專題04 機(jī)械和功、能-2021年上海市中考母題題源解密（解析版）

專題04機(jī)械和功、能母題揭秘以下內(nèi)容：1、真題分析；2、知識點(diǎn)全面梳理；3、中考模擬題鞏固【母題來源1】（2020·上海中考真題）物體在10牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了20米。求此過程中拉力所做的功W和功率P?！敬鸢浮?00J，20W【解析】拉力所做的功為W=Fs=10?！?0米=200焦功率為【母題來源2】（2018·上海中考真題）如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，A點(diǎn)掛一重物，為使杠桿在水平位置平衡，若在B點(diǎn)施加一個(gè)力并使該力最小，該力應(yīng)沿（）A．BM方向B．BN方向C．BP方向D．BQ方向【答案】A由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小。所以要判斷哪個(gè)動力最小，就看哪個(gè)動力對應(yīng)的動力臂最長。支點(diǎn)與動力作用點(diǎn)之間的連線就是最長的動力臂，與這條動力臂垂直的力即為最小動力?！窘馕觥坑蓤D可知，O為支點(diǎn)，A點(diǎn)掛一重物，阻力方向向下，為使杠桿在水平位置平衡，在B點(diǎn)施加一個(gè)力，則動力F與杠桿垂直且方向向上，要使該力最小，由杠桿平衡條件F1L1＝F2L2可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小；由圖可知，BM對應(yīng)的動力臂最長，所以該力應(yīng)沿BM方向；故選：A?！灸割}來源3】（2020·上海中考真題）在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，用來測量力的儀器是______；在“探究杠桿平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，為便于直接從杠桿上讀出力臂的數(shù)值，應(yīng)使杠桿在______位置保持平衡；“測定物質(zhì)的密度”的實(shí)驗(yàn)原理是______；在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，所選電源電壓應(yīng)______小燈泡的額定電壓（選填“大于”“等于”或“小于”）?！敬鸢浮繌椈蓽y力計(jì)水平大于【解析】[1]彈簧測力計(jì)是用來測量力的儀器。[2]為了在杠桿上直接讀出力臂大小，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使杠桿在水平位置平衡。[3]“測定物質(zhì)的密度”的實(shí)驗(yàn)原理是。[4]測定小燈泡的功率時(shí)，串聯(lián)一個(gè)滑動變阻器，根據(jù)串聯(lián)分壓的原理，所用電源應(yīng)大于小燈泡的額定電壓?！灸割}來源4】（2018·上海中考真題）電梯下降時(shí)，以地面為參照物，電梯是_____的（選填“運(yùn)動”或“靜止”）；下降過程中，其重力勢能_____；其慣性_____（選填“增大”或“不變”或變?。敬鸢浮窟\(yùn)動減小不變【解析】電梯下降過程中，相對于地面電梯的位置在不斷發(fā)生變化，所以相對于地面來說電梯是運(yùn)動的；下降時(shí)，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減??；慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，故慣性不變．【母題來源5】（2017·上海中考真題）如圖（a）、（b）所示，分別用力F1、F2勻速提升重為10牛的物體，圖_____中的滑輪可以看作省力杠桿；圖（a）中．若不計(jì)摩擦和滑輪重力，力F1的大小為_____牛，物體受到合力的大小為_____牛．【答案】b100（1）定滑輪的本質(zhì)是等臂杠桿，不省力，也不省距離；動滑輪的本質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿，可以省一半的力，但是費(fèi)距離．【解析】(1)a是定滑輪，本質(zhì)是等臂杠桿；b是動滑輪，本質(zhì)是動力臂為阻力臂兩倍的省力杠桿；(2)使用定滑輪不省力也不費(fèi)力,若不計(jì)摩擦和滑輪重力,則F1＝G＝10N；勻速提升物體，則a圖中物體受到的重力和拉力是一對平衡力，其合力的大小為0牛．知識要點(diǎn)：杠桿

(1)在力的作用下，能繞固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動的硬棒叫做杠桿。

(2)支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂

①杠桿能繞著轉(zhuǎn)動的固定點(diǎn)叫做支點(diǎn)。

②使杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做動力，阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力叫做阻力。

③力臂是支點(diǎn)到力的作用線之間的距離，而不是支點(diǎn)與力的作用點(diǎn)之間的距離。

(3)求力臂的步驟

辨認(rèn)杠桿，確定支點(diǎn)，作出動力、阻力的圖示，將動力和阻力的圖示延長，得動力作用線和阻力作用線，再從支點(diǎn)出發(fā)分別向二力的作用線作垂線，便得這兩個(gè)力的力臂。

(4）杠桿平衡的條件

動力×動力臂＝阻力×阻力臂，即F1L1＝F2L2。

(5)杠桿的分類

杠桿種類

特

點(diǎn)

應(yīng)用實(shí)例

省力杠桿

動力臂大于阻力臂，l1＞l2

動力小于阻力，F(xiàn)l＜F2

開瓶器

費(fèi)力杠桿

動力臂小于阻力臂，l1＜l2

動力大于阻力，F(xiàn)1＞F2

釣魚桿

等臂杠桿

動力臂等于阻力臂，l1＝l2

動力等于阻力，F(xiàn)l＝F2

天平

2．滑輪

（1)定滑輪的結(jié)構(gòu)和作用

工作時(shí)軸固定不動的滑輪叫定滑輪，定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，不能省力但能改變力的方向。

(2）動滑輪的結(jié)構(gòu)和作用

動滑輪的實(shí)質(zhì)是L1＝2L2的省力杠桿，能省一半的力但不能改變力的方向。

*(3)滑輪組的作用

滑輪組既可省力也可改變力的方向。使用滑輪組時(shí)，滑輪組用n段繩子拉物體，拉物體所用的力F就是物重的n分之一，即F＝G/n，其中n表示拉物體的繩子數(shù)。3.機(jī)械功

（l）概念：功是作用于物體的力和物體在力的方向上移動的距離的乘積。

(2)單位：焦耳，簡稱焦，符號是J。

（3)公式：功＝力×距離，即W＝FS。

(4)力沒有做功的三種情況

①物體受到力的作用，但沒有移動距離，這個(gè)力對物體沒有做功。例如人用力推一個(gè)笨重的物體而沒有推動。一個(gè)人舉著一個(gè)物體不動，力都沒有對物體做功。

②物體不受外力，由于慣性做勻速直線運(yùn)動。物體雖然通過了一段距離，但物體沒有受到力的作用，這種情況也沒有做功。

③物體通過的距離跟它受到的力的方向垂直，這種情況中雖然有力的作用，物體也通過了一段距離，但這個(gè)距離不是在力的方向上的距離，這個(gè)力也沒有做功。例如人在水平面上推車前進(jìn)，重力的方向豎直向下，車雖然通過了距離，但在重力方向上沒有通過距離，因而重力沒對車做功。

(5)功與能的關(guān)系

如果一個(gè)物體能夠做功，則這個(gè)物體就具有能。正在做功的物體一定具有能。

4．功率

（1)概念：功率是用來描述物體做功快慢的物理量。

(2）單位：瓦特，簡稱瓦，符號是W。

(3)公式

P＝W/t

P=FV

機(jī)器的功率是指機(jī)器對外做功時(shí)輸出的功率，每臺機(jī)器都有各自最大限度的輸出功率，對于需確定功率的機(jī)器，由P＝Fv，可知牽引力跟速度成反比。5.能能的定義：能對外做功的物體具有能量。

能的形式有：機(jī)械能、光能、電能、熱能、化學(xué)能、生物能等。

6．機(jī)械能

（1)動能

動能是物體由于運(yùn)動而具有的能。動能的大小與物體的質(zhì)量及物體運(yùn)動的速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動的速度越大，它的動能越大；運(yùn)動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大。

(2）勢能

①重力勢能

物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。勢能的大小與物體的質(zhì)量及物體所處的高度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢能越大；所處高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢能也越大。

②彈性勢能

物體由于彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。彈性勢能的大小跟物體的材料以及彈性形變的大小有關(guān)，彈性形變越大，物體的彈性勢能就越大。

(3)在一定條件下，動能可以轉(zhuǎn)化為勢能，勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能。單擺、滾擺的運(yùn)動充分表明動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。

機(jī)械能＝動能＋勢能。

(4)機(jī)械能守恒定律

物體具有的勢能和動能是可以互相轉(zhuǎn)化的，如果沒有摩擦等阻力，那么在勢能和動能的相互轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能的總量保持不變。

機(jī)械能守恒定律反映了物體的動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，在不存在阻力的條件下，物體動能和勢能在相互轉(zhuǎn)化過程中，能的總量保持不變。即動能的減少量恰好等于勢能的增加量；反之，勢能的減少量恰好等于動能的增加量。

利用機(jī)械能守恒定律解題的優(yōu)點(diǎn)是：不需要考慮過程的細(xì)節(jié)，只要滿足守恒條件，則初態(tài)的動能和勢能之和一定等于末態(tài)的動能和勢能之和。

一、單選題1．（2020·上海寶山區(qū)·九年級二模）小孩從滑梯上端沿斜面勻速滑到底部，不變的是（）A．內(nèi)能 B．重力勢能 C．動能 D．機(jī)械能【答案】C【解析】A．小孩從滑梯上勻速滑下到底部，由于滑梯對小孩做功（摩擦生熱）使得小孩內(nèi)能增加，故A不符合題意；BC．小孩從滑梯上勻速滑下到底部，由于小孩的速度不變，所處的高度降低，所以小孩的動能不變，重力勢能減小，故B不符合題意，C符合題意。D．由于動能與勢能之和是機(jī)械能，所以，機(jī)械能減小，故D不符合題意。故選C。2．（2020·上海閔行區(qū)·九年級二模）如圖所示，用5牛的拉力F勻速豎直提升重為G的物體，使其上升了0.2米。若不計(jì)滑輪自重及摩擦，關(guān)于物體的重力G和繩子自由端移動的距離s，下列判斷中正確的是（）A．G＝2.5牛s＝0.1米 B．G＝2.5牛s＝0.4米C．G＝10牛s＝0.1米 D．G＝10牛s＝0.4米【答案】D【解析】由圖可知，該裝置為動滑輪，使用動滑輪可以省一半的力，費(fèi)一倍的距離，物體上升的高度為0.2m，則繩子自由端通過的距離為s＝0.2m×2＝0.4m不計(jì)滑輪自重及摩擦，則F＝GG＝2F＝2×5N＝10N故選D。3．（2018·上海中考模擬）在如圖所示的簡單機(jī)械中，屬于費(fèi)力杠桿的是（）A．剪子B．起子C．鉗子D．鑷子【答案】D【解析】A．在使用剪子時(shí)，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故A不符合題意；B．在使用起子時(shí)，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故B不符合題意；C．在使用鉗子時(shí)，動力臂大于阻力臂，所以它是省力杠桿，故C不符合題意；D．在使用鑷子時(shí)，動力臂小于阻力臂，所以它是費(fèi)力杠桿，故D符合題意；4．（2019·上海青浦區(qū)·九年級二模）如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，A點(diǎn)掛一重力為10牛的重物，為使杠桿在水平位置平衡，若在B點(diǎn)施加一個(gè)力F,已知OA=OB，關(guān)于F的大小說法正確的是A．一定等于5牛 B．一定等于10牛C．可能等于4牛 D．可能等于8?！敬鸢浮緿【解析】由圖可知，重力與垂直，則重力對應(yīng)的阻力臂就是；若在點(diǎn)施加一個(gè)豎直向上的力，由力臂的定義，為最大的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，在阻力和阻力臂都一定的情況下，動力臂越長則動力越小，；若在點(diǎn)施加一個(gè)力的方向不與垂直，如下圖所示，則力臂為，力臂變小，若，根據(jù)杠桿的平衡條件，則；若在點(diǎn)施加一個(gè)力，如下所示，這個(gè)力的力臂大于而小于，根據(jù)杠桿的平衡條件，，這個(gè)力可能等于8牛，只有D正確。故D符合題意，ABC不符合題意。5．（2018·上海黃浦區(qū)·九年級二模）籃球被拋出后在空中上升的過程中，下列說法正確的是A．動能不變 B．動能增加 C．重力勢能不變 D．重力勢能增加【答案】D【解析】籃球被拋出后在空中上升的過程中，高度增加，重力勢能增加，速度減小，動能減小，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．（2019·上海嘉定區(qū)·九年級二模）如圖所示，不計(jì)滑輪重及摩擦，分別用力F1、F2勻速提升同一重物，若力F1、F2在相等時(shí)間內(nèi)對物體所做的功相等，則力F1、F2及其功率P1、P2的大小關(guān)系為A．F1>F2P1<P2 B．F1>F2P1>P2C．F1>F2P1=P2 D．F1<F2P1<P2【答案】C【解析】由圖知道圖（a）中是定滑輪，圖（b）中是動滑輪，用在不計(jì)繩重和摩擦?xí)r，物體升高h(yuǎn)，若用定滑輪（a）提升物體時(shí)，繩子自由端移動的距離為h，若用動滑輪（b）提升物體時(shí)，繩子自由端移動的距離為2h，當(dāng)用定滑輪提升物體時(shí)，拉力做功是：W1=F1s=Fh，當(dāng)用動滑輪提升物體時(shí)，拉力做功是：W2=F2s=2F2h，因?yàn)槿袅1、F2在相等時(shí)間內(nèi)對物體所做的功相等，即W1=W2，所以F1=2F2，即F1＞F2，又因?yàn)闀r(shí)間相同，由P=知道，P1=P2，故只有C符合題意．7．（2020·上海金山區(qū)·九年級二模）如圖所示，O為杠桿的支點(diǎn)，在A點(diǎn)掛一重物，圖中力F1、F2、F3和F4能使杠桿在水平位置平衡的最小拉力是（）A．F1 B．F2 C．F3 D．F4【答案】A【解析】杠桿受到的動力和阻力使杠桿轉(zhuǎn)動的方向相反，杠桿受到的物體的拉力使杠桿沿著逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，所以受到的另外一個(gè)力應(yīng)該使杠桿沿著順時(shí)針轉(zhuǎn)動，所以F3和F4不符合；要想使拉力最小，根據(jù)杠桿平衡的條件，這個(gè)力的力臂最大，由圖可以看出F1的力臂比F2的力臂大。故選A。8．（2019·上海普陀區(qū)·九年級二模）質(zhì)量相同的甲、乙兩物體同時(shí)同地同方向做勻速直線運(yùn)動，它們的s-t圖像如圖（a）、（b）所示，則下列說法中正確的是A．甲、乙運(yùn)動快慢相同B．運(yùn)動5秒兩車相距1.5米C．甲、乙的動能可能都變大D．甲、乙的機(jī)械能可能都變大【答案】D【解析】A.甲乙同向運(yùn)動，由甲乙圖象知，甲乙都在進(jìn)行勻速直線運(yùn)動，甲的速度：v甲===1m/s，乙的速度：v乙===0.75m/s，所以甲車速度大于乙車的速度，故A錯(cuò)物；B.由v=得，s=vt，所以經(jīng)過5s，甲通過的路程：s甲=v甲t=1m/s×5s=5m，乙通過的路程：s乙=v乙t=0.75m/s5s=3.75m.則兩車相距5m3.75m=2.25m.故B錯(cuò)誤；C、動能和物體的質(zhì)量、運(yùn)動速度大小有關(guān)，質(zhì)量相同的甲、乙兩物體同時(shí)同地同方向做勻速直線運(yùn)動，速度大小不變，甲乙動能不變，故C錯(cuò)誤；D、甲、乙兩物體質(zhì)量相同，在同時(shí)同地同方向做勻速運(yùn)動，高度變化可能升高，則甲、乙兩物體的重力勢能可能增大，所以甲、乙的機(jī)械能可能都變大，故D正確．二、填空題9．（2020·上海浦東新區(qū)·九年級三模）重15牛的木塊在大小為5牛的水平拉力作用下，在水平地面上沿拉力方向勻速前進(jìn)了2米，此過程中拉力做功_____焦；木塊的溫度會升高，這是通過_____方式增加了木塊的內(nèi)能。撤去拉力后，由于_____木塊仍將向前運(yùn)動一段距離?！敬鸢浮?0做功慣性【解析】[1]拉力做功[2]木塊在地面發(fā)生摩擦，溫度升高，屬于通過做功增大內(nèi)能。[3]慣性是指物體保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，所以撤去拉力后，木塊還會繼續(xù)向前運(yùn)動。10．（2020·上海普陀區(qū)·九年級二模）如圖所示，用拉力F勻速提起重力為20N的物體A，不計(jì)摩擦，拉力F大小為___牛。若物體A在20秒內(nèi)上升8米，此過程中拉力F做的功為_____焦，功率為_____瓦?！敬鸢浮?01608【分析】【解析】[1]因?yàn)閳D中滑輪為定滑輪，且不計(jì)摩擦力，所以[2]物體上升8米，所以F下降8米，此過程中拉力F做的功[3]拉力F做功的功率11．（2020·上海青浦區(qū)·九年級二模）在學(xué)校運(yùn)動會中，小明和其他同學(xué)進(jìn)行100米決賽，他在加速過程中，動能_____（選填“變大”“變小”或“不變”），以觀眾為參照物，小明是_____的（選填“運(yùn)動”或“靜止”），觀眾說小明跑得比其他同學(xué)快，這說明_____內(nèi)小明通過的路程較大?！敬鸢浮孔兇筮\(yùn)動相同時(shí)間【解析】[1]在加速過程中，質(zhì)量不變，速度變大，所以動能變大。[2]以觀眾為參照物，小明與觀眾之間的位置不斷發(fā)生變化，所以小明是運(yùn)動的。[3]觀眾是通過比較相同時(shí)間內(nèi)通過的路程來判斷運(yùn)動員運(yùn)動的快慢，所以觀眾說小明跑得比其他同學(xué)快，這說明相同時(shí)間內(nèi)小明通過的路程較大。12．（2020·上海普陀區(qū)·九年級二模）如圖所示的游戲中，球離開手后還會繼續(xù)向前運(yùn)動，說明物體具有________。球在升高的過程中，其質(zhì)量_______、重力勢能______（均選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮繎T性不變增大【解析】[1]物體總有保持原來運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)，我們稱為慣性，球離開手后還會繼續(xù)向前運(yùn)動，說明物體具有慣性。[2][3]球在升高的過程中，因質(zhì)量是物體本身的一種性質(zhì)，位置改變時(shí)質(zhì)量不變，但高度增大，所以重力勢能增大。13．（2020·上海浦東新區(qū)·九年級三模）如圖所示的輕質(zhì)杠桿，OA為0.3米，OB為0.2米，物體G重為60牛，當(dāng)物體在水平位置平衡時(shí)，豎直向上拉力F的大小為_____牛；若物體G被勻速提升時(shí)，以O(shè)點(diǎn)為參照物，物體G是_____（選填“運(yùn)動”或“靜止”）的，物體的重力勢能_____（選填“增加”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?0運(yùn)動增加【解析】[1]根據(jù)杠桿的平衡條件可知F×OB=G×OA即F×0.2m=60N×0.3m解得F=90N[2]物體G和O點(diǎn)位置發(fā)生了變化，所以G相對于O運(yùn)動了。[3]重物G高度變高，質(zhì)量不變，所以G重力勢能變大。14．（2020·上海徐匯區(qū)·）如圖所示，用力將繩子的B端向上勻速提起，不考慮滑輪摩擦及重力，當(dāng)拉力為10牛時(shí)，物體A的重力為___牛。若10秒內(nèi)B端向上移動3米，則拉力做功______焦，功率為_________瓦。在此過程中A物體受到的合力大小為_________。【答案】203030【解析】[1]不計(jì)滑輪重和摩擦，因?yàn)閯踊喪∫话氲牧?，所以物體A的重力是拉力的兩倍，因?yàn)槔κ?0N，所以物體的重力是20N。[2]拉力做功為[3]拉力做功的功率為[4]由題意可知，物體是勻速直線運(yùn)動，所以物體處于平衡狀態(tài)，所受的合力為0。15．（2020·上海大學(xué)附屬學(xué)校九年級三模）如圖所示，OA是輕質(zhì)杠桿，已知OB=2AB，B點(diǎn)所掛重物的重力為30牛，在A端施加一個(gè)豎直向上大小為_____牛的動力F，可使杠桿處于水平位置保持不動，此時(shí)杠桿為_____杠桿（選填“省力”或“費(fèi)力”）。若保持動力方向不變，將所掛重物的作用點(diǎn)B向支點(diǎn)O靠攏些，而使杠桿仍在水平位置上保持靜止，則力F的大小將_____（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?0省力減小【解析】[1]已知OB=2AB，由杠桿的平衡條件得代入數(shù)據(jù)則有[2]因?yàn)閯恿Ρ鄞笥谧枇Ρ?，是省力杠桿。[3]將所掛重物的作用點(diǎn)B向支點(diǎn)O靠攏些，重力的力臂減小，重力不變，動力的力臂不變，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力F的大小將減小。16．（2017·上海上外附中九年級一模）如圖所示，在河中間固定一個(gè)細(xì)長圓管，管內(nèi)有一輕質(zhì)活塞，活塞下端位于水面，面積為1厘米2，質(zhì)量不計(jì)，大氣壓強(qiáng)為帕．現(xiàn)將活塞緩慢提高米，則在該過程中外力對活塞做功______．（g?。敬鸢浮?00【分析】（1）由于大氣壓強(qiáng)的限制根據(jù)P=ρgh的變形式求出活塞上升時(shí)，管內(nèi)、外水位差的最大值，由于河水體積很大且水管的內(nèi)徑很細(xì)，故管內(nèi)水位上升時(shí)，管外水位的降低量h外可以忽略不計(jì)，得出管內(nèi)水面（或活塞）相對于河岸的升高量和真空部分的高度．（2）水上升階段：以活塞為研究對象，它受到向上的力F、向下的大氣壓力和管內(nèi)的水向上的壓力，根據(jù)力的平衡條件得出任意時(shí)刻管內(nèi)、外水位差為h時(shí)拉力的表達(dá)式，進(jìn)一步求出力F的平均值，根據(jù)W=Fs求出此階段拉力做的功．（3）水不上升階段：力F做的功等于活塞克服大氣壓力做的功，根據(jù)F=PS和W=Fs求出此階段拉力做的功；整個(gè)過程中，力F做的功等于兩者之和．【解析】(1)由于大氣壓強(qiáng)的限制，活塞上升時(shí)，管內(nèi)、外水位差存在一個(gè)最大值h0===10m，所以管內(nèi)水面(或活塞)相對于河岸的升高量等于管內(nèi)、外水位差,即h1=h0=10m；活塞繼續(xù)上升了h2=H?h1=15m?10m=5m時(shí)，水面不動，活塞與水之間是真空．(2)水上升階段：設(shè)任意時(shí)刻向下的大氣壓力和管內(nèi)的水向上的壓力為F下、F上，管內(nèi)、外水位差為h，則：則有F下=p0S,F上=(p0?ρgh)S，由于活塞始終平衡,故F?F下+F上=0,即F?p0S+(p0?ρgh)S=0，解得：F=ρghS.可見,力F跟h成正比,F在h1距離上的平均值為F=ρgh1S.F在h1距離上的功為WF=Fh1=ρgh1S?h1=×1.0×103kg/m3×10N/kg×10m×1×10?4m2×10m=50J，(3)水不上升階段：力F做的功等于活塞克服大氣壓力做的功，故W′F=p0Sh2=1.0×105Pa×1×10?4m2×5m=50J，所以整個(gè)過程中,力F做的功等于WF+W′F=50J+50J=100J.三、作圖題17．（2019·上海長寧區(qū)·中考模擬）如圖所示，杠桿在力F1的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，請畫出力F1的力臂l1。（______）【答案】【解析】反向延長F1作用線，過支點(diǎn)O作F1作用線的垂線段L1，即為F1的力臂，如下圖：四、計(jì)算題18．（2020·上海崇明區(qū)·九年級三模）如圖所示，重為20牛的物體在拉力F的作用下勻速向上運(yùn)動。若不計(jì)滑輪重與摩擦，2秒內(nèi)物體上升了2米，求：(1)拉力F的大?。?2)拉力F的功和功率。【答案】(1)10牛；(2)40焦；20瓦【解析】(1)如圖所示，動滑輪與2股繩子接觸，若不計(jì)滑輪重與摩擦，則由可得拉力大小為(2)物體上升高度為2米，則拉力做的功為拉力做功的功率為答：(1)拉力F的大小為10牛；(2)拉力F做功為40焦，功率為20瓦。19．（2020·上海黃浦區(qū)·九年級二模）物體在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了5米。求此過程中拉力做的功W和功率P?！敬鸢浮浚?）100J；（2）10W【解析】拉力對物體所做的功拉力的功率為答：此過程中拉力做的功為100J，拉力的功率為10W。20．（2020·上海松江區(qū)·九年級二模）某物體在30牛的水平拉力F作用下，沿水平面做勻速直線運(yùn)動，10秒內(nèi)前進(jìn)了8米。求此過程中拉力所做的功W和功率P?！敬鸢浮?40J，24W【解析】拉力做的功W＝Fs＝30N×8m＝240J拉力的功率答：此過程中拉力做的功是240J，功率是24W。21．（2020·上海大學(xué)附屬學(xué)校九年級三模）如圖所示，不計(jì)繩子的重力及滑輪與繩子間的摩擦阻力，用100牛的豎直向上拉力F通過滑輪拖著重為190牛的物體A做豎直向上移動，物體A運(yùn)動時(shí)的s-t圖像如圖所示。求：(1)物體A運(yùn)動10秒通過的路程s；(2)滑輪所受重力的大小G輪；(3)物體A運(yùn)動10秒，拉力F所做的功W和功率P?！敬鸢浮?1)6m；(2)10N；(3)1200J，120W【解析】(1)由圖可知，物體A運(yùn)動10秒通過的路程s為6m。(2)由可知(3)物體A運(yùn)動10秒，繩子自由端移動的距離物體A運(yùn)動10秒，拉力F所做的功物體A運(yùn)動10秒，拉力F所做的功率答：(1)物體A運(yùn)動10秒通過的路程s為6m；(2)滑輪所受重力的大小G輪為10N；(3)物體A運(yùn)動10秒，拉力F所做的功W為1200J，功率P為120W。五、實(shí)驗(yàn)題22．（2020·上海虹口區(qū)·九年級二模）在“探究杠桿平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，為得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，需多次改變杠桿受到作用力的大小、_______和作用點(diǎn)，使杠桿始終在_____位置保持平衡。在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整凸透鏡和光屏的中心與燭焰中心大致在同一_____，以保證像成在光屏中央，然后應(yīng)移動光屏直至光屏上的像_____為止?！敬鸢浮糠较蛩礁叨茸钋逦窘馕觥縖1][2]探究杠桿平衡條件時(shí)，為了方便讀取力臂，使杠桿在水平位置平衡。為了進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，不斷改變動力和阻力的大小、方向、作用點(diǎn)，使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。[3][4]在“探究凸透鏡成像的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，為使像成在光屏中央，需要將凸透鏡、光屏、光源中心三者在同一高度，探究成像規(guī)律，必須得到的像最清晰，然后才可以進(jìn)行測量距離。23．（2020·上海奉賢區(qū)·九年級二模）如圖所示，彈簧測力計(jì)的量程為___牛，它的示數(shù)為___牛。在“探究杠桿平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，如圖（a）所示，為使杠桿在水平位置平衡，可調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向____移動；調(diào)節(jié)杠桿平衡后，在圖（b）的A位置掛6個(gè)鉤碼，則應(yīng)在B位置掛_____個(gè)相同的鉤碼，才能使杠桿在水平位置平衡。【答案】0-54.2左3【解析】[1]如圖所示，彈簧測力計(jì)刻度盤上最大值為5N，所以彈簧測力計(jì)的量程為0~5N。[2]如圖所示，彈簧測力計(jì)的分度值為0.2N，刻度盤上指針?biāo)肝恢眉礊閺椈蓽y力計(jì)的示數(shù)為4.2N。[3]如圖（a）所示，杠桿右端下沉，為了使杠桿重新平衡，可將杠桿右端的平衡螺母向左調(diào)節(jié)。[4]假設(shè)每個(gè)鉤碼重為G，杠桿上一個(gè)刻度為l，在圖（b）的A位置掛6個(gè)鉤碼，則左邊等于要想杠桿在水平位置重新平衡，根據(jù)杠桿平衡條件可知在B位置掛的鉤碼個(gè)數(shù)為24．（2016·上海長寧區(qū)·九年級二模）某校初三同學(xué)在做重力勢能相關(guān)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)自由下落的彈性小球碰撞地面后反彈上升的最大高度總小于原來下落的高度，這說明彈性小球在碰撞地面過程中有機(jī)械能損失．為了探究自由下落的彈性小球在碰撞地面過程中損失的機(jī)械能的大小?E與哪些因素有關(guān)，他們分別讓同一彈性小球從某一高度自由下落碰撞地面，通過測量該彈性小球下落高度與反彈上升的最大高度的差值?h，來比較損失的機(jī)械能的大小?E，實(shí)驗(yàn)過程如圖（a）、（b）和（c）所示（?h3＜?h1＜?h2）．請仔細(xì)觀察圖中的現(xiàn)象和測量結(jié)果，并分析歸納得出初步結(jié)論．①分析比較圖中的（a）和（b）兩圖可知：自由下落的同一彈性小球碰撞同種材料的地面，下落高度較大時(shí)，_______．②分析比較圖中的（b）和（c）兩圖可知：_______．【答案】損失的機(jī)械能的大小?E較大；同一彈性小球從相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，損失的機(jī)械能的大小?E不同【解析】①比較圖中的（a）和（b）兩圖可知：自由下落的同一彈性小球碰撞同種材料的地面，下落高度較大時(shí)，彈性小球下落高度與反彈上升的最大高度的差值?h較大，說明損失的機(jī)械能的?E較大；②比較圖中的（b）和（c）兩圖可知：同一彈性小球從相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，在木材上?h較較大，在大理石上?h較小，說明損失的機(jī)械能的大小?E不同，在大理石表面上損失的機(jī)械能較少。25．（2016·上海九年級二模）為了探究物體動能大小與哪些因素有關(guān)，同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．（1）圖甲是讓不同質(zhì)量的小球沿同一光滑斜面從B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得出的結(jié)論是：速度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，動能_________；（2）圖乙是讓質(zhì)量相同的小球沿同一光滑斜面分別從A、B處由靜止自由釋放，然后分別撞擊到放在同一水平面上的同一木塊，木塊在水平面運(yùn)動一段距離后靜止時(shí)的情景．據(jù)此你能得出結(jié)論是：_______________；（3）本實(shí)驗(yàn)裝置的水平面如果絕對光滑，還能得出結(jié)論嗎？_______．理由是_____________．（4）實(shí)驗(yàn)后，同學(xué)們聯(lián)想到在許多交通