三年（2023-2025）中考物理真题分类汇编：专题15 功与简单机械作图实验和计算专题（解析版）

这是一份三年（2023-2025）中考物理真题分类汇编：专题15 功与简单机械作图实验和计算专题（解析版），共43页。

【答案】
【详解】机器人托着茶杯处于静止状态，茶杯对机器人手有向下的压力。确定压力的作用点：在茶杯与机器人手的接触面上，通常画在接触面的中心位置。压力的方向垂直于机器人手向下，用带箭头的线段表示，箭头方向向下，线段起点在作用点上，标上符号；从支点O向压力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂L，用虚线表示力臂，如下图所示：
2．（2024·山东德州·中考真题）【历史文化】如图是古代劳动人民用桔槔汲水的简化图，请画出杠杆上A点受到的拉力F1及其力臂。
【答案】
【详解】杠杆上A点受到的拉力方向沿绳的方向向下，因此从A点沿绳向下画一条带箭头的线段，并标上“”。从支点向拉力的作用线作垂线，垂线段的长度就是力臂，如图所示
3．（2025·四川达州·中考真题）【历史文化】中药房使用的杆秤，在我国有几千年的历史。如甲图所示，盘中置物，手提提纽。右移秤砣，使杆秤水平平衡。“能工巧匠”小组参加了“制作简易杆秤”活动。请你根据活动过程，完成下列问题：
(1)制作原理：杆秤是根据 条件制成。如乙图，用轻质木棒作为秤杆，细线系上一个质量为m的物体作为秤砣，空小盆挂在A点作为秤盘，在O点挂粗绳作为提纽， 点相当于杠杆的支点。
(2)乙图中，秤盘内未放称量物，调节秤砣位置使杆秤水平平衡，在秤杆上悬挂秤砣细线的位置做标记，该标记处对应的刻度为 g。
(3)乙图中，当称量物质量增大时，秤砣应向 （选填“左”或“右”）移动。
(4)为了增大杆秤量程，可采用 （选填“增大”或“减小”）秤砣质量的方法。
(5)该小组设计了一个测量秤砣密度的方案：在乙图中取下秤盘后，A端悬挂秤砣，在C端施加竖直向下拉力时，木棒水平平衡，如丙图；把秤砣浸没在一个盛有适量液体的圆柱形容器中，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，在C端施加竖直向下拉力时，木棒再次水平平衡，如丁图。已知。秤砣密度为 （整个过程秤砣不吸液，液体未溢出，秤砣与容器底未接触，g取10N/kg）。
【答案】(1) 杠杆平衡 O (2)0 (3)右 (4)增大 (5)8.8×103
【详解】（1）[1]杆秤准确称量前，秤杆在两个力的作用下围绕固定点转动，是杠杆，杆秤准确称量时，秤杆保持静止状态，此时可读出物体质量，故当杠杆平衡时才能读出质量的大小，利用的是杠杆平衡条件。
[2]图乙中，杆秤在秤盘和秤砣提供的力的作用能围绕点O转动，故O点是支点。
（2）秤盘未放称量物，所测物体的质量为0g，故标记处对应的刻度为0g。
（3）把图乙中对应的杠杆五要素标出来，如图所示：
根据生活经验，称量物体时l1、F2保持不变，称量物质量增大，就使的其提供的力F1增大，根据杠杆平衡条件可得，即l1、F2保持不变，F1增大时，l2就变大，所以秤砣应向右端移动。
（4）增大杆秤量程，就是指秤砣在相同位置时，能测量出的质量更大，根据“小问3详解”中的图形，增大杆秤量程就是在l1、l2保持不变时，改变什么条件，能满足F1增大，根据杠杆平衡条件的变形公式可知，当增大F2时，可使F1增大，即增大秤砣提供的力时，可增大量程，而增大秤砣的质量，可以增大秤砣提供的力。
（5）秤砣浸没时，液体深度变化0.02m，液体对容器底部压强变化了160Pa，则液体的密度
将图丙、图丁中杠杆五要素画出来，如图所示：
由杠杆平衡条件可知：
图丙………………………………①
图丁……………………②
①÷②可得
化简可得
即
因为秤砣完全浸没，则秤砣的体积等于排开液体体积，即V秤砣=V排
则
则
即。
4．（2024·四川内江·中考真题）【新情境——机器人】在某届机器人与人工智能国际会议中，图甲为某款静止在水平地面上的智能机器人，重力为400N。它在某次引领接待工作中，沿水平直线匀速运动，受到的水平阻力为机器人自重的0.02倍，运动路程s随时间t变化的图像如图乙所示。则：
（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为多少N？
（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为多少J？
【答案】（1）400N；（2）16J
【详解】解：（1）静止时，智能机器人处于平衡状态，地面对智能机器人的支持力与机器人所受重力为一对平衡力，则支持力大小等于重力大小，即支持力
F支=G=400N
（2）由图像可知，在0~4s内，机器人做匀速直线运动，机器人处于平衡状态，动力与阻力为一对平衡力，则动力大小等于阻力大小，即动力
F=f=0.02G=0.02×400N=8N
由图像可知，在0~4s内，机器人的运动路程为2m，动力对机器人做的功
W=Fs=8N×2m=16J
答：（1）静止时，地面对智能机器人的支持力大小为400N；
（2）在0~4s内，动力对机器人做的功为16J。
考点一． 力和力臂的作图
1．（2025·四川资阳·中考真题）俯卧撑是一项经典的自重训练运动，无需器械即可进行，能有效锻炼上肢、胸肌和核心肌群，深受健身爱好者和普通人的喜爱。如图所示，是某同学做俯卧撑锻炼身体的情形。若将人体视为一个杠杆，O点为支点，A点为该同学的重心，B点为地面对手的支持力F的等效作用点，请在图中画出他所受的重力G、支持力F的示意图及各自对应的力臂l。
【答案】
【详解】过重心A点作竖直向下的带箭头的线段表示重力；支持力垂直水平地面向上，即竖直向上，过B点作竖直向上的带箭头的线段表示支持力；过O点分别作重力、支持力的作用线的垂线段，两垂线段的长度表示各自对应的力臂l，如图所示：
2．（2025·山西·中考真题）图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力的力臂。
【答案】
【详解】过支点O作垂直于压力F作用线的垂线段，即力臂l，如图所示：
3．（2025·四川凉山·中考真题）如图甲所示，人们用盘子夹可以既方便又安全的取出蒸食物的盘子。盘子夹的一侧可简化为图乙所示的杠杆，O为支点。请在图乙中画出作用在A点的最小动力F1及其力臂l1。
【答案】
【详解】由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OA作为动力臂最长，过A点垂直于OA向下作出最小动力示意图，如下图所示：
4．（2024·山东日照·中考真题）甲图是使用核桃夹的情形，乙图是把核桃夹上臂简化成的杠杆，A为大拇指的作用点，B为核桃的作用点。请在答题卡的乙图中画出作用在核桃夹上臂的动力、动力臂和阻力。
【答案】见详解
【详解】由题意知，B为核桃的作用点，B点受到的核桃的弹力为阻力F2，其方向大致过B点向上；A为大拇指的作用点，由于阻力使得杠杆逆时针转动，则动力F1使得杠杆顺时针转动，故动力方向向下，从支点O向动力F1的作用线作垂线，支点到垂线的距离为动力臂l1，如图所示：
5．（2024·广东深圳·中考真题）图甲是飞鸟经过无背索斜拉桥的情景。图乙是其简化的模型，用S表示飞鸟，用F表示桥塔上端收到钢索的拉力。请帮助亮亮同学在图乙画出：
（1）飞鸟S经水面反射形成的虚像S'
（2）拉力F对应的力臂l（O是支点）
【答案】
【详解】（1）平静的水面相当于平面镜，根据平面镜成的像与物关于镜面对称，作出飞鸟S经水面反射形成的虚像S'，如下所示：
（2）O是支点，从支点向力的作用线作垂线段即为拉力F对应的力臂l，如下所示：
6．（2023·四川南充·中考真题）如图甲是自行车的手闸， 其中 ABO部分可视为一个杠杆，其简化示意图如图乙， O为支点，F2为阻力，请在图乙中画出： 作用在 A点的最小动力F1及其力臂l1。

【答案】
【详解】由杠杆平衡条件可知，当阻力与阻力臂乘积一定时，动力臂越长，动力越小，图中O为支点，因此OA作为动力臂最长；动力方向应该向上，过点A垂直于OA向上作出最小动力F1的示意图，如图所示。

7．（2023·辽宁抚顺·中考真题）如图甲是一台石材运输车，提起石材时，钢杆AB可看成一个杠杆。它能通过移动套管在AB上的位置来调节支点，其简化图如图乙所示，F1是作用在A点的动力。
（1）使用杠杆提起一石材，从图乙杠杆上已标明的两点中选择一点作为支点，使F1最小，在对应的括号内标明O，并作出对应的动力臂l1；
（2）在图乙中画出绳子对石材的拉力F。

【答案】
【详解】（1）[1]根据杠杆平衡的条件，使F1最小，则力臂尽可能长，因此选择左侧点作为支点，支点到力的作用线的距离即为动力臂l1，如图所示：

（2）[2]绳子对石材的拉力F沿绳子方向向上，如图所示：

8．（2023·四川眉山·中考真题）学校组织学生参加劳动实践活动，在基地发现了一台活塞式抽水机，在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出：
（1）阻力的力臂；
（2）在C处所用最小力的示意图。

【答案】见解析
【详解】（1）由图知道，O是支点，过O向阻力的作用线作垂线段L2，即L2为力臂，如下图

（2）过支点根据杠杆平衡条件，阻力与阻力臂不变时，要动力最小，则动力臂应最长，连接支点O与C点，则OC为最长的动力臂L1；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，从O点作OC的垂线就得到在C点施加的最小动力F1，如下图

考点二．探究杠杆平衡条件实验
9．（2025·吉林长春·中考真题）“探究杠杆的平衡条件”的实验装置如图甲所示，所用的钩码质量均相同。
(1)杠杆不挂钩码时左端低、右端高，向 调节螺母，直至杠杆在水平位置平衡。
(2)在点挂2个钩码，在点挂 个钩码，使杠杆恢复水平平衡。取下点所挂的钩码，用弹簧测力计在点施加一个竖直向 的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。
(3)如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，核桃夹是一种 杠杆。
【答案】(1)右 (2) 3 上 (3)省力
【详解】（1）杠杆不挂钩码时左端低、右端高，表明重心偏左，应将平衡螺母向右移，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[1]设一个钩码的重力为G，杠杆一个格的长度为L，根据杠杆平衡条件得，2G×3L=F2×2L
则F2=3G，即在A点挂3个钩码，使杠杆恢复水平平衡。
[2]B点钩码对杠杆的力向下，能使杠杆逆时针转动，为了使杠杆能处于平衡状态，用弹簧测力计在C点施加的力，应与B点的力对杠杆的转动效果相反，即应能使杠杆顺时针转动，所以要施加一个竖直向上的力，仍可使杠杆恢复水平平衡。
（3）如图乙所示，用核桃夹夹核桃时，动力臂大于阻力臂，是一种省力杠杆。
10．（2025·广东深圳·中考真题）枧枧同学用如图所示的装置来探究杠杆的平衡条件。（注：实验中所用钩码的规格相同）
(1)实验前，枧枧同学将组装好的杠杆放在水平桌面上，她发现杠杆静止时情况如图所示，此时枧枧同学判断杠杆处于 （填“平衡”或“非平衡”）状态；
(2)欣月同学指出：在探究实验的过程中，必须把杠杆调到水平位置平衡，这样做的目的是便于测量 ；
(3)龙龙同学在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施加的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施加的力为阻力F2，测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，得到实验数据如表：
龙龙同学通过分析表格中的数据，可以得到杠杆的平衡条件。
龙龙同学说：生活中用钢丝钳剪钢丝，与实验 中原理相同；
(4)一鸣同学认为，仅用人眼来确定杠杆是否水平，这样做不够科学。请任选实验器材，运用物理知识，写出判断杠杆水平的实验过程和方法；
(5)《墨经》中记载了杠杆的平衡条件，如图，已知OA∶OB＝2∶9，秤砣质量为100g，则重物所受的重力为 N。（g取10N/kg）
【答案】(1)平衡 (2)力臂 (3)1 (4)见解析 (5)4.5
【详解】（1）根据杠杆平衡状态的定义，杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，就处于平衡状态。实验前杠杆虽然倾斜，但处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态。
（2）在探究杠杆平衡条件实验中，把杠杆调到水平位置平衡，此时力臂与杠杆重合，可以直接从杠杆上读出力臂的大小，目的是便于测量力臂。
（3）钢丝钳剪钢丝时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。分析表格数据，实验1中的动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，与钢丝钳原理相同。
（4）可选用重垂线来判断杠杆是否水平。实验过程和方法为：将重垂线固定在杠杆的支点上方，使重垂线自然下垂。观察杠杆，若杠杆与重垂线垂直，则杠杆处于水平位置；若不垂直，则杠杆不水平。
（5）秤砣重力G砣=m砣g=0.1kg×10N/kg=1N
根据杠杆平衡条件得到G砣×OB=G×OA
物体的重力
11．（2025·广东·中考真题）桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。
(1)初始时金属棒A、B的长度和横截面积均 ；
(2)如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。
①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。
②加热金属棒，光点会在标尺上向 （选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，、分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。
③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越 ；温度升高相同时，金属棒（选填“A”或“B”） 的伸长量更大。
(3)金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂 （选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是 （写1种即可）。
【答案】(1)相同
(2) 上 大 B
(3) 变小 支点向左移动
【详解】（1）由控制变量法可知，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系，初始时应控制金属棒A、B的长度和横截面积均相同。
（2）[1]由图可知，加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，光点会在标尺上向上移动。
[2]分析数据可知，对于同一根金属棒，例如A棒，从实验序号1到5 ，温度逐渐升高，的值越来越大，可以得出：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越大。
[3]当温度升高相同时，比如从25.0℃升高到70.0℃，A棒的伸长量
B棒的伸长量
因此金属棒B的伸长量更大。
（3）[1]由力臂的定义可知，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力的方向始终不变，阻力臂变小。
[2]同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，由数学知识，可采取的做法是支点向左移动。
12．（2025·辽宁·中考真题）某小组在参观古代科技展时，看到一汲水装置——辘轳，如图（a）所示。讲解员介绍：辘轳是古人利用他们的智慧发明创造的工具，解决了提水费力问题。它是主要由大轮和小轮组成的轮轴装置。使用它能够实现“四两拨千斤”。辘轳静止时满足杠杆的平衡条件。
【质疑与验证】
（1）某同学质疑辘轳静止时满足杠杆的平衡条件，该同学自制了一部分器材，进行验证。
（2）该同学先在质量分布均匀的圆形薄硬板上画一条直径MN，并标出圆心O和均匀的刻度，再以O为圆心过MN上的L点画一个圆。接下来，在圆心处挖一个洞，然后将圆板安装在铁架台的固定的光滑转轴上，转轴水平且与圆板平面垂直，如图（b）所示。

（3）将一组钩码（钩码重均为0.5N）通过细线悬挂在L点，另一组钩码悬挂在N点。调整右侧钩码个数直至MN处于水平且静止，如图（c）所示。规定能使圆板顺（逆）时针转动的力为动（阻）力。由图（c）中的信息得到：动力×动力臂 阻力×阻力臂。
（4）多次调整力和力臂，反复进行实验，记下每一次MN水平且静止时的数据。
（5）处理数据后，发现每次圆板静止时都满足杠杆的平衡条件。
（6）实验中，每次均使MN在水平位置静止，MN应与悬挂钩码的细线 （填“垂直”或“平行”）；目的是便于测量 。
【反思】
（7）古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以 力。
（8）制造辘轳时，把小轮和大轮半径之比变 ，可以达到更省力的目的。（不计机械自重和轴的摩擦）
【发现与探索】
（9）该同学想起辘轳的大轮上不止一个手柄，两名同学可以一起提水，于是继续探究两个动力作用下杠杆的平衡条件。多次实验，数据表格如下：
分析表中数据，得出结论：= 。（用表中字母表示）
【答案】 = 垂直 力臂 省 小
【详解】（3）[1]由图（c）中的信息得到：MN左边动力与动力臂的乘积为
MN右边阻力与阻力臂的乘积为
则
（6）[2][3]为了使力臂落在杠杆上，便于力臂的测量，MN应与悬挂钩码的细线垂直。
（7）[4]古人之所以把井绳缠在小轮上，是因为这样做可以通过轮轴省力。
（8）[5]由得
不计机械自重和轴的摩擦时，制造辘轳时，小轮和大轮半径之比为阻力臂与动力臂之比，则把小轮和大轮半径之比变小，可以达到更省力的目的。
（9）[6]分析表中数据可得0.5N×0.4m+1.5N×0.2m=2.5N×0.2m，0.5N×0.4m+1.0N×0.3m=2.5N×0.2m，1.0N×0.3m+1.0N×0.2m=2.5N×0.2m
故，可得出结论
13．（2024·江苏宿迁·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的活动中，实验选用的钩码重均为0.5N。
(1)实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，应将 向 调节，把铅垂线放置于点，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线 （选填“重合”或“垂直”）时，即杠杆在水平位置平衡；
(2)如图乙所示，需要在点挂上 个钩码，杠杆将在水平位置平衡；再次在其两边各加上一个钩码，杠杆 侧会下降；
(3)多次实验，记录的数据如下表，可得、、、之间的关系是： 。
(4)下列实验中多次测量的目的与本次探究不同的是___________。
A．测量铅笔长度
B．探究重力与质量关系
C．探究反射角与入射角关系
【答案】(1) 平衡螺母 右 重合
(2) 2 右
(3)
(4)A
【详解】（1）[1][2][3]实验前，杠杆静止在如图甲所示位置时，杠杆左低右高，应将杠杆两端的平衡螺母向右调节，从正前方观察，当零刻度线与铅垂线重合时，说明杠杆已经在水平位置平衡。
（2）[1]如图乙所示，设需要在B点挂n个钩码，杠杆将在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件可得
解得：n=2；
[2]再次在其两边各加上一个钩码，则
杠杆右侧会下降。
（3）分析三次实验数据可知，每次实验，动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，所以杠杆的平衡条件为
（4）本实验多次实验的目的是避免偶然因素，寻找杠杆平衡条件的普遍规律。
A．测量铅笔长度，多次实验的目的是减小误差，目的与本次探究不同，故A符合题意；
B．探究重力与质量关系，多次实验的目的是为了得到重力与质量关系的普遍规律，故B不符合题意；
C．探究反射角与入射角关系，多次实验的目的是避免偶然因素，找到反射角和入射角关系的普遍规律，故C不符合题意。
故选A。
14．（2024·湖南·中考真题）小明和小洁一起做“探究杠杆的平衡条件”实验，实验室提供了如下图所示杠杆（支点为）、支架、10个钩码（每个重）。
（1）如图甲所示，实验开始前，应向 端调节螺母，使杠杆在水平位置平衡；挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于直接读取 ；
（2）小明取2个钩码，挂在支点左侧某处，再取4个钩码挂在支点的 侧进行实验，使杠杆在水平位置平衡后，记录下数据；
（3）完成三次实验后分析数据，他们得出了杠杆的平衡条件。下表主要呈现了第3次实验数据。
小明在第3次实验的基础上，在支点左侧处继续加钩码直到为3.5N，如图乙所示，但发现此时用剩下的3个钩码无法让杠杆再次在水平位置平衡。小洁想利用现有器材帮助小明完成为的第4次实验，她应该通过 ，使杠杆再次在水平位置平衡（请结合具体数据进行说明，可保留一位小数）。
【答案】 右 力臂的大小 右 见解析
【详解】（1）[1]杠杆的左端下沉，说明杠杆的重心在支点左侧，故应将平衡螺母向右调节，直到杠杆在水平位置平衡。
[2]在挂上钩码后，每次都要让杠杆在水平位置平衡，这样做的目的主要是为了方便测量力臂的大小。当杠杆在水平位置平衡时，支点到力的作用点的距离就是力臂，这个距离可以直接从杠杆上读取出来。
（2）[3]由于钩码的重力方向是竖直向下，小明取2个钩码，挂在支点左侧某处时，为了使杠杆在水平位置平衡，则取4个钩码应挂在支点的右侧进行实验。
（3）[4]根据题意可知，第四次实验动力为，若动力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，用剩下的钩码即使是一个钩码或者两个钩码都无法使得杠杆在水平位置平衡，从而完成不了实验；由此可知，需要改变动力臂的大小，由于第三次实验的阻力臂是25.0cm，所以第四次实验的阻力臂可为25.0cm，阻力为时，根据杠杆平衡条件可得
即
解得此时的动力臂为，即她应该通过调节左侧钩码的位置大约为10.7cm，右侧钩码数量为3个，右侧钩码的位置为25.0cm时，可使杠杆再次在水平位置平衡。
15．（2023·湖北襄阳·中考真题）在“探究杠杆平衡条件”的实验中。
（1）在调节杠杆水平平衡时，如果杠杆左端下沉应将平衡螺母向 调节；
（2）如图所示让杠杆保持水平静止，如果在A处挂总重2N的钩码，在B处用测力计竖直向上拉，其示数为 N；如果在B处斜向上拉，测力计的示数将变 。
【答案】 右 1 大
【详解】（1）[1]左端下沉，说明右端较高，则应将左边或右边的平衡螺母向右端调节，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2][3] 设杠杆一个小格代表L，根据杠杆的平衡条件有
2N×2L＝F×4L
解得
F＝1N
弹簧测力计竖直向上拉杠杆时，拉力力臂为OB，弹簧测力计倾斜拉杠杆，拉力的力臂小于OB，B点拉力力臂变小，A点的拉力大小和力臂大小不变，根据杠杆平衡条件，B点拉力变大，弹簧测力计示数变大。
考点三．测量滑轮组、斜面、杠杆的机械效率
16．（2025·四川广安·中考真题）小丽用图甲所示的装置，测量滑轮组的机械效率。根据所学知识回答下列问题。
(1)实验时应该竖直向上 （选填“匀速”或“变速”）拉动弹簧测力计；
(2)她按照正确步骤进行了3次实验，记录数据如表格所示。第1次实验中，绳子自由端移动的距离①为 ；第3次实验中，机械效率②为 ；
(3)她将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，得出图乙装置更 。（选填“省力”或“费力”）
【答案】(1)匀速
(2) 9 80.0%
(3)费力
【详解】（1）在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧测力计，此时处于平衡状态，受到的拉力等于测力计示数。
（2）[1]第1次实验中，根据
得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数
绳子自由端移动的距离s1=n1h1=3×3cm=9cm
[2]第3次实验中，机械效率
（3）承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑轮绕绳子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。
17．（2024·四川绵阳·中考真题）某同学用弹簧测力计、刻度尺、钩码等实验器材，测量如图甲、乙所示的滑轮组的机械效率，正确进行实验后，测出的数据如下表：
(1)通过分析表中数据可知，实验2获得的数据，是使用 （选填“甲”或“乙”）图所示装置获得的；
(2)对比实验1和实验2的数据，可以得出（ ）（选填序号）
A．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低
B．提升相同重量的钩码，滑轮组中动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越高
C．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越低
D．同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高
(3)实验3中滑轮组的机械效率是 。
【答案】(1)甲 (2)D (3)57%
【详解】（1）通过分析表中数据可知，实验2中绳端移动的距离是钩码上升的高度的3倍，说明有效绳子段数，所以是使用甲图所示装置获得的。
（2）对比实验1和实验2的数据，绳端移动的距离和钩码上升的高度相同，说明都是使用甲图所示装置获得的数据，实验2钩码所受总重力较大，则机械效率较高，可得：同一滑轮组的机械效率随钩码重力的变化而变化，钩码重力越大，机械效率越高。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）实验3中滑轮组的机械效率为
18．（2024·山东济宁·中考真题）小明将木板一端置于水平桌面上，另一端与量角器组装成斜面（如图所示），按以下步骤进行了实验：
①选3个物体A、B和C，分别测出它们的重力大小；
②将斜面倾角（木板与桌面夹角）调成5°，分别将物体A、B、C放置在斜面上保持静止，用压力传感器分别测出它们对木板的压力大小；
③将斜面倾角先后调成10°和15°，重复步骤②。
实验数据记录如下表：
结合以上信息，按要求回答下列问题：
(1)请在图中画出物体A对木板（斜面倾角为15°）压力的示意图，要求包含力的三要素 ；
(2)若研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，可选择实验序号 中的数据进行分析；
(3)分析比较实验数据可知：不同物体静止在同一斜面上时，物体对木板的压力与该物体重力的比值 ；
(4)分析比较实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力与该物体重力的比值 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
(5)斜面作为一种简单的机械，在生活中常有应用。在沿斜面向上的拉力F作用下，质量为的物体沿斜面向上匀速运动了，升高了，斜面的机械效率为90%，则该物体所受摩擦力的大小为 N。（取）
【答案】(1)
(2)1、4、7（2、5、8或3、6、9）
(3)都相等
(4)越小
(5)10
【详解】（1）物体A对斜面的压力作用点在接触面，与接触面垂直并指向斜面；由表格中数据可知，当斜面倾角为15°，A对斜面的压力大小为9.66N。如图所示：
（2）研究同一物体对木板的压力大小与斜面倾角的关系，应选择同一物体放在同一斜面上，改变斜面倾角，测出压力大小进行比较，所以可选择实验序号1、4、7或2、5、8、或3、6、9中的数据进行分析。
（3）分析比较1、2、3（4、5、6或7、8、9）三组数据，A、B、C三个不同物体静止在同一斜面上，物体对木板的压力与该物体重力的比值都相等。
（4）分析比较序号1、4、7（2、5、8、或3、6、9）中的实验数据可知，同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力越小，由于重力不变，则物体对木板的压力与该物体重力的比值越小。
（5）拉力F做的有用功为
总功为
额外功为
则该物体所受摩擦力的大小为
19．（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：

（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
【答案】 匀速直线 0.05 0.3 80 大 无关 A
【详解】（1）[1]实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
[2]第 1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为
（2）[3]第4次实验时所做的有用功为
[4]第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
（3）[5]根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[6] 2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
考点四．功的计算
20．（2025·江苏宿迁·中考真题）如图所示，某体操运动员的质量为45kg，单脚直立于平衡木上，已知脚与平衡木接触的有效面积为，g取10N/kg，求：
(1)运动员的重力。
(2)运动员对平衡木的压强。
(3)当运动员从平衡木上跳下时，重心下降高度为1.2m，重力对她做的功。
【答案】（1）运动员质量为45kg，g取10N/kg，则运动员的重力
（2）运动员与平衡木接触的面积
运动员对平衡木的压力大小等于重力大小，即
运动员对平衡木的压强
（3）当运动员重心下降高度1.2m时，重力对她做的功
21．（2025·四川广安·中考真题）某同学看了我国航空母舰发展简介后对力学产生了浓厚的兴趣。他用底面积为的长方体容器（厚度不计）装一定量的水，将一个重为4N，边长为10cm的正方体A放入容器中处于漂浮状态。如图所示，此时水的深度为18cm。（，g取10N/kg）求：
(1)容器底部受到水的压强；
(2)A漂浮时浸入水中的深度；
(3)若将与A形状体积完全相同的物体B平放在A的正上方，A、B一起向下运动，当静止时一起处于悬浮状态。求A、B一起开始运动到B刚好浸没时，B的重力做的功。（容器足够高，水不溢出，A、B不吸水）
【答案】（1）容器底部受到的压强
（2）A处于漂浮状态，A受到的浮力
A排开水的体积
A漂浮时浸入水中的深度
（3）A、B悬浮时，排开的体积为
AB受到的浮力
由于悬浮时，浮力等于重力，则B受到的重力
B开始运动时，A上表面与B下表面重合，距容器底距离
A、B刚好浸没时，液面上升的高度
B刚好浸没时，下表面距容器底的距离
B开始运动到刚好浸没时运动的距离
B的重力做功
22．（2025·广西·中考真题）某同学探究不同密度的物块在液体中的特点，如图所示，现有质地均匀，不吸水的正方体物块A和B，其质量分别为和、边长分别为和，以及内部边长为的正方体玻璃容器。已知水的密度。取。求：
(1)将物块A放置于玻璃容器底部中央，物块A对容器底部的压强；
(2)往容器内缓慢注水，物块A不上浮，当水深为时，水对容器底部的压强和注入水的体积；
(3)接着把物块B放在物块A的正上方。再将质量为的水缓慢注入容器。在此过程中，水对物块B所做的功。
【答案】（1）将物块A放置于玻璃容器底部中央，物块A对容器底部的压力为
则物块A对容器底部的压强
（2）当水深为时，水对容器底部的压强
注入水的体积为
（3）质量为的水体积为
A的体积为
容器的容积为
B的密度为
则B漂浮时受到的浮力为
则B漂浮时排开水的体积为
B漂浮时浸入水中的深度为
因为
所以最终B漂浮；因为
所以水没有溢出，则最终水深为
则B上升的高度为
则水对物块B所做的功
23．（2025·福建·中考真题）运-20是我国自主研制的重型运输机，如图。飞机获得的升力与其在平直跑道上滑行速度v的平方成正比，即，为定值（未知）。飞机在平直跑道上从静止开始加速，当速度达到时，飞机即将离地起飞，此时飞机所受升力与重力相等。升空后，飞机若以速度800km/h沿水平直线匀速飞行0.5h，其发动机在水平方向的牵引力大小为。
(1)求升空后飞机在上述0.5h内通过的路程。
(2)求升空后飞机在上述0.5h内水平方向牵引力做的功。
(3)已知飞机重力为，求飞机在跑道上滑行速度为时受到的支持力。
【答案】（1）飞机在0.5h内通过的路程
（2）
飞机在0.5h内水平方向牵引力做的功
（3）当速度达到时，飞机即将离地起飞，，可得
当飞机以速度滑行时
飞机在水平跑道上滑行，竖直方向上受力平衡所以
24．（2024·辽宁·中考真题）质量为50kg的甲同学站在水平冰面上，与冰面接触的总面积为。甲同学用40N的水平推力推坐在冰车上的乙同学，沿直线前进10m。g取10N/kg。求：
（1）甲受到的重力大小；
（2）甲站立时对冰面的压强；
（3）甲推乙过程中，推力做的功。
【答案】（1）500N；（2）；（3）
【详解】解：（1）甲受到的重力大小为
（2）甲站立时对冰面的压强为
（3）甲推乙过程中，推力做的功为
答：（1）甲受到的重力大小为500N；
（2）甲站立时对冰面的压强为；
（3）甲推乙过程中，推力做的功为。
25．（2024·四川广安·中考真题）周末，小成同学骑自行车前往离家较近的邓小平图书馆研修学习。在某段平直的公路上，其运动的图像如图所示。已知小成和自行车总重力为600N，运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍；
（1）求自行车在匀速直线运动时所通过的路程；
（2）如果自行车在前10s内所通过的路程为30m，那么自行车在0~50s内克服阻力所做的功为多少？
【答案】（1）200m；（2）27600J
【详解】解：（1）由图可知，自行车从第10s开始做匀速直线运动，速度为5m/s，所以自行车在匀速直线运动时所通过的路程
s=vt=5m/s×（50s-10s）=200m
（2）运动时所受阻力大小恒为总重力的0.2倍，自行车在0~50s内克服阻力所做的功
W=fs总=0.2Gs总=0.2×600N×（30m+200m）=27600J
答：（1）自行车在匀速直线运动时所通过的路程为200m；
（2）自行车在0~50s内克服阻力所做的功为27600J。
26．（2023·江苏南通·中考真题）如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求：
（1）小明所受重力的大小；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功；
（3）30s内克服重力做功的功率。

【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W
【详解】解：（1）小明所受的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为
W=Gh=600N×0.5m=300J
（3）30s内克服重力做的功为
W总=10W=10×300J=3000J
30s内克服重力做功的功率为
答：（1）小明所受重力为600N；
（2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J；
（3）30s内克服重力做功的功率为100W。
27．（2023·江苏无锡·中考真题）2023年5月13日，“恩平20—4钻采平台”的安装，创造了我国海上油气平台浮托安装重量的新纪录，浮托安装类似于运动员挺举过程，巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图所示，涨潮时，工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽口，落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程船满载时的排水量为，所安装的平台组块质量为。（g取）
（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为多大？
（2）平台组块所受重力大小为多少？
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，工程船和平台组块缓慢向上浮起，使得插尖比接口高。则在此过程中，工程船对平台组块竖直向上做功为多少？

【答案】（1）5.35×108N；（2）1.55×108N；（3）3.1×108J
【详解】解：（1）工程船满载时的排水量为，航行在海面上时，处于漂浮状态，由沉浮条件可知，受到的浮力等于重力
（2）平台组块质量为，则平台组块所受重力
（3）若涨潮前，插尖低于接口，涨潮时，插尖比接口高，则工程船对平台组块竖直向上做功为克服平台组块重力做功
答：（1）工程船满载航行在海面上时，受到的浮力为5.35×108N；
（2）平台组块所受重力大小为1.55×108N；
（3）工程船对平台组块竖直向上做功为3.1×108J。
考点五．功率的计算
28．（2025·江苏苏州·中考真题）叉车常用于货物的转运，如图所示。叉车在内将质量为的货箱匀速竖直提升，取，求此过程中：
(1)货箱的速度；
(2)叉车对货箱所做的功；
(3)叉车对货箱所做功的功率。
【答案】（1）货箱的速度
（2）叉车对货箱所做的功
（3）叉车对货箱所做功的功率
29．（2025·甘肃·中考真题）学校航模社团用无人机进行学科实践，已知无人机整机质量为2kg。
(1)小高想要测量操场长度，他让无人机从操场一端以2m/s的速度水平匀速直线飞行到另一端，发现用时1分30秒，请问他测得的操场长度为多少？
(2)小飞想了解无人机上升过程中的输出功率，他让无人机匀速直线上升80m，发现用时20秒，请问此过程中他测得的无人机的输出功率是多少？（空气阻力不计，g取10N/kg）
【答案】（1）他测得的操场长度为
（2）无人机匀速直线上升，空气阻力不计，则无人机对物体的拉力与物体的重力大小相等，即
无人机匀速直线上升的速度为
则无人机的输出功率是
30．（2025·四川眉山·中考真题）“雪龙”号是我国最大的极地考察船，排水量约，吃水深度可达，动力系统中，主机功率。取，，求：
(1)“雪龙”号满载时受到的浮力；
(2)水面下5m深处船壁受到海水的压强；
(3)如图所示，执行科考任务的“雪龙”号在海面破冰前行，假如船以的速度做匀速直线运动，主机能提供多大的动力。
【答案】（1）由阿基米德原理可知，“雪龙”号满载时受到的浮力
（2）水面下5m深处船壁受到海水的压强
（3）“雪龙”号做匀速直线运动的速度为
由和得
则“雪龙”号主机提供的动力
31．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）子英同学在青城公园看到，工人们正从湖中打捞一个圆台型石墩。示意图如下，左图为石墩，右图为打捞简图。已知湖深2m，石墩高0.3m，体积0.07m3，密度石=2.8×103kg/m3。把石墩从水底上拉的过程中，汽车一直向右匀速运动，速度大小为1.5m/s。（不计水的阻力、绳重和滑轮的摩擦，水=1.0×103kg/m3）求：
(1)上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力大小；
(2)打捞前，石墩上表面受到的水产生的压强；
(3)石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车拉力所做的功；
(4)整个打捞过程，汽车拉力做功的最大功率。
【答案】（1）上升的过程中，石墩未露出水面前所受的浮力
（2）湖深2m，石墩高0.3m，打捞前，石墩上表面距离水面的距离为
受到的水产生的压强
（3）石墩从水底到将要露出水面的过程中，汽车的拉力为
汽车拉力移动的距离为1.7m，汽车拉力所做的功
（4）整个打捞过程，汽车拉力的最大值等于石墩的重力，故汽车拉力做功的最大功率为
32．（2024·黑龙江大庆·中考真题）如图甲是某新型太阳能汽车，该汽车的动力完全由安装在车顶的电池板收集的太阳能提供。接收太阳能的电池板面积为。某次试车过程中，该车在水平路面上以恒定功率P做直线运动，图像如图乙所示。已知，汽车（包括司乘人员）的总质量为，汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.02倍，取。求：
（1）汽车的功率P；
（2）在0~15s内汽车牵引力做的功；
（3）若电池板吸收的太阳能转化为汽车的机械能的效率为20%，则太阳光照射到电池板单位面积上的功率为多少瓦?（假设汽车运动过程中太阳光照情况不变）
【答案】（1）960W；（2）14400J；（3）800W
【详解】解：（1）汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，牵引力
因为行驶时功率恒定，故汽车的功率
（2）在前15s内汽车牵引力做功
（3）15s内太阳能转化为汽车机械能为14400J，则其吸收的太阳能
其照射到电池板单位面积上的功率
答：（1）汽车的功率为960W；
（2）汽车牵引力做的功为14400J；
（3）阳光照射到电池板单位面积上的功率为800W。
33．（2023·四川德阳·中考真题）电动自行车在城市生活中有着广泛的应用。某外卖员骑行如图甲所示的电动自行车为顾客送货，假设他驾驶电动自行车的运动为匀速直线运动，行驶的路程-时间图像如图乙所示，外卖员的质量为60kg，电动自行车及货物的总质量为55kg，电动自行车的功率为400W，电动自行车的电能转化为机械能的效率为65%，电动自行车前后轮与地面的接触总面积为5×10-3m²。求：
（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小。

【答案】（1）5m/s，2.3×105Pa；（2）52N
【详解】解：（1）外卖员骑行电动自行车的速度
外卖员骑行电动车，电动车对地面压力为
此时电动车对地面的压强
（2）依题意得，电动车电能转化为机械能的功率为
由得，电动自行车行驶过程中牵引力的大小为
答：（1）外卖员骑行电动自行车的速度和此时对地面的压强分别为5m/s，2.3×105Pa；
（2）电动自行车行驶过程中牵引力的大小52N。
考点六．杠杆平衡条件的计算
34．（2025·北京·中考真题）图甲所示的载货汽车，其前面为“单轴-单轮”（一根轴上有2个车轮），后面为“单轴-双轮”（一根轴上有4个车轮），如图乙所示。装货后该货车总质量为16t，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2。实际货车和货物整体的重心到前、后轴的距离一般不相等，常偏向车的后半部，为简化研究问题，假设整体重心C到前、后轴的距离相等，水平地面对货车前面两个车轮的作用力相等，等效作用在A点；水平地面对货车后面四个车轮的作用力均相等，等效作用在B点；因此，货车可看成水平杠杆，如图丙所示，AB距离等于前、后车轴间的距离，C在AB中点。g取10N/kg。
(1)求货车在B点所受的总支持力。
(2)为了保护路面，需要限定车辆对路面的压强大小。只要车辆的任何一个轮胎对路面的压强超过限定值，即视为车辆超限。若某水平路面能承受的最大压强为7.0×105Pa，请通过计算判断该货车是否超限。
【答案】（1）由题意知，装货后该货车总质量为16t，则货车的总重力为G=mg=16×103kg×10N/kg=1.6×105N
把货车可看成水平杠杆，以A点为支点，货车重力G为阻力，则B点的支持力为动力，由杠杆平衡的条件可得G×AC=FB支持×AB
C在AB中点，则货车在B点所受的总支持力
（2）由题意知，每个轮胎与地面的接触面积约为400cm2，则后轮胎对路面的压强为
则后胎未超限；把货车可看成水平杠杆，以B点为支点，货车重力G为阻力，则A点的支持力为动力，由杠杆平衡的条件可得G×BC=FA支持×BA
C在AB中点，则货车在A点所受的总支持力
则前轮胎对路面的压强为
则前胎超限了，因此该货车超限。
35．（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，用细线将一质量忽略不计的杠杆悬挂起来，把质量为0.3kg的物体A用细线悬挂在杠杆C处，再把体积为400cm3的物体B（不吸水）用细线悬挂在杠杆D处，当物体B浸没在水中静止时，杠杆恰好在水平位置平衡，此时C、D两点到支点O的距离分别为10cm、15cm。求：
（1）物体B受到的浮力；
（2）物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强；
（3）细线对物体B的拉力及物体B的密度。

【答案】（1）4N；（2）；（3）2N，
【详解】解：（1）因为物体B浸没在水中
物体B受到的浮力
（2）物体B浸没在水中后液面上升的高度
物体B浸没在水中时容器中水深
物体B浸没在水中静止时，水对容器的压强
（3）物体A的重力
细线对杠杆的拉力为和
根据杠杆的平衡条件得
细线对B的拉力为
对物体B受力分析得
由得，物体B的质量
物体B的密度
答：（1）物体B受到的浮力4N；
（2）物体B浸没在水中静止时，水对容器底部的压强；
（3）细线对物体B的拉力为2N，物体B的密度。
考点七．滑轮组、斜面、杠杆的机械效率的计算
36．（2025·四川资阳·中考真题）如图所示，某同学通过滑轮组将深井中的物体向上提升。提升过程中，该同学拉住绳的末端以速度v匀速向右移动，将质量的物体匀速提升了。动滑轮质量，不计绳重，不计绳与滑轮间、滑轮内部的摩擦，不计滑轮的大小，g取10N/kg。完成下列问题：
(1)求上述提升过程中该同学向右移动的距离s；
(2)求上述提升过程中该同学所受地面摩擦力的大小f；
(3)求上述提升过程中滑轮组的机械效率（结果保留一位小数）。
【答案】（1）物体匀速提升的高度为，如图所示，一共有3段绳子分担动滑轮重，故该同学向右移动的距离
（2）绳子的拉力为
该同学匀速向右移动，同学与地面的摩擦力为
（3）提升过程中滑轮组做的有用功为
同学对滑轮组所做的总功
滑轮组的机械效率
38．（2025·山东烟台·中考真题）为了方便快捷地从河中取水，小明利用身边的物品设计了一款“打水神器”（图甲），其中无盖塑料瓶的质量为110g，容积为2.5L，瓶底有一圆孔，绳子穿过圆孔和瓶口，绳子上系一细棒A，A的长度大于圆孔的直径，绳子下端拴着一个直径略大于瓶口的小球B，小球体积为，密度为。打水时，人握住绳子上端，将“打水神器”抛入河水中，水逐渐进入瓶子（图乙）。水满后，将装置提起（图丙），然后将塑料瓶口插入岸上的水桶中，松开绳子，水就自动地流进水桶（图丁）。忽略细棒与绳子的质量和体积，g取10N/kg，。求：
(1)小球B的重力；
(2)图乙中，假设河水进入瓶子的过程中瓶子是匀速下沉的，且绳子与圆孔、瓶口边缘均不接触，当瓶内水的体积为瓶子容积的一半时，瓶子底部受到细棒的压力；
(3)图丙中，“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率。
【答案】（1）小球B的重力为
（2）小球受到的浮力为
匀速下沉时，小球受力平衡，则小球受到绳子的拉力为
则细棒受到绳子的拉力为
则瓶子底部受到细棒的压力
（3）水满后，将装置提起（图丙），水的质量为
则“打水神器”离开水面后匀速上升过程中的机械效率
39．（2024·山东日照·中考真题）港口装载货物时，经常通过斜面将货物拉到甲板上。如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，体重为800N的工人用300N竖直向下的拉力将重500N的货物从斜面底端拉到顶端。货物沿着斜面运动的速度随时间变化的图像如图乙所示，工人的鞋底与地面的总接触面积约为，不计滑轮的摩擦和绳子的重力。求：
(1)拉动货物时工人对地面的压强；
(2)货物在0～10s内运动的平均速度；
(3)货物运动时受到的摩擦力大小。
【答案】（1）根据题意可知，地面对工人的支持力为
地面对工人的支持力和工人对地面的压力为相互作用力，大小相等，工人对地面的压力为
工人对地面的压强为
（2）根据图乙可知，货物0-5s通过的路程为
货物5-10s通过的路程为
货物0-10s运动的路程为
则货物0-10s运动的平均速度为
（3）根据题意可知，工人所做的有用功为
工人所做的总功为
货物运动时受到的摩擦力为
40．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）杠杆是一种让人类突破自身力量极限的简单机械。如图所示，OA长20cm，OB长120cm，张宇同学竖直下压B端，重物被竖直匀速顶起10cm，已知重物质量为270kg，求：
(1)若不计杆重和摩擦，上述过程在B端施加多大的力；
(2)若实际使用600N的力，则这个过程的机械效率。
【答案】（1）重物的重力为
G=mg=270kg×10N/kg=2700N
过支点画出动力和阻力的力臂，如图所示：
由图可知，O点为支点，不计杆重和摩擦，根据杠杆平衡的原理可得
G×L1=F×L2
根据三角形关系，可得
（2）由题意知，重物被竖直匀速顶起10cm即0.1m，根据三角形关系可知，力F移动的距离为0.6m，因此这个过程的机械效率为
41．（2023·山东威海·中考真题）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为，轮胎底部与沙滩接触的总面积为，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为：。（）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）

【答案】（1）；（2）5m，1800W
【详解】解：（1）小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
（2）如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
答：（1）小轿车静止时对沙滩的压强是；
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是；小轿车受到的拉力做功的功率是。
实验次数
动力F1/N
动力臂l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
0.5
20.0
1.0
10.0
2
1.0
20.0
1.0
20.0
3
1.5
10.0
1.0
15.0
4
2.0
15.0
0.5
20.0
实验序号
1
2
3
4
5
t/℃
25.0
40.0
55.0
70.0
85.0
/cm
0
1.10
2.15
3.26
4.31
/cm
0
1.73
3.44
5.18
6.89
数据序号
动力
动力臂
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
0.5
0.4
1.5
0.2
2.5
0.2
2
0.5
0.4
1.0
0.3
2.5
0.2
3
1.0
0.3
1.0
0.2
2.5
0.2
实验序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1.0
6.0
2.0
3.0
2
1.5
4.0
3.0
2.0
3
2.0
2.0
4.0
1.0
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
…
…
…
…
2
…
…
…
…
3
2.5
20.0
2.0
25.0
实验次数
钩码重力G/N
钩码上升的高度h/cm
绳子自由端的拉力F/N
绳子自由端移动的距离s/cm
机械效率
1
1
3
0.5
①
66.7%
2
3
5
1.4
15
71.4%
3
6
9
2.5
27
②
物理量
实验1
实验2
实验3
钩码所受总重力G/N
4
6
4
钩码上升的高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
2.0
2.8
1.4
绳端移动的距离s/m
0.3
0.3
0.5
机械效率
67%
71%
？
斜面倾角
5°
10°
15°
实验序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
物体
A
B
C
A
B
C
A
B
C
重力大小/N
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
10.0
20.0
30.0
压力大小/N
9.96
19.92
29.88
9.85
19.70
29.55
9.66
19.32
28.98
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η
1
2.0
5
1.0
15
66.7%
2
4.0
5
1.8
15
74.1%
3
4.0
10
1.8
30
74.1%
4
6.0
5
2.5
15