镊子、钓鱼竿
等臂杠杆
l1＝l2
F1＝F2
s1＝s2
天平
如图所示，轻质杠杆OA可绕O点转动，OA＝0.3米，OB＝0.2米。
A点处挂一个质量为2千克的物体G，B点处加一个竖直向上的力F，杠杆在水平位置平衡，则物体G的重力大小为________牛，力F大小为________牛。
【解析】 本题中支点是O，因此动力臂OB＝0.2米，阻力臂OA＝0.3米，阻力
G＝2千克×9.8牛/千克＝19.6牛，再代入杠杆平衡条件F×OB＝G×OA解得F＝
＝29.4牛。
【答案】 19.6 29.4
【点拨】 利用杠杆平衡条件进行计算，关键是要认准支点位置，判断力臂的大小。
此题在计算时容易将力臂OA错看成AB。
在图中，已知物体M重24牛，AC＝8厘米，
AB＝20厘米，CD＝12厘米，当杠杆平衡时，拉力F＝______牛。
2．探究杠杆平衡的条件
某小组同学研究有关杠杆平衡的问题，他们在已调节水平平衡的杠杆上，用弹簧测力计、钩码分别进行实验，研究过程如图所示（弹簧测力计对杠杆的力为动力、钩码对杠杆的力为阻力，钩码均相同且位置保持不变），请你根据实验情况和测量结果进行分析和归纳。
（1）由（a）、（b）两图中动力与动力臂大小间的关系可知：
在杠杆平衡时，当阻力与阻力臂不变，__________________________________________________________。
（2）根据四个图中杠杆的平衡与动力、阻力对杠杆转动效果的关系可知：
______________________________________________________。
【解析】 根据题目一步步确定研究方向，
（1）中通过（a）、（b）图很容易找到杠杆平衡时动力和动力臂大小的关系，但容易弄错力和力臂的因果关系，应该是动力臂越长，动力越小，不能错写成动力越小，动力臂越长；
（2）中要找到杠杆平衡时动力、阻力对杠杆转动效果的关系，即当动力、阻力对杠杆转动效果相反时杠杆才可能平衡，当动力、阻力对杠杆转动效果相同时杠杆一定不能平衡。
【答案】
（1）动力臂越长，动力越小
（2）当动力、阻力对杠杆转动效果相反时杠杆可能平衡，当动力、阻力对杠杆转动效果相同时杠杆不能平衡
【点拨】 做这类情景归纳题时，不能盲目记答案，要认真审题，理解题目考查杠杆平衡的哪个知识点，如果考查杠杆平衡时动力和阻力的方向，则要分两种情况讨论：
当动力和阻力在支点同侧时，动力和阻力的方向相反，此时动力和阻力对杠杆的转动效果相反；当动力和阻力在支点的异侧时，动力和阻力的方向相同，此时动力和阻力对杠杆的转动效果相反。
如图所示，某小组同学研究当杠杆受到竖直方向两个力的作用下保持平衡时，这两个力的方向应具备怎样的条件。
他们先调节杠杆水平平衡，再利用弹簧测力计、钩码分别在杠杆支点的同侧或异侧施加作用力，并改变力的大小使杠杆平衡，发现有时无论怎样改变力的大小都无法使杠杆平衡，如图中的（a）和（d）两种情况。
（1）观察比较（a）、（b）两图，可得出的初步结论是______________________________；
（2）观察比较（c）、（d）两图，可得出的初步结论是____________________________。
Ｋ
1．在如图所示的简单机械中，属于费力杠杆的是（ ）
2．用图中简单机械，使重为G的物体处于静止状态，其中用力最大的是（不计摩擦和机械自重）（ ）
A．F1B．F2C．F3D．F4
第2题图
3．在“探究杠杆平衡的条件”实验中，实验前将杠杆的__________支在支架上，通过调节__________，使杠杆在水平位置平衡。
实验时，当在支点两侧分别挂上若干个相同的钩码后，出现了如图所示的情况，为使杠杆在水平位置平衡，可以将支点右侧的钩码向________（选填“左”或“右”）移动__________格。
甲
乙
第3题图 第4题图
4．匀速提起图甲中重为20牛的物体，拉力F＝________牛；在“探究杠杆平衡的条件”实验中，为了便于直接从杠杆上读出________的数值，图乙中拉力的方向为________（选填“OA”或“OB”），使杠杆在__________位置保持平衡。
第5题图
5．如图所示，杆秤秤砣的质量为0.1千克，杆秤的质量忽略不计。
若杆秤水平静止时，被测物和秤砣到秤纽的距离分别为0.05米、0.2米，则被测物的质量为________千克。
若秤砣有缺损时，则杆秤所示的质量值________被测物的真实质量值（选填“小于”、“等于”或“大于”）。
6．小华研究可绕支点转动的硬棒在水平位置平衡时，动力的大小与方向之间的关系。
实验过程如图所示，“动力的方向”用拉力F1与水平位置之间的夹角θ表示（已知θ1>θ2>θ3）。
请仔细观察图中的操作和测量结果：
甲
乙
丙
丁
第6题图
（1）小华认为图甲和乙实验现象与研究的目标不符，其原因是：
________________________________________________________________________。
（2）分析比较图甲和丙和丁中动力F1的大小与动力方向之间的关系，可得到的初步结论：
当阻力的大小、方向、作用点都相同时，________________________________________________________________________。
7．为使杠杆ON在如图位置能保持静止，需在M点施加一个力F。
画出在M点对杠杆施加的最小拉力F，并标出其对应的力臂L。
第7题图
8．如图所示，一轻质杠杆可绕O点转动，已知OA＝1.6米，OB＝0.4米，在杠杆的B点挂一重为600牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，
第8题图
求：
（1）作用在杠杆上B点的力F2大小为多少牛？
（2）竖直作用在A点的力F1大小为多少牛？
第2讲 功 功率 机械能
Ｋ
此讲包含的知识点有：
“功 功率”、“动能 势能”和“机械能”。
在近四年上海中考物理试题中：
①“功 功率”考查过四次，属于重点考查知识点，09年第13题填空题、11年第20题计算题和12年第12题填空题，均考查功和功率的计算；10年第13题填空题，考查功的计算。
从近四年中考考查情况来看，侧重考查功和功率的计算，属于中等难度题。
②“动能 势能”考查过四次，属于重点考查知识点，09年第6题选择题和12年第10题填空题，均考查重力势能变化情况的判断；10年第4题选择题，考查动能和重力势能变化情况的判断；11年第12题填空题，考查列车动能变化情况的判断。
从近四年中考考查情况来看，侧重考查动能和势能变化情况的判断，以选择题和填空题的形式出现，属于简单题。
③“机械能”未考查，属于一般考查知识点。
Ｋ
1．功和功率
（重点）①功率与功之间的关系
功率表示做的功的快慢，不表示做功的多少。
做功的多少由功率和时间两个因素决定，功率的大小、做功的多少不一定统一，讨论做功的数值时，一定要同时考虑功率、时间这两个因素。
可依据P＝
的变形公式W＝Pt、t＝
分析W、P、t三者的关系。
②功率与力和速度的关系：
P＝
＝
＝Fv
这对功率的实际应用有较大的意义。
例如汽车发动机的功率一定时，用F＝
可知，牵引力与速度成反比。
所以汽车爬坡时，司机采用的措施是换挡减速，以获得更大的牵引力。
（易错点）常见的不做功的三种情况
（1）有力F无距离s，例如高举重物静止不动，虽然用了力，但没有在力的方向上通过距离，没做功。
（2）有距离s无力F，如正在空中飞行的足球，运动了一段距离，但运动员施加的力已经消失，运动员对其没有做功。
（3）有力F，也有距离s，但在力F方向上没有通过距离（运动方向和力的方向垂直），此时力也不做功。
例如水平方向运动的物体，重力不做功。
如图所示，物体A和B所受重力都为20牛，滑轮重力不计。
当用力F1和F2分别匀速提升物体A和B时，力F1的大小为________牛。
若物体B在2秒内匀速上升0.5米，则拉力F2所做的功为________焦，功率为________瓦。
【解析】 近两年的模拟考卷中经常将功和功率的问题联系滑轮的知识点考查，在解题时要明确所求的功对应的两个要素：
力和力的方向上运动的距离，尤其是使用动滑轮时，其特点是可以省一半力，但费一倍距离，绳子自由端移动的距离通常是物体上升距离的两倍。
本题中F2的大小为10牛，拉力方向移动的距离是1米，根据功的公式W＝Fs＝10牛×1米＝10焦，再求出功率P＝
＝
＝5瓦。
【答案】 20 10 5
【点拨】 定滑轮既不省力也不省距离，使用定滑轮时求拉力的功较简单。
如图所示，用20牛的拉力F匀速提起物体A，不计摩擦，A的重力为__________牛。
若物体A在10秒内上升4米，此过程中拉力F做的功为__________焦，功率为__________瓦。
物体重为80牛，在大小为20牛的水平推力作用下，5秒内沿水平地面前进了10米，则推力对物体做的功为____焦，它的功率为______瓦，重力对物体做的功为____焦。
【解析】 本题考查“功”和“功率”两个基本概念的计算，解题时仍然要注意审题，找到所求功对应的两个要素，推力的功W＝Fs＝20牛×10米＝200焦，它的功率P＝
＝
＝40瓦，而重力方向与物体运动方向垂直，所以本题中重力不做功。
【答案】 200 40 0
【点拨】 当一道题目给出的情景中涉及多个力或多个距离时，求解功要注意找到对应的力和距离，另外还要注意力可能不做功的情形。
木块在大小为10牛的水平拉力作用下，沿水平面匀速前进2米，拉力做功为________焦，木块受到摩擦力的大小为________牛；若木块重16牛，在此过程中重力做功为________焦。
2．动能和势能
（重点）判断动能和势能的变化情况。
（1）动能的大小跟质量和速度有关：
速度相同，物体的质量越大，动能就越大；质量相同，物体的速度越大，动能就越大。
（2）重力势能的大小与质量和被举高的高度有关：
高度相同，物体的质量越大，重力势能就越大；质量相同，物体被举得越高，重力势能就越大。
（3）弹性势能的大小跟物体弹性形变有关：
弹性形变越大，物体的弹性势能越大。
以下物体中，重力势能逐渐转化为动能的是（ ）
A．伞兵在空中匀速下降
B．汽艇在平静的水面上加速行驶
C．火箭加速上升
D．飞行的标枪从高处下落
【解析】 跳伞运动员在空中匀速下落的过程，质量不变，因为匀速，运动员的动能不变；而高度减小，重力势能减小，没有动能和重力势能之间的转化，故A不合题意。
汽艇在平静的水面上加速行驶的过程，质量不变，速度变大，动能变大；而高度不变，重力势能不变，没有动能和重力势能之间的转化，故B不合题意。
火箭加速上升的过程，质量不变，速度变大，动能变大；高度增加，重力势能增加，没有动能和重力势能之间的转化，故C不合题意。
标枪下落的过程，质量不变，速度增加，动能增加；高度减小，重力势能减小，重力势能转化成动能，符合题意。
故选D。
【答案】 D
【点拨】 本题考查了动能与重力势能的转化。
动能与质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关。
解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。
如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能（ ）
A．一直增大B．一直减小
C．先增大后减小D.先减小后增大
一个木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑，则木块的动能______，势能________，机械能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】 本题考查的是根据各能量形式的影响因素来判断能量的变化：
如匀速——速度不变，物体的动能不变；减速——物体的动能减小，反之则动能增加；升高——高度增加，物体的重力势能增加，反之则重力势能减小。
物体总的机械能则根据动能与势能的总和来判断。
从本题还可以进一步思考能量的转化，木块在斜面顶端时势能最大，在下滑的过程中，动能不变，势能减小，在和粗糙斜面摩擦的过程中损失了一部分能量，所以物体的机械能减少了。
【答案】 不变 变小 变小
【点拨】 物体的动能和势能还与物体的质量有关，通常同一物体质量不变，但要注意一些特殊的情景如洒水车，飞机空投物资前后质量发生变化，判断机械能的变化时要想到。
在某次抗震救灾中，一架向某灾区空投物品的飞机在水平方向上匀速飞行，在空投前后飞机的动能将______，势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
物品从飞机下落到地面的过程中____能转化为____能（选填“动”或“势”）。
Ｋ
1．如图所示，单摆在竖直平面左右摆动，当从A点运动到B点的过程中，它的动能（ ）
第1题图
A．一直增大B．一直减小
C．先减小后增大D．先增大后减小
2．物体受平衡力作用时，下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动状态一定不变化
B．物体的机械能一定减少
C．物体的动能可能减少
D．物体的合力一定不为零
第3题图
3．如图所示，拉力F＝125牛，在10秒内将重物匀速提升2米，滑轮组的机械效率是80%。
则下列说法不正确的是（ ）
A．绳子自由端移动距离为6米
B．物体重是300牛
C．拉力F做的功是250焦
D．拉力F的功率为75瓦
4.重500牛的乘客坐在绿色环保的超级电容公共汽车上，汽车在水平路面上沿直线匀速行驶500米；若以车为参照物，乘客是__________的（选填“静止”或“运动”），乘客的重力所做的功为__________焦，此过程中汽车的动能将__________（选填“减少”、“不变”或“增加”）。
第5题图
5．如图所示，物体A重100牛，在大小为20牛的拉力F的作用下，10秒内沿水平地面匀速前进5米，则物体A受到的摩擦力为________牛，拉力F的功率为________瓦，在此过程中重力对物体A做的功为________焦。
物体A在向左匀速移动过程中动能________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
6．物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面匀速前进2米，则拉力做的功为________焦，功率为________瓦。
第7题图
7．如图所示，滑轮A、B的重力不计。
当分别用力F1和F2匀速提起物体C时，力F1__________F2（选填“大于”、“等于”或“小于”）；滑轮__________可以看作等臂杠杆（选填“A”或“B”）；在上升的过程中，物体C的机械能__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
甲 乙
第8题图
8．如图所示，是某同学在“研究重力做功与哪些因素有关”时所做的实验。
该同学将A、B、C、D四个重力分别为2G、G、G、G的钢球从不同高度释放，都落在同样的水平细沙面上，A比B使沙面凹陷的深一些，C比D使沙面凹陷的深一些。
在实验中，该同学是通过观察比较沙面____________来反映重力做功大小的。
其中由甲图可知：
________________________，由乙图可知：
________________________________________________________________________。
第9题图
9．如图所示，某同学在做“研究动能的大小和哪些因素有关”的实验中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处滚下（mA＝mBhB且物体下落的高度越高，物体到达水平面的速度越大），推动同一木盒运动一段距离后静止。
（1）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚达到水平面时，______球的动能最大，理由是三球中它推动木盒运动的距离最远。
（2）分析比较甲、丙两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
10．在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，小民采用三个体积相同而质量不同的小球做实验。
实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图所示。
（m钢>m玻>m木）
第10题图
（1）实验（a）、（b）、（c）是在研究重力势能与________________是否有关。
（2）分析整个实验及观察到的现象，可归纳得出初步结论：
________________________________________________________________________。
11．某物体在20牛的竖直向上拉力作用下，沿重垂线匀速向上运动10秒，上升的高度为4米。
求此过程中拉力做的功W和功率P。
12．某人用如图所示的牵引装置来锻炼关节的功能。
重物的质量为3千克，若小腿拉绳使重物在3秒内匀速上升0.5米。
求：
第12题图
（1）小腿对绳的拉力；
（2）绳拉重物的功率。
13．在如图所示的装置中，某人在10秒内将重为200牛的货物匀速提升3米。
求：
第13题图
（1）绳对重物的拉力F。
（2）绳拉重物所做的功W和功率P。
14．某同学用如图所示的装置匀速提升重力为200牛的物体，滑轮重力和摩擦不计，若物体在2秒内匀速上升0.6米，求：
第14题图
（1）拉力做的功W；
（2）拉力的功率P。
第四单元 简单机械 功和能
第1讲 杠杆 滑轮
Ｋ
【变式训练11】 16 【解析】 由题图知，杠杆的支点为C点，动力臂为CD，阻力臂为AC，由杠杆平衡条件得F·CD＝G·AC，即F＝
＝
＝16牛。
【变式训练21】 见解析 【解析】
（1）当杠杆受到竖直方向两个力的作用，且两个力位于该杠杆支点的异侧，则当这两个力方向相同时，改变力的大小，杠杆能平衡
（2）当杠杆受到竖直方向两个力的作用，若两个力位于该杠杆支点的同侧，则当这两个力方向相反时，改变力的大小，杠杆能平衡。
Ｋ
1.B 【解析】 由题图知，撬棒、铡刀和开瓶器均是动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；镊子是阻力臂大于动力臂，是费力杠杆。
故选B。
2.B 【解析】 定滑轮的实质是等臂杠杆，动滑轮的实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆。
由杠杆的平衡条件得，F1＝
，F2＝2G，F3＝G，F4＝
，故选B。
3.支点 平衡螺母 右 2 【解析】 设每个钩码重为G，杠杆刻度上单位长度为l，由题图和杠杆的平衡条件得，2G×3l＝G·l′，即l′＝6l，所以，应将钩码向右侧移动2格。
4.10 动力臂 OA 水平 【解析】 动滑轮可节省一半的力，由二力平衡知，F＝
＝10牛；为了便于直接读出力臂的数值，应使拉力垂直于杠杆臂，且平衡时杠杆臂沿水平方向。
5.0.4 大于 【解析】 由杠杆的平衡条件知，0.2米×0.1千克×g＝0.05米×mg，即m＝0.4千克；若秤砣有缺损，则杆秤所示的质量值将大于所测物体的真实值。
6.
（1）两实验中，力的作用点到支点的距离不等
（2）动力与杠杆的夹角越小，动力越大 【解析】
（1）根据控制变量法，在研究动力的大小与方向之间的关系时，应控制动力大小及方向以外的变量保持不变；
（2）由题图甲、丙和丁分析易知，当阻力的大小、方向、作用点都相同时，动力与杠杆的夹角越小，动力越大。
7．如图所示
第7题图
【解析】 1.确定支点O：
假设杠杆转动，找杠杆上相对静止的点即为支点；2.确定动力和阻力作用线：
从动力、阻力作用点沿力的方向画射线用虚线将力的作用线延长；3.作力臂：
从支点向力的作用线作垂线，支点到垂足间的距离为力臂，力臂用实线（或虚线）表示并用大括号（或带箭头的线段）标明，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
8.600牛 150牛 【解析】
（1）F2＝G物＝600牛
（2）F1×l1＝F2×l2 F1＝F2×OB/OA＝600牛×0.4米/1.6米＝150牛。
第2讲 功 功率 机械能
Ｋ
【变式训练11】 20 80 8 【解析】 定滑轮可以改变力的方向，但不省力，即G＝F＝20牛；拉力F做的功为W＝Fs＝20牛×4米＝80焦，功率为P＝
＝
＝8瓦。
【变式训练21】 20 10 0 【解析】 拉力做功为W＝Fs＝10牛×2米＝20焦；木块匀速运动，由二力平衡得，摩擦力f＝F＝10牛；在重力方向上木块未产生位移，故重力做功0焦。
【变式训练31】 C 【解析】 在整个运动过程中，青蛙的质量不变，高度先增大后减小，即重力势能先增大后减小。
【变式训练41】 变小 变小 变小 势 动 【解析】 飞机在空投前后，速度和高度不变，质量减小，所以，动能、势能和机械能均变小；物品下落过程中，势能减小，动能增大，即势能转化为动能。
Ｋ
1.D 【解析】 由单摆摆动特点知，小球在平衡位置速度最大，因此，从A点运动到B点的过程中，动能先增大后减小，故选D。
2.A 【解析】 物体受平衡力作用时，合力一定为零，运动状态和动能一定不变化，机械能变化情况不确定，故选A。
3.C 【解析】 由题图可知，n＝3，s＝3h＝3×2米＝6米，故A正确；由η＝
得，80%＝
，
即G＝300牛，故B正确；拉力做的功W＝Fs＝125牛×6米＝750焦，故C错误；拉力的功率P＝
＝
＝75瓦，故D正确。
4.静止 0 不变 【解析】 乘客乘坐汽车匀速行驶过程中，乘客相对汽车无位置变化，因此乘客是静止的；在重力方向上乘客未产
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