2025中考物理第04讲功、能与简单的机械(学生版)

试题资源网第PAGE"pagenumber"pagenumber页，共NUMPAGES"numberofpages"numberofpages页第04讲功、能与简单的机械（复习篇）目录考点聚焦：核心考点+中考考点，有的放矢重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升学以致用：真题经典题+提升专练，全面突破核心考点聚焦1.功、功率及其计算2.机械能的相互转化3.杠杆4.滑轮及滑轮组5.其他简单机械6.机械效率中考考点聚焦常考考点真题举例力做功的必要条件2023·四川乐山功的大小比较2023·山东济南功、功率的计算2023·四川资阳机械能的相互转化2023·江苏南京杠杆的平衡条件2023·四川绵阳探究杠杆的平衡条件2023·湖北襄阳杠杆的最省力问题2023·辽宁鞍山滑轮组及其机械效率的计算2023·四川乐山斜面模型及其相关计算2023·四川泸州测量滑轮组的机械效率2023·湖南湘潭1．机械能项目概念影响因素动能物体由于运动而具有的能质量和速度重力势能物体由于被举高而具有的能质量和高度弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能形变程度2.机械能守恒如果一个过程中，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和就保持不变，这就是机械能守恒。3.功（1）功、功率的区分公式单位物理意义功（或）焦耳（J）做功的多少功率（或）瓦特（W）做功的快慢（2）做功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②沿力的方向有移动的距离；（3）功的原理：使用任何机械都不省功，对任何机械都适用。（4）有用功：不利用机械设备，直接对物体做的功（5）额外功：克服阻力或对机械设备克服重力做的功（6）总功：人或机械设备拉力做的功，即绳端拉力做的功3.杠杆（1）定义：在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就叫杠杆。（2）杠杆的五要素：①支点：杠杆绕着转动的点（O）②动力：使杠杆转动的力（F1） ③阻力：阻碍杠杆转动的力（F2） ④动力臂：从支点到动力的作用线的距离（L1）。 ⑤阻力臂：从支点到阻力作用线的距离（L2）（3）杠杆平衡的条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，或写作：F1L1=F2L2（4）杠杆的平衡判断：杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动，杠杆就处于平衡状态。（5）杠杆力臂的画法①明确支点，用O表示；②通过力的作用点沿力的方向画一条直线；③过支点O作该力的作用线的垂线；④用两头带箭头的线段标示出支点到力的作用线的垂线段，写上相应的字母L1（或L2）。（6）杠杆分类及特点：类型力臂受力情况特点例子省力杠杆L1>L2F1<F2省力费距离开瓶器、羊角锤费力杠杆L1<L2F1>F2费力省距离筷子、钓鱼竿等臂杠杆L1=L2F1=F2既不省力也不省距离跷跷板、托盘天平4.滑轮、滑轮组及特殊模型的机械效率（1）滑轮的分类定滑轮动滑轮示意图定义中间的轴位置不动的滑轮和重物一起上升的滑轮实质等臂杠杆动力臂为阻力臂2倍的杠杆（2）特殊模型机械效率①竖直面上滑轮组a.总功、有用功和额外功b.效率问题忽略绳重和摩擦，绳子自由端的拉力：，滑轮组的机械效率：。②水平面上的滑轮组设绳子的拉力为F，物体被拉动的摩擦力为f，则克服摩擦力做的功为有用功，滑轮组匀速拉动物体时的机械效率：考点1：机械能的相互转化【例1】小明课后练习发高远球，羽毛球离拍后的飞行轨迹如图曲线所示，其中CD段羽毛球匀速下落.下列有关说法正确的是（）A．羽毛球上升过程中，有部分动能转化成了重力势能B．羽毛球飞行的整个过程中，机械能总量保持不变C．飞行过程中，羽毛球经过最高点B处时，动能为零D．羽毛球离拍后继续上升过程中是由于惯性，且球拍在对球做功解题归纳：（1）机械能指的是动能、重力势能和弹性势能的总和。（2）机械能守恒判断方法：①只有动能、重力势能和弹性势能三者间的相互转化，机械能守恒；②当无外力做功时，机械能守恒；③无空气阻力，无摩擦力做功时，机械能守恒。（1）游码未归零：考点2：功和功率的计算【例2】放在粗糙程度相同的水平地面上的物体受到水平拉力和摩擦力的作用，在0~6s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示。求：（1）在0~6s内物体通过的路程；（2）摩擦力的大小；（3）在0~6s内拉力做的功。解题归纳：（1）做功的两个必要条件：一是有力作用在物体上，二是沿力方向有移动距离。（2）功的计算公式：和。（3）功率的计算公式：和考点3：杠杆的最省力问题【例3】如图所示，AB=BC=CD，石头对杠杆的阻力F2=60N，且方向垂直于杠杆。请您分析，撬动石头时，作用在D点的动力最小，该动力的大小为N（忽略杠杆的质量）。解题归纳：将质点O与最长的端点相连，此时有最长的动力臂l1。当动力臂l1最长时，动力F1最小。考点4：杠杆的动态平衡分析【例4】如图所示，在长为L的轻质均匀杠杆的中点处悬挂一重物，在杠杆的最右端施加一个始终与杠杆垂直的力F，杠杆保持平衡。若不考虑杠杆的自重和阻力，则杠杆从水平位置向上转动过程中，拉力F大小（）A．逐渐变大B．逐渐变小 C．保持不变 D．先变大再变小解题归纳：对于杠杆的动态平衡问题，需要正确做出动力臂和阻力臂，寻找不变量，利用杠杆的平衡条件公式，判断杠杆的动态平衡问题。考点5：竖直滑轮组及其机械效率的计算【例5】如图，工人师傅正使用滑轮组在20s的时间内，使重物匀速提升了4m。已知工人对绳子的拉力为200N，动滑轮重20N，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，工人所做的有用功为J，机械效率为%。解题归纳：对于竖直方向的滑轮组，计算其机械效率时，需要着重注意是否徐亚考虑绳子和滑轮间的摩擦。如果不考虑摩擦，则可以利用：如果考虑绳子间的摩擦，则上诉公式不成立，只能利用进行计算。考点6：水平方向滑轮组及其机械效率的计算【例6】建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法错误的是（）①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s②物体受到的拉力为750N③拉力F的功率为375W④滑轮组的机械效率为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解题归纳：对于水平面上的滑轮组，需要注意是否考虑绳子与滑轮间的摩擦。如果不考虑摩擦，此时的机械效率为100%，没有研究意义。则此时的受力情况有F=nf。如果考虑绳子与滑轮间的摩擦，考点7：复杂滑轮组的相关计算【例7】如图，小强站在一个平板上，用如图所示的滑轮组匀速把木板和自己向上拉了1m高。已知小强体重为500N，木板重300N，每个滑轮重均为40N。若不考虑摩擦及绳重，则小强的拉力为N，小强对平板的压力为N。

解题归纳：此类题型难度较大，需要采用整体法和隔离法队滑轮进行受力分析，利用力的平衡建立方程求解。特别提示，对于同一个绳子，任何一个地方的拉力大小均相等。考点8：斜面模型及其相关计算【例8】如图所示，重为G的物体在平行于斜面的拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。已知斜面的长为s、高为h，物体从斜面底端匀速运动到顶端的过程中，关于该过程，下列判断正确的是（）A．拉力做的有用功为fs B．拉力做的总功为GhC．斜面对物体的摩擦力大小为f=F﹣ D．斜面的机械效率为解题归纳：对于斜面模型问题，需要明确拉力提供物体的总功，物体克服自身重力做功为有用功，克服摩擦力做功为额外功。对于摩擦力的计算，在初中阶段，只能利用求额外功的方法求解。考点9：机械效率的综合问题【例9】如图甲所示，重为16N、底面积是40cm2的物体A在拉力F的作用下，5s内匀速运动了0.5m．拉力做的功随时间变化的图象如图乙所示．物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重G的0.25倍．求：（1）物体A静止在水平地面时对地面的压强（2）5s内拉力F对物体A做的有用功（3）滑轮组的机械效率解题归纳：竖直水平拉物体的滑轮组问题，需要明确有用功的大小等于克服摩擦力做功，并非克服重力做功。其机械效率的算法与竖直面上的滑轮组的计算方向相同。一、选择题1．（2023·江苏镇江·中考真题）小华参加校外劳动时，经历了如下过程：①她用力搬一筐玉米，未能搬起；②她又用力推筐，仍未推动；③在小明的帮助下，他们将这筐玉米抬起并放到手推车上；④接着他们用水平力推着手推车沿水平路面前往仓库。则（

）A．①中小华对这筐玉米做了功 B．②中小华对这筐玉米做了功C．③中他们对这筐玉米做了功 D．④中他们对手推车没有做功2．（2023·海南·中考真题）4月26日我省举行了首届中学生自制水火箭比赛。参赛选手对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天。在水火箭上升过程中，下列说法正确的是（）A．水火箭能起飞是受到水对它向上的推力B．水火箭受到的重力不变C．水火箭的动能一直增大D．水火箭的重力势能一直增大3．（2023·江苏盐城·中考真题）小华利用橡皮筋和钩码制作了如图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中（）A．动能转化为弹性势能 B．弹性势能转化为动能C．重力势能转化为弹性势能 D．弹性势能转化为重力势能4．（2023·山东淄博·中考真题）肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（）

A．前臂杠杆是省力杠杆B．肘关节处可以视为支点C．肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力D．前臂保持水平时，阻力臂最长5．（2023·四川甘孜·中考真题）2022年11月30日，神舟十五号与神舟十四号乘组首次实现“太空会师”。如图所示，在加速升空的过程中，神舟十五号载人飞船的（）

A．动能不变 B．重力势能减少 C．机械能减少 D．机械能增加6．（2023·云南·中考真题）如图甲所示，用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物，货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。动滑轮重80N，不计绳重和摩擦，则（）

A．绳子自由端移动的速度为0.5m/s B．拉力F为800NC．拉力F的功率为360W D．动滑轮的机械效率为90%7．（2023·四川广安·中考真题）学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（）

A．拉力做功80J B．拉力的功率为20WC．动滑轮重12.5N D．若增大衣物的质量，机械效率将减小8．（多选）（2023·辽宁朝阳·中考真题）如图所示，用40N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重500N的物体A以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s。已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中，下列说法正确的是（）A．绳子自由端移动的距离为6m B．物体A受到的摩擦力为90NC．拉力F做的功为240J D．拉力F的功率为19.2W二、填空题9．（2023·青海西宁·中考真题）如图所示，工人用300N的拉力，在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中拉力F所做的有用功为J，滑轮组的机械效率为，拉力做功的功率为W。10．（2023·辽宁盘锦·中考真题）如图所示滑轮组中定滑轮的作用是。小铭用该滑轮组将重的物体匀速提高，动滑轮重为，不计绳重和摩擦，则小铭所用拉力；若物重增大，该滑轮组机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。11．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，在“测定滑轮组的机械效率”实验中，小明匀速向下拉动绳子，2s内物体上升20cm，G物=10N，F=6N，不计绳重和摩擦。

（1）重物上升的速度v物=m/s；（2）动滑轮的重G动=N，滑轮组的机械效率η=%；（3）小明想更省力，他只改变了滑轮组的绕线方法，滑轮组的机械效率将。12．（2023·辽宁锦州·中考真题）如图所示，重100N的物体A在水平拉力F的作用下以0.1m/s的速度匀速运动10s，弹簧测力计的示数为20N，滑轮组的机械效率为80%。则拉力F所做的功是J，拉力F的功率是W，物体A受到的摩擦力是N。（不计绳重和滑轮重）

13．（2023·四川泸州·中考真题）小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P=W，斜面的机械效率η=%，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=N。

三、作图题14．（2023·四川资阳·中考真题）“不倒翁”是一种古老的中国儿童玩具，最早记载出现于唐代。其特点是一经触动就会摇摆，并可在自身重力作用下恢复直立状态。图甲为一“不倒翁”静置于水平面的实物图，图乙为其受到拉力F后处于倾斜静止状态的简化示意图。如果C为“不倒翁”的重心，P为拉力F作用点。请在图乙中画出此时不倒翁所受的重力G、支持力N、最小拉力F及其力臂L。四、实验题15．（2023·湖南湘潭·中考真题）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：

实验次数钩码重力G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳子自由端移动距离s/cm机械效率η12.051.01566.7%24.051.81574.1%34.0101.83074.1%46.052.515（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为m/s；（2）第4次实验时所做的有用功为J，滑轮组的机械效率是%；（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度（选填“有关”或“无关”）；（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是。A．换用更轻的动滑轮B．加快提升物体的速度五、计算题16．（2023·辽宁丹东·中考真题）某小汽车的质量为1500kg，轮胎与水平地面总接触面积为0.05m2。小汽车在平直的公路上匀速行驶6.9km，消耗汽油0.5kg，已知小汽车匀速直线行驶时受到的阻力为1000N。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：（1）该小汽车在水平地面上静止时对地面的压强；（2）在此过程中该小汽车牵引力所做的功；（3）该小汽车发动机的效率。17．（2023·四川乐山·中考真题）中国目前已成为世界基建强国，如图1所示的塔吊是基建的常用设备，其结构可简化为如图2所示的滑轮组模型。已知物体质量为120kg，动滑轮的重为300N，在绳子自由端施加拉力F后物体在10s内匀速上升5m。不计绳重和一切阻力，g取10N/kg。求：（1）物体上升的速度；（2）10s内拉力F的功率；（3）滑轮组的机械效率η。

18．（2023·黑龙江绥化·中考真题）水平桌面上有一个底面积为200cm2的圆柱形容器，容器中水的深度为15cm。如图所示，用细