重難點(diǎn)09功和機(jī)械能、簡單機(jī)械

命題趨勢J

常以生活場景（如跳傘、引體向上）或科

機(jī)械能及其

技背景（航天衛(wèi)星）命題，注重功、功率

轉(zhuǎn)化

的綜合計(jì)算及機(jī)械能守恒的判斷。

杠桿的分

類、作圖區(qū)分杠桿類型（省力/費(fèi)力/

作圖（力臂、最小動力）、平衡條件計(jì)算、等臂）、滑輪組特點(diǎn)（省力與費(fèi)

杠桿的平衡

杠桿類型判斷等。距離關(guān)系），可能以選擇題形式

條件及其應(yīng)

考查易錯(cuò)點(diǎn)，如“定滑輪是否省

用

力”“機(jī)械效率與功率的關(guān)系”。

近年考查頻率上升，多與斜面、滑輪組結(jié)

機(jī)械效率的合，重點(diǎn)考查動滑輪、定滑輪的特點(diǎn)及機(jī)

計(jì)算械效率計(jì)算，常與力學(xué)綜合題結(jié)合（如工

人拉繩提升重物）。

<1

I?難詮釋

知識必備解題技巧限時(shí)提升練

絹

目判斷斜由機(jī)械

實(shí)驗(yàn)考能及條件

錄機(jī)械

的計(jì)點(diǎn)匯總其轉(zhuǎn)及計(jì)

能算公化算

【知識必備】

試卷第1頁，共10頁

1、做功的兩個(gè)必要條件

有距離無力力與移動方向相互垂直

有力無距離

三種不做功的情況VV

-----/

2、動能和勢能

重力勢能彈性勢能

物體由于運(yùn)動而物體由于受到重力并處于一定高度物體由于發(fā)生彈性形變

定義

具有的能時(shí)所具有的能而具有的能

影響物體的質(zhì)量、物體物體的材料和彈性形變

物體的質(zhì)量、高度

因素運(yùn)動的速度程度

3、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

（1）機(jī)械能：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

（2）機(jī)械能轉(zhuǎn)化

速度增大彈性形變增大

ifi力單度減速動型經(jīng)生彈性

勢能■高度增大能"速度增大勢能

速度減小彈性形變減小

（3）機(jī)械能守恒：在只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，機(jī)械能的總量保持不變。

4、杠桿分類及應(yīng)用

力臂關(guān)

=

ii>i2h<1211h

系

既不省力也不省距離，能改變力的

特點(diǎn)省力費(fèi)距離費(fèi)力省距離

方向

試卷第2頁，共10頁

應(yīng)用舉羊角錘、瓶起子、鋼釣魚竿、筷子、食

天平

例絲鉗品夾、船槳、鑲子

5、定滑輪與動滑輪

軸可以隨著被吊物體一起運(yùn)動的滑

定義軸固定不動的滑輪

輪

實(shí)質(zhì)等臂杠桿動力臂是阻力臂2倍的省力杠桿

圖示斗*

[1T

特點(diǎn)可以改變力的方向，但不能省力不能改變力的方向，但能省力

F和G的關(guān)

4=6物耳=m%+%)

系

s和h的關(guān)s=h（s為繩端移動距離，h為提升

s=2h

系的高度）

【解題技巧】

1、判斷機(jī)械能是否變化的方法

（1）無外力（除重力及物體彈力之外的力）情況下的機(jī)械能轉(zhuǎn)化：此時(shí)機(jī)械能守恒，動能

和勢能中一種能量減少，另一種能量必然增加。

（2）存在除重力、彈力外其他外力情況下的機(jī)械能變化，由“機(jī)械能=動能+勢能”判斷。若

質(zhì)量和速度不變，高度增加，則動能不變，重力勢能增大，機(jī)械能增大。

2、滑輪組、斜面的計(jì)算公式

試卷第3頁，共10頁

豎直滑s=nh%r=G"

輪組（不/_G物一時(shí)

-I.2G動〃

"WnFG物+%

計(jì)繩重&

尸=，（G物+G動）

和摩擦）nW&=Fs

水平滑

輪組（不

%=人物

s繩=物

計(jì)繩重〃KnF

"繩=利物亞息二Fs

和繩之

間摩擦）

%r=GQ

%Gh

斜面

"W&Fs

W&=Fs

3、【實(shí)驗(yàn)考點(diǎn)匯總】探究杠桿的平衡條件

（2）杠桿平衡狀態(tài)的判斷：杠桿靜止（或勻速轉(zhuǎn)動時(shí)）處于平衡狀態(tài)。

（3）實(shí)驗(yàn)前的操作

①杠桿的調(diào)平：遵循“左高左調(diào)，右高宏調(diào)”，實(shí)驗(yàn)過程中丕能調(diào)節(jié)平衡螺母。

②實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡的目的：方便測量力臂。

③支點(diǎn)處于杠桿中央的主要目的：避免杠杠良重對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響。

（4）將一端鉤碼換成彈簧測力計(jì)的好處是能直接測出拉力的大小，實(shí)驗(yàn)操作更方便。保持

杠桿始終水平平衡，當(dāng)彈簧測力計(jì)由豎直拉杠桿改為傾斜拉杠桿時(shí)，示數(shù)變化：彈簧測力計(jì)

拉力的力臂變小,示數(shù)會變大。

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：杠桿的平衡條件：動力x動力臂=阻力x阻力臂5h=FQ

試卷第4頁，共10頁

訊時(shí)提升練

【題型1機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化】

（2024?上海?二模）

1.如圖（a）所示為某座山峰的立體圖，其中的環(huán)狀線為海拔高度相等的相鄰各點(diǎn)所連成的

閉合曲線，我們稱之為“等高線”。將等高線投影到平面圖上如圖（b）所示，其中射線與等

高線垂直。

（2）若將同一物體在山峰上重力勢能相等的相鄰各點(diǎn)連成閉合曲線構(gòu)成“等勢線”，則“等勢線”

可以看作圖（b）中的（選填“等高線”或“射線”）。理由是：；賽龍舟時(shí)，

船上的漿手用力向后劃水，船就能前進(jìn)，說明：

（2024?上海?二模）

2.載人飛船返回艙在返回降落過程中高速進(jìn)入地球大氣層，返回艙表面因摩擦溫度升高，

此過程是通過（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式使返回艙表面的內(nèi)能O返回艙

降至一定高度后，打開降落傘進(jìn)一步減速，此過程動能（后兩空均選填“增大”、“不

變”或“減小”）。

（2024?上海寶山?三模）

3.神舟“十七”號載人飛船于去年10月用長征二號F運(yùn)載火箭送至空間站。該火箭發(fā)射時(shí),

它將燃?xì)獾哪苻D(zhuǎn)化為火箭的機(jī)械能；飛船高速飛行時(shí)，宇航員相對其座位是

的（選填“運(yùn)動”或“靜止”）；進(jìn)入空間站時(shí)宇航員的慣性（選填“增大”、“不變”或“減

小”）。

（2024?上海黃浦?三模）

4.中醫(yī)用的拔火罐能吸附在皮膚上是利用的作用；火箭在加速升空過程中，其機(jī)械能

（選填“變大”“不變”或“變小”）；司機(jī)剎車的過程中，輪胎表面的溫度會升高，這是通過—

試卷第5頁，共10頁

的方式改變其內(nèi)能的。

（2024?上海?模擬預(yù)測）

5.2024年4月25日，神舟十八號飛船搭載長征二號廠遙十八運(yùn)載火箭直沖云霄，在火箭

加速上升的過程中，飛船的重力勢能,飛船的慣性,（前兩空均選填“增

大，，、“不變，，或“減小，，）飛船與空間站成功對接后，以空間站為參照物，神舟十八號飛船是一

的（選填“運(yùn)動”或“靜止”）。

（2024?上海嘉定?二模）

6.生活中處處有物理。用砂紙消除“小廣告”時(shí)會感覺到砂紙發(fā)熱，這是通過方式增加

了砂紙的內(nèi)能。高空拋物是違法行為，重物從高空下落的過程中，其能增大。中醫(yī)用

的拔火罐能吸附在皮膚上是利用的作用。

【題型2杠桿的計(jì)算】

（2024?上海?二模）

7.某個(gè)繞支點(diǎn)勻速的杠桿，動力臂長為30m,阻力臂長為10m,動力為20000N,求：阻力

的大小。

（2024?上海靜安?三模）

8.小陳與父親玩蹺蹺板，蹺蹺板的材質(zhì)粗細(xì)均勻，轉(zhuǎn)軸在整塊板的中間。小陳的質(zhì)量為50

千克，離開轉(zhuǎn)軸的距離為2米，當(dāng)父親坐在離開轉(zhuǎn)軸的距離為1.2米時(shí)，剛好平衡。求：

（1）小陳的重力G；

（2）父親的質(zhì)量”。

（2024?重慶?三模）

9.如圖所示，輕質(zhì)薄壁容器盛水8.8kg,其底面積為400cm2且放置在水平的桌面上。輕質(zhì)

杠桿可繞。點(diǎn)轉(zhuǎn)動，杠桿左端/處掛了一個(gè)實(shí)心小球，右端2處施加一個(gè)P=4N的拉力,

此時(shí)杠桿在水平位置平衡，若O/=20cm,05=17cm,求：

（1）繩子對杠桿/端的拉力；

（2）若實(shí)心小球的體積為200cm3,則小球的密度為多少；

（3）水平桌面受到的壓強(qiáng)大小。

試卷第6頁，共10頁

（2024?上海閔行?三模）

10.如圖所示，用力夾斷鋼絲時(shí)，已知阻力凡大小為300牛，阻力臂辦為0.01米，動力

臂力為0.15米，求動力用的大小。

（2024?上海寶山?二模）

11.杠桿平衡時(shí)，動力片大小為10牛，阻力月大小為5牛，阻力臂4為0.8米，求動力臂

A的大小。

（2024?上海松江?二模）

12.杠桿平衡時(shí)，動力臂乙為0.6米，阻力用的大小為30牛，阻力臂為04米，求動力

Fi的大小。

【題型3機(jī)械綜合題】

（2022?上海寶山?二模）

13.如圖所示，物體A和B所受重力都為80牛（不考慮滑輪重力和摩擦），當(dāng)用力分別勻

速提起物體A和B時(shí)，以物體A為參照物，其對應(yīng)的滑輪是的（選填“運(yùn)動”或“靜

止”），力&大小為牛；若兩滑輪自由端被拉動的速度相同，則相同時(shí)間內(nèi)A物體的重

力勢能增加量____B物體的重力勢能增加量（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

試卷第7頁，共10頁

FA

（2024?上海?二模）

14.如圖（a）、（b）所示，物體A、B重均為20牛，不計(jì)滑輪重及摩擦，當(dāng)用力B以速度

力勻速提升物體A時(shí)，力//為牛；當(dāng)用力B以速度v/勻速提升物體B時(shí)，力尸2為

牛；若用力入以速度V2勻速提升物體B,且V/<V2，則巳____6（選填“〉”“=”或“<”）。

（2024?上海閔行?三模）

15.如圖（a）、（b）所示的滑輪應(yīng)用情景中，不計(jì)摩擦和滑輪重力。用大小為10牛的力尸

分別勻速提起甲、乙兩個(gè)物體，圖（b）中物體乙的重力大小為牛；圖（a）中甲物體

被豎直提升1米過程中，它的重力勢能（選填“增大”“不變”或“減小”）），拉力廠所做

（a）（b）

（2024?上海?模擬預(yù)測）

16.學(xué)習(xí)了杠桿知識后，小明發(fā)現(xiàn)人體有很多杠桿:

試卷第8頁，共10頁

（1）踮腳時(shí)主要靠腓腸肌收縮，骨骼和腓腸肌狀況如圖甲所示，身體重力的作用點(diǎn)在8點(diǎn)，

腓腸肌的動力作用點(diǎn)在/點(diǎn)，則踮著的腳可以看作是杠桿；

（2）如圖乙所示，人的頭部、頸椎和頸部肌肉可當(dāng)成一個(gè)杠桿（支點(diǎn)在頸椎O處），當(dāng)頭

顱為豎直狀態(tài)時(shí)，頸部肌肉的拉力為零，當(dāng)?shù)皖^時(shí)，頸部肌肉會產(chǎn)生一定的拉力，2點(diǎn)為肌

肉拉力的作用點(diǎn)，拉力的方向始終垂直于“低頭族”容易造成頸椎損傷，請利用所學(xué)知

識解釋其原因_______。

（2024?上海楊浦?三模）

17.使用圖所示的滑輪分別勻速提起重為10牛的物體，以滑輪為參照物，物體是的

（選填“運(yùn)動”或“靜止”）。當(dāng)繩子自由端被提升2米時(shí)，物體提升米；若不計(jì)摩擦和滑

輪重力，則拉力用大小為牛。

（2024?上海長寧?二模）

18.如圖所示，用豎直向上的力尸勻速提升重20牛的物體A。不計(jì)滑輪和繩的重力及摩擦,

則力F的大小為牛；若將連接物體A的繩剪斷，物體A在下落過程中受到空氣阻

力的大小為1牛，方向豎直向上，則物體A受到合力的大小為牛。質(zhì)量為5千克

的水，溫度降低2（TC,水放出的熱量為焦。［c水=4.2xl03MkgJC）］

試卷第9頁，共10頁

試卷第10頁，共10頁

1.⑴射線

(2)等高線見解析見解析

【詳解】(1)環(huán)狀線上各點(diǎn)海拔高度相等，射線與等高線垂直，所以若山坡表面光滑，則靜

止的物體沿射線方向運(yùn)動時(shí)，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能會增大。

(2)重力勢能大小與質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大；所以,

同一物體在山峰上重力勢能相等時(shí)，則高度相等，故“等勢線”可以看作圖(b)中的等高線。

［3］賽龍舟時(shí)，船上的漿手用力向后劃水，漿給水一個(gè)向后的力，同時(shí)水給漿一個(gè)向前的力,

船就能前進(jìn)，說明力的作用是相互的。

2.做功增大減小

【詳解】［1］⑵返回艙進(jìn)入大氣層后的降落過程中，艙體表面與氣體分子劇烈摩擦，克服摩

擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能增加，溫度上升，這是通過做功的方式改變了艙體表面的

內(nèi)能。

［3］返回艙降至一定高度后，打開降落傘進(jìn)一步減速，此過程中返回艙的質(zhì)量不變，速度變

小，動能減小。

3.內(nèi)靜止不變

【詳解】［1］火箭尾部噴出的高溫高壓燃?xì)鈱鸺龉?，推動火箭加速升空，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)

化為火箭的機(jī)械能。

⑵飛船高速飛行時(shí)，宇航員相對其座位位置沒有發(fā)生改變，因此宇航員相對其座位是靜止

的。

［3］慣性是物質(zhì)的一種屬性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，進(jìn)入空間站時(shí)宇航員的質(zhì)量不變，因此

慣性不變。

4.大氣壓變大做功

【詳解】［1］拔火罐時(shí)，先把酒精在罐內(nèi)燒一下，罐內(nèi)空氣受熱排出，此時(shí)迅速把罐扣在皮

膚上，使罐內(nèi)氣體溫度升高，等到罐內(nèi)的空氣冷卻后壓強(qiáng)降低，小于外面的大氣壓，外面的

大氣壓就將罐緊緊地壓在皮膚上。

［2］火箭在加速上升過程中，質(zhì)量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大,

機(jī)械能增大。

［3］輪胎與地面摩擦生熱，輪胎表面溫度升高，這是通過做功的方式改變其內(nèi)能的。

5.增大不變靜止

【詳解】［1］⑵在火箭加速上升的過程中，飛船的質(zhì)量不變，高度增大，則飛船的重力勢能

答案第1頁，共5頁

增大；飛船的質(zhì)量不變，則飛船的慣性不變。

［3］飛船與空間站成功對接后，以空間站為參照物，神舟十八號飛船的位置沒有發(fā)生變化，

所以神舟十八號飛船是靜止的。

6.做功動大氣壓強(qiáng)

【詳解】［1］用砂紙消除“小廣告”時(shí)，在擦除過程中感覺砂紙發(fā)熱，說明砂紙的內(nèi)能增大了,

在擦除過程中人對砂紙做了功，它是通過做功的方式增加了砂紙的內(nèi)能。

⑵重物從高空下落的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，重力勢能減小，動能增大。

［3］中醫(yī)用的拔火罐能吸附在皮膚上是因?yàn)榛鸸迌?nèi)的空氣冷卻后氣壓變小，火罐內(nèi)外存在氣

壓差，外界的大氣壓強(qiáng)將火罐壓在人皮膚上。

7.60000N

【詳解】解：由杠桿平衡條件得到

FIl1=F2l2

20000Nx30m=F2xl0m

F2=60000N

答：阻力的大小是60000N。

8.(1)490N；(2)83.3kg

【詳解】解：(1)小陳的重力

G=mg=50kgx9.8N/kg=490N

(2)根據(jù)杠桿平衡條件得

mgl-m'gl'

解得，父親的質(zhì)量為

，ml50kgx2m

m=——=----------=83.3kg

r1.2m

答：(1)小陳的重力為490N；

(2)父親的質(zhì)量”為83.3kg。

9.(1)3.4N；(2)2.7xl03kg/m3；(3)2250Pa

【詳解】解：(1)根據(jù)杠桿平衡條件，繩子對杠桿/端的拉力為

FAx20cm=Fxl7cm

由題意可知，F(xiàn)=4N,解得K=3.4N。

(2)此時(shí)，小球靜止，處于平衡狀態(tài)，則

答案第2頁，共5頁

F9=G-F&=G-FA

則小球的重力為

G=4字+死=2kg/+4=1X1。3kg/m3X1ON/kgx200x10-6m3+3.4N=2N+3,4N=5.4N

則小球的質(zhì)量為

G5.4N

m=-0.54kg

g1ON/kg

則小球的密度為

m0.54kg

o=—==2.7xlO3kg/m3

V200XIO"n?

(3)輕質(zhì)薄壁容器盛水的重力為

=myg=8.8kgxlON/kg=88N

水對球的浮力為2N,根據(jù)力的作用是相互的，球?qū)λ蛳碌膲毫Φ扔?N,則桌面受到的壓

力為

尸=88N+2N=90N

桌面受到的壓力為

90N

P=——=-=---2--2-5--0-P--a----

S400xl04m2

答：(1)繩子對杠桿/端的拉力為3.4N；

(2)小球的密度為2.7xl()3kg/m3；

(3)水平桌面受到的壓強(qiáng)為2250Pa。

10.20N

【詳解】解：根據(jù)杠桿平衡條件，有

_Fl_300Nx0.01m

22=20N

1L0.15m

答：動力巳的大小為20N。

11.0.4m

【詳解】解：由杠桿平衡條件片義4=與'4可知，當(dāng)動力片大小為10牛，阻力鳥大小為5

牛，阻力臂4為0.8米時(shí)，動力臂為

_FL_5Nx0.8m

2=2------=--------------

14ION

解得右=0.4m。

答案第3頁，共5頁

答：動力臂4為0.4m。

12.20N

【詳解】解:

由杠桿平衡條件片4寸，可得

耳x0.6m=30Nx0.4m

解得

片=20N

答：動力B為20N。

13.靜止40小于

【詳解】［1］以物體A為參照物，其對應(yīng)的滑輪是動滑輪，相對于A位置不發(fā)生變化，是靜

止的。

⑵提升A的滑輪是動滑輪，不考慮滑輪重力及繩與滑輪的摩擦，則繩端拉力為

力=3=4吶

A22

［3］圖甲是動滑輪，省一半的力，費(fèi)一倍距離，物體A上升的速度是繩子自由端的g,圖乙

是定滑輪，實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，物B體上升的速度等于繩子自由端移動的速度，兩繩子自由

端被拉動的速度相同，所以相同時(shí)間內(nèi)A上升的高度小于物體B上升的高度，兩物體重力

相等，所以A物體的重力勢能增加量小于B物體的重力勢能增加量。

14.2010=

【詳解】［1］定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不計(jì)摩擦?xí)r，不省力也不費(fèi)力，所以

斤/=G/=20N

［2］不計(jì)滑輪重及摩擦，使用動滑輪可以省一半力，即

7^=-G=-X20N=10N

22R2

［3］勻速拉動物體上升時(shí)，拉力的大小不變，F(xiàn)2=F3.

15.2