第11章机械功与机械能（15大题型归纳训练）-2024-2025学年九年级物理上册同步点拨与训练（沪粤版）

第11章 机械功与机械能 第11章 机械功与机械能 1 题型01 三种不做功的情况 1 题型02 理解功、功率的概念 3 题型03 比较功、功率的大小 3 题型04 功、功率的计算 5 题型05 判断有用功和额外功 7 题型06 辨别功、功率、机械效率 7 题型07 竖直方向滑轮组的机械效率计算 8 题型08 水平方向滑轮组的机械效率计算 11 题型09 斜面的机械效率计算 12 题型10 与图像相关的滑轮组的机械效率计算 14 题型11 测量滑轮组的机械效率 15 题型12 判断动能和势能大小的变化 18 题型13 动能和势能的转化 19 题型14 判断机械能是否发生变化 20 题型15 探究动能和势能的大小跟哪些因素有关 24 题型01 三种不做功的情况 主要考查对做功的两个必要因素的熟悉和理解。知道三种不做功的情况，其中有距离无力作用在物体上时，物体时由于惯性移动一段距离。另外，特别注意当力和距离垂直时，力不会做功。 1．（23-24九年级上·广西柳州·期中）下列情况中，人对物体没有做功的是（　　） A．将水桶从一楼抬至二楼 B．将杠铃从地面举起 C．足球离脚后继续向前滚 D．推着箱子前进 2．（23-24八年级下·福建福州·期末）如图所示的四种情景中，人对积木没有做功的是（　　） A．托着积木不动 B．推动一块积木 C．抽出中间积木 D．向上叠积木 3．（23-24八年级下·山东威海·期末）移车器是一种常用于移动和搬运车辆的工具，它可以方便地将车辆移动到指定位置。如图所示，将某移车器的四个小拖车放入汽车的车轮下，使用配备的撬管依次将小拖车的车轮撬起，从而将整辆车托起一段距离，然后就可以推动汽车到指定位置。下列说法正确的是（　　） A．托起车辆的过程中，移位器对车辆不做功 B．托起车辆的过程中，汽车重力不做功 C．托着车辆水平匀速移动时，移位器对车辆做功 D．人推着移位器上的汽车水平移动时，人对汽车做功 4．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列过程中运动员对杠铃没有做功的是（　　） A．发力→上拉 B．上拉→翻站 C．翻站→上挺 D．举着杠铃站立一段时间 题型02 理解功、功率的概念 主要考查对功、功率概念的理解。知道功和功率的联系和区别，知道功率表示物体做功快慢的物理量，知道功率的大小与功和做功时间有关。 5．（23-24八年级下·上海·期末）甲机器功率为4000瓦，乙机器功率为5000瓦，则（　　） A．甲机器做功一定快 B．乙机器做功一定快 C．甲机器做功一定多 D．乙机器做功时间一定少 6．（23-24八年级下·吉林长春·阶段练习）建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果用人搬运需要几个小时，其原因是（　　） A．起重机的功率大，做功多 B．人的功率大，做功慢 C．起重机的功率大，做功快 D．人的功率小，做功多 7．（23-24八年级下·山东临沂·阶段练习）下列关于功、功率的说法正确的是（　　） A．物体做功越多，功率一定越大 B．功率越大，做功一定越多 C．功率不同的机器，做的功可能相等 D．以上说法都不对 题型03 比较功、功率的大小 主要考查对功、功率的理解和运用。知道功的大小与力和距离的大小有关，判断功的大小应比较力、距离的大小。知道运用功率的公式及推到公式比较功率的大小。 8．（23-24八年级下·山东威海·期末）星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山，一种是从东面陡坡下山，需用时7min；另一种是从西面缓坡下山，需用时15min（设山下地面相平，不计摩擦）。则下列说法正确的是（    ） A．从东面下山，自身重力做功多一些 B．从东面下山和从西面下山，自身重力做功一样多 C．从西面下山，重力做功的功率大 D．两种下山方式重力做功的快慢一样 9．（23-24八年级下·甘肃白银·期末）周日，小丽和小红相约一起去爬山，她们选择的起点、路径和终点都相同，她们同时从山脚出发，爬到山顶，结果小丽先到达。已知小丽与小红的体重相同，下列说法正确的是（　　） A．爬到山顶时，小丽做的功比小红做的功多 B．爬到山顶时，小红做的功比小丽做的功多 C．小丽做功的功率比小红做功的功率大 D．小红做功的功率比小丽做功的功率大 10．（23-24八年级下·河北张家口·期末）小明两次用力举高物体，第一次迅速举起，第二次缓慢举起到相同的高度，则（　　） A．两次做功相等，但第一次做功的功率大 B．两次做功相等，但第二次做功的功率大 C．第一次做功少，两次做功的功率相同 D．第一次做功多，两次做功的功率相同 11．（22-23八年级下·山东聊城·阶段练习）举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1>W2，P1>P2 C．W1>W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2 12．（23-24八年级下·河南平顶山·期末）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速直线滑动（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．拉力第一次做的功多 C．第一次拉力做功的功率大 D．第二次拉力做功的功率大 题型04 功、功率的计算 主要考查运用功、功率计算公式进行计算的能力。知道在计算时单位要统一。 13．（23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习）跳绳是一种健身运动，小明同学对此作了专门研究：跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取） 14．（23-24八年级下·广东深圳·期末）如图1所示，小华用水平推力F把木箱向前沿着粗糙水平面推动。此过程中，推力F和木块前进的路程随时间t的变化情况分别如图2甲乙所示。0～2s内，木箱所受摩擦力为 N，0～2s内木箱克服摩擦力做功大小为 J；2～5s内木箱运动速度为 m/s，2～5s内推力F对木箱做功的功率为 。 15．（23-24八年级下·河北唐山·期末）在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球质量是，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为，用时约。则球的重力是 N，球下降过程中重力做功为 J，功率为 W。 16．（23-24八年级下·上海·期末）如图所示，物体A和B所受重力均为200牛，若不计滑轮重及摩擦，当分别用力匀速提起物体A和B时，则拉力FB的大小为 牛；若10秒钟内物体A被提升了1米，则拉力FA做功为 焦，功率为 瓦。 17．（23-24八年级下·江苏南通·阶段练习）如图所示的滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力做的功为 J，拉力做功的功率为 W，动滑轮重为 N，绳子自由端移动的速度为 m/s。 18．（2024·安徽芜湖·模拟预测）小明同学放学回家乘坐电梯匀速从一楼直接到六楼，每层楼高3m，电梯从一楼到六楼的时间是12s。已知小明同学的质量m＝50kg。求： (1)电梯从一楼到六楼匀速上升阶段，电梯对小明支持力所做的功； (2)电梯从一楼到六楼匀速上升阶段，电梯对小明支持力所做功的功率。 19．（23-24八年级下·福建福州·期末）如图所示，这是一款氢燃料电池车，具有几乎零排放的优势，是当前世界新能源汽车的重要发展方向。若某次测试中该车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为1000N，0.5小时内行驶了27km。求测试过程中： (1)汽车受到的阻力； (2)牵引力做的功和功率。 20．（23-24八年级下·甘肃陇南·阶段练习）纯电动汽车具有节能减排、绿色环保的特点。某型号电动汽车在水平路面以的速度沿直线匀速行驶，电动机的输出功率是，求： (1)经过，电动汽车行驶的距离； (2)电动机在内对电动汽车做的功； (3)电动汽车匀速行驶时受到的阻力。 题型05 判断有用功和额外功 主要考查对有用功和额外功概念的理解。知道区分有用功和额外功。 21．（23-24九年级上·广东惠州·阶段练习）如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　） A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功 C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功 22．（23-24八年级下·河北唐山·阶段练习）买茶杯的人从货架上拿起茶杯，喝茶水的人从桌面上端起茶杯，下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是（　　） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人来说是有用功 D．对买茶杯的人来说是有用功 23．（23-24八年级下·湖北恩施·期末）如图是某地区临时停水时，居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是（    ） A．对水做的功是有用功 B．对桶做的功是有用功 C．用此滑轮是为了省力 D．此装置的机械效率为 题型06 辨别功、功率、机械效率 主要考查机械效率与功、功率的区别。知道机械效率是有用功在总功中所占的比例，机械效率的大小与功、功率的大小无关。 24．（23-24八年级下·北京海淀·期末）下列关于“某起重机做功快”的说法正确的是（　　） A．该起重机做的功多 B．该起重机的功率大 C．该起重机的机械效率高 D．该起重机提升重物所用的时间长 25．（23-24八年级下·河北张家口·期末）关于机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．机械做功越快，机械效率越高 B．机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高 C．机械所做的总功越少，机械效率越高 D．使用机械时，所用动力跟物重的比值越小，机械效率越高 26．（23-24八年级下·新疆喀什·期末）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机器做功多的，功率一定大 B．功率大的机器做功不一定快 C．功率大的机械，机械效率一定高 D．时间相同，功率大的机器一定做功多 27．（2024·湖北宜昌·三模）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．做功越快的机械，所做的总功越大 题型07 竖直方向滑轮组的机械效率计算 主要考查对滑轮组的熟练程度和机械效率计算能力。知道滑轮组中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 28．（23-24八年级下·甘肃平凉·期末）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（    ） A．做的有用功为1200J B．拉力F做功的功率为54W C．该装置的机械效率为83.3% D．用该升降装置可以省功 29．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 30．（2024·福建莆田·一模）用图所示的装置提升重力为1000N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600N，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为200N B．物体A上升的速度为0.2m/s C．拉力F的功率为240W D．滑轮组的机械效率约为56% 31．（2024·河北邯郸·二模）（多选）如图所示，小莉同学用滑轮组匀速提升重为G的物体，所用拉力为F，t时间内物体上升的高度为h。大滑轮重为，每个小滑轮重，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是（　　） A．动滑轮对重物做的功为Gh B．小莉施加的拉力的功率为 C．使用该滑轮组能提升的最大物重为 D．该滑轮组的机械效率最大值是 32．（23-24九年级下·广东茂名·阶段练习）一个200N的重物A放在水平地面上，A的底面积为，利用如图所示的滑轮组20s内将它匀速提升2m，此时的机械效率为80%。求： (1)未提升重物A时，它水平地面的压强为多大？ (2)拉力做的有用功为多大？ (3)拉力的功率为多大？ 33．（22-23八年级下·黑龙江鸡西·阶段练习）2022年8月17日，第36届全国青少年科技大赛展示交流活动在线上开幕，其中一个实验小组展示了用滑轮组匀速提升重为480N的物体，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s。求： (1)拉力所做的有用功？ (2)拉力所做总功的功率是多大？ (3)动滑轮重是多大？ (4)滑轮组的机械效率？ 题型08 水平方向滑轮组的机械效率计算 主要考查对滑轮组的熟练程度和机械效率计算能力。知道滑轮组中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 34．（23-24八年级下·广东深圳·期末）如图所示，力F将重为400N的物体匀速拉动2m，物体与地面间的摩擦力为100N，不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，下列选项正确的是（　　）    A．A是动滑轮 B．拉力F为50N C．拉力F所做的有用功是800J D．增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大 35．（23-24八年级下·山东滨州·期末）如图甲所示装置，小明用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与物体M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为10m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大 36．（2023·安徽宿州·模拟预测）如图所示，物体A的质量m=20kg，在拉力F的作用下，物体A以的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，该装置的机械效率为80%（不考虑动滑轮重测力计重和绳重），求： (1)物体A与水平面间摩擦力f的大小； (2)拉力的功率。 37．（2024·河北邢台·一模）如图所示，固定有滑轮和微型电动机的物体A放置在水平地面上，总重为20N，底面积为0.01m2。电动机通过滑轮组水平匀速拉动物体A，绳子拉力的功率为1.2W，并使物体A在2s内移动了0.2m，物体A受到地面的摩擦力为10.8N，求： （1）物体A对地面的压强； （2）绳子拉力大小； （3）滑轮组的机械效率。 题型09 斜面的机械效率计算 主要考查对斜面的熟练程度和机械效率计算能力。知道斜面中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 38．（23-24九年级下·云南曲靖·阶段练习）如图所示，将一个重的物体从斜面底端匀速沿直线拉到斜面顶端，拉力为，斜面长，高。下列说法正确的是（    ） A．在这个过程中，拉力做的有用功为 B．物体受到的摩擦力是 C．此斜面的机械效率约是 D．在这个过程中，物体受到的拉力与摩擦力是相互作用力 39．（23-24八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期末）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面匀速拉到顶端。在此过程中（    ） A．该同学对物体做功的功率是10W B．该同学对物体做功的功率是30W C．斜面的机械效率是 D．斜面的机械效率是 40．（23-24八年级下·山东威海·期末）如图所示，工人用与水平面成的斜面将货物匀速提升2m，所用时间为10s，拉力F为500N 且始终沿斜面向上，克服货物重力做的功为1600J。 (1)拉力做功的功率为多少？ (2)斜面的机械效率为多少？ (3)在提升过程中，若拉力 F撤消后，货物会沿斜面下滑，则下滑过程中货物受到的摩擦力为多少？在图乙中画出此时货物的受力示意图。 41．（23-24八年级下·江西上饶·期末）斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，斜面长s=8m，高h=3m。用平行于斜面F=500N的推力，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t=10s (1)物体重力大小； (2)推力做功的功率； (3)该斜面的机械效率； (4)物体受到的摩擦力大小。 题型10 与图像相关的滑轮组的机械效率计算 42．（23-24八年级下·广东深圳·期末）小明用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，图乙是该滑轮组的机械效率与货物重力的关系图像。若装置拉着重为400N的货物以0.4m/s的速度匀速上升，不计绳重和摩擦，关于本次工作的说法正确的是（　　）    A．此过程中货物克服重力做功的功率逐渐增大 B．该装置中动滑轮的重为50N C．拉力的功率为40W D．滑轮组的机械效率为80% 43．（23-24八年级下·河南许昌·期末）质量为50kg的小李同学，用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。若小李在1min内将重为300N的货物匀速向上提高了6m。（g取10N/kg） （1）小李做功的功率是多少？ （2）小李用此滑轮组提升的货物最多是多重？此时滑轮组的机械效率是多少？ 44．（23-24八年级下·贵州毕节·期末）质量为60kg的工人用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的关系图像如图乙所示，机械中摩擦及绳重忽略不计，g取。 （1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率； （2）求动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？ 题型11 测量滑轮组的机械效率 1.实验结论： （1）用同一滑轮组,提升不同的物体,所提升的物体越重,机械效率越高。 （2）用不同的滑轮组,提升相同的物体,动滑轮个数越多,机械效率越低。 2.实验注意事项：（1）测量过程中应匀速拉动弹簧测力计。 （2）多次实验是使实验结论具有普遍性。 3.判断绕线方式，利用距离的关系判断。原因是力的关系在有摩擦的情况下不成立。 45．（23-24九年级下·山东济宁·阶段练习）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如表。分析表中数据，回答： (1)表中有一个数据的记录是错误的，把错误的数据改正为 ； (2)第2次实验中滑轮组的机械效率是 ； 实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 弹簧测力计的实数F/N⁻ 弹簧测力计移动的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 15 3 6 8 2.5 26 (3)滑轮组的机械效率与 无关； (4)小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了实验，如图乙所示， ①小红多使用一个滑轮，目的是 ； ②小明和小红使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 （选填“相同”或“不相同”）。 46．（23-24八年级下·山东威海·期末）小红在“测量滑轮组的机械效率”时，记录的实验数据如下表。 实验 次数 物体重G/N 物体上升的高度 h/ cm 绳端拉力F/N 绳端移动的距离 s/ cm 机械效率η 1 4.6 5 1.8 15 85.2% 2 8 1.77 24 86.6% 3 10 1.75 30 (1)根据表中的数据，可以知道小红选用的滑轮组是图中 （选填“甲”或“乙”）。第3次实验时，滑轮组的机械效率为 %（计算结果保留整数）。 (2)分析表中数据，小红得到的结论是：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。这个结论 （选填“正确”或“不正确”），请说明你的理由 （提示：利用公式说明）。 (3)小红认为提升的物重会影响滑轮组的机械效率，所以她继续探究，其实验方案是：利用同一个滑轮组进行实验，要改变 ；除此之外还需要测量的物理量是 。 (4)小红使用图中的两个滑轮组匀速提升相同的物体，若甲、乙两图中的动滑重相等，不计滑轮轴的摩擦及绳重，则两滑轮组的机械效率 （选填“相等”或“不相等”）。 47．（2024·湖北宜昌·模拟预测）有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确； (1)如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计 拉动绳子使重物缓缓上升；改变物体的质量，重复实验，测得数据如表1所示（g取10N/kg）； 表1 实验次数 重物质量/kg 重物上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 绳端移动距离/cm 机械效率 1 0.1 10 1.1 20 45.5% 2 0.2 10 1.6 20 3 0.3 10 2.1 20 71.4% (2)第2次实验中的机械效率是 ；根据表中数据可以得出：滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 ； (3)同组的同学还想探究滑轮组的机械效率是否与绕线的方式有关，利用图甲所示的装置进行实验探究，测得的数据如表2所示： 表2 重物质量/kg 重物上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 绳端移动距离/cm 机械效率 0.3 10 1.4 30 此时的机械效率为 ，这说明滑轮组的机械效率与绕线的方式 。 题型12 判断动能和势能大小的变化 主要考查动能、势能与影响因素的关系。知道动能的大小与质量和速度的关系，重力势能的大小与质量和高度的关系，弹性势能的大小与弹性形变程度的关系。能正确判断动能、势能的变化情况。 48．（23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习）科技的发展提高了各行各业的工作效率，如图所示是使用无人机为小麦喷洒农药的情境，当无人机在空中匀速水平喷洒农药时，下列说法正确的是（　　） A．无人机动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．无人机动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．无人机动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．无人机动能不变，重力势能不变，机械能守恒 49．（2024·江西南昌·一模）2023年10月31日，“神舟十六号”飞船从空间站成功返回地球。返回舱穿过大气层加速下落过程中，重力势能 ，动能 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 50．（23-24八年级下·安徽滁州·阶段练习）2023年5月10日，在文昌卫星发射中心使用长征七号遥七火箭搭载的天舟六号飞船顺利升空。当火箭加速升空的过程中，火箭的动能 ，重力势能 。（填增大或减小） 51．（23-24八年级下·广东汕头·期末）如图所示，某次演习任务中，一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸，则飞行员应在飞机到达目标 （选填“之前”、“正上方”、“之后”）投弹才能击中，投弹后匀速飞行的飞机的动能 ，炸弹离开飞机后重力势能 。（后两空选填“变小”、“变大”、“不变”） 题型13 动能和势能的转化 主要考查动能和势能的转化。知道解释生活中动能和势能转化的具体实例。 52．（2024·广东惠州·一模）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景：在此过程中，小孩上升到最高点时的 能最大，上升时是 能转化为 能；小孩在空中下落的过程中 能转化为 能；小孩下落到最低点时蹦蹦床的 能最大。 53．（2024·山东济南·三模）如图甲，斜面与水平面均光滑，从斜面上自由下滑的小球接触弹簧后，将弹簧压缩至最短。在这一过程中，能量转化情况为： 。若只减小斜面的坡度，使小球仍从同一高度自由下滑，如图乙所示，则弹簧压缩至最短时，弹簧所储存的能量与甲图时比 （选填“增加”“减小”“不变”）。 54．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）蹦极是一种运动游戏。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为 能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加。 题型14 判断机械能是否发生变化 主要考查在动能和势能转化的过程中，机械能的大小是够发行变化。知道在有摩擦、阻力的情况下，机械能一般是减小的。 55．（2024·广东广州·二模）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（　　） A．助跑阶段机械能不变 B．起跳时机械能为零 C．到达最高点时动能最大 D．经过最高点时重力势能最大 56．（23-24八年级下·山东泰安·期末）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动情况，长时间后滚摆停止上下运动。下列说法中（　　） ①滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 ②滚摆到最低点后转而上升，动能转化为重力势能 ③滚摆整个运动过程中，机械能守恒 ④滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 57．（2024·江苏南通·模拟预测）小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a，c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　） A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的动能为零 C．皮球由c到d时，机械能一直不变 D．皮球在a、c两点时重力势能相等 58．（23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习）蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中O点为起跳点，A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置，B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，C点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从O到C的过程中下列判断正确的是（　　） A．从O到A的过程中，相同时间内人的重力做功大小相同 B．从O到A的过程中，人的机械能守恒 C．从A到C的过程中，人的机械能守恒 D．从A到C的过程中，人的动能一直变大 59．（23-24八年级下·山东烟台·期末）抛出的小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在A、B两点的动能相等 B．小球在运动过程中机械能不守恒 C．小球在A点的速度比在B点大 D．小球在A点的离地高度比在B点低 60．（23-24八年级下·湖北孝感·期末）如图所示，小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，则下列说法中正确的是（　　） A．a点小球的机械能最大 B．b点小球的速度最快 C．c点小球受力平衡 D．d点是小球能够到达的最大高度 61．（23-24九年级下·湖北武汉·阶段练习）武汉大学牵头研制的“珞珈二号01星”随长征二号丙运载火箭以“一箭三星”的方式发射升空，成功入轨。如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景，如图乙所示是人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行的示意图（大气层处忽略阻力影响）。下列说法不正确的是（　　）    A．卫星在远地点的速度最小 B．卫星随火箭加速上升时机械能一直增太 C．图乙卫星在绕地球运行时，机械能守恒 D．图甲火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能 62．（23-24八年级下·吉林·期末）掷实心球是我市中考体育项目之一，掷出后的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力），则下列说法错误的是（    ） A．实心球从b处下落到d处的过程中，重力势能转化为动能 B．实心球在b处重力势能最大 C．实心球在a、b、c三处的机械能相等 D．实心球从地面d处滚动到e处的过程中，地面对实心球的支持力对实心球做了功 63．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图是自由式跳台滑雪场示意图，实线代表雪道，虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑，最后停在D点，则运动员（    ） A．在A点时机械能最大 B．在C点时一切外力消失，停止运动 C．从A点到D点过程中重力势能一直减小 D．从B点运动到C点，重力势能转化为动能 64．（23-24八年级下·山东济南·期末）杭州亚运会中国撑杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升：C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升：D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．在D→E阶段中人的机械能减小 65．（2024·山东德州·二模）小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v﹣t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时小王到最低点。则下列说法正确的是（　　） A．0～t3，小王的动能不断增大 B．0～t3，小王的重力势能不断减少 C．0～t1，小王的机械能不断增大 D．t1～t2，小王的机械能转化为绳的弹性势能，小王的速度逐渐变小 题型15 探究动能和势能的大小跟哪些因素有关 主要考查控制变量法和转换法的使用，实验结论在实际应用中的使用。 66．（2024·广东东莞·一模）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的； (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； (3)实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； (4)实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 (5)小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图丙所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同 B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同 D．铁球的质量不同，初速度相同 67．（21-22八年级下·云南昆明·期末）某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时；选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块m1、m2和m3（m1=m2＜m3）。他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉、铁钉进入泡沫深度如图所示。    （1）在这个实验中，铝块在下落的过程中，它的 能转化为动能，可以通过观察 来比较铝块重力势能的大小； （2）a、b两次实验可得到的结论是 ，比较 两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （3）铝块落在铁钉上不能立即停下，是因为铝块具有 ，铁钉最终停下来是因为受到 的作用。 68．（2024八年级下·全国·专题练习）为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置； （1）小明每次应将弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小； （2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功 （选填“相同”或“不同”）； （3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在 （选 填“AB之间”“B点”或“BC之间）。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第11章 机械功与机械能 第11章 机械功与机械能 1 题型01 三种不做功的情况 1 题型02 理解功、功率的概念 4 题型03 比较功、功率的大小 5 题型04 功、功率的计算 7 题型05 判断有用功和额外功 12 题型06 辨别功、功率、机械效率 14 题型07 竖直方向滑轮组的机械效率计算 16 题型08 水平方向滑轮组的机械效率计算 22 题型09 斜面的机械效率计算 26 题型10 与图像相关的滑轮组的机械效率计算 30 题型11 测量滑轮组的机械效率 34 题型12 判断动能和势能大小的变化 38 题型13 动能和势能的转化 40 题型14 判断机械能是否发生变化 41 题型15 探究动能和势能的大小跟哪些因素有关 49 题型01 三种不做功的情况 主要考查对做功的两个必要因素的熟悉和理解。知道三种不做功的情况，其中有距离无力作用在物体上时，物体时由于惯性移动一段距离。另外，特别注意当力和距离垂直时，力不会做功。 1．（23-24九年级上·广西柳州·期中）下列情况中，人对物体没有做功的是（　　） A．将水桶从一楼抬至二楼 B．将杠铃从地面举起 C．足球离脚后继续向前滚 D．推着箱子前进 【答案】C 【详解】A．抬水桶施力的方向是竖直向上，将水桶从一楼抬至二楼过程中，水桶在力的方向上移动一段距离，所以人对水桶做了功，故A不符合题意； B．将杠铃从地面举起，对杠铃施力的方向竖直向上，杠铃向上运动，在力的方向上移动一段距离，所以人对杠铃做了功，故B不符合题意； C．足球离脚后继续向前滚的过程中，人对足球没有力的作用，人对足球没有做功，故C符合题意； D．推着箱子前进时，人对箱子的推力向前，箱子前进说明在力的方向上移动了一段距离，人对箱子做了功，故D不符合题意。 故选C。 2．（23-24八年级下·福建福州·期末）如图所示的四种情景中，人对积木没有做功的是（　　） A．托着积木不动 B．推动一块积木 C．抽出中间积木 D．向上叠积木 【答案】A 【详解】A．托着积木不动，对积木有力的作用，但此时积木没有在该力的方向上通过距离，人对积木没有做功，故A符合题意； BCD．推动一块积木、向上叠积木、抽出一块积木，都对积木有力的作用，并且积木都在该力的方向上通过了距离，因此对积木做功。故BCD不符合题意。 故选A。 3．（23-24八年级下·山东威海·期末）移车器是一种常用于移动和搬运车辆的工具，它可以方便地将车辆移动到指定位置。如图所示，将某移车器的四个小拖车放入汽车的车轮下，使用配备的撬管依次将小拖车的车轮撬起，从而将整辆车托起一段距离，然后就可以推动汽车到指定位置。下列说法正确的是（　　） A．托起车辆的过程中，移位器对车辆不做功 B．托起车辆的过程中，汽车重力不做功 C．托着车辆水平匀速移动时，移位器对车辆做功 D．人推着移位器上的汽车水平移动时，人对汽车做功 【答案】D 【详解】A．托起车辆的过程中，移位器对车辆的力在竖直方向上，车辆在竖直方向上也有移动距离，所以移位器对车辆做功了，故A错误； B．托起车辆的过程中，车辆在竖直方向上有移动距离，重力方向竖直向下，所以汽车的重力做功了，故B错误； C．托着车辆水平匀速移动时，移位器对车辆的力在竖直方向上，车辆移动的距离在水平方向上，故移位器对车辆没有做功，故C错误； D．人推着移位器上的汽车水平移动时，人对汽车的推力在水平方向，汽车在水平方向移动了距离，所以人对汽车做功，故D正确。 故选D。 4．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列过程中运动员对杠铃没有做功的是（　　） A．发力→上拉 B．上拉→翻站 C．翻站→上挺 D．举着杠铃站立一段时间 【答案】D 【详解】A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A不符合题意； B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B不符合题意； C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C不符合题意； D．举着杠铃站立一段时间，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以人对杠铃不做功，故D符合题意。 故选D。 题型02 理解功、功率的概念 主要考查对功、功率概念的理解。知道功和功率的联系和区别，知道功率表示物体做功快慢的物理量，知道功率的大小与功和做功时间有关。 5．（23-24八年级下·上海·期末）甲机器功率为4000瓦，乙机器功率为5000瓦，则（　　） A．甲机器做功一定快 B．乙机器做功一定快 C．甲机器做功一定多 D．乙机器做功时间一定少 【答案】B 【详解】AB．功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，故A不符合题意，B符合题意； C．由可知，在做功时间相同时，功率大的机器做功多，由于做功时间未知，所以无法判断谁做功多，故C不符合题意； D．由可知，在做功相同时，功率大的机器做功时间一定少，由于两机器做功多少未知，所以无法判断谁做功时间省，故D不符合题意。 故选B。 6．（23-24八年级下·吉林长春·阶段练习）建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果用人搬运需要几个小时，其原因是（　　） A．起重机的功率大，做功多 B．人的功率大，做功慢 C．起重机的功率大，做功快 D．人的功率小，做功多 【答案】C 【详解】根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，所以起重机和人把相同的砖都运到楼顶，做功相同；起重机相对于人来说用时少，根据可知，起重机的功率大，即做功快，故ABD错误，C正确。 7．（23-24八年级下·山东临沂·阶段练习）下列关于功、功率的说法正确的是（　　） A．物体做功越多，功率一定越大 B．功率越大，做功一定越多 C．功率不同的机器，做的功可能相等 D．以上说法都不对 【答案】C 【详解】A．功率是功与时间的比值，做功多，时间不确定，功率大小不能确定，故A错误； B．由W=Pt可知，功率越大，时间未知，做功不一定越多，故B错误； CD．由W=Pt可知，做功多少与时间和功率有关，功率不同的机器，做的功可能相等，故C正确，D错误。 故选C。 题型03 比较功、功率的大小 主要考查对功、功率的理解和运用。知道功的大小与力和距离的大小有关，判断功的大小应比较力、距离的大小。知道运用功率的公式及推到公式比较功率的大小。 8．（23-24八年级下·山东威海·期末）星期天的早晨小明登到山顶后可以采用两种路径下山，一种是从东面陡坡下山，需用时7min；另一种是从西面缓坡下山，需用时15min（设山下地面相平，不计摩擦）。则下列说法正确的是（    ） A．从东面下山，自身重力做功多一些 B．从东面下山和从西面下山，自身重力做功一样多 C．从西面下山，重力做功的功率大 D．两种下山方式重力做功的快慢一样 【答案】B 【详解】AB．从同一山顶下山，到达相同高度的地面，人在重力方向上通过的距离相等，根据 可知两种下山方式人自身重力做的功相同，故A错误，B正确； CD．功率表示做功的快慢，从西面缓坡下山时间较长，由可知，从西面下山重力的功率小，故CD错误。 故选B。 9．（23-24八年级下·甘肃白银·期末）周日，小丽和小红相约一起去爬山，她们选择的起点、路径和终点都相同，她们同时从山脚出发，爬到山顶，结果小丽先到达。已知小丽与小红的体重相同，下列说法正确的是（　　） A．爬到山顶时，小丽做的功比小红做的功多 B．爬到山顶时，小红做的功比小丽做的功多 C．小丽做功的功率比小红做功的功率大 D．小红做功的功率比小丽做功的功率大 【答案】C 【详解】AB．小丽与小红的体重相同，她们选择的起点、路径和终点都相同，即她们从起点到终点之间的高程相同，由可知，她们做的用功相同，故AB错误； CD．小丽和小红做的功相同，小丽先到达终点，小丽用的时间短，根据可知，小丽做功的功率比小红做功的功率大，故C正确，D错误。 故选C。 10．（23-24八年级下·河北张家口·期末）小明两次用力举高物体，第一次迅速举起，第二次缓慢举起到相同的高度，则（　　） A．两次做功相等，但第一次做功的功率大 B．两次做功相等，但第二次做功的功率大 C．第一次做功少，两次做功的功率相同 D．第一次做功多，两次做功的功率相同 【答案】A 【详解】两次过程中：物体重力不变，高度不变，根据公式可知，两次所做功大小相等；两次做的功一样多，第一次的时间小于第二次的时间，由可知第一次的功率大于第二次的功率。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 11．（22-23八年级下·山东聊城·阶段练习）举重是我国的优势体育项目。一位身高180cm的运动员和一位身高160cm的运动员，在挺举项目中用相同时间把同样重的杠铃举起，如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2，则下列关系式正确的是（　　） A．W1=W2，P1=P2 B．W1>W2，P1>P2 C．W1>W2，P1=P2 D．W1<W2，P1<P2 【答案】B 【详解】举重时，杠铃的重一定，身高较高的举重运动员将杠铃举起的高度大，根据W=Fs=Gh可知，身高较高的举重运动员对杠铃做功较大，即W1>W2；举起所用时间相同，根据可知，身高较高的举重运动员对杠铃做的功的功率大，即P1>P2。 故选B。 12．（23-24八年级下·河南平顶山·期末）如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速直线滑动（　　） A．木块第一次受到的拉力较大 B．拉力第一次做的功多 C．第一次拉力做功的功率大 D．第二次拉力做功的功率大 【答案】C 【详解】A．两次拉动同一木块过程中，木块与木板之间的压力大小、接触面的粗糙程度均未发生变化，所以摩擦力的大小不变；从图象上可以看出，木块通过的距离随时间变化的图象均为一原点的直线，故木块两次都是做匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用，所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等，因摩擦力大小不变，则两次受到的拉力一样大，故A不符合题意； B．由图可知，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离无法判断，根据W=Fs可知，木块两次所做的功不能确定，故B不符合题意； CD．由图可知，相同时间内，第一次木块通过的距离大，由速度公式可知，第一次木块运动的速度较大，而木块所受的拉力不变，根据P=Fv可知，第一次拉力做功的功率大，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 题型04 功、功率的计算 主要考查运用功、功率计算公式进行计算的能力。知道在计算时单位要统一。 13．（23-24九年级下·江苏淮安·阶段练习）跳绳是一种健身运动，小明同学对此作了专门研究：跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 J，在1min内克服重力做功的平均功率为 W。（g取） 【答案】 36 108 【详解】[1]此跳绳者每跳一次克服重力所做的功是 [2]由图像得，跳绳者跳动1次所用的时间为，则1min内跳绳者跳动的次数为 在1min内克服重力做功的平均功率为 14．（23-24八年级下·广东深圳·期末）如图1所示，小华用水平推力F把木箱向前沿着粗糙水平面推动。此过程中，推力F和木块前进的路程随时间t的变化情况分别如图2甲乙所示。0～2s内，木箱所受摩擦力为 N，0～2s内木箱克服摩擦力做功大小为 J；2～5s内木箱运动速度为 m/s，2～5s内推力F对木箱做功的功率为 。 【答案】 10 20 1 10W 【详解】[1]2~5s内匀速直线运动受力平衡，推力为10N，摩擦力与推力平衡，大小相等，也是10N；根据滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度有关，0~2s物体加速运动，压力与接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，故摩擦力为10N。 [2]0~2s内，木箱克服摩擦力做功 [3][4]由图象知，2~5s内 运动的路程 速度为 此时的推力为10N，根据 知，功率 15．（23-24八年级下·河北唐山·期末）在体育考试中，小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若实心球质量是，从最高点到落地点的过程中，球下降的高度为，用时约。则球的重力是 N，球下降过程中重力做功为 J，功率为 W。 【答案】 20 54 72 【详解】[1]球的重力 [2]球下降过程中重力做功 [3]重力做功的功率为 16．（23-24八年级下·上海·期末）如图所示，物体A和B所受重力均为200牛，若不计滑轮重及摩擦，当分别用力匀速提起物体A和B时，则拉力FB的大小为 牛；若10秒钟内物体A被提升了1米，则拉力FA做功为 焦，功率为 瓦。 【答案】 100 200 20 【详解】[1]滑轮重力和摩擦不计时，由图知道，吊B滑轮的是动滑轮，使用动滑轮可以省一半的力，所以 [2]吊A滑轮的是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以 [3]拉力FA做功 17．（23-24八年级下·江苏南通·阶段练习）如图所示的滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力做的功为 J，拉力做功的功率为 W，动滑轮重为 N，绳子自由端移动的速度为 m/s。 【答案】 360 36 60 0.3 【详解】[1]由图可知连在动滑轮上绳子有3段，所以绳子移动距离为 拉力做的总功为 [2]拉力做功的功率为 [3]由于连在动滑轮上绳子，且不计绳重及滑轮与绳之间的摩擦，根据滑轮组省力规律有 则动滑轮重为 [4]绳子自由端移动速度为 18．（2024·安徽芜湖·模拟预测）小明同学放学回家乘坐电梯匀速从一楼直接到六楼，每层楼高3m，电梯从一楼到六楼的时间是12s。已知小明同学的质量m＝50kg。求： (1)电梯从一楼到六楼匀速上升阶段，电梯对小明支持力所做的功； (2)电梯从一楼到六楼匀速上升阶段，电梯对小明支持力所做功的功率。 【答案】(1)7500J (2)625W 【详解】（1）电梯从一楼到六楼上升的高度为 小明乘坐电梯，电梯匀速上升，小明受到的重力与电梯对小明的支持力是一对平衡力，大小相等，因此 电梯对小明支持力所做的功 （2）电梯从一楼到六楼匀速上升阶段，电梯对小明支持力所做功的功率 19．（23-24八年级下·福建福州·期末）如图所示，这是一款氢燃料电池车，具有几乎零排放的优势，是当前世界新能源汽车的重要发展方向。若某次测试中该车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为1000N，0.5小时内行驶了27km。求测试过程中： (1)汽车受到的阻力； (2)牵引力做的功和功率。 【答案】(1)1000N (2)2.7×107J，1.5×104W 【详解】（1）汽车匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，汽车受到的阻力 （2）牵引力做的功 牵引力做功的功率 20．（23-24八年级下·甘肃陇南·阶段练习）纯电动汽车具有节能减排、绿色环保的特点。某型号电动汽车在水平路面以的速度沿直线匀速行驶，电动机的输出功率是，求： (1)经过，电动汽车行驶的距离； (2)电动机在内对电动汽车做的功； (3)电动汽车匀速行驶时受到的阻力。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）经过10min，电动汽车行驶的距离为 （2）电动机在10min内对电动汽车做的功为 （3）电动汽车匀速行驶时受到的牵引力为 电动汽车匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，方向相反，故电动汽车匀速行驶时受到的阻力为 题型05 判断有用功和额外功 主要考查对有用功和额外功概念的理解。知道区分有用功和额外功。 21．（23-24九年级上·广东惠州·阶段练习）如图所示是《天工开物》中古人用脚踏碓（duì）舂米（将稻米去皮）的情景。脚踏碓是用柱子架起一根木杠，木杠绕着O点能够上、下转动，杠的前端装有锥形石头，不断用脚踩踏木杠后端，就可以舂米。下列分析正确的是（　　） A．脚踏碓相当于省力杠杆 B．石头重力做的功是额外功 C．使用这种杠杆可以省功 D．人对碓做的功是总功 【答案】D 【详解】A．用脚踏碓舂米过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功对人们来说是有用的，属于有用功，故B错误； C．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故C错误； D．用脚踏碓舂米过程中，克服石头重力做的功是有用的，克服木杠重和摩擦做的功是额外功，因此人对碓做的功是总功，故D正确。 故选D。 22．（23-24八年级下·河北唐山·阶段练习）买茶杯的人从货架上拿起茶杯，喝茶水的人从桌面上端起茶杯，下列对两人克服茶杯重力做功的说法正确的是（　　） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人来说是有用功 D．对买茶杯的人来说是有用功 【答案】D 【详解】有用功是指对人有用的功，额外功是指对人无用却又不得不做的功。买茶杯的人，从货架上拿起茶杯，目的是拿茶杯，克服茶杯重力做的功是有用功。喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，目的是端水，因此对水做的功是有用功，克服茶杯重力做的功是额外功。故ABC错误，D正确。 故选D。 23．（23-24八年级下·湖北恩施·期末）如图是某地区临时停水时，居民利用滑轮提水的情景。下列说法中正确的是（    ） A．对水做的功是有用功 B．对桶做的功是有用功 C．用此滑轮是为了省力 D．此装置的机械效率为 【答案】A 【详解】AB．居民的目的是为了提水，则对水做的功是有用功，对桶做的功是额用功，故A正确，B错误； C．此滑轮为定滑轮，不省力，但能改变力的方向，故C错误； D．任何机械的机械效率都不可能达到100%，故D错误。 故选A。 题型06 辨别功、功率、机械效率 主要考查机械效率与功、功率的区别。知道机械效率是有用功在总功中所占的比例，机械效率的大小与功、功率的大小无关。 24．（23-24八年级下·北京海淀·期末）下列关于“某起重机做功快”的说法正确的是（　　） A．该起重机做的功多 B．该起重机的功率大 C．该起重机的机械效率高 D．该起重机提升重物所用的时间长 【答案】B 【详解】AB．功率是表示做功的快慢的物理量，则某起重机做功快，说明其功率大，其做功的多少还跟时间有关，故A错误，B正确； C．机械效率的高低，跟有用功占总功的比值有关，跟做功的快慢无关，故C错误； D．做功快，说明其功率大，提升重物所用的时间还要看做功的多少，故D错误。 故选B。 25．（23-24八年级下·河北张家口·期末）关于机械效率，下列说法中正确的是（　　） A．机械做功越快，机械效率越高 B．机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高 C．机械所做的总功越少，机械效率越高 D．使用机械时，所用动力跟物重的比值越小，机械效率越高 【答案】B 【详解】A．机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，故A错误； B．机械效率指有用功与总功的比值，机械做的有用功在总功中占的百分比越大，则机械效率越高，故B正确； C．机械效率指有用功与总功的比值，由于不知道所做的有用功，仅仅根据总功的多少无法判定机械效率的高低，故C错误； D．使用机械时，所用动力跟物重的比值与有用功占总功的比例没有关系，故D错误。 故选B。 26．（23-24八年级下·新疆喀什·期末）关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（　　） A．机器做功多的，功率一定大 B．功率大的机器做功不一定快 C．功率大的机械，机械效率一定高 D．时间相同，功率大的机器一定做功多 【答案】D 【详解】AB．功率是表示做功快慢的物理量，功率大的机器做功快，但机器做功多的，功率不一定大，故AB错误； C．机械效率是指有用功与总功的比值，功率是表示做功快慢的，功率大的机器机械效率不一定高，故C错误； D．由 知道，时间相同，功率大的机器一定做功多，故D正确。 故选D。 27．（2024·湖北宜昌·三模）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．做功越快的机械，所做的总功越大 【答案】B 【详解】A，机械效率是指有用功与总功的比值，它反映了机械性能的好坏，与机械是否省力无关，一个机械可能很省力，但如果它做的额外功很多，那么它的机械效率可能并不高。故A错误； B，根据功的原理，使用任何机械都不省功，这是因为机械在传递力的过程中，总会有一部分能量以摩擦、热损失等形式消耗掉，所以使用机械只能改变力的方向、大小或作用点，而不能省功。故B正确； C，机械效率是有用功与总功的比值，即使有用功很多，但如果总功（有用功加额外功）更多，那么机械效率也可能并不高。故C错误； D，功率是表示做功快慢的物理量，它等于单位时间内完成的功，做功快意味着功率大，但并不意味着做的总功就多；因为总功还取决于做功的时间，如果时间很短，即使功率很大，总功也可能很少。故D错误。 故选B。 题型07 竖直方向滑轮组的机械效率计算 主要考查对滑轮组的熟练程度和机械效率计算能力。知道滑轮组中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 28．（23-24八年级下·甘肃平凉·期末）小明学习了滑轮知识后，利用滑轮设计了一个升降装置，如图所示。在爸爸的帮助下，通过它把一个重为100N的物体从地面提升到9m高的阳台上，所用拉力F为60N，用时10s，关于提升过程描述正确的是（    ） A．做的有用功为1200J B．拉力F做功的功率为54W C．该装置的机械效率为83.3% D．用该升降装置可以省功 【答案】C 【详解】A．做的有用功为 故A错误； B．物体的速度为 由图可知，动滑轮上的绳子根数为n=2，绳子的速度为 拉力F做的功为 拉力F做功的功率为 故B错误； C．该装置的机械效率为 故C正确； D．根据功的原理，使用任何机械都不省功，故用该升降装置不能省功，故D错误。 故选C。 29．（2024·江苏宿迁·中考真题）如图所示的小型起重机，某次吊起重为的物体，电动机的拉力为，用时，使物体上升了。则通过动滑轮（　　） A．做的有用功为 B．拉力功率为 C．做的总功为 D．机械效率为 【答案】B 【详解】ACD．拉力做的有用功为 拉力做的总功为 动滑轮的机械效率为 故ACD不符合题意； B．拉力功率为 故B符合题意。 故选B。 30．（2024·福建莆田·一模）用图所示的装置提升重力为1000N的物体A，卷扬机对绳子的拉力F为600N，滑轮组绳子自由端在拉力F作用下匀速向下移动10m，所用时间为50s。不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．动滑轮所受的重力为200N B．物体A上升的速度为0.2m/s C．拉力F的功率为240W D．滑轮组的机械效率约为56% 【答案】A 【详解】A．由图可知，承担物重的绳子股数为2，不计绳重和摩擦，由可得，动滑轮的重力 故A正确； B．由题意可知，绳子自由端移动的速度为 由可得物体A上升的速度为 故B错误； C．拉力F的功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率约为 故D错误。 故选A。 31．（2024·河北邯郸·二模）（多选）如图所示，小莉同学用滑轮组匀速提升重为G的物体，所用拉力为F，t时间内物体上升的高度为h。大滑轮重为，每个小滑轮重，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，下列结论正确的是（　　） A．动滑轮对重物做的功为Gh B．小莉施加的拉力的功率为 C．使用该滑轮组能提升的最大物重为 D．该滑轮组的机械效率最大值是 【答案】AD 【详解】A．物体重力为G，t时间内物体上升的高度为h。动滑轮对重物做的功为，故A正确； B．由图可知，承担物重的绳子股数为3，绳子自由端移动的速度为 小莉施加的拉力的功率为 故B错误； C．由题意可知，滑轮组的绕绳能承受的最大拉力为，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，则由可得，使用该滑轮组能提升的最大物重为 故C错误； D．由 可知，当物重最大时，机械效率最大，该滑轮组的机械效率最大值是 故D正确。 故选AD。 32．（23-24九年级下·广东茂名·阶段练习）一个200N的重物A放在水平地面上，A的底面积为，利用如图所示的滑轮组20s内将它匀速提升2m，此时的机械效率为80%。求： (1)未提升重物A时，它水平地面的压强为多大？ (2)拉力做的有用功为多大？ (3)拉力的功率为多大？ 【答案】(1) (2)400J (3)25W 【详解】（1）未提升重物A时，它水平地面的压力为 根据可得，未提升重物A时，它水平地面的压强为 （2）拉力做的有用功为 （3）由可得，拉力做的总功为 拉力的功率为 33．（22-23八年级下·黑龙江鸡西·阶段练习）2022年8月17日，第36届全国青少年科技大赛展示交流活动在线上开幕，其中一个实验小组展示了用滑轮组匀速提升重为480N的物体，所用拉力F为200N，将重物提升3m所用的时间为10s。求： (1)拉力所做的有用功？ (2)拉力所做总功的功率是多大？ (3)动滑轮重是多大？ (4)滑轮组的机械效率？ 【答案】(1)1440J (2)180W (3)120N (4)80% 【详解】（1）对物体所做的有用功 W有=Gh＝480N×3m＝1440J （2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×3m=9m 拉力所做的总功 W总=Fs=200N×9m=1800J 拉力所做总功的功率为 （3）根据 动滑轮重为 G动＝nF﹣G＝3×200N﹣480N＝120N （4）滑轮组的机械效率为 题型08 水平方向滑轮组的机械效率计算 主要考查对滑轮组的熟练程度和机械效率计算能力。知道滑轮组中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 34．（23-24八年级下·广东深圳·期末）如图所示，力F将重为400N的物体匀速拉动2m，物体与地面间的摩擦力为100N，不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，下列选项正确的是（　　）    A．A是动滑轮 B．拉力F为50N C．拉力F所做的有用功是800J D．增大拉力F时，物体与地面之间的摩擦力也会增大 【答案】B 【详解】AB．根据图知，左侧B为动滑轮，A滑轮轴固定是定滑轮，承担物重的绳子股数为2，不计滑轮重及绳与轮之间的摩擦，人的水平拉力 故A错误，B正确； C．拉力F所做的有用功是 故C错误； D．增大拉力F时，物体与地面之间的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，故D错误。 故选B。 35．（23-24八年级下·山东滨州·期末）如图甲所示装置，小明用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400N，动滑轮重为5N，ab=2m，bc=3m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与物体M移动距离的关系如图乙，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为10m B．拉力F做的功为840J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大 【答案】C 【详解】A．由甲图可知，绳子段数有2段，物体M从a点到c点过程中，物体移动的距离为 则绳子自由端移动的距离为 故A正确，不符合题意； B．由图乙可知，物体M从a点到b点过程中，拉力为60N，绳子自由端移动的距离为 拉力做的功为 物体M从b点到c点过程中，拉力为100N，绳子自由端移动距离为 拉力做的功为 所以物体M从a点到c点过程中，拉力做的功总共为 故B正确，不符合题意； C．不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，拉力F在ab段做的额外功为 拉力F在bc段做的额外功为 所以拉力F在ab段做的额外功小于在bc段做的额外功，故C错误，符合题意； D．在ab段，滑轮组的机械效率为 在bc段，滑轮组的机械效率为 所以物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大，故D正确，不符合题意。 故选C。 36．（2023·安徽宿州·模拟预测）如图所示，物体A的质量m=20kg，在拉力F的作用下，物体A以的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为5N，该装置的机械效率为80%（不考虑动滑轮重测力计重和绳重），求： (1)物体A与水平面间摩擦力f的大小； (2)拉力的功率。 【答案】(1)5N (2)3.75W 【详解】（1）因物体A做匀速直线运动，处于平衡状态，则弹簧测力计对物体A的拉力等于水平面对物体A的摩擦力f，即物体A与水平面间摩擦力为 （2）由图可知，有效绳子段数，由于拉力F作用在动滑轮的轴上，所以费力但省一半的距离，则拉力F移动的距离为 该装置的机械效率为 解得。则拉力的功率为 37．（2024·河北邢台·一模）如图所示，固定有滑轮和微型电动机的物体A放置在水平地面上，总重为20N，底面积为0.01m2。电动机通过滑轮组水平匀速拉动物体A，绳子拉力的功率为1.2W，并使物体A在2s内移动了0.2m，物体A受到地面的摩擦力为10.8N，求： （1）物体A对地面的压强； （2）绳子拉力大小； （3）滑轮组的机械效率。 【答案】（1）2000Pa；（2）4N；（3）90% 【详解】解：（1）物体A对地面的压力 F=G=20N 物体A对地面的压强 （2）由图可知，电动机和物体A整体受到3段绳子的拉力，即n=3，则绳子自由端移动的距离 s=nsA=3×0.2m=0.6m 绳子自由端移动的速度 根据 可知，绳子拉力大小 （3）有用功 W有用=fsA=10.8N×0.2m=2.16J 总功 W总=Pt=1.2W×2s=2.4J 则滑轮组的机械效率 答：（1）物体A对地面的压强为2000Pa； （2）绳子拉力大小为4N； （3）滑轮组的机械效率为90%。 题型09 斜面的机械效率计算 主要考查对斜面的熟练程度和机械效率计算能力。知道斜面中的力、距离关系式，会计算有用功、总功和额外功。 38．（23-24九年级下·云南曲靖·阶段练习）如图所示，将一个重的物体从斜面底端匀速沿直线拉到斜面顶端，拉力为，斜面长，高。下列说法正确的是（    ） A．在这个过程中，拉力做的有用功为 B．物体受到的摩擦力是 C．此斜面的机械效率约是 D．在这个过程中，物体受到的拉力与摩擦力是相互作用力 【答案】A 【详解】A．在这个过程中，拉力做的有用功为 故A正确； B．拉力做的总功为 拉力做的额外功为 物体受到的摩擦力是 故B错误； C．此斜面的机械效率是 故C错误； D．在这个过程中，物体受到的拉力与摩擦力受力物体相同，不是相互作用力，故D错误。 故选A。 39．（23-24八年级下·内蒙古呼伦贝尔·期末）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面匀速拉到顶端。在此过程中（    ） A．该同学对物体做功的功率是10W B．该同学对物体做功的功率是30W C．斜面的机械效率是 D．斜面的机械效率是 【答案】D 【详解】AB．该同学对物体做的功为 则该同学对物体做功的功率为 故AB不符合题意； CD．有用功为 则斜面的机械效率为 故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 40．（23-24八年级下·山东威海·期末）如图所示，工人用与水平面成的斜面将货物匀速提升2m，所用时间为10s，拉力F为500N 且始终沿斜面向上，克服货物重力做的功为1600J。 (1)拉力做功的功率为多少？ (2)斜面的机械效率为多少？ (3)在提升过程中，若拉力 F撤消后，货物会沿斜面下滑，则下滑过程中货物受到的摩擦力为多少？在图乙中画出此时货物的受力示意图。 【答案】(1)200 (2)80％ (3)100N，见解析 【详解】（1）由几何关系得，斜面的长度为 拉力做功 拉力做功的功率为 （2）斜面的机械效率为 （3）货物沿斜面上滑的过程中，货物克服摩擦力做功 由得，货物受到的摩擦力为 在提升过程中，若拉力 F撤消后，货物会沿斜面下滑，货物上滑与下滑过程中，对斜面的压力、接触面的粗糙程度相同，则货物受到的摩擦力相同，则下滑过程中货物受到的摩擦力为100N。货物的重力是 此时货物受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力、与沿斜面向上的摩擦力作用，过货物的重心分别做竖直向下、垂直斜面向上、与沿斜面向上的带箭头的直线，分别表示重力、支持力、摩擦力，如图所示： 41．（23-24八年级下·江西上饶·期末）斜面是一种简单机械，在我国战国时期，墨子所作的《墨经》一书中就记载了利用斜面来提升重物的方法。在日常生活中经常会使用斜面，常会在车尾斜搭一块木板，工人将货物沿木板推入车厢，斜面长s=8m，高h=3m。用平行于斜面F=500N的推力，由斜面的底端匀速推到顶端，所用时间t=10s (1)物体重力大小； (2)推力做功的功率； (3)该斜面的机械效率； (4)物体受到的摩擦力大小。 【答案】(1)1000N (2)400W (3)75% (4)125N 【详解】（1）物体的重力 G=mg=100kg×10N/kg=1000N （2）拉力做的总功 W总=Fs=500N×8m=4000J 拉力做功的功率 （3） 物体克服重力所做的有用功 W有用=Gh=1000N×3m=3000J 该斜面的机械效率 （4） 物体克服摩擦力做的额外功 W额=W总﹣W有用=4000J﹣3000J=1000J 由W额=fs得物体受到的摩擦力 题型10 与图像相关的滑轮组的机械效率计算 42．（23-24八年级下·广东深圳·期末）小明用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，图乙是该滑轮组的机械效率与货物重力的关系图像。若装置拉着重为400N的货物以0.4m/s的速度匀速上升，不计绳重和摩擦，关于本次工作的说法正确的是（　　）    A．此过程中货物克服重力做功的功率逐渐增大 B．该装置中动滑轮的重为50N C．拉力的功率为40W D．滑轮组的机械效率为80% 【答案】D 【详解】A．货物升高过程中重力不变，速度不变，由得，此过程中货物克服重力做功的功率不变，故A错误； B．由图得，当机械效率为50％，拉动的重物的重力为100N。滑轮组承担物重绳子的股数是 由 得，此时拉力为 不计绳重和摩擦有 则该装置中动滑轮的重为 故B错误； C．装置拉着重为400N的货物以0.4m/s的速度匀速上升，拉力上升的速度为 此时拉力为 拉力的功率为 故C错误； D．滑轮组的机械效率为 故D正确。 故选D。 43．（23-24八年级下·河南许昌·期末）质量为50kg的小李同学，用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙所示。若小李在1min内将重为300N的货物匀速向上提高了6m。（g取10N/kg） （1）小李做功的功率是多少？ （2）小李用此滑轮组提升的货物最多是多重？此时滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】（1）50W；（2）800N，80% 【详解】解：（1）小李运送300N货物时做的有用功为 由图乙可知，此时滑轮组的机械效率为60%，则小李做的总功为 小李做功的功率为 （2）由（1）可得，小李做的额外功为 不计绳重及摩擦，则动滑轮的重力为 小李受到的重力为 所以小李拉绳子的拉力最大为，由甲图可知，此滑轮组的绳子段数为2段，则小李能提升的货物最重为 不计绳重及摩擦，此时滑轮组的机械效率为 答：（1）小李做功的功率是50W； （2）小李用此滑轮组提升的货物最多是800N，此时滑轮组的机械效率是80%。 44．（23-24八年级下·贵州毕节·期末）质量为60kg的工人用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的关系图像如图乙所示，机械中摩擦及绳重忽略不计，g取。 （1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率； （2）求动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？ 【答案】（1）120W；（2）；（3）88.9% 【详解】解：（1）由图可知，承担物重绳子的股数是 则绳端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率 （2）由图乙可知，物重 时，滑轮组的机械效率 因摩擦及绳重忽略不计，则滑轮组的机械效率 解得 （3）已知工人的质量为60kg，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力 由得，提升的最大物重 滑轮组的最大机械效率 答：（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率120W； （2）动滑轮受到的重力； （3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是88.9%。 题型11 测量滑轮组的机械效率 1.实验结论： （1）用同一滑轮组,提升不同的物体,所提升的物体越重,机械效率越高。 （2）用不同的滑轮组,提升相同的物体,动滑轮个数越多,机械效率越低。 2.实验注意事项：（1）测量过程中应匀速拉动弹簧测力计。 （2）多次实验是使实验结论具有普遍性。 3.判断绕线方式，利用距离的关系判断。原因是力的关系在有摩擦的情况下不成立。 45．（23-24九年级下·山东济宁·阶段练习）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如表。分析表中数据，回答： (1)表中有一个数据的记录是错误的，把错误的数据改正为 ； (2)第2次实验中滑轮组的机械效率是 ； 实验次数 物重G/N 物体上升的高度h/cm 弹簧测力计的实数F/N⁻ 弹簧测力计移动的距离s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 15 3 6 8 2.5 26 (3)滑轮组的机械效率与 无关； (4)小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了实验，如图乙所示， ①小红多使用一个滑轮，目的是 ； ②小明和小红使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】(1)24 (2)80% (3)物体上升的高度 (4) 改变拉力的方向 相同 【详解】（1）由图甲所示滑轮组可知，滑轮组承重绳子的有效股数n为3，由表中实验数据可知，第3实验时，钩码上升高度为8cm，测力计移动距离 s=nh=3×8cm=24cm 而表中实验数据是测力计移动距离为26cm，则数据26错误，正确的数据为24。 （2）由表中实验数据可知，第2次实验时，滑轮组的机械效率为 （3）由表中实验数据可知，使用同一滑轮组，提升钩码的重力相同而提升的高度不同，滑轮组效率相同，由此可知，滑轮组的机械效率与物体上升高度无关。 （4）[1]由实验装置可知，小红多使用一个定滑轮的作用是改变力的方向。 [2]这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，他们做的有用功相同，额外功也一样，因此总功相同，也就是机械效率不变。 46．（23-24八年级下·山东威海·期末）小红在“测量滑轮组的机械效率”时，记录的实验数据如下表。 实验 次数 物体重G/N 物体上升的高度 h/ cm 绳端拉力F/N 绳端移动的距离 s/ cm 机械效率η 1 4.6 5 1.8 15 85.2% 2 8 1.77 24 86.6% 3 10 1.75 30 (1)根据表中的数据，可以知道小红选用的滑轮组是图中 （选填“甲”或“乙”）。第3次实验时，滑轮组的机械效率为 %（计算结果保留整数）。 (2)分析表中数据，小红得到的结论是：滑轮组的机械效率与所提升物体的高度有关。这个结论 （选填“正确”或“不正确”），请说明你的理由 （提示：利用公式说明）。 (3)小红认为提升的物重会影响滑轮组的机械效率，所以她继续探究，其实验方案是：利用同一个滑轮组进行实验，要改变 ；除此之外还需要测量的物理量是 。 (4)小红使用图中的两个滑轮组匀速提升相同的物体，若甲、乙两图中的动滑重相等，不计滑轮轴的摩擦及绳重，则两滑轮组的机械效率 （选填“相等”或“不相等”）。 【答案】(1) 乙 88 (2) 不正确 见解析 (3) 提升物体的重力 物体的重力 (4)相等 【详解】（1）[1]根据表中的数据，绳端移动的距离为物体提升高度的三倍，则动滑轮上有三段绳子，所以小红选用的滑轮组是图乙。 [2]第3次实验时，滑轮组的机械效率为 （2）[1][2]滑轮组的机械效率为 由此可以说明滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关，所以小红得到的结论是不正确的。 （3）[1][2]小红认为提升的物重会影响该滑轮组的机械效率，建议进一步探究：则需要改变所提升物体的重力，重复第3次实验的步骤；改变物体之后，还需要把改变的物体的重力大小测出来。 （4）使用图中的两个滑轮组匀速提升相同的物体，若甲、乙两图中的动滑重力相等，不计滑轮轴的摩擦及绳重，他们做的有用功相等，额外功相等，则总功也相等，所以两滑轮组的机械效率相等。 47．（2024·湖北宜昌·模拟预测）有人说，同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验，来检验此说法是否正确； (1)如图乙所示，小华在实验中保持滑轮组不变，改变重物的质量，通过弹簧测力计 拉动绳子使重物缓缓上升；改变物体的质量，重复实验，测得数据如表1所示（g取10N/kg）； 表1 实验次数 重物质量/kg 重物上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 绳端移动距离/cm 机械效率 1 0.1 10 1.1 20 45.5% 2 0.2 10 1.6 20 3 0.3 10 2.1 20 71.4% (2)第2次实验中的机械效率是 ；根据表中数据可以得出：滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 ； (3)同组的同学还想探究滑轮组的机械效率是否与绕线的方式有关，利用图甲所示的装置进行实验探究，测得的数据如表2所示： 表2 重物质量/kg 重物上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 绳端移动距离/cm 机械效率 0.3 10 1.4 30 此时的机械效率为 ，这说明滑轮组的机械效率与绕线的方式 。 【答案】(1)匀速 (2) 62.5% 增大 (3) 71.4% 无关 【详解】（1）如图乙所示，为了准确读出拉力的大小，实验中弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升，此时系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数。 （2）[1]如图乙所示，根据表1中数据，第2次实验中的机械效率为 [2]根据表中机械效率数据可以得到，滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大。 （3）[1][2]如图甲所示，根据表中数据，此时实验中的机械效率为 如图乙所示，根据表1中数据，第3次实验中的机械效率为71.4%，故甲乙两图绕线方式不同，但机械效率相同，这说明滑轮组的机械效率与绕线的方式无关。 题型12 判断动能和势能大小的变化 主要考查动能、势能与影响因素的关系。知道动能的大小与质量和速度的关系，重力势能的大小与质量和高度的关系，弹性势能的大小与弹性形变程度的关系。能正确判断动能、势能的变化情况。 48．（23-24八年级下·山东枣庄·阶段练习）科技的发展提高了各行各业的工作效率，如图所示是使用无人机为小麦喷洒农药的情境，当无人机在空中匀速水平喷洒农药时，下列说法正确的是（　　） A．无人机动能增加，重力势能不变，机械能增加 B．无人机动能不变，重力势能减小，机械能减小 C．无人机动能减小，重力势能减小，机械能减小 D．无人机动能不变，重力势能不变，机械能守恒 【答案】C 【详解】当无人机在空中匀速水平喷洒农药时，飞机的速度和高度均不变，但质量变小，所以无人机的动能减小，重力势能减小，所以机械能减小，故C正确，ABD错误。 故选C。 49．（2024·江西南昌·一模）2023年10月31日，“神舟十六号”飞船从空间站成功返回地球。返回舱穿过大气层加速下落过程中，重力势能 ，动能 。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 变小 变大 【详解】[1][2]返回舱加速下落的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小。 50．（23-24八年级下·安徽滁州·阶段练习）2023年5月10日，在文昌卫星发射中心使用长征七号遥七火箭搭载的天舟六号飞船顺利升空。当火箭加速升空的过程中，火箭的动能 ，重力势能 。（填增大或减小） 【答案】 增大 增大 【详解】[1][2]动能的大小与物体的质量和速度有关。重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。当火箭加速升空的过程中，火箭的速度增大，动能变大，高度升高，重力势能增大。 51．（23-24八年级下·广东汕头·期末）如图所示，某次演习任务中，一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸，则飞行员应在飞机到达目标 （选填“之前”、“正上方”、“之后”）投弹才能击中，投弹后匀速飞行的飞机的动能 ，炸弹离开飞机后重力势能 。（后两空选填“变小”、“变大”、“不变”） 【答案】 之前 变小 变小 【详解】[1]由于惯性，炸弹在离开飞机后会保持原来的运动状态继续向前飞行，因此，为了击中地面上的指定目标，飞行员需要在飞机到达目标之前投弹，这样炸弹在惯性的作用下才能继续飞行并击中目标。 [2]动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度有关，飞机是匀速飞行的，即速度保持不变，同时，投弹后飞机的质量会减小（因为炸弹已经离开飞机），当速度不变而质量减小时，动能会变小。 [3]重力势能是物体由于被举高而具有的能量，它的大小与物体的质量和高度有关，炸弹的质量在离开飞机后是不变的，当质量不变而高度减小时，重力势能会变小。 题型13 动能和势能的转化 主要考查动能和势能的转化。知道解释生活中动能和势能转化的具体实例。 52．（2024·广东惠州·一模）如图是小朋友玩蹦蹦床的情景：在此过程中，小孩上升到最高点时的 能最大，上升时是 能转化为 能；小孩在空中下落的过程中 能转化为 能；小孩下落到最低点时蹦蹦床的 能最大。 【答案】 重力势能 动能 重力势能 重力势能 动能 弹性势能 【详解】[1]小孩上升到最高点时，高度最大，重力势能最大。 [2][3]上升时，高度变大，重力势能增大，速度变小，动能减小，动能转化为重力势能。 [4][5]小孩在空中下落的过程中，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。 [6]小孩下落到最低点时蹦蹦床的形变最大，弹性势能最大。 53．（2024·山东济南·三模）如图甲，斜面与水平面均光滑，从斜面上自由下滑的小球接触弹簧后，将弹簧压缩至最短。在这一过程中，能量转化情况为： 。若只减小斜面的坡度，使小球仍从同一高度自由下滑，如图乙所示，则弹簧压缩至最短时，弹簧所储存的能量与甲图时比 （选填“增加”“减小”“不变”）。 【答案】 小球的动能转化为弹簧的弹性势能 不变 【详解】[1]接触弹簧后，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能，小球质量不变，速度减小，小球的动能减小，所以此过程中小球的动能转化为弹簧的弹性势能。 [2]若只减小斜面的坡度，使小球仍从同一高度自由下滑，重力势能相同，弹簧被压缩至最短时，弹簧具有的能量全部是由重力势能转化而来的，故弹簧的弹性势能不变。 54．（23-24八年级下·河南南阳·阶段练习）蹦极是一种运动游戏。图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为 能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的 能逐渐增加。 【答案】 动 弹性势 【详解】[1] 游戏者从最高点到A点时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。 [2] 从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大。 题型14 判断机械能是否发生变化 主要考查在动能和势能转化的过程中，机械能的大小是够发行变化。知道在有摩擦、阻力的情况下，机械能一般是减小的。 55．（2024·广东广州·二模）跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（　　） A．助跑阶段机械能不变 B．起跳时机械能为零 C．到达最高点时动能最大 D．经过最高点时重力势能最大 【答案】D 【详解】A．助跑阶段，运动员质量不变，速度增大，则动能变大，高度不变，则重力势能不变，所以机械能将增大，故A不符合题意； B．起跳时，运动员有速度，故运动员具有动能，所以其机械能不为零，故B不符合题意； C．在运动员上升的过程中，他的速度会逐渐减小，到达最高点时，竖直方向的速度是零，物体的速度不是最大，所以动能不是最大，故C不符合题意； D．经过最高点时，运动员的高度最大，故重力势能最大，故D符合题意。 故选D。 56．（23-24八年级下·山东泰安·期末）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动情况，长时间后滚摆停止上下运动。下列说法中（　　） ①滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 ②滚摆到最低点后转而上升，动能转化为重力势能 ③滚摆整个运动过程中，机械能守恒 ④滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 A．只有①②正确 B．只有③④正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 【答案】C 【详解】①．滚摆下降时，高度降低，重力势能减小，运动速度变大，动能增加，故①错误； ②．滚摆到最低点后又上升，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故②正确； ③．滚摆整个运动过程中，由于不断地克服摩擦力做功，消耗机械能，所以机械能不守恒，故③错误； ④．滚摆每次上升的高度逐渐减小，重力势能变小，说明滚摆的机械能减小，所以④正确。 综上所述，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 57．（2024·江苏南通·模拟预测）小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a，c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（　　） A．皮球由a到b时，动能逐渐增大 B．皮球在b点时的动能为零 C．皮球由c到d时，机械能一直不变 D．皮球在a、c两点时重力势能相等 【答案】D 【详解】A．皮球由a到b时，其质量不变，速度变慢，即动能变小，同时其高度增加，重力势能变大，故A错误； B．皮球在b点时，高度最高，竖直方向的速度为0，但水平方向的速度不为0，所以动能不为零，故B错误； C．皮球由c到d时，由于和空气、地面摩擦，损失掉一部分机械能，所以机械能减小，故C错误； D．皮球在a、c两点，质量不变，高度相同，因此重力势能相等，故D正确。 故选D。 58．（23-24九年级下·安徽合肥·阶段练习）蹦极是一项刺激的极限运动，如图所示是蹦极过程示意图，其中O点为起跳点，A点为弹性绳下端没有人的时候自然下垂的位置，B点为弹性绳对人的拉力和人的重力相等时的位置，C点是下落的最低点，若空气阻力和弹性绳重力忽略不计，在从O到C的过程中下列判断正确的是（　　） A．从O到A的过程中，相同时间内人的重力做功大小相同 B．从O到A的过程中，人的机械能守恒 C．从A到C的过程中，人的机械能守恒 D．从A到C的过程中，人的动能一直变大 【答案】B 【详解】A．从O到A的过程中，人做加速运动，所以相同时间内人通过的路程越来越大，则重力做功也越来越多，故A错误； B．不考虑空气阻力，从O到A的过程中，只有人的重力做功，故人的机械能守恒，故B正确； C．从A到C的过程中，人的机械能转化为弹性绳的弹性势能，且弹性绳的形变量一直变大，所以弹性绳的弹性势能一直变大，故人的机械能一直变小，故C错误； D．A到B的过程中，绳的弹力小于人的重力，合力向下，人的动能逐渐增大，B到C的过程中，绳的弹力大于人的重力，合力向上，人的动能逐渐减小，故D错误。 故选B。 59．（23-24八年级下·山东烟台·期末）抛出的小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两点的动能和重力势能如图所示，下列说法正确的是（　　） A．小球在A、B两点的动能相等 B．小球在运动过程中机械能不守恒 C．小球在A点的速度比在B点大 D．小球在A点的离地高度比在B点低 【答案】B 【详解】A．由图可知，小球在A点的动能小于B点的动能，故A错误； B．由图可知，小球在A点的动能等于其在B点的重力势能，A点的重力势能大于其在B点的动能，因此A点的机械能大于B点的机械能，因此小球在运动过程中机械能不守恒，故B正确； C．小球质量不变，在A点的动能小于B点的动能，则小球在A点的速度比在B点小，故C错误； D．小球质量不变，在A点的重力势能大于B点的重力势能，则小球在A点的离地高度比在B点高，故D错误。 故选B。 60．（23-24八年级下·湖北孝感·期末）如图所示，小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，则下列说法中正确的是（　　） A．a点小球的机械能最大 B．b点小球的速度最快 C．c点小球受力平衡 D．d点是小球能够到达的最大高度 【答案】B 【详解】A．小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放，不受摩擦力的作用，只受重力的作用，则小球机械能守恒，故A错误； B．b点高度最低，重力势能最小，则动能最大，速度最快，故B正确； C．整个过程中，小球只受重力作用，受力不平衡，故C错误； D．小球从O点由静止释放，且机械能守恒，则小球能够到达的最大高度和O点一样高，而d点的高度比O点高，故D错误。 故选B。 61．（23-24九年级下·湖北武汉·阶段练习）武汉大学牵头研制的“珞珈二号01星”随长征二号丙运载火箭以“一箭三星”的方式发射升空，成功入轨。如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景，如图乙所示是人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行的示意图（大气层处忽略阻力影响）。下列说法不正确的是（　　）    A．卫星在远地点的速度最小 B．卫星随火箭加速上升时机械能一直增太 C．图乙卫星在绕地球运行时，机械能守恒 D．图甲火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能 【答案】D 【详解】A．卫星从近地点向远地点运行时，质量不变，高度变大，势能增大，速度减小，动能减小，在远地点的速度最小，故A正确，不符合题意； B．卫星加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大，机械能增大，故B正确，不符合题意； C．太空中是真空，卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程中，不受空气阻力，机械能守恒，故C正确，不符合题意； D．卫星加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大；因卫星的动能与重力势能都增大，所以不是动能转化为重力势能，故D错误，符合题意。 故选D。 62．（23-24八年级下·吉林·期末）掷实心球是我市中考体育项目之一，掷出后的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力），则下列说法错误的是（    ） A．实心球从b处下落到d处的过程中，重力势能转化为动能 B．实心球在b处重力势能最大 C．实心球在a、b、c三处的机械能相等 D．实心球从地面d处滚动到e处的过程中，地面对实心球的支持力对实心球做了功 【答案】D 【详解】A．实心球从b处下落到d处的过程中，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，重力势能转化为动能，故A正确，A不符合题意； B．实心球在b处高度最大，重力势能最大，故B正确，B不符合题意； C．当实心球在空中运动时，不计空气阻力，那么机械能没有能量损失，因此a、b、c三点机械能相等，故C正确，C不符合题意； D．实心球从地面d处滚动到e处的过程中，地面对实心球的支持力竖直向上，实心球在支持力的方向没有移动距离，故地面对实心球的支持力对实心球没做功，故D错误，D符合题意。 故选D。 63．（23-24八年级下·山东临沂·期末）如图是自由式跳台滑雪场示意图，实线代表雪道，虚线是运动员运动的轨迹。运动员从A点起滑，最后停在D点，则运动员（    ） A．在A点时机械能最大 B．在C点时一切外力消失，停止运动 C．从A点到D点过程中重力势能一直减小 D．从B点运动到C点，重力势能转化为动能 【答案】A 【详解】A．运动员从A点起滑，最后停在D点，整个过程中都受到阻力的作用，都要克服阻力做功，机械能不守恒，且机械能一直减小，则在A点时机械能最大，故A正确； B．在C点时，运动员有向前运动的速度，一切外力消失，根据牛顿第一定律，运动员将保持匀速直线运动，故B错误； C．从A点到D点过程中，高度先降低后升高，然后再降低，则重力势能先减小后增大，然后再减小，故C错误； D．从B点运动到C点，若不计空气阻力，高度升高，速度减小，重力势能增大，动能减小，则动能转化为重力势能，故D错误。 故选A。 64．（23-24八年级下·山东济南·期末）杭州亚运会中国撑杆跳名将李玲打破赛会纪录夺冠赢得观众阵阵掌声。如图所示，运动员撑杆跳全过程可分为四个阶段：A→B阶段，助跑加速；B→C阶段，杆弯曲程度增大、人上升：C→D阶段，杆弯曲程度减小、人上升：D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计。下列说法不正确的是（　　） A．在A→B阶段人的动能逐渐增大 B．在B→C阶段杆的弹性势能增大 C．在C→D阶段人的重力势能增大 D．在D→E阶段中人的机械能减小 【答案】D 【详解】A．A→B助跑加速阶段，质量不变，速度增大，则动能增大，故A正确，不符合题意； B．B→C阶段，杆弯曲程度增大，杆的弹性势能与形变量有关，形变量变大，所以弹性势能增大，故B正确，不符合题意； C．C→D阶段，人的高度上升，质量不变，所以重力势能变大，故C正确，不符合题意； D．D→E阶段，人越过横杆后下落，整个过程空气阻力忽略不计，重力势能转化为动能，机械能守恒，故D错误，符合题意。 故选D。 65．（2024·山东德州·二模）小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v﹣t图像如图甲所示（忽略空气阻力）。（忽略空气阻力）。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时小王到最低点。则下列说法正确的是（　　） A．0～t3，小王的动能不断增大 B．0～t3，小王的重力势能不断减少 C．0～t1，小王的机械能不断增大 D．t1～t2，小王的机械能转化为绳的弹性势能，小王的速度逐渐变小 【答案】B 【详解】A．由题意可知t2时小王的速度达到最大值，t2~t3时间段内，小王向下运动速度变小，动能逐渐变小，故A错误； B．在0～t3时间段内，小王的质量不变，高度在逐渐减小，所以小王的重力势能不断减少，故B正确； C．在t1时，弹性绳处于自然伸直状态，则在0～t1时间段内，小王在向下运动过程中只存在动能和重力势能转化，不计空气阻力，则该过程中机械能守恒，故C错误； D．在t1时，弹性绳处于自然伸直状态，t1~t2，绳子的弹力逐渐增加但小于重力，小王一直在做加速运动，故D错误。 故选B。 题型15 探究动能和势能的大小跟哪些因素有关 主要考查控制变量法和转换法的使用，实验结论在实际应用中的使用。 66．（2024·广东东莞·一模）某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图所示。 (1)本实验是通过 来反映钢球动能大小的； (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择 两图进行实验分析； (3)实验为探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面 （选填“相同高度”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越 ； (4)实验小组的同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离大小（如表），小车在三个表面克服摩擦力做功 （选填“相等”或“不相等”），若水平面绝对光滑，小车将做 运动； 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 (5)小磊在探究“动能大小与速度的关系”时将实验装置改成如图丙所示，利用质量相同的铁球将弹簧压缩不同程度静止释放，撞击同一木块。该实验方案是否可行？答： 。理由是 。 A．铁球的质量相同，初速度不同 B．铁球的质量相同，初速度相同 C．铁球的质量不同，初速度不同 D．铁球的质量不同，初速度相同 【答案】(1)木块移动距离 (2)乙、丙 (3) 不同高度 大 (4) 相等 匀速直线 (5) 可行 A 【详解】（1）实验中，钢球的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以可通过木块移动的距离反映钢球动能的大小。 （2）要探究动能大小与质量的关系，应保持钢球的速度相同，改变其质量，为了保持速度相同，应让质量不同的钢球从同一斜面的同一高度静止释放。所以应选择乙、丙两图进行实验。 （3）[1][2]要探究动能大小与速度的关系，应保持钢球的质量相同，改变其速度，所以应让质量相同的钢球从同一斜面的不同高度静止滚下，则到达水平面时的速度不同；实验时，选择图甲和乙进行探究。乙中，钢球的高度更高，静止滚下到水平面的速度更大，撞击木块移动的距离更远，钢球的动能更大，所以可得：当质量一定时，钢球速度越大，动能越大。 （4）[1]根据控制变量法，探究阻力对物体运动的影响，除了阻力改变，其它因素应保持不变，所以小车从斜面滚下到水平面时的速度相同，具有的动能相同，小车最后都停下在斜面上，克服阻力做功，将所有的动能转化为内能，所以小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 [2]由表格信息可知，水平面越光滑，小车受到的阻力越小，速度减小得越慢，运动的距离越远，由此推理：若水平面绝对光滑，小车将做匀速直线运动。 （5）[1][2]将弹簧压缩到不同程度，弹簧所具有的弹性势能不同，弹簧恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能，撞击同一木块时，铁球的动能不同，而铁球的质量相同，速度不同，所以该方案可行。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 67．（21-22八年级下·云南昆明·期末）某同学在探究“物体的重力势能与哪些因素有关”时；选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，三个铝块m1、m2和m3（m1=m2＜m3）。他做了如下实验：将铁钉插入泡沫的相同深度，分别将三个铝块由空中静止释放撞击铁钉、铁钉进入泡沫深度如图所示。    （1）在这个实验中，铝块在下落的过程中，它的 能转化为动能，可以通过观察 来比较铝块重力势能的大小； （2）a、b两次实验可得到的结论是 ，比较 两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （3）铝块落在铁钉上不能立即停下，是因为铝块具有 ，铁钉最终停下来是因为受到 的作用。 【答案】 重力势能 铁钉进入泡沫的深度 铝块质量相同时，高度越大，铝块的重力势能越大 ac 惯性 阻力 【详解】（1）[1][2]铝块下落的过程中质量不变，高度变小，速度变大，重力势能转化为动能，我们是通过观察比较铁钉插入泡沫的深度来间接比较铝块重力势能的大小，这是转换法的应用。 （2）[3]a、b中，铝块的质量相同，高度不同，铁钉进入泡沫深度不同，所以，可得到的结论：在质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大。 [4]根据控制变量法可知，比较a、c两次实验的情况，说明铝块高度相同时，质量越大，铝块的重力势能越大。 （3）[5][6]因为铝块具有惯性，所以，铝块落在铁钉上不能立即停下；铁钉最终停下来是因为受到阻力的作用。 68．（2024八年级下·全国·专题练习）为了探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系”，小明用图示装置进行实验，B处为弹簧的原长位置。在水平桌面上，压缩弹簧后由静止释放小球，使小球撞击同一纸盒，并与纸盒一起向右滑行。撞击前纸盒均位于B点右侧同一位置； （1）小明每次应将弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小； （2）每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功 （选填“相同”或“不同”）； （3）图示实验中，将小球自A处由静止释放，最终小球和纸盒一起静止于C处。此过程中小球动能最大的位置在 （选 填“AB之间”“B点”或“BC之间）。 【答案】 不同 不同 B点 【详解】[1]要探究弹性势能的大小与物体的弹性形变大小的关系，应控制小球的质量相同，改变弹簧的弹性形变大小，故小明每次应将弹簧压缩不同的长度，再释放小球，通过比较各次实验中纸盒移动的距离，从而判断弹簧弹性势能的大小。 [2]每次实验中，小球和纸盒克服摩擦力做功W=Fs，由于纸盒移动的距离s不同，故克服摩擦力做功不同。 [3]小球在AB段，弹簧逐渐恢复原状，弹性势能转化为动能，小球速度逐渐增大，动能逐渐增大；在BC段，小球压缩纸盒，动能转化为纸盒的弹性势能，小球速度逐渐减小，动能逐渐减小，故小球在AB段动能逐渐增大，在BC段动能逐渐减小，故小球动能最大的位置在B点。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$