做出合理的解释：

①苹果高度下降的原因是;

②苹果速度越来越大的原因是。

15.滑轮是变形的杠杆，滑轮与杠杆在实际生产、生活中使用时既有相似之处，也有不同之

处。现以省力杠杆和动滑轮分别提升同一重物的过程为例，比较省力杠杆与动滑轮的使用特

点。

①下例各项中，省力杠杆和动滑轮使用时都可以实现的：（填序号）；

A能省力；B能改变用力的方向；C能省距离；D即能省力又能省距离。

②与动滑轮相比，说明省力杠杆使用的优劣。优势：;缺点：。

16.在学习了杠杆的“支点、动力和阻力”三个要素后，某小组同学进行探究杠杆平衡条件

的实验，实验装置如图4所示。他们在杠杆的一侧挂上钩码，以钩码对杠杆的拉力为阻力，

保持阻力大小、方向和作用点的位置不变，在杠杆的另一侧用力（视为动力）将杠杆拉到水

平位置平衡。他们或改变动力作用点到支点的距离、或改变动力与杠杆的夹角（即动力的方

向，已知。＜90。）。当杠杆在水平位置平衡时，动力的大小如图4中测力计所示。请仔细

观察实验操作和测量结果，归纳得出初步结论。

①分析比较图4中（a）和（b）的实验过程及相关条件可知：在阻力大小、方向和作用点位

置不变的情况下，杠杆平衡时，;

②分析比较图4中（a）和（c）的实验过程及相关条件可知：在阻力大小、方向和作用点位

置不变的情况下，杠杆平衡时，,

17.某同学在研究杠杆的使用特点时，他先用弹簧测力计直接提重物A；然后在带有均匀刻

度的轻质杠杆上挂重物A,他先后三次用弹簧测力计提着杠杆使其在水平位置静止，研究过

程如图8所示，请仔细观察图中的操作和测量结果，然后归纳得出初步结论。

图8

（1）比较图8中3）、（b）［或（&）、（c）或3）、（初，可知：。

（2）比较图8中3）、（c）、（①可知：«

18•某同学为了“探究影响劫能大小的因素”，利用质量不同的实心铝块A和B、弹簧、光滑

轨道等器材进行实验，并通过观察弹簧被压缩的程度来比较铝块的动能大小。如图9（a）

和（b）所示，他先将弹簧固定在竖直墙面上，然后让铝块A以一定的速度冲向弹簧，压缩

弹簧。接着他按图9（c）、（d）所示，重新实验，其中v,<v2。请仔细观察图中铝块的运动

和弹簧被压缩的程度，然后归纳得出初步结论。

①比较图9中的（a）、（b）和（c）实验过程及相关条件可知：。

②比较图9中的（a）、（b）和（d）实验过程及相关条件可知：。

19.为了研究发生形变后的弹簧对其他物体做功的本领，小华同学选用不同弹簧A、B和重

物G进行实验，弹簧A、B原来的长度相等，一端固定，另一端与水平放置的重物G相连，

如图6（a）所示。他们先后压缩弹簧A、B并将其释放，弹簧释放过程中将重物G推动的

距离为S如图6（b）、（c）和（d）所示，图（c）、（d）中的弹簧A、B压缩的

（SI<52<53）,

程度相同。请仔细观察实验现象，归纳得出初步结论。

（a）K5^

弹簧A（或B）777777777777777777777777777777777777777777^

（b）短獭领独嗨r口：Ti

S,•*'

（c）再融獭网n口

弹簧A匹〃〃力〃〃

M$2-*!

⑷再獭翩獭研日

弹簧B77777/7777）T77777777777777777777J77T^7777.

iS3■*'

图6

①分析比较图6（a）和（b）和（c）中弹簧的压缩程度、重物G的移动距离以及相关条件，

可得：。

②分析比较图6（a）和I（c）和（d）中弹簧的压缩程度、重物G的移动距离以及相关条件，

可得：。

二、选择题

20.如图1所示，O点表示杠杆的支点，其中错误的是（）

21.如图2所示的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是（）

一，一'.

A.起子B.镜子图2C.钢丝钳D.托福■天平

22.（2018杨浦区二模）在图1所示的工具中，属于费力杠杆的是（）

图1

23.（2020闵行二模）如图1所示，用5牛的拉力/匀速竖直提升重为G的物体，使其上

升了0.2米。若不计滑轮自重及摩擦，关于物体的重力G和绳子自由端移动的距离s,下列

判断中正确的是（）

图1

AG=2.5牛s=0.1米BG=2.5牛5=0.4米

CG=10牛s=0.4米DG=10牛5=0.1米

24.（2019宝山二模）在图1所示中，用轻质滑轮匀速提升同一重物G,所用拉力尸最小

的是图（）

0

G

（甲）（丙）(T)

A,（甲）。B.（乙）。C.（丙）。D.(丁)。

25.图1中使用轻质滑轮或轻质杠杆缓慢提起相同重物，最省力的是（）

26.（2018宝山区二模）如图1所示，。为轻质杠杆AB的支点，B点挂一重物G,若在B

点施加Q、或在A点分别施加&、凡、&四个力后，杠杆均保持水平位置平衡，则这四个

力中最小的力是（）

A.F\©B.7*^2©D.F40

27.（2019青浦二模）如图1所示，。为杠杆的支点，A点挂一重力为10牛的重物，为使

杠杆在水平位置平衡，在B点施加一个力F,已知OA=AB,关于F的大小说法正确的是

（）

A.一定等于5牛B.一定等于10牛

C.可能等于4牛D.可能等于8牛

28.（2019嘉定二模）如图1所示，不计滑轮重及摩擦，分别用力合、尸2匀速提升同一重

物，若力为、F2在相等时间内对物体所做的功相等，则力Q、F2及其功率多、尸2的大小

关系为（）

A.8＞尸2尸1＜。2。B.F\＞F20|”2。

C.F\＞Fz「尸巳。D,尸］＜尸2尸1＜尸2。

29（2020金山二模）如图1所示，O为杠杆的支点'在A点挂一重物，图中力F{F2Fr

凡能使杠杆在水平位置平衡的最小拉力是（）

A,FiB,F2C,F3D,F4

乙一a

图1

30.（2018宝山区二模）一个重为600牛的大人和一个重为400牛的小孩进行登楼比赛，他

们同时从底层出发，结果小孩比大人先到达六楼，那么（）

A.他俩做功一样多。B.小孩做功一定多。

C.大人功率可能大。D.小孩功率一定大。

31.（2020宝山二模）小孩从滑梯上端沿斜面匀速滑到底部，不变的是（）

A.内能B.重力势能C.动能D.机械能

32.（2019普陀二模）质量相同的甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动，它们的

si图像如图2（a）、（b）所示，则下列说法中正确的是（）

A.甲、乙运动快慢相同B.运动5秒两车相距1.5米

C.甲、乙的动能可能都变大D.甲、乙的机械能可能都变大

三、计算题

33.（2020宝山二模）杠杆平衡时，动力后的大小为20牛，动力臂lx为0.3米，阻力臂/2

为0.2米，求阻力B的大小。

34.（2018闵行二模）如图12所示，一根长为1.2米的轻质杠杆OA可绕固定点。转动，

C点处悬挂一重为60牛的物体。（已知AB=BC=CD=DO）

（1）若在8点用竖直向上的力使杠杆在水平位置平衡，求这个力的大小。

（2）若在4点施加一个力使杠杆水平平衡，甲同学认为该杠杆一定是省力杠杆，乙同学认

为该杠杆可能是费力杠杆。你赞同哪位同学的观点，并说明理由。

XoD;__-4

图12

35.如图11所示，轻质杠杆OA可绕。点转动，杠杆长0.4米，在它的中点B处挂一重20

牛的物体Go若在杠杆上A端施加最小的力F,使杠杆在水平位置平衡，求力F的大小和

方向。

图11

36.如图10所示，小胡同学用30牛的水平向左的力尸推动重为200牛的超市购物车，购

物车在15秒内沿水平方向匀速前进了10米。求:

KVx.wKV'CKxvvxxv

图10

⑴购物车所受的摩擦阻力£

⑵推力F在这过程中所做的功W；

⑶对应的功率P。

四、探究实验题

37.（2019徐汇二模）在“探究杠杆平衡的条件”实验中，应将杠杆的中点支在铁架台上，

调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在____位置保持平衡。若在图11所示的A点悬挂钩码，

并在B点用力使杠杆平衡，为顺利完成实验，则应将弹簧测力计沿方向用力拉杠杆

（选填“BM”、“BN"、"BP"或"BQ”）。

图11

38.（2020虹口二模）在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为得出实验结论，需多次改变杠

杆受到作用力的大小、和作用点，使杠杆始终在位置保持平衡。

39.（2020奉贤二模）如图14所示，弹簧测力计的量程为牛，它的示数为牛。

在“探究杠杆平衡的条件”实验中，如图15（a）所示，为使杠杆在水平位置平衡，可调节杠

杆右端的平衡螺母向移动；调节杠杆平衡后，在图15（b）的A位置挂6个钩码，则

应在B位置挂一个相同的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡。

图14

40.在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为方便得出实验结论需始终使杠杆在.位置保

持平衡；在图11,若测力计示数为2牛,将一个重为1牛的钩码挂在杠杆的.刻度处

时（选填“A”、"B”、"C"、或"D"）,杠杆能保持平衡。

图II

41.（2020浦东新区二模）如图所示的实验仪器称为,此时它的示数为—牛。

在“探究杠杆平衡的条件”实验中，在搜集证据前，应调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在

位置保持平衡；本实验中，弹簧测力计对杠杆施加力的方向必须―

\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\'

42.在探究“杠杆平衡条件”的实验中。挂上钩码后，杠杆的状态如图19所示，此时可以

通过调节，使杠杆在位置平衡。在探究二力平衡条件时，要使物体保持

状态。上述两个实验都需要进行多次实验，目的是。

LJJ

图19

43.（2019闵行二模）在“探究杠杆平衡条件”的实验中，杠杆两端的螺母的作用是。

如图16所示，在已经调节平衡的杠杆上的A点悬挂钩码后，可以用弹簧测力计在点

施加竖直向上的力使杠杆再次平衡（选填"A”、"B”、"C”、"D"、"E”）。

44.（2019宝山二模）在“探究杠杆平衡的条件”实验中，若将杠杆的中点支在支架上后，

杠杆静止不动时的位置如图12所示，则应调节,使杠杆在水平位置保持平衡；挂上

钩码后，杠杆静止不动时的位置如图13所示，则应调节,使杠杆再次在水平位置保持

平衡，从而能直接从杠杆上读出动力臂和阻力臂的数值。

图12图13

45.（2020杨浦区二模）某小组同学研究动滑轮的使用特点，他们先用弹簧测力计缓慢提起

重物（重力为2牛），如图8（a）所示，再用动滑轮缓慢提起相同重物，如图8（b）所示；接着

他们换了重物（重力为3牛）再做一次实验，并将实验数据记录在表格中。

①小明看了记录的数嗨法为第F次的数据是我确的，第二次的数据是错的。

小明为了说明理由，画了动滑轮工作示意图（如图9所示），并做了如下分析：

根据如图9所示可知：动滑轮工作时，动力臂«）是直径，阻力臂（外是半径。

再根据杠杆平衡条件：F|ly=F2l2,因为=24所以吊甘&。

因此第一次数据是正确的，第二次数据是错误的。

你认为小明的分析和判断是否合理，请简要说明理由：。

②小明进一步分析第二次实验数据，发现：使用动滑轮提升重物，虽然能省力

但做的功要比不用滑轮直接提升重物所做的功要多，请你分析一下，多做功的原

因可能是°

46.如图8甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让质量不同的

钢球从斜面上同一高度由静止滚下，推动同一木块移动一段距离。图8乙是研究“牛顿第一

定律”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的

水平面上运动。请回答以下问题：

①设计中实验的目的是研究钢球动能的大小与的关系；设计乙实验的目的是研究小

车的运动与所受的关系.

②甲实验是通过观察,从而间接判断钢球动能的大小；乙实验是通过观察小车在

粗糙程度不同的水平面上运动的远近，推理得出：。

47.（2018静安二模）某小组同学在学习力臂概念之后，继续研究学习杠杆。

①他们以图12中的扳手拧动螺母为例，讨论“杠杆转动的效果跟哪些因素有关”的问题。

小明认为，无论拧紧还是拧松螺母，同样大小的力F作用在扳手的A点处都要比作用在B

点处方便。由此，小明猜想：杠杆的转动跟作用力尸及其作用点到支点的距离s有关。

部分同学不赞同小明的猜想。他们认为，如果作用在扳手的力尸没有力臂，则力尸根本不

能去拧紧或拧松螺母。因此，杠杆的转动只跟作用力产及其力臂/有关，跟力的作用点到支

点的距离s是无关的。

请在图中扳手的A点处，用力的示意图表示不能使扳手发生转动的力凡

②同学们在认识到杠杆转动的效果跟力、力臂有关后，利用带刻度的均匀杠杆、钩码、弹

簧测力计等器材进一步研究杠杆平衡的条件。他们按图13所示的方案实验，使杠杆处于水

平位置静止，并记录动力Q、动力臂小阻力&、阻力臂，2在表一中。

（厘米）（厘米）

方案：在杠杆的两侧挂等量的钩码j；-42

图13---------------------------------------------------------------------------

该小组同学分析比较表一数据后，发现可以得出多个不同的结论。他们经过思考，认为图

13所示的方案存在缺陷，于是调整补充了方案重新实验并得出杠杆平衡的条件。

（a）你认为图13所示方案的缺陷是：o

（b）请你在图14中用简图形式调整或补充两个不同的实验方案。

岳□□□H□।I।........................11111

ZJ—ZJ—

方案一方案二

48.（2018青浦区二模）为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点，某小组同学利用不同

的滑轮将重为10牛的物体匀速提起，滑轮的工作情况和实验数据如下表所示。

①分析比较实验序号可得出的初步结论是：使用定滑轮匀速提升重物时，不改变力的

大小，可以改变用力方向。

实验序号123456789

定滑轮动滑轮

滑轮工作a

情况9¥¥¥y¥Y

滑轮重（牛）111123333

拉力（牛）1010105.56.06.57.28.0

②分析比较实验序号4、5和6可得出的初步结论是：利用动滑轮匀速提升相同的重物时，

滑轮越重，;竖直向上的拉力等于。

③分析比较实验序号6、7和9可以得到的结论是：o

④依据第③小题的结论可推断实验序号8中拉力大小的范围为牛。

49.小李和小红同学研究“使用动滑轮缓慢提起重物时所需竖直向上的拉力F与哪些因素有

关”，他们用图16所示装置，将不同物体缓慢提起，分别测出物体所受重力G物和所需拉力

F的大小,数据记录在表一中。然后，他们更换滑轮，重复实验，将相关数据记录在表二、

表三中。

表一,：G滑轮=1.0牛表二：G滑轮=2.0牛表三：G滑轮=3.0牛

实验G变实验G物实验G：

尸（牛）尸（牛）尸（牛）

序号（牛）序号（牛）序号（牛）

12.01.552.52.394.03.5

22.51.863.02.5105.04.0

33.02.073.52.8116.04.5

图16

44.02.584.03.0127.05.0

①分析比较表一、表二或表三中尸与G物的变化关系及相关条件，可得出的初步结论是:

②分析比较实验序号中的尸与的变化关系及相关条件，可以得出的初步结

论是：使用动滑轮缓慢提起重物，物体的重力G粉相同，滑轮的重力G制e越大，所需竖直向

上的拉力尸越大。

③小李同学分析比较各组数据中的大小关系及相关条件，得出结论：使用动滑轮沿竖

直方向缓慢提起重物，可以省力。

④小红同学认为小李同学的实验结论，不具有普遍规律，原因在于：。

50.某小组探究杠杆平衡条件的实验中发现，当动力臂或阻力臂发生变化时，使杠杆平衡的

动力大小就要随之改变，他们为了知道使杠杆平衡的动力大小与两个力臂大小之间的关系，

他们在已调水平平衡的杠杆左端悬挂等重的钩码如图18所示，将钩码对杠杆的作用力定为

阻力F2,在支点另一侧通过悬挂钩码施加动力为，调节动力臂人及阻力臂/2大小使杠杆在

水平位置平衡，并将实验数据记录在表一、表二中。

（1）分析比较实验序号1、2与3的数据及相关条件，这是在研究动力的大小与的

关系，分析数据初步归纳得出的结论是：o

（2）分析比较实验序号的数据中动力B与阻力臂L2变化的关系可以归纳得

出的初步结论是：使杠杆在水平位置平衡，当阻力和动力臂相同，动力的大小与阻力臂成正

比。

（3）小明为了验证第（2）题中的结论，用以调节好的弹簧测力计代替钩码在支点的左侧对

杠杆施加动力，当杠杆在水平位置平衡时得到的实验数据如表三，他发现这组实验数据无法

验证上述结论，你认为他的实验中可能存在的问题是：。

表三

实验F2h4

序号（牛）（厘米）（牛）（厘米）

768512

8612812

96201112

（4）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可归纳得出初步结论:

（a）分析比较1与4、2与5、3与6的数据可初步归纳得到:,动力大小相同。

（b）分析比较1、2、3或4、5、6中的数据可初步归纳得到：。

51.某小组同学为了探究物体在水平面上移动的距离与哪些因素有关，设计了如图16所示的

实验装置。质量为〃，的物体从斜面上滑下时，在水平面上移动了一段距离s。实验中，该小组

同学利用位移传感器测出了物体刚到达水平面时的初始速度V、以及在水平面上移动的距离S。

相关数据记录在表1中。

表一:

序号ni（千克）V（米/秒）s（米）

10.121

20.221

30.144

40.244

50.169

60.269

①实验中可以通过改变来改变初始速度Vo

②根据实验数据可知：S与无关。

③根据实验序号1与3与5或2与4与6的数据及相关条件，可得出的初步结论是：同一水

平面上，物体在水平面上移动的距离随初始速度v的增大而,再进一步定量分析,

发现物体移动的距离与成正比。

④该小组同学还想利用该实验探究物体动能大小与哪些因素有关。根据数据中质量不同的物

体移动的距离相等，有同学得出了物体动能大小与质量无关的结论。请你判断：该结论是

的（选填“正确”或“错误”），理由是o

专题05机械和功

考占

1.知道杠杆；理解杠杆平衡的条件。

2.知道滑轮；理解定滑轮；理解动滑轮。

3.理解功和功率。

4.知道动能；知道势能；知道机械能；知道动能与势能的相互转化。

5.学生实验：学会探究杠杆平衡的条件。

一、填空题

1.如图7所示，健身器是人们喜爱的运动装置，图（a）装置主要由组合而成的（选

填“杠杆”、“定滑轮”或“动滑轮”）。当有人用力将图（b）装置右端下方的重物拉起时，

重物的重力势能将，利用此装置的目的主要是为了（选填“省力”、“省距离”或

“改变用力的方向”）。

【答案】杠杆；增大；改变用力方向。

【解析】图（a）装置主要由杠杆组合而成的。图（b）装置上方是定滑轮，定滑轮不省力，

但是可以改变力的方向，当用力将图（b）装置右端下方的重物拉起时，重物的质量不变，

高度升高，所以重力势能将增大；利用此装置（定滑轮）的目的主要是为了改变用力方向。

2.（2018虹口区二模）在图4中，A装置是滑轮（选填“定”或“动”）。若用5牛

的拉力将国旗匀速提升10米，拉力做的功为焦；匀速提升过程中，国旗的动能

（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】定，50,不变。

【解析】旗杆上的滑轮是定滑轮，使用它不省力，不省距离，只能改变力的方向。

拉力做功为W=FS=5Nxl0m=50J

匀速提升过程中，国旗的质量、速度都不变,

图4

3.（2019杨浦二模）如图7所示的滑轮是一.滑轮（选填“定”或“动”）,它的实质是杠

杆（选填“省力”或“等臂”），若重为1（）牛的物体A在力尸作用下上升2米，此过程中拉力尸

做的功为.,焦。

【答案】定，等臂，20。

【解析】图中的滑轮是定滑轮，使用它不省力，不省距离，只能改变力的方向，它的实质是

等臂杠杆。

拉力做功为W=FS=10NX2m=20j

4.（2020长宁二模）用图4所示的轻质滑轮匀速提升重力为20牛的物体，若不计摩擦，所

需竖直向上的拉力为_____牛。该滑轮可等效为杠杆，其动力臂是轮的（选填“半径”

或“直径”）。在匀速上升过程中，物体具有的机械能（选填“减少”、“不变”或“增

加"）。

图4

【答案】10,直径，增加。

【解析】图示为动滑轮，不计摩擦和滑轮重力，可以省一半的力，则图中绳子的拉力

F=l/2G=l/2X20N=10N

动滑轮其实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，其动力臂是轮的直径，阻力臂是半径。

在物体匀速上升过程中，物体的质量不变，速度不变，高度升高，所以动能不变，重力势能

变大，机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能增加。

5.（2020徐汇二模）如图4所示，不计滑轮重及摩擦，物体重力为20牛。图中的滑轮可以

看成杠杆，当物体在力F作用下以0.5米/秒的速度匀速上升时，力F为牛。

若该物体在力F2作用下以1米/秒的速度匀速上升，与以0.5米/秒的速度匀速上升时相比,

木块受到的合力将（选填“变大”“不变”或“变小”）。

♦“y.

科

图4

【答案】等臂，10,不变。

【解析】图中的滑轮是定滑轮，使用它不省力，不省距离，只能改变力的方向，它的实质是

等臂杠杆。当物体在力F作用下匀速上升时，受到的力为平衡力，其合力都不变，为0,与

物体匀速运动的速度无关。

6.（2020松江二模）如图3所示，分别利用甲、乙两滑轮匀速提起两个重物，其中乙为滑

轮，使用时相当于_____杠杆；不计滑轮重力及摩擦，若拉力F|=F2,则GAGB（选填

“小于”、“等于”或“大于”

【答案】动，省力，小于。

【解析】乙滑轮随货物一起升降为动滑轮，使用时相当于省力杠杆，省•半力

F2=1/2GB,GB=2F2；

甲中滑轮不随货物升降，为定滑轮，甲滑轮的优点是改变用力方向，不省力

FI=GA，因为拉力F|=F2，所以GA小于GB。

7.（2020奉贤二模）如图7所示，是可以看作省力杠杆的滑轮（选填"A"或”B"）。

若物体受到的重力均为8牛且处于静止状态，不计摩擦和滑轮的重力，B的大小为—牛。

物体上升时的重力势能（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

【答案】B：8；增大。

【解析】（1）A是定滑轮，本质是等臂杠杆，不省力，也不费力；B是动滑轮，本质是动力

臂是阻力臂二倍的杠杆，省一半力；

（2）使用定滑轮不省力也不费力，故R的大小为8N；

（3）物体上升时，高度升高，质量不变，故它的重力势能增大。

8.（2018闵行二模）如图5所示，不计滑轮重及摩擦，物体A、B均重为20牛。当用力

匀速提升物体B时，以滑轮的轴为参照物，物体B是的（选填“静止”或“运动”）,

此时力&大小为牛。若Q和B所做的功相等，物体A、B移动的距离之比是。

【答案】静止；10；1:1。

【解析】当用力&匀速提升物体B时，物体B与滑轮的轴相对静止，以滑轮的轴为参照物，

物体B是静止的，使用动滑轮时省一半力，力B大小为10牛：

若外和出所做的功相等，即提高物体做的功相等，可得

WA=WB，GA/ZA=GB〃B，GA=GB，/?A=加，

即物体A、B移动的距离之比是1:1。

A、B重均为6牛，在水平拉力的作用下使物体A、B做匀速直线运动。若它们受到的滑动

摩擦力均为2牛，则拉力F｝为牛。物体B在5秒内运动了2米，则拉力尸2对物体B

做了—焦的功，它的功率是—瓦。

图6

【答案】2：4；0.8«

【解析】物体A、B做匀速直线运动，在水平方向上受到滑动摩擦力与拉力的作用，这两个

力是平衡力，大小相等。左图为定滑轮，使用时不省力，拉力的大小与滑动摩擦力的大小相

等，则拉力吊为2牛。右图为动滑轮，使用时省一半力，费一倍距离，所以拉力的大小等

于滑动摩擦力大小的一半，拉力&为1牛。

物体B在5秒内运动了2米，拉力F2移动的距离为4米，则拉力&对物体B做功

JV2=FS=lNX4m=4J«

功率是P=WZ/=4J/5.v=0.8W

10.（2019嘉定二模）甲车沿直线从高处下滑，它运动的s-f图像如图5所示，则8秒内小

车的速度为米/秒，小车的动能，重力势能（后两空均选填“增大"、"不

变”或“减小”）。

【答案】0.5；不变；减小。

【解析】甲车做匀速直线运动，8秒内小车的速度为v=%6米/12秒=0.5米/秒；

小车的质量与速度都不变，所以动能不变；因为小车沿直线从高处下滑，高度减小，所以重

力势能减小。

11.（2019宝山二模）跳台滑雪比赛时（如图5所示），运动员在跳台上的助滑道下滑过程

中，运动员的重力势能不断转化为运动员的能;于台端飞出后，由于运动员具有,

他会在空中继续向前飞行：同时他在空中始终受到竖直向下的—力作用，因此他最终会落

在低处的雪道上。

图5

【答案】动能；惯性：重。

【解析】运动员在跳台上的助滑道下滑过程中，运动员的速度越来越大，高度越来越低，是

把重力势能不断转化为运动员的动能；于台端飞出后，由于运动员具有惯性，他会在空中继

续向前飞行；同时他在空中始终受到竖直向下的重力作用，因此他最终会落在低处的雪道上。

12.（2018浦东新区二模）用轻质杠杆0A匀速提升重为30牛的物体，OA=1.2米，OB=0.4

米。在图4所示位置平衡时，力尸的大小为牛，这是一个（选填“省力”、“费

力”或“等臂”）杠杆。若把力尸的作用点向左移动一段距离，为使杠杆仍在图示位置平衡，

则力尸将（选填“变大"、“不变”或“变小”）。

【答案】90；费力；变大。

【解析】g=G=60牛根据杠杆平衡条件FUh

F=FI=F2,2〃I=30牛x0.4米/1.2米=90牛因为F>G,所以这是一个费力杠杆。

若把力F的作用点向左移动一段距离，动力臂变小，阻力及阻力臂不变，根据杠杆平衡条

件

可知：为使杠杆仍在图示位置平衡，则力F将变大。

13.（2018奉贤二模）如图6所示，小徐利用滑轮匀速提升货物，若货物重100牛，在拉力

尸的作用下4秒内升高了1米,不计摩擦和绳的重力，则在这段时间内，拉力尸做功为—焦,

功率为瓦。

某汽车发动机的铭牌标有“78KW”字样，表明该汽车发动机正常工作时做功比小徐此时做

功快倍。

【答案】100,25,3l20o

【解析】这是定滑轮，不省力，也不费力，拉力厂做功为

IV=FS=100NXlm=100J,

功率是P=W7/=100J/4.v=25W

汽车发动机的额定功率78KW=78000W,

该汽车发动机正常工作时做功与小徐做功快的倍数之比：

Pt/P2=78000W/25W=3120

14.（2019奉贤二模）如图6所示，当牛顿看到苹果从树上掉落下来的现象后，经过思考得

出下落原因是苹果受到了地球的吸引力作用且力的方向指向地球。小龙和小红同学就苹果从

树上掉落下来的现象进行了讨论和交流，一致认为苹果的高度下降了且苹果的速度越来越大。

请你根据所学的物理知识，对苹果的高度和速度的变化分别做出合理的解释：

图6

①苹果高度下降的原因是;

②苹果速度越来越大的原因是。

【答案】①苹果受到重力作用，运动状态改变，且向下运动；②苹果的重力势能转化为动

能，且随着高度的下降动能越来越大或苹果受到重力作用，且作用效果越来越明显。

【解析】①苹果高度下降的原因是：苹果受到重力作用，运动状态改变，且向下运动；

②苹果速度越来越大的原因是：苹果的重力势能转化为动能，且随着高度的下降动能越来越

大或苹果受到重力作用，且作用效果越来越明显。

15.滑轮是变形的杠杆，滑轮与杠杆在实际生产、生活中使用时既有相似之处，也有不同之

处。现以省力杠杆和动滑轮分别提升同一重物的过程为例，比较省力杠杆与动滑轮的使用特

点。

①下例各项中，省力杠杆和动滑轮使用时都可以实现的：（填序号）；

A能省力；B能改变用力的方向；C能省距离；D即能省力又能省距离。

②与动滑轮相比，说明省力杠杆使用的优劣。优势：；缺点：o

【答案】①A；②优势：动力臂可以大于阻力臂的2倍，能更省力；可以改变用力的方向，

实现既能省力又能改变用力的方向。缺点:不能连续转动,不能实现大幅度提高物体的位置。

【解析】①省力杠杆和动滑轮使用时都可以省力，但是不能改变用力的方向，都费距离，所

以选A。

②与动滑轮相比，省力杠杆使用的优势：动力臂可以大于阻力臂的2倍，能更省力；可以

改变用力的方向，实现既能省力又能改变用力的方向。缺点：不能连续转动，不能实现大幅

度提高物体的位置。

16.在学习了杠杆的“支点、动力和阻力”三个要素后，某小组同学进行探究杠杆平衡条件

的实验，实验装置如图4