专题12 功、机械能、简单机械和机械效率-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（江西专用）

这是一份专题12 功、机械能、简单机械和机械效率-5年（2019-2023）中考1年模拟物理分项汇编（江西专用），文件包含专题12功机械能简单机械和机械效率-5年2019-2023中考1年模拟物理分项汇编江西专用原卷版docx、专题12功机械能简单机械和机械效率-5年2019-2023中考1年模拟物理分项汇编江西专用解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共36页， 欢迎下载使用。

1．（2022·江西·统考中考真题）明代学者宋应星（江西人）著有《天工开物》，如图所示，是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景，桔槔属于 （选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），使用时，机械效率η 1（选填“>”“<”或“=”）。
【答案】 杠杆 <
【详解】[1]由图中可知，桔槔是一根在力的作用下绕支点转动的硬棒，故桔槔属于杠杆。
[2]因在使用过程中要克服摩擦和自重等做额外功，故机械效率η<1。
2．（2021·江西·统考中考真题）如图所示的滑轮组，在拉力F作用下物体A以0.1m/s的速度匀速上升，则绳子自由端移动的速度是 m/s；若以动滑轮为参照物，物体A是 的。
【答案】 0.2 静止
【详解】[1]此滑轮组中，有2段绳子承担物重，则绳子自由端运动的距离是物体上升距离的2倍。滑轮组工作时，二者是同时运动同时静止的，运动时候相同。所以，二者的速度也是2倍的关系，因此，绳子自由端的运动速度为
2×0.1m/s=0.2m/s
滑轮组在工作时，物体与动滑轮一齐上升，相对位置保持不变，因而，二者保持相对静止。
3．（2020·江西·统考中考真题）（多选）如图所示，将重6N的物体匀速拉高20cm，在此过程中，不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，以下说法正确的是（ ）
A．绳子自由端被拉下1.2mB．绳子对地面的拉力为1N
C．对物体所做的功为1.2JD．横梁受到的拉力为9N
【答案】CD
【详解】A．滑轮组的动滑轮绕4段绳，绳子自由端移动的距离
s=4h=4×0.2m=0.8m
故A错误；
B．不计滑轮装置自重、绳重和摩擦，地面对绳子的拉力
F=
绳子对地面的拉力和地面对绳子的拉力是相互作用力，所以绳子对地面的拉力是1.5N，故B错误；
C．对物体所做的功为
W=Gh=6N×0.2m=1.2J
故C正确；
D．横梁受到6段绳子的拉力，所以
F横梁=6F=6×1.5N=9N
故D正确。
故选CD。
4．（2019·江西·中考真题）如图所示，物重为G的物体在不同简单机械中均处于平衡状态(不计机械自重和摩擦)，拉力F1、F2、F3、F4的大小关系是
A．F2B．F2C．F4=F2D．F4【答案】B
【详解】F1：根据杠杆的平衡条件，动力臂等于阻力臂，则动力等于阻力，即F1=G；
F2：根据滑轮组的图像知，n=3，则F2=G,
F3：此滑轮为费力动滑轮，分析知F3=2G,
F4：根据功的原理得，F4s=Gh, 则F4=G=G,
故F2故B正确．
5．（2021·江西·统考中考真题）【探究名称】探究杠杆的平衡条件
【猜想与假设】
猜想一：动力×动力臂=阻力×阻力臂；
猜想二：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离。
【设计实验与进行实验】
（1）如图甲所示，应将杠杆两端的螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，小明同学挂上钩码并调节钩码的位置，使杠杆水平平衡，记录的数据如下表：
（3）改变钩码的 和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表：
【分析与论证】
根据小明同学的数据可验证猜想 （选填“二”或“一和二”）是正确的。而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，还应改变动力或阻力的 进行实验；
于是，小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，获得表中后两组数据。综合分析表中数据可验证猜想 是错误的。若要验证另一种猜想是否正确，必须添加的测量工具是 。通过以上研究，小明同学真正理解了力臂是支点到 的距离。
【答案】 左 数量 一和二 方向 二 刻度尺 力的作用线
【详解】（1）[1]如图甲所示，杠杆的右端下沉，说明杠杆的重心在支点的右端，故应将杠杆的重心向左调节，即两端的螺母向左调节，使杠杆在水平位置平衡。
（3）[2]小明的实验中，动力和阻力均为钩码的重力，第3次实验数据和第1次数据相比，动力和阻力及OB、OA间的距离都发生了改变，即改变钩码的数量和钩码的位置，重复上述实验两次，记录的数据如下表。
[3]小明的实验中，因杠杆始终在水平位置平衡，由重力的方向竖直向下和力臂的定义，动力臂即间距离，阻力臂即间距离，在第 1次实验中
第2次和第3次实验中
故小明同学的数据可验证猜想一和二是正确的。
[4]而小红同学则认为小明同学每组数据中的力臂恰好都等于支点到力的作用点的距离，具有一定的特殊性，当动力或阻力的方向与杠杆不垂直时，力臂则不等于支点到力的作用点的距离，故还应改变动力或阻力的方向进行实验。
[5]小红同学协助小明同学按图丙方式进行实验，根据
故可验证猜想二是错误的。
[6]若要验证另一种猜想是否正确，即力的方向与杠杆不垂直的情况，因此时动力臂不等于支点到力的作用点的距离，为了测量动力臂的大小，故必须添加测量长度的工具是刻度尺。
[7]通过以上研究可知力臂不是支点到力的作用点的距离，小明同学真正理解了力臂是支点到力的作用线的距离。
6．（2019·江西·中考真题）探究杠杆的平衡条件
如图所示，是小鹰和小华同学用于探究杠杆平衡条件的实验装置．
(1)实验前，小鹰和小华同学发现实验装置如图甲所示，为了使杠杆在水平位置平衡，他们应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向 调．
(2)实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图乙所示，如果两人决定只改变左侧钩码的位置，则向 移动，才能使杠杆在水平位置重新平衡．改变钩码的个数及位置，并进行多次实验.
(3)实验后，两位同学将所得的数据分析处理，最终得到杠杆的平衡条件为 ．
【答案】 左 右 F1l1=F2l2
【详解】(1) 实验前，杠杆右端下沉，左端上翘，根据左倾右调，应将左端的螺母向左调或将右端的螺母向左调;
(2)实验中，两位同学在杠杆的左右两侧加挂钩码，如图乙所示，杠杆左端下沉，说明左边力和力臂的乘积大于右边力和力臂的乘积，如果只改变左侧钩码的位置，根据杠杆平衡条件，向右移动才能使杠杆在水平位置重新平衡．
(3)实验后，将所得的数据分析处理，F1l1和F2l2的乘积相等，最终得到杠杆的平衡条件为F1l1=F2l2．
7．（2023·江西·统考中考真题）如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求：
（1）箱子受到的重力；
（2）箱子受到的摩擦力；
（3）斜面的机械效率；
（4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。

【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）见解析
【详解】解：（1）箱子受到的重力
G=mg=20kg×10N/kg=200N
（2）推力所做的功
有用功
额外功
斜面对箱子的摩擦力
（3）斜面的机械效率
（4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。
答：（1）箱子受到的重力是；
（2）箱子受到的摩擦力是20N；
（3）斜面的机械效率是80%；
（4）见解析。
8．（2023·江西上饶·校考模拟预测）如图所示，这是南昌红谷滩游乐场的摩天轮。小红乘坐该摩天轮游玩时发现摩天轮是匀速转动的，则她从最低点上升到最高点的过程中，其动能 ，机械能 。（均选填“变大”、“不变”或“变小”）

【答案】 不变 变大
【详解】[1][2]摩天轮运转速度大小不变，说明小红的速度大小不变，而小红质量也不变，高度增大，所以她的动能大小不变，重力势能增大，小红的机械能等于动能与重力势能之和，所以她的机械能将增大。
9．（2023·江西鹰潭·统考二模）“五一小长假”妈妈带小芳到三清山旅游。当她们乘坐的缆车缓慢匀速上升时（如图），小芳的重力势能 ，动能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

【答案】 增大 不变
【详解】[1]在质量不变时，小芳随缆车一起升高，则重力势能增大。
[2]小芳随车匀速上升，质量和速度两个影响因素都没变，则动能不变。
10．（2023·江西南昌·统考模拟预测）2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱返回地面，若返回舱在一段时间内的运动可看做是竖直向下的匀速运动，此时返回舱的重力势能 ，机械能 （均选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 变小 变小
【详解】[1][2]返回舱在一段时间内的运动可看做是竖直向下的匀速运动，此时返回舱的质量不变，高度变小，重力势能变小；速度不变，动能不变，则机械能变小。
11．（2023·江西南昌·统考模拟预测）周末，爸爸带着小红去爬山，从山脚下爬到山顶所用的时间相同，爸爸的质量比小红大、所以爸爸做的功 小红做的功，爸爸做功的功率 小红做功的功率（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】 大于 大于
【详解】[1]爸爸带着小红去爬山，上升的高度h相同，爸爸的质量比小红大，则爸爸的重力比小红的大，由W＝Gh可知爸爸做的功多。
[2]已知爬山所用时间相同，根据可知爸爸做功的功率大。
12．（2023·江西景德镇·统考一模）蹦极是年轻人非常喜爱的一项极限运动。如图所示，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点。忽略空气阻力，运动员下落的整个过程中，到达 点时其动能最大，最终，运动员的重力势能转化为绳子的 能。

【答案】 B 弹性势
【详解】[1][2]运动员到达A点以前，弹性绳没有发生弹性形变，运动员的质量不变，速度变大，高度变小，忽略空气阻力，重力势能全部转化为动能；从A点到B点，弹力小于重力，运动员做加速运动，速度增大，这时重力势能的一部分转化为动能，一部分转化为弹性势能；从B点到C点，弹性形变增大，弹力大于重力，运动员做减速运动，速度减小，这时重力势能和动能转化为弹性势能，直到C点，重力势能和动能全部转化为弹性势能；因此综合上面分析可得：到达B点时动能最大，最终运动员的重力势能转化为绳子的弹性势能。
13．（2023·江西新余·统考一模）如图所示的滑轮组，在不计绳重和摩擦的情况下，均将重为G的物体匀速提升h的高度，且每个滑轮的重力都等于且小于物体的重力G，绳子自由端拉力与的大小关系为 ，甲装置机械效率与乙装置机械效率的大小关系为 。

【答案】
【详解】[1]甲为一个定滑轮和一个动滑轮，经过动滑轮的绳子段数为2段，可省一半的力，故
图乙为两个定滑轮，不省力，故
所以与的大小关系为
[2]不计绳重和摩擦的情况下，有用功相同时，甲滑轮组比乙滑轮组要多克服动滑轮的重力做功，甲的总功大于乙的总功，根据知道，故甲装置机械效率小于乙装置机械效率。
14．（2023·江西萍乡·统考二模）一段均匀铁管长为L、重500N，当平放在水平地面上时，人抬起一端最少需要 N的力，如果保持用力的方向与铁管垂直，则在扶起铁管的过程中，所需的力逐渐 （选填“增大”或“减小”）。
【答案】 250 减小
【详解】[1]由题意可知，此时可以将铁棒看成是一个以铁棒没有离地端为支点的杠杆，阻力是铁棒的重力为500N，由于铁棒是均匀的，所以阻力臂是棒长的一半，即；当动力垂直于铁棒向上时，动力臂最大等于铁棒的长L，此时动力最小；根据杠杆的平衡条件可得最小动力为
[2]如果保持用力的方向与铁管垂直，则动力臂不变；在扶起铁管的过程中，重力不变，重力的力臂（阻力臂）逐渐变小，根据杠杆的平衡条件可知，所需的动力也逐渐减小。
15．（2023·江西上饶·校联考二模）如图所示，我们打开笔记本时可以把它的屏盖视为 （选填“费力”、“省力”或“等臂”）杠杆；若用与电脑屏幕始终垂直的力F匀速掀开屏盖到竖直位置的过程中，力F的大小将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（假设连接处的阻力不变）

【答案】 省力 减小
【详解】[1]由图可知，我们打开笔记本时，克服屏盖的重力和连接处的阻力，所以阻力臂小于动力臂，为省力杠杆。
[2]连接处的阻力不变，所以在逐渐打开的过程中，阻力臂逐渐减小，阻力与阻力臂的乘积减小，根据杠杆的平衡条件知，动力和动力臂的乘积也减小，因为动力臂不变，所以动力F逐渐减小。
16．（2023·江西上饶·校考一模）如图所示，一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上，用甲、乙两种方法使其一端缓慢抬离地面，若F甲和F乙始终竖直向上，则F甲 F乙，如果两种方法都将水泥板缓慢拉到甲竖直位置，不计空气阻力等因素，两次拉力做功W甲 W乙。 （两空均填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】 等于 小于
【详解】[1]两次抬起水泥板时的情况如图所示：
在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以阻力臂都等于动力臂的二分之一。根据杠杆的平衡条得
所以前后两次所用的力相同。
[2]若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置，由图可知
根据可知拉力做功
17．（2023·江西上饶·统考一模）如图所示四种器材，正常使用时属于费力杠杆的是（ ）
A． 滑轮
B． 天平
C． 核桃夹
D． 筷子
【答案】D
【详解】A．动滑轮实质是动力臂等于2倍阻力臂的杠杆，属于省力杠杆，它不能改变力的方向，但最多能够省一半的力，故A不符合题意；
B．托盘天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不省力也不费力，故B不符合题意；
C．核桃钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．筷子在使用过程中，动力作用点在筷子的中间偏上，阻力作用点在筷子的下端，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
18．（2023·江西抚州·统考一模）如图所示，环卫工人正在使用扫帚打扫街道，扫帚在扫地时（ ）

A．可以省力
B．可以省距离
C．可以省功
D．既可以省力，也可以省距离
【答案】B
【详解】ABD．扫帚在使用过程中，动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，所以扫帚在扫地时，费力省距离，故B符合题意，AD不符合题意
C．根据功的原理可知，使用任何机械都不会省功，故C不符合题意。
故选B。
19．（2023·江西抚州·统考一模）关于如图所示的冬奥会部分运动项目中的情景，下列说法正确的是（ ）

A．图甲：跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能变小
B．图乙：短道速滑运动员在转弯滑行的过程中可能不受到力的作用
C．图丙：冰壶被冰壶运动员推出去后，冰壶受惯性的作用继续向前运动
D．图丁：冰球比赛中，冰球离开冰球杆在水平冰面上滑动的过程中，运动员对冰球做了功
【答案】A
【详解】A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变、高度减小，其重力势能减小，故A正确；
B．短道速滑运动员在转弯滑行的过程中，运动方向发生改变，所以受到了力的作用，故B错误；
C．冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动，是由于冰壶具有惯性要保持原来的运动状态，惯性是一种性质，不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误；
D．冰球运动员用球杆将冰球推出后，冰球水平滑动的过程中，运动员没有对冰球施加推力，没有做功，故D错误。
故选A。
20．（2023·江西南昌·统考一模）如图所示，是跳远运动的几个主要阶段示意图。下面关于运动员能量的说法正确的是（ ）
A．助跑过程中机械能始终保持不变
B．从最高点到落地过程中动能由重力势能转化
C．从起跳到最高点过程中势能与动能越来越大
D．运动员在跳到最高点时动能为零
【答案】B
【详解】A．助跑过程中，运动员的质量不变，高度不变，重力势能不变，速度变大，动能变大，所以机械能变大，故A错误；
B．从最高点到落地过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B正确；
C．从起跳到最高点过程中，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，故C错误；
D．运动员在跳到最高点时在水平方向上有一定的速度，动能不为零，故D错误。
故选B。
21．（2023·江西九江·统考一模）如图甲所示，用滑轮组提升质量为60kg的重物，物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m。此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。此过程中下列判断错误的是（ ）
A．绳子自由端上升的速度为1.2m/sB．动滑轮的重力大小为150N
C．滑轮组的机械效率为80%D．拉力F的大小为250N
【答案】B
【详解】A．由图可知，该滑轮组绳子承重段数n=3，绳子自由端上升的速度
故A正确，不符合题意；
B．由于此滑轮组没有强调不计绳重及摩擦，则动滑轮的重力无法确定，故B错误，符合题意；
C．物体在拉力F的作用下以0.4m/s匀速上升了8m，上升时间
由图乙可知，当时间为20s时，拉力F做的功W为6000J，机械效率
故C正确，不符合题意；
D．由图乙可知，当时间为10s时，拉力F做的功W为3000J，拉力F的大小
故D正确，不符合题意。
故选B。
22．（2023·江西南昌·统考一模）（多选）下列有关物理知识的叙述正确的是（ ）
A．汽车匀速上坡，其动能增大，机械能总量保持不变
B．汽油机在做功冲程中，将机械能转化为内能
C．水壶的把手采用胶木或塑料制成，主要是因为胶木或塑料是热的不良导体
D．使用滑轮组时，适当增加提升的物体重量，可以提高机械效率
【答案】CD
【详解】A．动能大小与速度和质量有关，匀速上坡，质量和速度大小不变，所以动能不变，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；
B．压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，故B错误；
C．水壶是由金属材料制成的，导热性能好，而把手用胶木或塑料制成，防止手被烫伤，因此是利用胶木或塑料的隔热性能好；故C正确；
D．增加重物的重力，在动滑轮、摩擦不变的情况下，即额外功不变的情况下，有用功增加了，所以机械效率就提高了，故D正确。
故选CD。
23．（2023·江西萍乡·统考二模）（多选）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。下列计算结果错误的是（ ）

A．0s～1s内，地面对物体的支持力是10N
B．1s～2s内，拉力F做的功是187.5J
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
【答案】ACD
【详解】A．由图乙可知，在0～1s内，拉力F＝30N，取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F作用，处于静止状态；地面对重物的支持力
F支＝G﹣3F+G动＝100N﹣3×30N+G动＝G动+10N
故A错误，符合题意；
C．由图可知在2～3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数（承担物重的绳子股数）n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度
v3′＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s
拉力做功功率（总功率）
P总＝F3V3′＝40N×7.5m/s＝300W
故C错误，符合题意；
D．滑轮组的机械效率
故D错误，符合题意；
B．在1～2s内，拉力F2＝50N，重物上升高度h2＝1.25m拉力F的作用点下降的距离
s2＝3h2＝3×1.25m＝3.75m
拉力做的功
W＝F2S2＝50N×3.75m＝187.5J
故B正确，不符合题意。
故选ACD。
24．（2023·江西赣州·统考模拟预测）（多选）如图所示是一位同学组装的提升重物的装置，他用的力在内把重的物体匀速提升。则此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．他做的总功是
B．他做的有用功是
C．他对滑轮组做功的功率是
D．该滑轮组的机械效率是
【答案】CD
【详解】A．如图，绳子有2段，物体上升5米，绳子移动10米，拉力为80牛，拉力做功为总功
故A错误；
B．物体上升5米，物重120牛，有用功为
故B错误；
C．拉力做功为总功为800J，时间为10秒，他做功的功率为
故C正确；
D．机械效率为
故D正确。
故选CD。
25．（2023·江西萍乡·统考二模）小强在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，选用质量不同两个钢球m和M（M的质量大于m），分别从不同的高度h和H（H>h）静止开始滚下撞击木块B，实验过程如图所示。
（1）小强通过观察 来判断小球动能的大小；
（2）甲、乙实验中分别让小球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是使小球 ；由甲、乙两图实验现象可得结论
（3）分析 和 两图实验现象可得结论：物体的动能与质量有关；
（4）实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法，请你写出一种 。
（5）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是小球和木块将 。
【答案】 木块B移动的距离长短 到达斜面底部时的速度不同 在质量一定时，物体的速度越大，动能越大 乙 丙 增大小球下滑的高度 不能 做匀速直线运动
【详解】（1）[1]实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
（2）[2][3]由甲、乙图知道，小球的质量相同，小球从同一斜面的不同高度由静止滑下，到达斜面底部时的速度不同，撞击木块后木块移动的距离不同，说明小球的动能不同，由此可得到的结论是：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大。
（3）[4][5]要探究小球动能与质量的关系，需要控制小球到达水平面时的速度相同，即不同质量的小球从同一高度由静止滑下，乙、丙两图符合要求。
（4）[6]实验中若使用的木块质量较大，小车撞击木块时，木块移动的距离较小，实验现象不明显，为使实验有较明显的现象，可以通过增大小车在斜面上的高度来增大小车的速度，从而增大小车的动能，增大对木块做功的多少，增大木块在水平面上滑行的距离；也可以通过减小接触面粗糙程度的方法来减小摩擦力，使木块在水平面上滑行距离增大。
（5）[7][8]若水平面绝对光滑，则木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能达到探究目的。
26．（2023·江西景德镇·统考一模）图甲所示是“之”字形盘山公路，公路修成这种形状有什么好处呢？王磊将木板搭在木块上模拟盘山公路（如图乙），发现只要2N的力就能将5N的重物拉上木板，这说明盘山公路可以 。

通过查阅资料，王磊知道斜面也是一种机械，那么它的效率会跟什么因素有关呢？他提出了如下猜想：
A．与斜面的倾斜程度有关；
B．与斜面的粗糙程度有关；
C．与物体所受的重力有关。
王磊设计方案，并利用图乙装置进行探究，他通过移动木板下的木块来改变斜面的倾斜程度，通过在木板表面铺上棉布来改变斜面粗糙程度，用弹簧测力计将重物匀速拉上斜面，记录相关数据，如下表。
①第三次实验斜面的机械效率为 ；
②若要探究猜想C，则必须要保持斜面长及 、 等不变；
③分析王磊同学的探究数据可知：他的猜想 、 是正确的；物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越 。
【答案】 省力 75% 斜面的粗糙程度 斜面的倾斜程度 A B 高
【详解】[1]只要2N的力就能将5N的重物拉上木板，即拉力小于物重，说明盘山公路斜面可以省力。
①[2]第三次实验中，有用功是，总功是，所以机械效率是
②[3][4]斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度及所受的重力有关；如果要探究猜想C，即斜面的机械效率与物体所受的重力的关系，需要保持斜面长及斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度等不变，只改变物体受到的重力。
③[5][6]分析序号为1、3的实验数据，可发现其他条件不变时，物体所受重力改变，斜面的机械效率不变，可知机械效率与物体所受重力无关，猜想C是错误的；探究猜想A时要保持斜面长、斜面粗糙程度和物体所受重力等不变，只改变斜面倾斜程度，故需要分析序号为1、2的实验数据，分析可知，其他条件不变时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，猜想A正确；探究猜想B需要保持斜面长、物体所受重力和斜面的倾斜程度等不变，只改变斜面的粗糙程度，应该分析序号为1、4的实验；根据1、4数据可知，在其它条件相同时，因棉布比木板粗糙，大于，故得到的结论是：斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关，猜想B正确。因此分析王磊同学的探究数据可知：他的猜想A、B是正确的。
[7]分析序号为1、2的实验数据，分析可知，在物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时，实验1的斜面倾斜程度较大，对应的机械效率较高，故在物体的重力和斜面的粗糙程度均相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高。
27．（2023·江西宜春·二模）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
（1）实验前，杠杆静止在图甲所示的位置，此时杠杆 （选填“平衡”或“不平衡”）；为了使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向 （选填“左”或“右”） 调节，若改为调节杠杆左端的平衡螺母，则向 调节也能使杠杆在水平位置平衡；
（2） 图乙中，在A点挂3个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应在B点挂 个相同的钩码；杠杆平衡后，在A、B 两点下方同时附加一个相同的钩码，则杠杆 （选填“左端下沉"、“右端下沉”或“仍保持原状”）；
（3）如图丙所示，若不在B点挂钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡；当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，其示数会 （选填“变大”、“不变”或 “变小”），原因是 。
【答案】 平衡 右 右 4 左端下沉 变大 阻力和阻力臂不变，动力臂变小，动力变大
【详解】（1）[1]当杠杆静止不动或匀速转动时，杠杆达到平衡状态。图甲中杠杆静止，此时杠杆平衡。
[2][3]由图可知，杠杆左低右高，应调节两端的平衡螺母都向右移动，直至杠杆在水平位置平衡。
（2）[4]设每个钩码重为G，每格长度为l，B点的钩码个数为n，根据杠杆的平衡条件
3G·4l=nG·3l
解之可得：n=4。
[5]在A、B 两点下方同时附加一个相同的钩码，则
4G·4l>5G·3l
此时杠杆左端下沉。
（3）[6][7]当弹簧测力计从图丙位置转到图丁位置时，阻力和阻力臂不变，动力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变大。
28．（2023·江西南昌·统考一模）小明对杠杆开展相关实验探究（不计支点处摩擦）。
【进行实验搜集证据】
（1）小明安装好杠杆，将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明一开始杠杆的 端翘起（选填“左”或“右”）；
（2）如图甲所示，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，弹簧测力计的示数为 N；若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，弹簧测力计的示数将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
【拓展1】
（3）小明换用可变形杠杆（AOB可绕O点转动）进一步研究杠杆平衡条件；
①当杠杆处于图乙所示水平位置平衡时，测得OA＝0.2m，物块M的重力G1=4N，物块N的重力G2=8N；OB= m；
②保持物块M的位置不变，OB向下折至如图丙所示的位置。要使杆在图丙所示位置保持平衡，则应将物块N的悬挂点移动到 。
A．①点处 B．②点处 C． ①和②之间
【拓展2】
（4）小明提出新的问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丁所示装置进行探究，在杠杆A点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在B点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡状态，以弹簧测力计的拉力为动力F1，钩码拉力为阻力F2，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1l1总是 F2l2（选填“>”、“<” “=”），其原因主要是 。
【答案】 左 1 偏小 0.12 B > 见解析
【详解】（1）[1]要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；将平衡螺母向左调节，杠杆在水平位置平衡，说明杠杆左端翘起。
（2）[2]设杠杆一格长为L，在A点挂3个重力均为0.5N的钩码，在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆，使其在水平位置平衡，由杠杆平衡条件得到
3×0.5N×2L=F×3L
F=1N
[3]若在第（1）小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验，由于右侧已经存在杠杆的重力与力臂的乘积，故弹簧测力计的示数会偏小。
（3）①[4]根据杠杆的平衡条件可得
G1×OA=G2×OB
4N×0.2m=8N×OB
OB=0.12m
②[5]松开螺母保持OA水平不动，使OB向下折，保持物块M的位置不变，则G1×OA保持不变。若要使杠杆仍保持平衡，则应保持
G2×OB'=G2×OB
因G2保持不变，则应保持力臂
OB'=OB
力臂是指从支点到力的作用线的距离，而力始终是竖直向下的，则我们应将N移到②点处，以确保力的作用线相同，故选B。
（4）[6][7]用如图丁所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响，所以F1l1总是大于F2l2。
29．（2023·江西南昌·统考一模）如图所示，动滑轮重10N，在50N的拉力F作用下，滑轮组拉着重100N的物体A在水平面上以0.1m/s的速度运动10s（忽略绳重和滑轮间的摩擦），求：
（1）拉力F对物体A做的有用功；
（2）拉力F做功的总功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）90J；（2）10W；（3）90%
【详解】解：（1）物体移动距离
s物＝v物t＝0.1m/s×10s＝1m
由图知，动滑轮上承载的绳子的段数n＝2，忽略绳重和滑轮间的摩擦，由可得，物体受到的拉力
对物体A做的有用功
W有＝F′s物＝90N×1m＝90J
（2）由
得到拉力的总功率
P＝Fv＝Fnv物＝50N×2×0.1m/s＝10W
（3）滑轮组的机械效率
答：（1）拉力F对物体A做的有用功为90J；
（2）拉力F做功的总功率为10W；
（3）该滑轮组的机械效率为90%。
30．（2023·江西景德镇·二模）小陈同学用如图（甲）所示的两只滑轮组成的滑轮组，在同一种组装方式下，匀速提升不同质量的重物，得到一系列拉力F与物重G的大小关系，并绘制出图（乙）所示的F﹣G图像（不计绳重及摩擦）。
（1）依据图像所提供的信息，计算图中动滑轮的重力大小；
（2）在图甲中画出绕绳方法；
（3）当物重为90N时，求滑轮组的效率大小。
【答案】（1）10N；（2）见解析；（3）90%
【详解】解：（1）不计绳重及摩擦，拉力
根据图像上两个特殊点代入上式可得
﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②解得
，
（2）由（1）可知承担物重的绳子股数
从定滑轮的下挂钩开始绕起，依次绕过下面的动滑轮、上面的定滑轮，如图所示：
（3）不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率
答：（1）动滑轮的重力大小为10N；
（2）见解析；
（3）当物重为90N时，滑轮组的效率为90%。
31．（2023·江西·校联考一模）如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重．不计绳重和摩擦，物体重从开始逐渐增加，直到绳子被拉断．每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象．
（1）每个滑轮重多少？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少？
（3）当滑轮组的机械效率为时，物体重多少？
【答案】（1）；（2）；（3）．
【详解】（1）由图知道：当物体重200N时，机械效率是50%，由η=G物/G物+G动变形知道：G动 =G物/η−G物=200N/0.5-200N=200N，因为动滑轮为两个，所以每个滑轮重是100N．
（2）当绳子要被拉断时拉力最大，由图知道物体在1800N时绳子断了，所以，F=G物+G动/n=1800N+200N/4=500N；
（3）把η=80%、G动 =200N代入η=G物/G物+G动可得物体重是：G物=800N．
实验次数
动力
间距离/
阻力
间距离/
小明
1
1.0
5
0.5
10
2
1.5
10
1.0
15
3
1.0
10
2.0
5
小红和小明
4
0.8
15
1.0
10
5
1.4
15
1.0
10
实验
次数
斜面
材料
物重
G/N
斜面高度
h/m
斜面长
s/m
沿斜面拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η/%
1
木板
2
0.6
1
1.6
1.2
1.6
75
2
木板
2
0.4
1
1.4
0.8
1.4
57.1
3
木板
4
0.6
1
3.2
2.4
3.2
4
棉布
2
0.6
1
1.8
1.2
1.8
66.7