第11章简单机械和功单元复习 ---2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

11章 简单机械和功单元复习 【知识梳理】 简单 机械 杠杆 定义：物理学中，将在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称为杠杆 五要素：支点（O），动力（F1），阻力（F2），动力臂（l1），阻力臂（l2） 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力，用字母表示为F1l1=F2l2。 分类 省力杠杆：动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，杠杆可以省力但要费距离。 费力杠杆：动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆可以省距离但要费力。 等臂杠杆;动力臂等于阳力臂，既不省力，也不省距离。 滑轮 定滑轮 实质：等臂杠杆。 特点：不 省力，但能 改变施力的方向s=h。 动滑轮 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 特点：最多省一半的力，但费 2倍的距离，s=2h。 滑轮组 实质：由定滑轮和动滑轮组合而成的机械。 特点：既可 省力,又可改变施力的方向但费距离，s=nh。 斜面 是一种 省力机械。 常见的斜面有盘山公路 等。 功 功 定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫作机械功，简称功。 做功的两个必要条件：一是对物体要 有力的作用，二是物体要在力的方向上通过 一定的距离。 定义式：W=Fs 单位:焦耳,简称焦,符号是J，1 J=1 N·m。 功率 定义：功与做功 所用时间的比叫作功率，它的大小等于 单位时间内所做的功。 定义式：P = 导出式：P=Fv 单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1 W=1 J/s。 单位换算：1kW=103W，1MW= 106w 机械效率 三种功：有用功(W有用)、额外功(W额外 )、总功(W总)，W总= W有用 + W额外 定义：有用功与总功的比值，叫作机械效率。 定义式： 100% 物理意义：反映机械做功性能的好坏。 影响因素：机械自重、摩擦、被提升物体的重力等。 提高机械效率的方法：减轻机械自重，减小机械摩擦，增大被提升物体的重力。 【强化练习】 1．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　） A．减小滑轮的质量 B．增大桶内的水量 C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力 2．如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（duì）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石臼内的谷物。以下操作一定可以增大槽碓打谷功率的是（    ） A．增大石锤质量 B．增大水槽水量 C．增大木勺体积 D．增大石臼体积 3．如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力，忽略绳重和摩擦。下列判断正确的是（　　） A．两滑轮组绳子自由端移动的距离相等 B．甲、乙滑轮组做的有用功相同 C．甲滑轮组的总功率比乙的大 D．甲滑轮组的机械效率比乙的小 4．小静利用如图甲所示装置水平匀速缓慢拉动物体，从水平地面上的点运动到点，段全长，段长且有水渍，较段要光滑一点。已知物体重为，动滑轮重为。物体从点运动到点的过程中，拉力与物体运动距离的关系图像如乙所示，不计绳重和滑轮摩擦。下列说法正确的是（　　） A．物体从点运动到点的过程中，绳子自由端移动的距离为 B．物体从点运动到点的过程中，拉力做的功为 C．拉力在段做的额外功等于在段做的额外功 D．物体从段到段，滑轮组的机械效率变大 5．如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为。对绳子的拉力分别为，机械效率分别为。下列说法正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 6．把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，它受到了水平向左的拉力F的作用，如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙，木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A．t=3s时木块受到的合力为4N B．t=1s时木块受到的摩擦力为0N C．4～6s内，拉力做功48J D．4～6s内，木块克服摩擦力做功的功率为16W 7．如图所示，滑轮组正把物资运送到高处，此时钢丝绳的拉力为1000N，物资在10s内匀速上升1m，已知额外功为300J，则下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为500N B．电动机对钢丝绳做功功率为200W C．滑轮组的机械效率为70% D．建筑物资的质量为270kg 8．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 9．如图所示，每个滑轮的重力均为100N，绳子的重力及滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，绳子B能承受的最大拉力为700N。重为600N的小明站在地面上用该滑轮组将重为500N的物体以0.2m/s的速度匀速提起，下列说法错误的是（　　） A．挂钩A处所受拉力为1000N B．人拉绳子的功率为120W C．滑轮组机械效率约为83.3% D．此人用该装置能达到的最大机械效率约为91.7% 10．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，货物与地面的接触面积为0.1m2.不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为400N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8100Pa C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90% D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24W 11．如下图甲所示，物体A在大小不变的水平拉力F的作用下，先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动，图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。F在DE段所做的功为，功率为，受到的摩擦力为；在HG段所做的功为，功率为，受到的摩擦力为。则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 12．如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是（　　）   A．  B．  C．  D．   13．如图，斜面和的粗糙程度相同、倾斜程度不同，将两个相同的物体沿斜面以相同的速度拉到A点，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的滑动摩擦力大小相同 B．两个拉力做功相同 C．两个拉力做功的快慢相同 D．两个斜面的机械效率相同 14．学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动，他们设计了三套方案：①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，可行的是（　　） A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③都可以 15．如图1所示的温州奥体中心主体育场是杭州亚运会的新建场馆之一，在场馆建设的施工现场能看到各种起重机，某台起重机上的滑轮组简化为如图-2所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为的物体所用的拉力为，不计绳重和摩擦，则（　　） A．滑轮组中承担物体重力的绳子股数是2股 B．该滑轮组的机械效率为 C．该滑轮组中动滑轮重 D．若绳端移动速度为，则动滑轮上升速度为 16．用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．F1比F2小 B．甲的机械效率更高 C．F1功率比F2的功率小 D．甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2大 17．工人要把一个质量为120kg的重物搬到1m高的车上。为了省力采用3m长的木板搭了一个斜面，如图所示，他在5s内用500N的力将重物匀速推到车上（取）。下列说法正确的是（　　） A．重物受到的摩擦力为300N B．他做功的功率为240W C．他做的有用功为1500J D．该斜面装置的机械效率为 18．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法正确的是（　　） ①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s ②物体受到的拉力为750N ③拉力F的功率为375W ④滑轮组的机械效率为80% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④ 19．为了保证消费者权益，国家会对销售车辆进行全面的检测。动力检测时，汽车在专用的测量装置上全力加速，仪器记录车轮转速v与车轮驱动力F大小，再通过计算得出车辆在不同车速下的输出功率，某汽车在速度v1﹣v2区间内车轮驱动力F与车速v的关系如图所示。则该速度区间内，车辆功率P与车速v关系的图像可能是（　　）   A．  B．  C．  D．   20．如图甲所示，两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体两次运动的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。物体两次运动的速度分别为v1、v2；两次所用的拉力分别为F1、F2；相同时间内，两次拉力做的功分别为W1、W2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　）    A．v1<v2 B．F1<F2 C．W1=W2 D．P1>P2 21．如示，轻杆CB能够以C为转轴在竖直平面内自由转动，杆的B端系重为G的物体，用一根细绳通过定滑轮A系住杆的B端，另端施加外力 F，使轻杆由图示位置（θ接近30°）缓慢增大至150°的过程中，轻杆B端所受作用力的大小（　　） A．先增大后减小 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．保持不变 22．在建设过程中，用如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为400N B．克服物体重力做功为7.5×103J C．拉力F做功为1.5×104J D．滑轮组的机械效率为80% 23．如图所示，质量分布不均匀的木条AB重15N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，弹簧测力计甲的示数是3N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点。此时弹簧测力计乙的示数是（　　） A．11N B．6N C．12N D．5N 24．如图，物体A与足够长的木板B通过定滑轮用不可伸长的轻绳相连，物体A的质量mA=2kg，对A施加水平向左F =20N的压力，使木板B被压在光滑侧壁上。A物体以0.2m/s的速度匀速下落，轻绳均处于竖直方向，已知A 、B之间的摩擦力为4N，(g取10N/kg)则(   ) A．木板B的质量为1.2kg B．物体A对木板B的压力为24N C．压力F在2秒内做功为8J D．轻绳拉力在2秒内对B物体的功率为1W 25．一个工人师傅从旗杆的A点下滑到地面的D点，他下滑的时间与速度图像如图所示，已知AB＝CD=3 m ，BC=6m ，则下列说法正确的是 A．AB段克服摩擦力做的功等于CD段克服摩擦力做的功． B．BC段克服摩擦力做的功是AB段克服摩擦力做的功的两倍． C．CD段克服摩擦力做的功大于AB段克服摩擦力做的功． D．AB段和CD段重力做功的平均功率不相等． 26．如图所示，F1=6N，F2=5N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。①弹簧测力计计数为 N；②F2的功率为 W；③地面对物体A的摩擦力 N，方向水平向 （选填“左”或“右”） 26 27 27．图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。当重500N的工人利用此“车梯”在10s内将重力为900N的物体匀速提升了2m时，工人对绳子施加的拉力F为250N，忽略绳重和机械之间的一切摩擦。则此时工人做功的功率为 W。若A点绳子能承受的最大拉力为600N，B点绳子能承受的最大拉力为1500N，该滑轮组的最大机械效率为 。 28．《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示的杆秤有两个提纽，使用 （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些； （2）请你通过分析判断：杆秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的； （3）如图乙所示，小明用一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.2kg的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作方法如下： ①他分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处各钻了一个小孔，并穿了细绳（质量忽略不计）来作为秤钩和提纽； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③小明认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线。则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上 cm的刻度线处，该自制杆秤的最大测量值为 kg。 29．汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机在时刻减小了油门，使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后，汽车所受阻力大小为 （选填“F0”或“0.5F0”）；汽车将做 （选填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”）直线运动：汽车将保持的较小恒定功率P为 （选填“0.25P0”“ 0.5P0”或“0.75 P0”），汽车再次匀速运动时的速度大小为 。 30．如图甲所示为教室里的照明灯，由两根绳子悬挂，可以等效为乙图，照明灯AB重为60 N，长度为1.2m，重心在照明灯中心O点，照明灯A端到悬挂点C点的距离为20 cm， 照明灯B端到悬挂点D点的距离为50 cm，则绳子在悬挂点C点承受的拉力大小为 N。 31．汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试，内在A路段行驶，内在B路段行驶，汽车的v-t图像和F-t图像分别如图甲、乙所示，则在内汽车牵引力F的功率是 W，在内汽车行驶的平均速度是 m/s，汽车全程克服摩擦力做的功是 J。 32．如图甲所示，为了使磁性物体A紧贴在铁质墙壁上，并沿墙壁向上匀速直线运动（因磁力作用使墙壁与A间有摩擦），需用竖直向上的拉力F1，F1的大小为300N，A受到的重力为240N。在F1的作用下，A向上移动的距离为s时，此过程中F1做功60J，则s= m；改用滑轮组拉动A，使之沿同一墙壁向上匀速直线运动相同的距离s，如图乙所示，此过程中对滑轮组绳端的拉力F2的大小为250N。此滑轮组的有用功是 J，总功是 J。 33．如图所示，轻质细杆BC可绕竖直墙上的B点转动，末端C点挂一重物，重力为，拉力F始终沿水平方向，此时，则拉力 N。若拉力方向保持不变，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到图示虚线位置，则拉力对应的力臂将 （选填“不变”“变大”或“变小”，下同），拉力将 。 34．神舟十三号返回地球，如图 ，返回舱在离地 104m 的高空打开主伞，在主伞的作用下减速至 10m/s，此后匀速下降，距离地面 1m 时启动反推发动机减速，最后稳稳落地，这一过程历时约 800s。若返回舱总质量 3×103kg，主伞受到的空气阻力与速度的平方成正比。这一过程，返回舱重力的功率为 W。当返回舱速度为 20m/s 时，空气阻力为 N。 35．在水平地面上有三块密度为0.5×103 kg/m3，边长均为10 cm的正方体木块，某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来，如图所示。一块木块的质量是 kg。三块木块叠起来后对地面的压强是 Pa。小孩叠起这堆木块至少做了 J的功。      36．为了将放置在水平地面上的物体移动一段距离，设置了如图所示的滑轮组装置（每个滑轮重为20N）。当用图甲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和物体水平移动的距离s随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）则1s∼2s内，地面对物体的摩擦力为 N，2s∼3s内，拉力F的功率是 W。        37．骊山盘山公路是网红打卡地，这段公路全长大约8km，海拔落差高度约1000m，共计15道弯，似玉带环绕，层层叠起。有一辆新能源纯电动客车，满载乘客时总质量为6000kg，现以80kW的恒定功率，5m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。假设行驶过程中客车所受重力和阻力大小均恒定不变，g取10N/kg。 （1）可以用图乙的实验装置简化模拟盘山公路的原理，它是一种 （选填“省力”或“费力”）的机械。汽车沿盘山公路行驶时对路面的压力相比与在水平公路上同速行驶时 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少 ？ （3）盘山公路的机械效率为多少 ？（结果精确到0.1%） （4）运行过程中，汽车受到的阻力为多少 ？ 38．斜面在生活中的应用非常广泛。如图所示，将一箱重为600N的货物沿与水平成30°夹角的斜面匀速拉到高为1.2m的货车上，所用拉力F=400N，则该物体受到斜面的摩擦力是 N；斜面的机械效率是 。    39．在排球比赛时，运动员将一个排球竖直向上抛出，如图所示。排球离开手后，经过A、B、C三点，到达最高点O，然后下落回到A点，其中AB段和BC段的距离相等，到达O点的瞬间，排球处于 状态（填“平衡”或“不平衡”），下落时，重力在BA段做功的功率比CB段 （填“大”或“小”）。    40．如图所示，工人师傅用沿着斜面大小为600N的推力，在10s内把质量为100kg货物沿斜匀速向上推到顶部，斜面长为4m，高为2m，则工人师傅做功的功率是 W，该斜面的机械效率为 %，货物与斜面的摩擦力是 N。（g取10N/kg）    41．如图所示，一根质地均匀的金属杆架在两个可以旋转的光滑程度相同的轮子之间，两轮均向内侧旋转。若开始时把金属杆水平静止放置在图示位置（L1<L2），图中O为金属杆的重心，O1、O2分别为两轮和金属杆的接触点，金属杆与两轮接触点受到向上的支持力分别为N1和N2。 （1）若以O2为支点，根据杠杆平衡原理可得表达式：N1= （用G、L1和L2表示）； （2）当两轮开始转动时金属杆O1、O2处受到摩擦力分别为f1和f2，则f1 f2（选填“>”、“=”或“<”）； （3）两轮转动时，金属杆将 运动。（选填“一直向右”、“一直向左”或“往复运动”） 42．小明按如图方案测量风车做功的功率。调整回形针的个数，当其总质量为m时，回形针恰好匀速上升，上升高度为h、所用时间为t，则风车的功率P＝ ；若增大风速，风车的功率会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 43．如图所示，有一根均匀的直铁棒BC长L、重420N，左端放在水平桌面上，A为桌角的位置，，为了使铁棒保持水平，B端所需竖直向上的拉力F至少为 N；若F的方向保持不变，能使铁棒保持水平的拉力F的范围为 N。 44．小明用如图所示的装置将重为6N的物体在4s的时间内匀速拉高50cm，动滑轮总重为2N，定滑轮总重为3N（不计绳重和摩擦）。用此装置提升重物的机械效率为 ，拉力F做功的功率为 W，绳子A点承受的拉力为 N。 45．如图所示，小红借助滑轮组提升重物，请画出最省力的绕线方法。 46．“节约用水，人人有责”。如图是家用水龙头的示意图，作用在A点的力F抬起把手可打开水龙头，若将把手视为绕O点转动的杠杆，请在图中画出作用在A点的最小动力F及其力臂L的示意图。 47．如图甲是在使用羊角锤撬钉子时的情景，请在图乙中画出支点O，并画出作用在A点的最小动力及其力臂。 45 46 47 48．如图，O是轻杠杆OA的支点，A为动力作用点。请在图中画出动力的力臂L1及阻力F2的示意图。 49．如图甲所示为小华钓鱼的情景，图乙是用钓鱼竿钓鱼的简化图，O为支点，表示动力臂，表示钓鱼竿受到的阻力，请在图中画出动力的示意图、阻力臂。 50．同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力的力臂； （2）A点，脚对地而压力F的示意图。 48 49 50 51．图甲是2022北京冬奥会的滑雪大跳台。把跳台滑道上段简化成图乙的杠杆OAB。О是支点，A是这段滑道的重心，若支架对滑道的力为F。请在图乙中画出力F的力臂l。 52．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技小组进行了“影响滑轮组机械效率的因素”的实验探究，用到的装置如图所示，数据记录如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳子拉力F/N 绳子移动距离s/m 机械效率 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 4 ◀ 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应 拉动弹簧测力计； （2）第三次实验中，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）； （3）分析表中数据可知：第4次实验是用图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）所示装置来完成的； （4）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与钩码上升高度 （选填“有关”或“无关”）；通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； （5）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为可采取的措施有 、（多选，填写字母） A．减轻动滑轮重量 B．增加所提物体重量  C．给机械加润滑油 D．增加重物上升高度 53．甲图横杆可视为乙图静止的杠杆，不计摩擦和杆的质量，为动力，灯重为G， （1）①画出的力臂；②画出阻力； （2）写出阻力臂的表达式 （用、、G表示），此时杠杆为 （选填“等臂”“省力”“费力”）杠杆； （3）若灯的悬挂点远离支点O，杠杆仍在原位置静止，则动力 （选填“变大”“变小”“不变”）。 54．小鑫同学发现小区安装了一批新健身器材，如图甲所示，其中有一种的叫单人坐拉器的健身器械。这种器材的使用方法是：运动者坐在坐拉器座椅上，双脚离地，双手握住手柄A并用力向下拉，操作杆AB会绕着转轴O1转动，带动连杆BC拉动杆CD绕转轴O2转动，将座椅向上抬起，简化图如图乙，试分析该坐拉器并回答下列问题。已知锻炼过程中上身保持竖直。 （1）当使用者用力向下拉时，从省、费力的角度来看，操作杆AO1B是一个 杠杆； （2）关于单人坐拉器，下列说法正确的是 ； A． 人的体重越轻，坐拉器使用过程中的机械效率越高 B．该坐拉器在使用过程中，当人缓慢落下时，人的拉力省了功 C． 当人下拉A点的力逐渐增大时，人对座椅的压强会逐渐变小 D．  当座位和人被匀速抬起时，手柄对人的拉力大于人的重力 （3）若小鑫的重力G=700N，他用400N 竖直向下的拉力F 将手柄下拉了40cm， 座椅竖直升高了20cm， 则该装置的机械效率是 ； （4）小鑫注意到，在杠杆AO1B 中有一小段圆弧形结构，此结构最可能的作用是 。 55．“芒种”前后是我省小麦等谷物成熟收割的时间，需要及时把谷物颗粒归仓。请你综合应用所学知识解答下列问题： （1）如图1所示是元代王祯《农书》中描绘的使用扇车对谷物清选去皮的情景。快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，同时把谷物倒入扇车，谷物下落过程中受气流作用，枯瘪谷物及谷皮被吹出风口，说明力可以改变物体的 。谷物与谷皮能够分离，是因为 （选填“谷物”或“谷皮”）的惯性较大。 （2）随着农业现代技术水平的提高，联合收割机已经成为我省平原地区收割小麦的主要工具。某型号履带式联合收割机（如图2），空机整机质量（含驾驶员）2.7t，收割麦子时，以2m/s的速度匀速行驶30min，可将粮仓收满，（g取10N/kg）。 ①一次完成作业时收割机静止在水平地面，收割机的粮仓内盛有300kg小麦，收割机两条履带与地面接触的总面积是1.5m2，求此时收割机对地面的压强是多少Pa ？ ②若收割机匀速行驶过程中的推进力恒为，求收割机收满粮仓推进力做功的功率多少W ？ 56．张拉整体结构，基于张拉原理和整体协同工作，构成了一种独特的空间网格结构。它不仅具有高度的稳定性和出色的承载能力，而且非常适合用于需要大面积覆盖和高承载能力的场合，如体育馆和遮阳棚。此外，张拉整体结构还因其独特的“悬浮”视觉效果成为了科技小制作的网红热点，吸引了众多观众和科技爱好者的关注。这种结构通过精确计算和张拉力的精妙平衡，实现了无需传统支撑的稳定悬浮，展示出轻盈且引人注目的美感。如图所示，将其模型化，C点为上半部分重心，2根下拉上半部分的轻绳简化成一根，AB距离为0.2m，BC距离为0.1m，上半部分质量为0.2kg。求：（1）画出A点拉力的力臂 （2）稳定时，2号轻绳所受力大小 57．如图甲所示是某款握力器，其结构可以简化为如图乙所示的轻质杠杆AOB，其中O为支点，F1沿MN方向（图中未画出），杠杆在力F1与弹簧拉力F2的作用下保持平衡。 （1）请画出F2的力臂L2及F1的示意图 ； （2判断F1 （选填“>”“<”或“=”）F2。你的判断依据是 ； （3）通过调节旋钮，可以改变弹簧拉力作用点的位置。如图丙所示，将弹簧拉力作用点由C调至D时 （选填“变大”“变小”或“不变”），若在B端施加力使杠杆匀速转动，沿 （选填“①”或“②”）方向所用力更小。 58．消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。图甲是一台某款消防机器人，动力强劲，可负重自由运动进行消防救灾，也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火，图乙是该机器人喷水时的情景。该款机器人自身重力为1750N，在消防救灾时最大可负重2000N。 （1）该消防机器人工作时喷出的水雾 （选填“是”或“不是”）汽化现象。当消防机器人靠近火灾建筑物的过程中，以消防机器人为参照物，火灾建筑物是 （选填“运动”或“静止”）的； （2）该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上静止时，两条履带与地面的总接触面积为，此时消防机器人对地面的压强是多少；( ) （3）该消防机器人在某次消防演练时，连接高压水带并调节喷头角度，每秒可将50L的水竖直喷射到35m高的位置（不计空气阻力）。求该过程中：（，g取10N/kg） ①消防机器人每秒喷射水的质量；( ) ②消防机器人喷水时的功率。( ) 59．小明利用如图所示的滑轮组将所受重力为900N的物体升高了12m，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m/s。 （1）求小明提升物体所用的时间； （2）求拉力的功率； （3）求所做的额外功； （4）求滑轮组的机械效率。 60．如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为，车轮与地面总接触面积为，车受到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空气阻力）求 （1）装载车1分钟内走过的路程； （2）装载车空载时对地面的压强； （3）装载车工作多长时间功率达到30kW。 61．如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为300N的货箱在6s内匀速竖直向上提升4m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，工人做功的功率恒定为0.25kW，动滑轮自重为60N。问： （1）工人所做的有用功是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？ （3）拉力F的大小是多少？ 62．如图所示，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块4m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用力F把一个大木箱由B处匀速推到A处，用了25s时间，已知木箱重为1000N，斜面的机械效率为75％。求： （1）小明推木箱的力F是多少？ （2）推力的功率是多少？ （3）木箱在斜面上运动时所受的摩擦力是多少？ 63．中国的新能源汽车产业全球领先，进一步成为全球新能源汽车产业“风向标”。小米汽车su7于2024年3月28日正式发布。如图，整车质量为2t，每个车轮与地面的接触面积为，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍。（）求： （1）汽车静止在水平路面上对路面的压强； （2）整个过程中发动机所做的功； （3）汽车运动的最大速度v。 64．一辆汽车装满货物总质量为5t，发动机的功率为110kW，在平直公路上匀速行驶了10min，汽车所受阻力是车总重的0.1倍。（g=10N/kg）。求： （1）汽车的牵引力是多大？ （2）这段时间内汽车的发动机做了多少功？ （3）汽车的行驶速度是多少？ 65．图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木插碓头，硬嘴为铁，促踏其末而舂之”。若碓头质量为，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为0。 （1）求碓头的重力： （2）碓头竖直下落，用时，求重力做功的功率； （3）质量为的捣谷人，左脚与地面的接触面积为，当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙，已知，求人左脚对地面的压强。 66．如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 67．如图所示，体重为60kg 的工人利用滑轮组提升重为800N 的物体A，所用拉力为F，物体A以0.2m/s 的速度匀速上升了10s， 此时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦， g=10N/kg）， （1）滑轮组所做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）工人用此滑轮组所能提升的最大物重。    68．随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取10N/kg。）求： （1）该房车匀速行驶了多长时间？ （2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？    69．如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。 （1）做的有用功； （2）该装置的机械效率。    70．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。    71．随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地的基础设施项目正在热火朝天的开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高，长，工人施加的拉力，工件的质量，工件沿斜面上升的速度；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）整个装置的机械效率； （3）工件所受斜面的摩擦力f。 72．阅读短文，回答问题。 美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动。该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低。该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民。酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W。 （1）太阳能电池板工作时，是 能转化为 能。 （2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s流入空洞的空气质量是1.92×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3，则飓风的风速是 m/s。 （3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。 ①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为 N。从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为 J。 ②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率是 。 73．短文阅读 擦窗机器人 如图所示是“擦窗机器人”，采用吸盘吸附方式，它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上。保证了机器人在玻璃幕墙上自由行走并清洗玻璃。不是所有的玻璃都可以用擦窗机器人处理，擦窗机器人对玻璃表面的凹凸程度是一个范围的，超过了这个范围，擦窗机器就不能很好的吸附在窗户上，“擦窗机器人”通过遥控远程操控，采用无线摄像头实时监控，使得在地面上可以实时观察机器人高空作业的情况。 （1）机器人工作时，主机内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力； （2）为了使擦窗机器人能很好的吸在玻璃上，自由行走，你认为什么样的玻璃不适合使用擦窗机器人？( ) （3）如果机器人的质量是1kg，当擦窗机器人在竖直玻璃板以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动，摩擦力做功的功率是 W； （4）如果擦窗机器人的吸盘对玻璃产生的压强用p表示，对玻璃的垂直压力是F，则擦窗机器人与玻璃的吸附面积是多少？( ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 11章 简单机械和功单元复习 【知识梳理】 简单 机械 杠杆 定义：物理学中，将在力的作用下可绕固定点转动的硬棒称为杠杆 五要素：支点（O），动力（F1），阻力（F2），动力臂（l1），阻力臂（l2） 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力，用字母表示为F1l1=F2l2。 分类 省力杠杆：动力臂大于阻力臂时，动力小于阻力，杠杆可以省力但要费距离。 费力杠杆：动力臂小于阻力臂时，动力大于阻力，杠杆可以省距离但要费力。 等臂杠杆;动力臂等于阳力臂，既不省力，也不省距离。 滑轮 定滑轮 实质：等臂杠杆。 特点：不 省力，但能 改变施力的方向s=h。 动滑轮 实质：动力臂是阻力臂2倍的杠杆。 特点：最多省一半的力，但费 2倍的距离，s=2h。 滑轮组 实质：由定滑轮和动滑轮组合而成的机械。 特点：既可 省力,又可改变施力的方向但费距离，s=nh。 斜面 是一种 省力机械。 常见的斜面有盘山公路 等。 功 功 定义：力与物体在力的方向上通过的距离的乘积叫作机械功，简称功。 做功的两个必要条件：一是对物体要 有力的作用，二是物体要在力的方向上通过 一定的距离。 定义式：W=Fs 单位:焦耳,简称焦,符号是J，1 J=1 N·m。 功率 定义：功与做功 所用时间的比叫作功率，它的大小等于 单位时间内所做的功。 定义式：P = 导出式：P=Fv 单位：瓦特，简称瓦，符号是W，1 W=1 J/s。 单位换算：1kW=103W，1MW= 106w 机械效率 三种功：有用功(W有用)、额外功(W额外 )、总功(W总)，W总= W有用 + W额外 定义：有用功与总功的比值，叫作机械效率。 定义式： 100% 物理意义：反映机械做功性能的好坏。 影响因素：机械自重、摩擦、被提升物体的重力等。 提高机械效率的方法：减轻机械自重，减小机械摩擦，增大被提升物体的重力。 【强化练习】 1．如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是（　　） A．减小滑轮的质量 B．增大桶内的水量 C．增大拉绳的速度 D．增大水桶的重力 【答案】B【解析】A．图中滑轮为定滑轮，提水过程中，没有对滑轮做功，故减小滑轮的质量，无法改变滑轮提水的机械效率，故A不符合题意； B．增大桶内的水量，提升的水的高度不变时，做的有用功变大，额外功不变，由 可得，此时机械效率变大，故B符合题意； C．机械效率与拉绳的速度无关，则改变拉绳的速度，无法改变滑轮提水的机械效率，故C不符合题意； D．增大水桶的重力，提升的水的高度不变时，做的有用功不变，额外功变大，由 可得，此时机械效率变小，故D不符合题意。 故选B。 2．如图所示是我国《农书》中记录的槽碓（duì）。大木勺积水较多会下沉，使石锤上升；当大木勺内的水流出变轻后，石锤落下击打石臼内的谷物。以下操作一定可以增大槽碓打谷功率的是（    ） A．增大石锤质量 B．增大水槽水量 C．增大木勺体积 D．增大石臼体积 【答案】B【解析】A．增大石锤质量，当水满的时候可能不能将石锤压起来，即使石锤能下落，增大锤的质量只能增加一次做功的多少，不能改变做功快慢，故A不符合题意； B．水槽向木勺内注水，增大水槽水量，缩短了木勺注满水的时间，相同时间内增大了石锤落下击打石臼内的谷物的次数，做功次数最多，所以功率变大，故B符合题意； C．增大木勺体积，水的质量增大，水变轻的时间边长，石锤落下下击打石臼内的谷物的次数减少，功率降低，故C不符合题意； D．增大石臼体积，能增大谷物的质量，不会增大槽碓打谷功率，故D不符合题意。 故选B。 3．如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，在相同时间内分别将A、B两物体匀速提升相同高度，已知物体受到的重力，忽略绳重和摩擦。下列判断正确的是（　　） A．两滑轮组绳子自由端移动的距离相等 B．甲、乙滑轮组做的有用功相同 C．甲滑轮组的总功率比乙的大 D．甲滑轮组的机械效率比乙的小 【答案】C【解析】A．设物体提升相同高度为h，则甲滑轮组绳子自由端移动的距离s甲=nh=3h 乙滑轮组绳子自由端移动的距离s乙=nh=2h故两滑轮组绳子自由端移动的距离不相等，故A错误； B．甲滑轮组做的有用功W有甲=GAh 乙滑轮组做的有用功W有乙=GBh已知，故W有甲>W有乙，故B错误； C．忽略绳重和摩擦，滑轮组的额外功为克服动滑轮重力所做的功，因为甲、乙为相同的动滑轮，且上升高度相同，故甲、乙滑轮组所做额外功相同，又因为W有甲>W有乙，根据总功等于有用功加上额外功可知，甲滑轮组做的总功大于乙滑轮组做的总功，因为所用时间相同，根据可知，甲滑轮组的总功率比乙的大，故C正确； D．由题意可得，滑轮组的机械效率 当物重G越大，滑轮组的机械效率越大，因为，故甲滑轮组的机械效率比乙的大，故D错误。 故选C。 4．小静利用如图甲所示装置水平匀速缓慢拉动物体，从水平地面上的点运动到点，段全长，段长且有水渍，较段要光滑一点。已知物体重为，动滑轮重为。物体从点运动到点的过程中，拉力与物体运动距离的关系图像如乙所示，不计绳重和滑轮摩擦。下列说法正确的是（　　） A．物体从点运动到点的过程中，绳子自由端移动的距离为 B．物体从点运动到点的过程中，拉力做的功为 C．拉力在段做的额外功等于在段做的额外功 D．物体从段到段，滑轮组的机械效率变大 【答案】B【解析】A．物体由a点运动到b点的过程中，运动了2m的路程，由图乙可知，与动滑轮相连的绳子股数n=2，所以绳子自由端移动的距离为s绳=nsab=2×2m=4m故A错误； B．由乙图可知，物体从b点运动到c点的过程中，拉力为100N；由题意可知，物体从b点运动到c点的过程中，通过的距离为sbc=sac-sab=5m-2m=3m绳子自由端移动的距离为s绳′=nsbc=2×3m=6m 物体从b点运动到c点的过程中，拉力做的功为W=Fs绳′=100N×6m=600J故B正确； C．不计绳重和滑轮摩擦，克服动滑轮重力做额外功，动滑轮重力不变，在ab段，动滑轮上升的高度为2m，在bc段，动滑轮上升的高度为3m，根据W额=G动h可知， 拉力在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误； D．该过程中，克服摩擦力所做的功为有用功，根据题意可知，物体从ab段到bc段摩擦力变小，由公式 可知，滑轮组的机械效率变小，故D错误。故选B。 5．如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为。对绳子的拉力分别为，机械效率分别为。下列说法正确的是（　　） A．若，则 B．若，则 C．若，则 D．若，则 【答案】D【解析】甲滑轮组绳子承重股数为n甲=2，乙滑轮组绳子承重股数为n乙=2。 A．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 由于不知道动滑轮的重力是否相等，所以无法比较和的大小，故A错误； B．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 可知，，根据 可知，，故B错误； C．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 无法比较动滑轮的重力大小，根据 无法比较甲、乙两机械的机械效率，故C错误； D．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 可知，根据 可知，，故D正确。 故选D。 6．把一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上，它受到了水平向左的拉力F的作用，如图甲所示。拉力F的大小与时间t的关系如图乙，木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法正确的是（　　） A．t=3s时木块受到的合力为4N B．t=1s时木块受到的摩擦力为0N C．4～6s内，拉力做功48J D．4～6s内，木块克服摩擦力做功的功率为16W 【答案】D【解析】A．由图丙可知，4～6s内，木块做匀速直线运动，处于平衡状态，木块所受滑动摩擦力和拉力是一对平衡力，由图乙可知4～6s内木块受到的拉力为4N，则木块所受的摩擦力 f=F=4N 2～4s内，木块做加速运动，但木块对地面的压力和接触面的粗糙程度均不变，所以，t=3s时木块受到滑动摩擦力的大小仍然为4N；由图乙可知t=3s时木块受到的拉力为6N，则t=3s时木块受到的合力为 6N﹣4N=2N 故A错误； B．由图丙可知0～2s内，木块处于静止状态，由图乙可知此过程中木块受到的拉力为2N，由二力平衡条件可知，此过程中木块受到的摩擦力为 f'=F'=2N 故B错误； D．由图丙可知4～6s内木块运动的速度为4m/s，则4～6s内拉力F的功率为 故D正确； C．由可知，4～6s内拉力做的功 W=Pt=16W×（6s﹣4s）=32J 故C错误。 故选D。 7．如图所示，滑轮组正把物资运送到高处，此时钢丝绳的拉力为1000N，物资在10s内匀速上升1m，已知额外功为300J，则下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为500N B．电动机对钢丝绳做功功率为200W C．滑轮组的机械效率为70% D．建筑物资的质量为270kg 【答案】D【解析】A．由题知：W额=300J，h=1m，则W有=Gh=W总−W额=Fs−W额=1000N×3h−300J=3000J−300J=2700J 所以Gh=G×1m=2700J 物体重G=2700N 因为不计绳重和摩擦，所以动滑轮重：G动=nF−G=3×1000N−2700N=300N故A错误； B．电动机对钢丝绳做功功率故B错误； C．滑轮组的机械效率：故C错误； D．建筑物资的质量故D正确。 故选D。 8．如图所示，用24N的力F沿水平方向拉滑轮，可使重为20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动。物体B重为10N，弹簧测力计的示数恒为5N（不计滑轮、测力计、绳子的重力及绳与滑轮摩擦）。下列说法正确的是（　　） A．物体A受到地面的摩擦力是12N B．滑轮移动的速度是0.4m/s C．水平拉力F的功率是4.8W D．在2s内绳子对物体A做的功为4.8J 【答案】D【解析】A、物体A在水平地面上匀速运动，受到的拉力和摩擦力为一对平衡力，则物体A受到地面的摩擦力弹簧测力计的示数恒为5N，则物体B对A的摩擦力为5N，方向向右，所以地面对A的摩擦力为12N-5N=7N，所以A错误； B、A移动的速度即绳端移动的速度为0.2m/s，所以滑轮的移动速度为 所以B错误； C、水平拉力F的功率所以C错误； D、绳子的拉力是F绳=12N，根据可得2s物体A移动的距离为s=vt=0.2m/s×2s=0.4m 所以W=F绳s=12N×0.4m=4.8J故D正确。故选D。 9．如图所示，每个滑轮的重力均为100N，绳子的重力及滑轮与轴之间的摩擦忽略不计，绳子B能承受的最大拉力为700N。重为600N的小明站在地面上用该滑轮组将重为500N的物体以0.2m/s的速度匀速提起，下列说法错误的是（　　） A．挂钩A处所受拉力为1000N B．人拉绳子的功率为120W C．滑轮组机械效率约为83.3% D．此人用该装置能达到的最大机械效率约为91.7% 【答案】A【解析】A．绳子自由端的拉力为 整个装置由两个定滑轮悬挂在上面，A处所受拉力为整个装置的重力与绳子自由端拉力总和的一半，即 故A错误，符合题意； B．人拉绳子的功率为P=Fv=300N×2×0.2m/s=120W故B正确，不符合题意； C．滑轮组机械效率约为故C正确，不符合题意； D．对于同一组滑轮组，当重物重量越大时，滑轮组机械效率越高，绳子B能承受的最大拉力为700N，而重为600N的小明站在地面上拉，所以故G总max=2G人=2×600N=1200N 吊起的最大物重为G物max=G总max-G动=1200N-100N=1100N该装置能达到的最大机械效率为 η= 故D正确，不符合题意。故选A。 10．如图所示，工人站在水平台面上用滑轮组提货物。工人第一次竖直向上用200N的力拉绳子时，货物未离开水平地面；第二次用300N的力竖直向上拉动绳子，使货物以0.08m/s的速度匀速上升。已知工人体重为600N，货物重为810N，货物与地面的接触面积为0.1m2.不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．第一次拉绳子时，工人对水平台面的压力为400N B．第一次拉绳子时，货物对地面的压强为8100Pa C．第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率为90% D．第二次拉绳子的过程中，工人拉力的功率为24W 【答案】C【解析】因为力的作用是相互的，则工人受到绳子的拉力等于工人施加的拉力，第一次拉动绳子时，工人对水平台面的压力F压=F拉+G人=200N+600N=800N故A错误； B．由图知n=3，不计绳重和摩擦，第二次匀速拉动绳子时，绳端的拉力F拉′=×（G物+G动） 则动滑轮的重力G动=3F拉′-G物=3×300N-810N=90N第一次拉绳子时，货物未离开水平地面，设地面对货物的支持力为F支，根据F拉=（G物+G动-F支）可得，地面对货物的支持力F支=G物+G动-nF拉=810N+90N-3×200N=300N因为力的作用是相互的，则此时货物对地面的压力F压′=F支=300N，第一次拉动绳子时，货物对地面的压强p===3000Pa故B错误； C．不计绳重和摩擦，第二次拉绳子的过程中，该滑轮组的机械效率 η====×100%=90%故C正确； D．第二次拉绳子的过程中，绳子自由端的速度v=3v物=3×0.08m/s=0.24m/s 此时工人拉力的功率P==F拉′v=300N×0.24m/s=72W故D错误。故选C。 11．如下图甲所示，物体A在大小不变的水平拉力F的作用下，先后在粗糙程度不同的表面DE和HG上做直线运动，图乙为物体在DE、HG两段运动过程中距离和时间关系的图像。F在DE段所做的功为，功率为，受到的摩擦力为；在HG段所做的功为，功率为，受到的摩擦力为。则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B【解析】A．从乙图可知，DE段路程为3m，在HG段路程为3m，拉力相同，路程相同，故拉力在DE段和HG段做功相同，故A错误； B．从乙图可知，DE段做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，故B正确； C．拉力在DE段和HG段做功相同，DE段做功时间大于HG段做功时间，故 故C错误； D．DE段做匀速直线运动，拉力等于摩擦力，在HG段，不做匀速直线运动，拉力等于此阶段的摩擦力，故两次的摩擦力不相等，故D错误。 故选B。 12．如图，在学校科技节活动中，质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车，独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示B端支柱所受压力F与时间t的关系是（　　）   A．  B．  C．  D．   【答案】C【解析】重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着，分别对水平独木桥的支持力为FA、FB，水平独木桥受到重力为G，独轮车对独木桥的压力为F=（m+M）g 以A为支点，独轮车对独木桥的压力的力臂为vt，根据杠杆平衡条件可得FBL=G×L+（m+M）gvt 则 压力与支持力是一对相互作用力，所以B端支柱所受压力 由此可知B端支柱所受压力F与时间t是一条一次函数的图象（不经过原点），当t=0时，B端也受到压力的作用，即故C符合题意，故ABD不符合题意。故选C。 13．如图，斜面和的粗糙程度相同、倾斜程度不同，将两个相同的物体沿斜面以相同的速度拉到A点，下列说法正确的是（　　） A．物体受到的滑动摩擦力大小相同 B．两个拉力做功相同 C．两个拉力做功的快慢相同 D．两个斜面的机械效率相同 【答案】C【解析】A．利用斜面可以省力，拉力小于重力，斜面的坡度越小越省力；由于，由此可知，坡度小的一侧的的物体质量大，即；影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度，物体分别沿斜面 BA和CA运动，接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，由图知CA斜面更陡一些，所以，故A错误； B．因，且拉力相同，所以，由可知，F1做的总功多，故B错误； C．两个拉力做功的快慢即为做功的功率，因为，两次物体的速度相等，由可知所以拉力做功的快慢相等，故C正确。 D．设斜面的倾角为，物体与斜面的摩擦系数为，斜面的机械效率 由上式可知，斜面的效率只与斜面的倾角有关，斜面的倾角越大，机械效率越高；两个斜面的倾角不同，因此两个斜面的机械效率不同，故D错误。 故选C。 14．学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动，他们设计了三套方案：①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度；②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度；③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，可行的是（　　） A．只有① B．只有①② C．只有②③ D．①②③都可以 【答案】D【解析】爬楼是克服自身的重力做功，功率 ①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度，由公式求出功率； ②控制爬楼的时间相同，测出各自的体重G和爬楼的高度h，Gh越大功率就越大； ③控制爬楼高度相同，测出各自的体重G和爬楼时间t，的比值越大，功率越大； 所以三种方法都是可以的。 故选D。 15．如图1所示的温州奥体中心主体育场是杭州亚运会的新建场馆之一，在场馆建设的施工现场能看到各种起重机，某台起重机上的滑轮组简化为如图-2所示，虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，利用该滑轮组提升质量为的物体所用的拉力为，不计绳重和摩擦，则（　　） A．滑轮组中承担物体重力的绳子股数是2股 B．该滑轮组的机械效率为 C．该滑轮组中动滑轮重 D．若绳端移动速度为，则动滑轮上升速度为 【答案】C【解析】A．物体重力为 所用的拉力为100N，说明承担物体重力的绳子股数至少是3股，而虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组，因此绳子股数是3股，故A不符合题意； B．该滑轮组的机械效率为 故B不符合题意； C．不计绳重和摩擦，根据 可知，动滑轮重为 故C符合题意； D．根据可知，动滑轮上升速度为 故D不符合题意。 故选C。 16．用甲、乙两个滑轮组分别将两个物体在相同时间内匀速提升相同高度，拉力分别为F1、F2，此过程相关数据如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．F1比F2小 B．甲的机械效率更高 C．F1功率比F2的功率小 D．甲、乙装置中的两个物体重力G1比G2大 【答案】D【解析】AD．由图可知，甲滑轮组中，n甲=3；乙滑轮组中，n乙=3；由图丙可知，甲、乙滑轮组的总功和额外功分别为 W总甲=1200J W额甲=500J W总乙=800J W额乙=200J 甲、乙滑轮组做的有用功分别为 W有用甲=W总甲-W额甲=1200J-500J=700J W有用乙=W总乙-W额乙=800J-200J=600J 即 W有用甲>W有用乙 由于物体上升的高度相同，由W有用=Gh可知，物重G1、G2的大小关系为 G1>G2 由s=nh可知，绳子自由端移动距离分别为 s甲=n甲h=3h s乙=n乙h=2h 即s甲>s乙，由W总=Fs可知，两滑轮组中，绳端拉力分别为 即 F1=F2 故A错误，D正确； B．由于甲、乙滑轮组的机械效率分别为 即乙的机械效率更高，故B错误； C．根据，在相同时间内，甲做的总功较大，因此F1功率比F2的功率大，故C错误。 故选D。 17．工人要把一个质量为120kg的重物搬到1m高的车上。为了省力采用3m长的木板搭了一个斜面，如图所示，他在5s内用500N的力将重物匀速推到车上（取）。下列说法正确的是（　　） A．重物受到的摩擦力为300N B．他做功的功率为240W C．他做的有用功为1500J D．该斜面装置的机械效率为 【答案】D【详解】ACD．工人做的有用功 工人做的总功 所以斜面的机械效率为 斜面的额外功就是克服摩擦做的功，克服摩擦力所做的额外功为 由可得物体与斜面间的摩擦力为故AC错误，D正确； B．工人做功功率为故B错误。故选D。 18．建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动了2m，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中，下列说法正确的是（　　） ①绳子自由端沿水平方向移动的速度为1.5m/s ②物体受到的拉力为750N ③拉力F的功率为375W ④滑轮组的机械效率为80% A．只有①和② B．只有②和③ C．只有③和④ D．只有①和④ 【答案】C【详解】由图可知绳子承重段数，绳子自由端移动的距离 绳子自由端沿水平方向移动的速度为故错误； 由题意可知，物体受到的摩擦力 因为物体在水平方向上做匀速直线运动，所以物体受到的拉力故错误； 拉力做的总功拉力做功的功率故正确； 克服地面摩擦力做的有用功故滑轮组的机械效率故正确。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 19．为了保证消费者权益，国家会对销售车辆进行全面的检测。动力检测时，汽车在专用的测量装置上全力加速，仪器记录车轮转速v与车轮驱动力F大小，再通过计算得出车辆在不同车速下的输出功率，某汽车在速度v1﹣v2区间内车轮驱动力F与车速v的关系如图所示。则该速度区间内，车辆功率P与车速v关系的图像可能是（　　）   A．  B．  C．  D．   【答案】C【解析】ABCD．由F﹣v图像可知，F与v的关系式为由 可知，P与v的关系式为由数学知识可知，P与v关系的图像为开口方向向下的抛物线，故ABD不符合题意，C故符合题意。故选C。 20．如图甲所示，两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体两次运动的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。物体两次运动的速度分别为v1、v2；两次所用的拉力分别为F1、F2；相同时间内，两次拉力做的功分别为W1、W2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是（　　）    A．v1<v2 B．F1<F2 C．W1=W2 D．P1>P2 【答案】D【解析】A．从图象中可以判断出，相同时间内，第②次的运动路程小，由 可知，第②次的运动速度v较小，故A错误； B由图像可知，物体两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，压力和接触面的粗糙程度相同，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即故B错误； C．从图象中可以判断出，相同时间内，第②次的运动路程小，由可知， 故C错误； D．根据公式当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即故D正确。故选D。 21．如示，轻杆CB能够以C为转轴在竖直平面内自由转动，杆的B端系重为G的物体，用一根细绳通过定滑轮A系住杆的B端，另端施加外力 F，使轻杆由图示位置（θ接近30°）缓慢增大至150°的过程中，轻杆B端所受作用力的大小（　　） A．先增大后减小 B．逐渐减小 C．逐渐增大 D．保持不变 【答案】D【解析】轻杆B端所受作用力的大小沿BC的方向，由于B点还受到绳子斜向上的拉力F和重物G对它竖直向下的拉力G，根据力的矢量三角形与三角形ABC相似可知 中G、CA和AB都是不变的，故FCB也是不变的，故 ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 22．在建设过程中，用如图所示的装置提升重物，当工人师傅们用1000N的拉力F向下拉绳，使重1600N的重物匀速上升了5m，此过程中克服绳重和摩擦做功500J，下列说法中正确的是（　　） A．动滑轮重为400N B．克服物体重力做功为7.5×103J C．拉力F做功为1.5×104J D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D【解析】做的有用功为 绳子自由端移动的距离为 拉力做的有用功为 滑轮组的机械效率为 克服动滑轮做的额外功为 动滑轮重为故ABC错误，D正确。故选D。 23．如图所示，质量分布不均匀的木条AB重15N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，弹簧测力计甲的示数是3N。现移动弹簧测力计甲的位置从A点平移到C点。此时弹簧测力计乙的示数是（　　） A．11N B．6N C．12N D．5N 【答案】A【解析】设木条的重心到B点的距离为L，当弹簧测力计甲在A点，测力计乙在B点时，以B为支点，由杠杆的平衡条件有FA×LAB=G×L即3N×LAB=15N×L解得L=×LAB=AB 当测力计甲的位置从A点移动到C点时，以C为支点，此时测力计乙的示数为FB，而AO=BO，AC=OC 那么LBC=AB此时重力的力臂L′=LBC-L=据杠杆平衡条件有FB×LBC=G×L′ 即FB×AB =15N×AB解得FB=11N故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。 24．如图，物体A与足够长的木板B通过定滑轮用不可伸长的轻绳相连，物体A的质量mA=2kg，对A施加水平向左F =20N的压力，使木板B被压在光滑侧壁上。A物体以0.2m/s的速度匀速下落，轻绳均处于竖直方向，已知A 、B之间的摩擦力为4N，(g取10N/kg)则(   ) A．木板B的质量为1.2kg B．物体A对木板B的压力为24N C．压力F在2秒内做功为8J D．轻绳拉力在2秒内对B物体的功率为1W 【答案】A【解析】A．物体A的质量mA=2kg，则A物体的重力为 A物体匀速下落，A 、B之间的摩擦力为4N，则A物受到B向上的摩擦力4N，以A物体为研究对象，A受到绳子向上的拉力，B对A向上的摩擦力，以及自身重力作用而匀速运动。故A受到绳子向上的拉力大小为 则B受到绳子向上的拉力也为16N，以B物体为研究对象，B受到绳子向上的拉力，A对B向下的摩擦力，以及自身重力作用，而匀速运动。则B重力为 所以B的质量为 故A项符合题意； B．物体A对木板B的压力等于对A施加水平向左的力F，所以物体A对木板B的压力为20N，故B项不符合题意； C．在2秒内，物体在压力F方向上没有运动距离所以没有做功，故C项不符合题意； D．轻绳拉力在2秒内对B物体的功率为 故D项不符合题意。 故选A。 25．一个工人师傅从旗杆的A点下滑到地面的D点，他下滑的时间与速度图像如图所示，已知AB＝CD=3 m ，BC=6m ，则下列说法正确的是 A．AB段克服摩擦力做的功等于CD段克服摩擦力做的功． B．BC段克服摩擦力做的功是AB段克服摩擦力做的功的两倍． C．CD段克服摩擦力做的功大于AB段克服摩擦力做的功． D．AB段和CD段重力做功的平均功率不相等． 【答案】C【解析】A.由图像可知AB段速度逐渐增大，因此AB段重力大于摩擦力，CD段速度逐渐减小因此CD段重力小于摩擦力，重力不变因此摩擦力AB段小于CD段，又因为AB＝CD=3 m ，根据公式 可知AB段克服摩擦力做的功小于CD段克服摩擦力做的功，故A错误； B. BC段做匀速运动摩擦力等于重力克服摩擦力做的功， AB段加速运动重力大于摩擦力，克服摩擦力做的功，因为，所以，故B错误； C. CD段做减速运动，因此重力小于摩擦力，因此，又因为AB＝CD=3 m，根据公式可得，故C正确； D. AB段和CD段G，h，t都相等，因此AB段和CD段重力做功的平均功率相等，故D错误． 26．如图所示，F1=6N，F2=5N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.2m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。①弹簧测力计计数为 N；②F2的功率为 W；③地面对物体A的摩擦力 N，方向水平向 （选填“左”或“右”） 【答案】 15 2 4 右【解析】[1]对定滑轮受力分析知，弹簧测力计的示数为F＝3F2＝3×5N＝15N [2]如图，绳子自由端移动的速度是B移动速度的2倍，即v＝2vB＝2×0.2m/s＝0.4m/s 由知，F2的功率为P＝F2v＝5N×0.4m/s＝2W [3]对动滑轮受力分析知，动滑轮与B之间的绳子的拉力为F拉＝2F2＝2×5N＝10N对B受力分析知，A对B的摩擦力为fA对B＝F拉＝10N由相互作用力的关系知，B对A的摩擦力为fB对A＝fA对B＝10N因为A相对于B向右运动，所以B对A的摩擦力的方向水平向左，对A受力分析知，地面对A的摩擦力为f＝fB对A－F1＝10N－6N＝4N [4]若A与地面之间没有摩擦，则A相对于地面向左运动，所以A相对地面有向左运动的趋势，故地面对A的摩擦力方向水平向右。 27．图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具“车梯”，图乙是其等效图。当重500N的工人利用此“车梯”在10s内将重力为900N的物体匀速提升了2m时，工人对绳子施加的拉力F为250N，忽略绳重和机械之间的一切摩擦。则此时工人做功的功率为 W。若A点绳子能承受的最大拉力为600N，B点绳子能承受的最大拉力为1500N，该滑轮组的最大机械效率为 。 【答案】 200W 93.75%【解析】[1]由图可知提起动滑轮的绳子的有效段数n=4，绳子自由端移动的距离s=nh=4×2m=8m 工人做的总功W=Fs=250N×8m=2000J 工人做功的功率 [2]因为不计绳重和摩擦，所以故动滑轮的重力当工人向下拉绳子的最大拉力时，物重由于B点的绳子能承受的最大拉力为1500N＜1900N，不计绳重和摩擦时，B点绳端能提起物体的最大重力为，此时，绳子自由端最大拉力为由于A点绳子能承受的最大拉力为600N，因为400N＜600N，故A点绳子未断开，故当提起的物体重力G最大=1500N时，该滑轮组的机械效率最大为 28．《墨经》中最早记载了杆秤的杠杆原理。小明所在的实践创新小组对家中使用的杆秤进行观察，并准备动手制作一个杆秤。 （1）如图甲所示的杆秤有两个提纽，使用 （选填“提纽1”或“提纽2”）杆秤的量程更大一些； （2）请你通过分析判断：杆秤的刻度是 （选填“均匀”或“不均匀”）的； （3）如图乙所示，小明用一根长为1m，分度值为1cm，质量为0.2kg的粗细均匀的直尺来制作杆秤，制作方法如下： ①他分别在直尺上5.0cm和10.0cm刻度处各钻了一个小孔，并穿了细绳（质量忽略不计）来作为秤钩和提纽； ②接着他又找来一个质量为1kg的钩码挂在细绳上作为秤砣，可以在秤杆上移动； ③小明认为秤钩上不挂重物时，移动秤砣，直到杆秤在水平位置平衡，此时秤砣所在的位置应该是杆秤的零刻度线。则该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺上 cm的刻度线处，该自制杆秤的最大测量值为 kg。 【答案】 提纽1 均匀 2 19.6【解析】（1）[1]杆秤利用了杠杆平衡原理，若物体的重力为G物，秤砣的重力为G砣，提纽到秤钩的距离为l1，且为G物的力臂，提纽到秤砣的距离为l2且为G砣的力臂，由杠杆的平衡条件可知满足关系 G物×l1=G砣×l2 由图可知，将秤砣置于最远处时，使用提纽1，则l1减小而l2增大，此时G物变大，即使用提纽1杆秤的量程更大。 （2）[2]由G物×l1=G砣×l2可知，当G物均匀增大时，因l1和G砣大小不变，可知等式两边的乘积均匀变大，则l2均匀变大，故杆秤的刻度是均匀的。 （3）[3]直尺的质量m直=0.2kg，因直尺粗细均匀可认为直尺的重心在中点位置，即50cm刻度线处，直尺重力的力臂大小为l直=50cm-10cm=40cm设此时秤砣距提钮（支点）的距离为l，由杠杆平衡条件可知m直g×l直=m砣g×l即0.2kg×g×40cm=1kg×g×l解之l=8cm由已知条件，该杆秤的零刻度线应该标在刻度尺10cm-8cm=2cm [4]秤砣置于力臂最大即置于100cm位置时测量的物体质量最大，此时秤砣重力的力臂为l′砣=100cm-10cm=90cm若此时物体的最大质量为m物大，根据杠杆的平衡条件有m物大g×l′= m直g ×l直+m砣g×l′砣即m物大g×5cm=0.2kg×g×40cm+m砣g×90cm解之该自制杆秤的最大测量值为m物大=19.6kg 29．汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P0，快进入闹市区时，司机在时刻减小了油门，使汽车的功率保持一个较小的恒定功率P继续行驶，设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，汽车的牵引力F随时间t变化的图像如图所示。则减小了油门后，汽车所受阻力大小为 （选填“F0”或“0.5F0”）；汽车将做 （选填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”）直线运动：汽车将保持的较小恒定功率P为 （选填“0.25P0”“ 0.5P0”或“0.75 P0”），汽车再次匀速运动时的速度大小为 。 【答案】 先减速再匀速 0.5P0 0.5v0【解析】[1]由题意知，t1时刻之前，汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，则汽车处于平衡状态，所受牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，由图像可知，此时所受阻力为F0。减小了油门后，汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则汽车所受的阻力仍为F0。 [2]由图像可知，t1时刻之后，牵引力由0.5F0慢慢增大为F0，而阻力不变，则在牵引力慢慢增大时，由于牵引力小于阻力，故汽车一直先减速，到最后牵引力变为F0与阻力相等时，汽车匀速。 [3]司机在时刻前，发动机功率为P0，司机在时刻减小了油门，牵引力变为了原来的一半，减速瞬间，速度不变，故功率变为了原来的一半后，保持不变，故为0.5 P0。 [4]汽车再次匀速运动时，牵引力变为了F0，则此时速度大小为 30．如图甲所示为教室里的照明灯，由两根绳子悬挂，可以等效为乙图，照明灯AB重为60 N，长度为1.2m，重心在照明灯中心O点，照明灯A端到悬挂点C点的距离为20 cm， 照明灯B端到悬挂点D点的距离为50 cm，则绳子在悬挂点C点承受的拉力大小为 N。 【答案】12【解析】由题意可知，照明灯AB可看作杠杆，以D点为支点，C点承受的拉力为动力，照明灯AB的重力为阻力，则动力臂CD=AB-AC-BD=1.2m-0.2m-0.5m=0.5m阻力臂DO=BO-BD=×1.2m-0.5m=0.1m由杠杆平衡条件可得F×CO=G×DO即F×0.5m=60N×0.1m解得F=12N。 31．汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试，内在A路段行驶，内在B路段行驶，汽车的v-t图像和F-t图像分别如图甲、乙所示，则在内汽车牵引力F的功率是 W，在内汽车行驶的平均速度是 m/s，汽车全程克服摩擦力做的功是 J。 【答案】 3000 12.5 37500【解析】[1]由题图甲可知，0~5s内汽车做匀速直线运动，速度为15 m/s；由题图乙可知，0~5s内汽车的牵引力为200N，汽车牵引力的功率为 [2]由题图甲可知，在A路段汽车通过的路程内在A路段行驶，内在B路段行驶，两个路段的长度相等，在内汽车运动的路程其平均速度是 [3]汽车在A路段受到的摩擦力在A路段汽车克服摩擦力做的功汽车在B路段受到的摩擦力在B路段汽车克服摩擦力做的功则汽车全程克服摩擦力做的功是 32．如图甲所示，为了使磁性物体A紧贴在铁质墙壁上，并沿墙壁向上匀速直线运动（因磁力作用使墙壁与A间有摩擦），需用竖直向上的拉力F1，F1的大小为300N，A受到的重力为240N。在F1的作用下，A向上移动的距离为s时，此过程中F1做功60J，则s= m；改用滑轮组拉动A，使之沿同一墙壁向上匀速直线运动相同的距离s，如图乙所示，此过程中对滑轮组绳端的拉力F2的大小为250N。此滑轮组的有用功是 J，总功是 J。 【答案】 0.2 60 150【解析】[1]由可得，在的作用下，沿墙壁向上移动的距离 [2]使用此滑轮组做的有用功等于直接提升时做的功，即 [3]由图知，，拉力端移动距离 拉力所做的总功 33．如图所示，轻质细杆BC可绕竖直墙上的B点转动，末端C点挂一重物，重力为，拉力F始终沿水平方向，此时，则拉力 N。若拉力方向保持不变，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到图示虚线位置，则拉力对应的力臂将 （选填“不变”“变大”或“变小”，下同），拉力将 。 【答案】 200 变小 变大【解析】[1]由图可知，AB长度为动力臂，AC长度为阻力臂，，则为等腰直角三角形，则动力臂等于阻力臂，根据杠杆平衡条件可知动力等于阻力，即F=G=200N [2][3]若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，此时AB长度变小，AC长度变大，即动力臂变小，阻力臂变大，阻力不变，根据杠杆平衡条件可知动力将变大，即拉力变大。 34．神舟十三号返回地球，如图 ，返回舱在离地 104m 的高空打开主伞，在主伞的作用下减速至 10m/s，此后匀速下降，距离地面 1m 时启动反推发动机减速，最后稳稳落地，这一过程历时约 800s。若返回舱总质量 3×103kg，主伞受到的空气阻力与速度的平方成正比。这一过程，返回舱重力的功率为 W。当返回舱速度为 20m/s 时，空气阻力为 N。 【答案】 【解析】[1]返回舱的总重力 返回舱重力做功 返回舱重力的功率 [2]返回舱匀速下降时，速度，由二力平衡条件可得此时的空气阻力 主伞受到的空气阻力与速度的平方成正比，即，可得 当返回舱速度为 20 m/s 时，空气阻力为 35．在水平地面上有三块密度为0.5×103 kg/m3，边长均为10 cm的正方体木块，某小孩把三块木块逐一竖直堆叠起来，如图所示。一块木块的质量是 kg。三块木块叠起来后对地面的压强是 Pa。小孩叠起这堆木块至少做了 J的功。      【答案】 0.5 1.5【解析】[1]一块木块的质量是 [2]三块木块叠起来后对地面的压强是 [3]小孩叠起这堆木块至少做了 36．为了将放置在水平地面上的物体移动一段距离，设置了如图所示的滑轮组装置（每个滑轮重为20N）。当用图甲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和物体水平移动的距离s随时间变化的关系分别如图乙和丙所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）则1s∼2s内，地面对物体的摩擦力为 N，2s∼3s内，拉力F的功率是 W。        【答案】 100 300【解析】[1]由图乙可知，在2~3s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，则所受的摩擦力 nF=f+G动 [2]1~2s内，物体做加速运动，但物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，所受的摩擦力不变，仍为40N；由图知道，绳子的有效股数，在2~3s内，重物做匀速运动，重物的速度 则绳端移动的速度 在内，重物做匀速运动，由图甲可知此时拉力，由于 所以，拉力做功的功率 37．骊山盘山公路是网红打卡地，这段公路全长大约8km，海拔落差高度约1000m，共计15道弯，似玉带环绕，层层叠起。有一辆新能源纯电动客车，满载乘客时总质量为6000kg，现以80kW的恒定功率，5m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。假设行驶过程中客车所受重力和阻力大小均恒定不变，g取10N/kg。 （1）可以用图乙的实验装置简化模拟盘山公路的原理，它是一种 （选填“省力”或“费力”）的机械。汽车沿盘山公路行驶时对路面的压力相比与在水平公路上同速行驶时 （选填“变大”、“不变”或“变小”）； （2）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少 ？ （3）盘山公路的机械效率为多少 ？（结果精确到0.1%） （4）运行过程中，汽车受到的阻力为多少 ？ 【答案】 省力 变小 6×107J 46.9% 8500N【解析】（1）[1][2]盘山公路属于斜面的一种，是一种省力机械；汽车沿盘山公路行驶时对路面的压力小于汽车的重力，汽车在水平公路上同速行驶时对路面的压力约等于汽车的重力，所以汽车沿盘山公路行驶时对路面的压力相比与在水平公路上同速行驶时变小。 （2）[3]整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为W有＝Gh＝mgh＝6000kg×10N/kg×1000m＝6×107J （3）[4]电动客车在盘山公路上的运动时间为 电动机做的总功为W总＝Pt＝80×103W×1600s＝1.28×108J 所以盘山公路的机械效率为 （4）[5]克服阻力做的额外功为W额＝W总﹣W有＝1.28×108J﹣6×107J＝6.8×107J 由W额＝fs可得，运行过程中，汽车受到的阻力为 38．斜面在生活中的应用非常广泛。如图所示，将一箱重为600N的货物沿与水平成30°夹角的斜面匀速拉到高为1.2m的货车上，所用拉力F=400N，则该物体受到斜面的摩擦力是 N；斜面的机械效率是 。    【答案】 100 75%【解析】[1]拉力做的有用功W有=Gh=600N×1.2m=720J 斜面的倾角为30°，在直角三角形中30°角所对直角边的长度等于斜边的一半，则斜面的长度 s=2h=2×1.2m=2.4m 拉力做的总功W总=Fs=400N×2.4m=960J 所做的额外功W额=W总-W有=960J-720J=240J 由W额=fs得物体受到的摩擦力 [2]斜面的机械效率为 39．在排球比赛时，运动员将一个排球竖直向上抛出，如图所示。排球离开手后，经过A、B、C三点，到达最高点O，然后下落回到A点，其中AB段和BC段的距离相等，到达O点的瞬间，排球处于 状态（填“平衡”或“不平衡”），下落时，重力在BA段做功的功率比CB段 （填“大”或“小”）。    【答案】 不平衡 大【解析】[1]排球到达O点的瞬间，只受到重力的作用，受力不平衡，处于不平衡状态。 [2]下落时，球的速度越来越大，在BA段速度比CB段快，受到的重力不变，根据 可知，重力在BA段的功率比CB段大。 40．如图所示，工人师傅用沿着斜面大小为600N的推力，在10s内把质量为100kg货物沿斜匀速向上推到顶部，斜面长为4m，高为2m，则工人师傅做功的功率是 W，该斜面的机械效率为 %，货物与斜面的摩擦力是 N。（g取10N/kg）    【答案】 240 83.3 100【解析】[1]工人推力做的总功W总=Fs = 600N×4m = 2400J 工人师傅做功的功率为 [2]货物的重力G=mg= 100kg×10N/kg= 1000N 工人师傅对货物做的有用功W有用=Gh= 1000N×2m= 2000J 斜面的机械效率 [3]克服摩擦力所做的额外功W额=W总-W有=2400J-2000J=400J 由W额= fs可得，物体和斜面之间的摩擦力 41．如图所示，一根质地均匀的金属杆架在两个可以旋转的光滑程度相同的轮子之间，两轮均向内侧旋转。若开始时把金属杆水平静止放置在图示位置（L1<L2），图中O为金属杆的重心，O1、O2分别为两轮和金属杆的接触点，金属杆与两轮接触点受到向上的支持力分别为N1和N2。 （1）若以O2为支点，根据杠杆平衡原理可得表达式：N1= （用G、L1和L2表示）； （2）当两轮开始转动时金属杆O1、O2处受到摩擦力分别为f1和f2，则f1 f2（选填“>”、“=”或“<”）； （3）两轮转动时，金属杆将 运动。（选填“一直向右”、“一直向左”或“往复运动”） 【答案】 > 往复运动【解析】[1]若以O2为支点，支持力N1和重力G分别动力和阻力，因为保持平衡，所以，根据杠杆平衡条件可得N1×(L1+L2)=G×L2则 [2]根据杠杆平衡条件，滑杆如果靠近某一端，这一端的压力会增加，摩擦力亦增加，对滑杆反推的力量大于正推的力量，滑杆就会向另一端运动。由于滑杆更靠近O1，所以f1更大，即f1 >f2 [3]设两轮之间的距离为L，金属杆的重力为G，设金属杆的重心到右轮的最远点的距离为x，先以右轮与金属杆的接触点为支点，根据杠杆的平衡条件可知N1×L=G×x所以 同理，若以左轮与金属杆的接触点为支点，根据杠杆的平衡条件可知 由于滑动摩擦力的大小与正压力成正比，所以重心距离右轮近时，右轮对木板的摩擦力就大于左轮对木板的摩擦力，木板受到的合力的方向就向右，则木板向右做加速运动，或向左做减速运动；反之，重心距离左轮近时，左轮对木板的摩擦力就大于右轮对木板的摩擦力；木板受到的合力的方向就向左，则木板向左做加速运动，或向右做减速运动。由于初始时金属杆的重心O处于两轮之间且偏近于左轴轮，则金属杆将向右做加速运动，重心靠近右轮后木板先向右减速，到速度等于0后一定会再向左做加速运动，该向左的运动与向右的运动具有对称性，所以木板将做左右往复运动。 42．小明按如图方案测量风车做功的功率。调整回形针的个数，当其总质量为m时，回形针恰好匀速上升，上升高度为h、所用时间为t，则风车的功率P＝ ；若增大风速，风车的功率会 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 增大【解析】[1]由实验装置可知，回形针随风车的转动会上升，通过测量细线对回形针做功的功率即可测定风车在一定风速下做功的功率。因为回形针匀速上升的高度为h、所用的时间为t、回形针的总质量为m，则风车做功的功率 [2]若增大风速，风车转动的速度增大，细线拉着回形针上升的速度也增大，根据可得，风车的功率会增大。 43．如图所示，有一根均匀的直铁棒BC长L、重420N，左端放在水平桌面上，A为桌角的位置，，为了使铁棒保持水平，B端所需竖直向上的拉力F至少为 N；若F的方向保持不变，能使铁棒保持水平的拉力F的范围为 N。 【答案】 150 150~210【解析】[1]以A为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为AB的长，阻力臂为OA的长，根据杠杆平衡条件可得 则拉力F的大小 [2]以C为支点，杠杆水平平衡时，动力臂为BC的长，阻力臂为OC的长，根据杠杆平衡条件可得 则拉力F的大小即能使铁棒保持水平的拉力F的范围为150~210N。 44．小明用如图所示的装置将重为6N的物体在4s的时间内匀速拉高50cm，动滑轮总重为2N，定滑轮总重为3N（不计绳重和摩擦）。用此装置提升重物的机械效率为 ，拉力F做功的功率为 W，绳子A点承受的拉力为 N。 【答案】 75% 1 2【解析】[1]由题意可知，重为6N的物体在4s的时间内匀速拉高50cm，则所做的有用功 所做的有用功是3J；从图中可以看到，4条绳子托着动滑轮，动滑轮总重为2N，物体重力为6N，不计绳重和摩擦，物体匀速上升，处于平衡状态，则 解得；4条绳子托着动滑轮，物体在4s的时间内匀速拉高50cm，则绳子自由端移动的距离 绳子自由端移动的距离是2m；则所做的总功 所做的总功是4J；用此装置提升重物的机械效率 用此装置提升重物的机械效率是75%。 [2]该装置匀速运动，绳子自由端也是匀速运动，，绳子自由端移动的距离，这个过程的时间是4s，则绳子自由端移动的速度 拉力F做功的功率拉力F做功的功率是1W。 [3]从图中可以看到，绳子A点所在的线与右端的定滑轮相连，把右端的定滑轮隔离出来，单独分析这个定滑轮，那么可知绳子A点承受的拉力大小等于右端的定滑轮左边线的拉力，而这个拉力大小也等于拉力F的大小，即绳子A点承受的拉力为2N。 45．如图所示，小红借助滑轮组提升重物，请画出最省力的绕线方法。   【答案】   46．“节约用水，人人有责”。如图是家用水龙头的示意图，作用在A点的力F抬起把手可打开水龙头，若将把手视为绕O点转动的杠杆，请在图中画出作用在A点的最小动力F及其力臂L的示意图。 【答案】 47．如图甲是在使用羊角锤撬钉子时的情景，请在图乙中画出支点O，并画出作用在A点的最小动力及其力臂。 【答案】 48．如图，O是轻杠杆OA的支点，A为动力作用点。请在图中画出动力的力臂L1及阻力F2的示意图。 【答案】 49．如图甲所示为小华钓鱼的情景，图乙是用钓鱼竿钓鱼的简化图，O为支点，表示动力臂，表示钓鱼竿受到的阻力，请在图中画出动力的示意图、阻力臂。 【答案】 50．同学们在体育课上做下压运动训练，静止不动时人体可以看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力为动力，如图所示。请你在图中画出： （1）动力的力臂； （2）A点，脚对地而压力F的示意图。 【答案】 51．图甲是2022北京冬奥会的滑雪大跳台。把跳台滑道上段简化成图乙的杠杆OAB。О是支点，A是这段滑道的重心，若支架对滑道的力为F。请在图乙中画出力F的力臂l。 【答案】 52．提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技小组进行了“影响滑轮组机械效率的因素”的实验探究，用到的装置如图所示，数据记录如表所示： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳子拉力F/N 绳子移动距离s/m 机械效率 1 2 0.1 1.2 0.3 55.6% 2 2 0.2 1.2 0.6 55.6% 3 4 0.1 1.9 0.3 4 ◀ 0.1 1.3 0.5 61.5% （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应 拉动弹簧测力计； （2）第三次实验中，滑轮组的机械效率为 （保留一位小数）； （3）分析表中数据可知：第4次实验是用图 （选填“甲”、“乙”或“丙”）所示装置来完成的； （4）通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与钩码上升高度 （选填“有关”或“无关”）；通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高； （5）为提高滑轮组机械效率，根据以上结论和生活经验，你认为可采取的措施有 、（多选，填写字母） A．减轻动滑轮重量 B．增加所提物体重量  C．给机械加润滑油 D．增加重物上升高度 【答案】 竖直向上匀速 70.2% 丙 无关 1、4 ABC【解析】（1）[1]实验中，为了准确测量拉力的大小，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样拉力才等于测力计的示数，且保持不变。 （2）[2]第三次实验中，滑轮组的机械效率 （3）[3]分析第4次实验数据，可以看出绳端移动距离s是钩码上升高度h的5倍，即s=5h，这说明承担物重的绳子段数为5段，因此第4次实验是用图丙所示装置来完成的。 （4）[4]通过比较1、2两次实验数据，可以看出使用同一滑轮组提升相同重物时，虽然钩码上升的高度不同，但滑轮组的机械效率却相同，因此可以得出结论：滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 [5]要探究滑轮组的机械效率是否与物体重有关，应选择同一滑轮组提升不同重力的物体，并保持它们升高的高度相同，故可以通过比较1、3两次实验数据，可以看出使用同一滑轮组时，提升的物体越重，滑轮组的机械效率就越高。 （5）[6]A．动滑轮本身也需要被提升，因此其重量会消耗一部分额外功，减轻动滑轮重量可以减少额外功，提高机械效率，故A符合题意； B．由实验结论可知，对于组合好的滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，故B符合题意； C．润滑油可以减少机械部件之间的摩擦，从而减少额外功的消耗，提高机械效率，故C符合题意； D．对于组合好的滑轮组，由 可知，滑轮组的机械效率与重物上升的高度无关，故D不符合题意。故选ABC。 53．甲图横杆可视为乙图静止的杠杆，不计摩擦和杆的质量，为动力，灯重为G， （1）①画出的力臂；②画出阻力； （2）写出阻力臂的表达式 （用、、G表示），此时杠杆为 （选填“等臂”“省力”“费力”）杠杆； （3）若灯的悬挂点远离支点O，杠杆仍在原位置静止，则动力 （选填“变大”“变小”“不变”）。 【答案】 费力 变大【解析】（1）[1]从支点O作FA作用线的垂线，垂线段长为其力臂lA，灯绳对杠杆的拉力是阻力FB，如图所示：（2）[2][3]由杠杆平衡条件得到FAlA=FBlB FAlA=GlB 由图可知，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆。（3）[4]若灯的悬挂点远离支点O，阻力臂变大，阻力不变，动力臂不变，由杠杆平衡条件可知动力变大。 54．小鑫同学发现小区安装了一批新健身器材，如图甲所示，其中有一种的叫单人坐拉器的健身器械。这种器材的使用方法是：运动者坐在坐拉器座椅上，双脚离地，双手握住手柄A并用力向下拉，操作杆AB会绕着转轴O1转动，带动连杆BC拉动杆CD绕转轴O2转动，将座椅向上抬起，简化图如图乙，试分析该坐拉器并回答下列问题。已知锻炼过程中上身保持竖直。 （1）当使用者用力向下拉时，从省、费力的角度来看，操作杆AO1B是一个 杠杆； （2）关于单人坐拉器，下列说法正确的是 ； A． 人的体重越轻，坐拉器使用过程中的机械效率越高 B．该坐拉器在使用过程中，当人缓慢落下时，人的拉力省了功 C． 当人下拉A点的力逐渐增大时，人对座椅的压强会逐渐变小 D．  当座位和人被匀速抬起时，手柄对人的拉力大于人的重力 （3）若小鑫的重力G=700N，他用400N 竖直向下的拉力F 将手柄下拉了40cm， 座椅竖直升高了20cm， 则该装置的机械效率是 ； （4）小鑫注意到，在杠杆AO1B 中有一小段圆弧形结构，此结构最可能的作用是 。 【答案】 省力 C 87.5% 加固杠杆、防止杠杆变形【解析】（1）[1]操作杆AO1B使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 （2）[2]A．坐拉器在使用过程中克服人的重力所做的功是有用功，则人的重力越大，克服重力所做的有用功在总功中所占的比值越大，机械效率越高，故A错误； B．坐拉器是杠杆，使用杠杆时省力费距离，费力省距离，但一定不能省功，故B错误； C．物体间力的作用是相互的，当人下拉A点的力逐渐增大时，人受到拉杆的向上的作用力增大，则人对座椅的压力变小，在受力面积一定时，由，人对座椅的压强变小，故C正确； D．当座位和人被匀速抬起时，人受竖直向上的拉力，竖直向下的重力，座椅对人竖直向上的支持力。人受力平衡，三力之间的关系为则拉力小于重力，故D错误。故选C。 （3）[3]机械效率为 （4）[4]杠杆AO1B 中有一小段圆弧形结构，最可能的作用是加固杠杆、防止杠杆变形。 55．“芒种”前后是我省小麦等谷物成熟收割的时间，需要及时把谷物颗粒归仓。请你综合应用所学知识解答下列问题： （1）如图1所示是元代王祯《农书》中描绘的使用扇车对谷物清选去皮的情景。快速摇动摇柄，扇轮转动产生气流，同时把谷物倒入扇车，谷物下落过程中受气流作用，枯瘪谷物及谷皮被吹出风口，说明力可以改变物体的 。谷物与谷皮能够分离，是因为 （选填“谷物”或“谷皮”）的惯性较大。 （2）随着农业现代技术水平的提高，联合收割机已经成为我省平原地区收割小麦的主要工具。某型号履带式联合收割机（如图2），空机整机质量（含驾驶员）2.7t，收割麦子时，以2m/s的速度匀速行驶30min，可将粮仓收满，（g取10N/kg）。 ①一次完成作业时收割机静止在水平地面，收割机的粮仓内盛有300kg小麦，收割机两条履带与地面接触的总面积是1.5m2，求此时收割机对地面的压强是多少Pa ？ ②若收割机匀速行驶过程中的推进力恒为，求收割机收满粮仓推进力做功的功率多少W ？ 【答案】 运动状态 谷物 【解析】（1）[1]谷物下落过程中受气流作用，枯瘪谷物及谷皮被吹出风口，风对枯瘪谷物及谷皮的力改变了其运动状态，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]物体的惯性和质量有关，谷物的质量较大，惯性较大，不容易被吹出。 （2）[3]收割机对地面的压力等于总重力 此时收割机对地面的压强此时收割机对地面的压强为 （3）[4]推进力做功的功率收割机收满粮仓推进力做功的功率为。 56．张拉整体结构，基于张拉原理和整体协同工作，构成了一种独特的空间网格结构。它不仅具有高度的稳定性和出色的承载能力，而且非常适合用于需要大面积覆盖和高承载能力的场合，如体育馆和遮阳棚。此外，张拉整体结构还因其独特的“悬浮”视觉效果成为了科技小制作的网红热点，吸引了众多观众和科技爱好者的关注。这种结构通过精确计算和张拉力的精妙平衡，实现了无需传统支撑的稳定悬浮，展示出轻盈且引人注目的美感。如图所示，将其模型化，C点为上半部分重心，2根下拉上半部分的轻绳简化成一根，AB距离为0.2m，BC距离为0.1m，上半部分质量为0.2kg。求：（1）画出A点拉力的力臂 （2）稳定时，2号轻绳所受力大小 【答案】（1）（2）1N【解析】解：（1）根据题意可知上半部相当于是一个杠杆，B点为该杠杆的支点，上半部分重心C点为该杠杆的助力，A点的处轻绳的拉力为杠杆的动力，则A点拉力的力臂如图： （2）由已知可得，上半部分的重力为 以B为支点，由得 57．如图甲所示是某款握力器，其结构可以简化为如图乙所示的轻质杠杆AOB，其中O为支点，F1沿MN方向（图中未画出），杠杆在力F1与弹簧拉力F2的作用下保持平衡。 （1）请画出F2的力臂L2及F1的示意图 ； （2判断F1 （选填“>”“<”或“=”）F2。你的判断依据是 ； （3）通过调节旋钮，可以改变弹簧拉力作用点的位置。如图丙所示，将弹簧拉力作用点由C调至D时 （选填“变大”“变小”或“不变”），若在B端施加力使杠杆匀速转动，沿 （选填“①”或“②”）方向所用力更小。 【答案】 < 动力臂大于阻力臂，可以省力 变大 ①【解析】（1）[1]从O点作F2的垂线，是阻力臂L2，则动力F1必须使得杠杆逆时针转动；如图所示： （2）[2][3]根据图中看出动力臂远大于阻力臂，是省力杠杆，F1<F2。 （3）[4]通过调节旋钮，可以改变弹簧拉力作用点的位置，将弹簧拉力作用点由C调至D时，弹簧的形变程度变大，拉力将变大。 [5]沿放图中②方向施力时，对应的动力臂比沿①方向施力时更小，阻力和阻力臂不变时，根据杠杆的平衡条件知，动力臂越长越省力，故沿①方向施力更小。 58．消防救援机器人适用于消防队员无法靠近的灭火救援场所，可以在消防救灾时深入险地，快速高效地完成正常人几乎不可完成的工作。图甲是一台某款消防机器人，动力强劲，可负重自由运动进行消防救灾，也可连接高压水带并拖动至指定位置进行喷水救火，图乙是该机器人喷水时的情景。该款机器人自身重力为1750N，在消防救灾时最大可负重2000N。 （1）该消防机器人工作时喷出的水雾 （选填“是”或“不是”）汽化现象。当消防机器人靠近火灾建筑物的过程中，以消防机器人为参照物，火灾建筑物是 （选填“运动”或“静止”）的； （2）该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上静止时，两条履带与地面的总接触面积为，此时消防机器人对地面的压强是多少；( ) （3）该消防机器人在某次消防演练时，连接高压水带并调节喷头角度，每秒可将50L的水竖直喷射到35m高的位置（不计空气阻力）。求该过程中：（，g取10N/kg） ①消防机器人每秒喷射水的质量；( ) ②消防机器人喷水时的功率。( ) 【答案】 不是 运动 【解析】（1）[1]消防机器人内部的水是液态的，喷出的水雾也是液态的。未发生物态变化，因此不是汽化。 [2]当消防机器人靠近火灾建筑物的过程中，以消防机器人为参照物，火灾建筑物与消防机器人的相对位置不断发生变化，因此火灾建筑物是运动的。 （2）[3]该消防机器人以最大负重状态下在水平地面上静止时，消防机器人对地面的压力为 根据可得，此时消防机器人对地面的压强是 （3）①[4]消防机器人每秒喷射水的质量为 ②[5]1s内克服水的重力做的功为 喷水的功率为 59．小明利用如图所示的滑轮组将所受重力为900N的物体升高了12m，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m/s。 （1）求小明提升物体所用的时间； （2）求拉力的功率； （3）求所做的额外功； （4）求滑轮组的机械效率。 【答案】（1）120s；（2）108W；（3）2160J；（4）83.3%【解析】解：（1）由图知道，，则绳端移动的距离 由知道，小明所用的时间 （2）拉力所做的总功 由知道，拉力的功率 （3）此过程所做的有用功 因总功等于有用功加上额外功，额外功的大小 （4）由知道，滑轮组的机械效率 答：（1）小明提升物体所用的时间是120s；（2）拉力的功率是108W； （3）所做的额外功是2160J；（4）滑轮组的机械效率是83.3%。 60．如图，装载车和收割机以2m/s的速度同向做匀速直线运动，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上。装载车空载时质量为，车轮与地面总接触面积为，车受到的阻力为车总重力的0.2倍。（g取10N/kg，收割开始时车为空载状态，设装载车始终在水平地面上，不计空气阻力）求 （1）装载车1分钟内走过的路程； （2）装载车空载时对地面的压强； （3）装载车工作多长时间功率达到30kW。 【答案】（1）120m；（2）；（3）50min【解析】解：（1）装载车1分钟内走过的路程 （2）装载车空载时对地面的压力 装载车空载时对地面的压强 （3）装载车功率达到30kW时，受到的牵引力为 装载车匀速行驶，处于平衡状态，受到的阻力与牵引力相等，即 因车受到的阻力为车总重力的0.2倍，故 车和粮食的总重力为 粮食的总重力 粮食的质量 由题意可知，收割机每分钟将50kg粮食装载到车上，则装载车工作的时间 答：（1）装载车1分钟内走过的路程为120m； （2）装载车空载时对地面的压强为； （3）装载车工作50min功率达到30kW。 61．如图所示，某工人利用滑轮组将一个重为300N的货箱在6s内匀速竖直向上提升4m。此过程中，绳子自由端所受的拉力为F，工人做功的功率恒定为0.25kW，动滑轮自重为60N。问： （1）工人所做的有用功是多少？ （2）滑轮组的机械效率是多少？ （3）拉力F的大小是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】解：（1）工人所做的有用功 （2）由可知，工人所做的总功 则滑轮组的机械效率 （3）由图可知承担货箱和滑轮总重的绳子股数，所以绳子自由端移动的距离 由可知，拉力F的大小 答：（1）工人所做的有用功是； （2）滑轮组的机械效率是； （3）拉力F的大小是。 62．如图所示，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块4m长的钢板AB搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用力F把一个大木箱由B处匀速推到A处，用了25s时间，已知木箱重为1000N，斜面的机械效率为75％。求： （1）小明推木箱的力F是多少？ （2）推力的功率是多少？ （3）木箱在斜面上运动时所受的摩擦力是多少？ 【答案】（1）500N；（2）80W；（3）125N【解析】解：（1）推力做的有用功为 由得，推力做的功为 由得，小明推木箱的力F是 （2）推力的功率是 （3）木箱在斜面上运动时所受的摩擦力做的功为 由得，小明推木箱的力F是 答：（1）小明推木箱的力F是500N； （2）推力的功率是80W； （3）木箱在斜面上运动时所受的摩擦力是125N。 63．中国的新能源汽车产业全球领先，进一步成为全球新能源汽车产业“风向标”。小米汽车su7于2024年3月28日正式发布。如图，整车质量为2t，每个车轮与地面的接触面积为，在平直公路上以额定功率80kW从静止开始运动，经15s运动了200m，恰好达到最大速度，接着匀速运动25s后，关闭发动机，滑行100m停下，其图像如图所示，已知汽车在运动过程中受到的阻力为车重的0.2倍。（）求： （1）汽车静止在水平路面上对路面的压强； （2）整个过程中发动机所做的功； （3）汽车运动的最大速度v。 【答案】（1）2.5×105Pa：（2）3.2×106J（3）20m/s【解析】解（1）汽车静止时所受重力为 汽车静止时对地面的压强 （2）整个过程中发动机做的功 （3）汽车到达最大速度后开始做匀速直线运动运动，牵引力与阻力二力平衡 由 得，汽车的最大速度 答：（1）汽车静止在水平路面上对路面的压强为2.5×105Pa；   （2）整个过程中发动机所做的功为3.2×106J；   （3）汽车运动的最大速度为20m/s。 64．一辆汽车装满货物总质量为5t，发动机的功率为110kW，在平直公路上匀速行驶了10min，汽车所受阻力是车总重的0.1倍。（g=10N/kg）。求： （1）汽车的牵引力是多大？ （2）这段时间内汽车的发动机做了多少功？ （3）汽车的行驶速度是多少？ 【答案】（1）5×103N；（2）6.6×107J；（3）22m/s【解析】解：（1）由题意知，汽车的总质量为m=5t=5×103kg 汽车的总重力为G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N 汽车所受阻力是车总重的0.1倍，则f=0.1G=0.1×5×104N=5×103N 汽车匀速行驶，处于平衡状态，根据二力平衡可知，汽车的牵引力等于其受到的阻力，即F牵=f=5×103N （2）由题意知，发动机的功率P=110kW=1.1×105W工作时间t=10min=600s这段时间内汽车的发动机做的功W=Pt=1.1×105W×600s=6.6×107J （3）由可得，汽车的行驶速度 答：（1）汽车的牵引力是5×103N； （2）这段时间内汽车的发动机做功为6.6×107J； （3）汽车的行驶速度是22m/s。 65．图甲是《天工开物》里记载的一种捣谷的舂，“横木插碓头，硬嘴为铁，促踏其末而舂之”。若碓头质量为，不计横木的重力和转动摩擦，捣谷人双手与扶手之间的作用力为0。 （1）求碓头的重力： （2）碓头竖直下落，用时，求重力做功的功率； （3）质量为的捣谷人，左脚与地面的接触面积为，当他右脚在B点用最小力踩横木使其刚好转动时，示意图如图乙，已知，求人左脚对地面的压强。      【答案】（1）200N；（2）250W；（3）2.1×104【解析】解：（1）碓头的重力 （2）碓头竖直下落，重力做的功 重力做功的功率 （3）由杠杆平衡条件得，人对杠杆的力为 由力的相互作用得，人受到杠杆的力为 人受到重力、地面支持力、杠杆的力的作用处于静止状态，地面对人的支持力为 由力的相互作用得，人左脚对地面的压力 人左脚对地面的压强 答：（1）碓头的重力200N： （2）碓头竖直下落，用时，求重力做功的功率250W； （3）人左脚对地面的压强2.1×104。 66．如图1是古时劳动人民用工具抬起木料的情景，如图二中已知其中，木料的体积为，木块的密度为。 （1）求木材所受重力？ （2）如图2，在B端有一木材对绳子的力F1为，当F2为大时，木料刚好被抬起？ （3）随着时代发展，亮亮同学发现吊车能更方便地提起重物。如图3用一吊车匀速向上提起木材，已知提升的功率为，那这个吊车在10s内可以将该木料提升的高度为多高？ 【答案】（1）2×104N；（2）2×103N；（3）5m【解析】解：（1）木料的体积为，木块的密度为，则木材所受重力 （2）在B端有一木材对绳子的力F1为，由杠杆平衡条件可得 由于则木料刚好被抬起时，力F2大小 （3）提升的功率为，由得，吊车匀速向上提起木材，拉力等于木料重力，则提升速度吊车在10s内可以将该木料提升的高度 答：（1）木材所受重力为2×104N； （2）当F2为2×103N，木料刚好被抬起； （3）吊车在10s内可以将该木料提升的高度为5m。 67．如图所示，体重为60kg 的工人利用滑轮组提升重为800N 的物体A，所用拉力为F，物体A以0.2m/s 的速度匀速上升了10s， 此时滑轮组的机械效率为80%（不计绳重与摩擦， g=10N/kg）， （1）滑轮组所做的有用功； （2）拉力F的功率； （3）工人用此滑轮组所能提升的最大物重。    【答案】（1）1600J；（2）200W；（3）1600N【解析】解：（1）由得，物体上升的距离为 滑轮组所做的有用功 （2）由得，拉力F的做的功 功率 （3）不计绳重与摩擦时，物体上升过程中，工人对动滑轮做功 动滑轮的重力 当工人对地面的压力为0时，绳子末端的拉力最大，为 滑轮组承担物重绳子的股数 由滑轮组省力特点得，用此滑轮组所能提升的最大物重 答：（1）滑轮组所做的有用功1600J； （2）拉力F的功率200W； （3）工人用此滑轮组所能提升的最大物重1600N。 68．随着人们生活水平的提高，房车旅游受到了大众的青睐，某公司推出了如图所示的小型房车，小林和父母参观车展时试驾了该车，该车在平直公路上以54km/h的速度匀速行驶了3600m，已知车轮与水平地面总接触面积为0.4m2，试驾时车和人总质量为4×103kg，阻力是车重的0.1倍。（假定汽车静止时对地面的压力大小等于汽车总重力，汽车匀速行驶时牵引力等于阻力，g取10N/kg。）求： （1）该房车匀速行驶了多长时间？ （2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？ （3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率是多大？    【答案】（1）240s；（2）1×105Pa；（3）6×104W【解析】解：（1）由题意可知，试驾的路程为s=3600m，试驾时的速度为 v=54km/h=15m/s 故由可得，试驾所用的时间为 （2）房车的总质量为m=4×103kg，故房车的重力为 G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N 由可得，房车对地面的压强为 （3）由题意可得，房车所受阻力为 f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N 房车在水平路面匀速行驶，处于受力平衡状态，故由二力平衡可得，房车所受牵引力大小为 F牵=f=4×103N 由P=Fv可得，牵引力的功率为 P=F牵v=4×103N×15m/s=6×104W 答：（1）该房车匀速行驶了240s； （2）该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为1×105Pa； （3）该房车匀速行驶时牵引力做功的功率为6×104W。 69．如图，一固定斜面顶端装有定滑轮，为测量该装置提升物体时的机械效率，用弹簧测力计连接细绳，跨过定滑轮将重为6N的物体沿斜面向上匀速拉动0.6m，物体上升的高度为0.3m，弹簧测力计的示数为4N。求此过程中。 （1）做的有用功； （2）该装置的机械效率。    【答案】（1）1.8J；（2）【解析】解：（1）有用功为W有=Gh=6N×0.3m=1.8J （2）总功为W总=Fs=4N×0.6m=2.4J 所以滑轮组的机械效率为 答：（1）做的有用功是1.8J； （2）该装置的机械效率是。 70．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【解析】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。 71．随着疫情防控形势的好转，人民群众的生产生活秩序逐步恢复正常，各地的基础设施项目正在热火朝天的开工建设。如图所示，某建筑工地上，工人通过固定在斜面顶端的滑轮组把工件匀速拉上斜面。已知斜面高，长，工人施加的拉力，工件的质量，工件沿斜面上升的速度；若不计工件和滑轮组长度，忽略绳和动滑轮重量及绳与滑轮间、滑轮与轮轴间的摩擦，g取10N/kg。求： （1）拉力F做功的功率P； （2）整个装置的机械效率； （3）工件所受斜面的摩擦力f。 【答案】（1）900W；（2）83%；（3）300N【解析】解：（1）由图知承重绳子股数n=3，则拉力的速度 拉力F做功的功率 （2）工人做的总功为 工人做的有用功为 整个装置的机械效率 （3）根据 得，克服摩擦做的额外功 由可得 答：（1）拉力F做功的功率为900W； （2）整个装置的机械效率为83.3%； （3）工件所受斜面的摩擦力300N。 72．阅读短文，回答问题。 美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动。该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低。该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民。酒店、商店只要是普通城市有的，这里都一应俱全。漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W。 （1）太阳能电池板工作时，是 能转化为 能。 （2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s流入空洞的空气质量是1.92×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3，则飓风的风速是 m/s。 （3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变。从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示。 ①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为 N。从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为 J。 ②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率是 。 【答案】 太阳 电 80 8×108 2×1010 50%【解析】（1）[1][2]太阳能电池板工作过程中消耗太阳能，产生电能，将太阳能转化为电能。 （2）[3]已知m=1.92×106kg，ρ=1.2kg/m3，根据可得空洞内空气的体积为 空洞的面积为S=2.0×104m2，空气移动的距离为 又因为t=1s，则飓风的风速为 （3）①[4]从速度v与时间t图像乙上看出，50s到100s时物体做匀速直线运动，物体处于平衡状态，即物体所受到的摩擦力大小与拉力F大小相等，由F-t图像可知，50s到100s时，拉力F=8×108N，因为在整个运动过程中，摩擦力是不变的，即漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为f=8×108N。 [5]由速度与时间图像甲可知，50s到100s时物体做匀速直线运动，v=0.5m/s，运动时间 t=100s-50s=50s 牵引力F做的功为 W=Fs=Fvt=8×108N×0.5m/s×50s=2×1010J ②[6]太阳能转化为机械能的效率 73．短文阅读 擦窗机器人 如图所示是“擦窗机器人”，采用吸盘吸附方式，它的“腹部”有吸盘。当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上。保证了机器人在玻璃幕墙上自由行走并清洗玻璃。不是所有的玻璃都可以用擦窗机器人处理，擦窗机器人对玻璃表面的凹凸程度是一个范围的，超过了这个范围，擦窗机器就不能很好的吸附在窗户上，“擦窗机器人”通过遥控远程操控，采用无线摄像头实时监控，使得在地面上可以实时观察机器人高空作业的情况。 （1）机器人工作时，主机内部的气压 （选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力； （2）为了使擦窗机器人能很好的吸在玻璃上，自由行走，你认为什么样的玻璃不适合使用擦窗机器人？( ) （3）如果机器人的质量是1kg，当擦窗机器人在竖直玻璃板以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动，摩擦力做功的功率是 W； （4）如果擦窗机器人的吸盘对玻璃产生的压强用p表示，对玻璃的垂直压力是F，则擦窗机器人与玻璃的吸附面积是多少？( ) 【答案】 小于 为了使擦窗机器人能很好的吸在玻璃上，自由行走，凹凸不平的玻璃不适合使用擦窗机器人 1.96 【解析】（1）[1]由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力。 （2）[2]“擦窗机器人”，采用吸盘吸附方式，主要是利用大气压来工作的，凹凸不平的玻璃不适合使用擦窗机器人。 （3）[3]当擦窗机器人在竖直玻璃板以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动时处于平衡状态，重力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，则摩擦力做功的功率 （4）[4]由可得，擦窗机器人与玻璃的吸附面积。 学科网（北京）股份有限公司 $$