功与简单机械综合练习-2024-2025学年九年级上册科学（浙教版）

功与简单机械综合练习 一、选择题 1．搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，用时40s。下列说法正确的是（    ） A．克服物体重力做功5000J B．推力做功的功率为50W C．斜面的机械效率为80% D．物体受到斜面的摩擦力为500N 2．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置.压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动（已知AO=OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是 （　　） A．弹簧的弹性势能先增加后减小 B．小球在O点左侧速度达到最大 C．小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等 D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 3．中国空间站绕地球飞行轨迹属于椭圆形轨道，近地点离地面约300km，远地点离地面约350km。下列关于空间站的说法正确的是（　　） A．近地点动能最小 B．从远地点运行到近地点，势能增大 C．从近地点运行到远地点，动能转化为势能 D．空间站在飞行过程中，没有动能和势能的转化 4．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力。仅有动能和势能互相转化，则（　　） A．小球在B处的机械能等于在C处的机械能 B．小球在D处的机械能大于在A处的机械能 C．小球在B处的动能小于在C处的动能 D．小球在A处的动能等于在D处的动能 5．如图所示，小明重500N，他用手托着一个重为5N的篮球乘坐厢式电梯，电梯匀速上升了10m。对厢式电梯上升过程中的下列说法，正确的是（　　） A．篮球的机械能保持不变 B．厢式电梯的动能保持不变 C．小明的动能转化为重力势能 D．小明的动能等于篮球的动能 6．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列判断正确的是（    ） A．时，物体处于静止状态，摩擦力是0 B．0~2s时，拉力做功6J C．4s~6s内，拉力F做的功是20J D．4s~6s内，拉力F做功的功率是8W 7．如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（　　） A．5s内拉力F所做功的大小是5J B．2s 内绳子自由端移动的距离是0.8m C．拉力F的功率是1W D．物体A受到水平地面的摩擦力大小是 12N 8．小明用如图所示的滑轮组将一重200N的装有水的桶在10s内匀速提升6m，该过程中滑轮组的机械效率为60%。下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动速度为1.2m/s B．小明所用拉力的功率为120W C．10s内，滑轮组做的额外功为800J D．若提升过程中，有部分水洒出，滑轮组的机械效率将变小 9．如图所示，滑轮组悬挂在水平支架上，某人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升，物体A重480N，作用在绳自由端的拉力是250N，两个滑轮质量相等，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．绳自由端拉力的功率是25W B．10s内滑轮组对物体A做功500J C．支架对定滑轮的拉力为500N D．当提升重为780N的物体B时，滑轮组的机械效率为97.5% 10．利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。电磁起重机的主要部分是电磁铁。接通电流，电磁铁便把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。当电磁起重机托着质量为100kg的货物，在5s内沿着水平方向行驶10m；接着在10s内把货物匀速竖直提升1m，下列说法正确的是（    ） A．电磁起重机水平行驶过程中，货物的重力做功为1×104J B．电磁起重机提升货物过程中，克服货物的重力做功为1×103J C．电磁起重机水平行驶过程中，电磁起重机的重力势能转化为货物的动能 D．电磁起重机提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能 11．如图所示，是中国古代的一种利用水流驱动的舂捣式加工粮食的机械——水碓。将水车放置在水流当中，水流带动水车转动，水车带动连通轴及其上的拨杆一起转动，拨杆旋转拨动木槌的一端，使木槌高高抬起，让木槌上下敲击，以此捣碎加工器皿中的粮食。下列有关说法正确的是（　　） A．拨杆将木槌抬起时，木槌相当于省力杠杆 B．木槌落下时，将动能转化为重力势能 C．米粒被捣碎，说明力可以改变物体运动状态 D．在连通轴与轴支架间加润滑油，可以减小摩擦力 12．某小球被水平抛出，其部分运动轨迹如图甲所示。小球在运动过程中经过M、N两点，对应甲图①②③点处的某两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．小球在①③位置机械能相等 B．小球在N点的重力势能为500J C．小球在M点的高度等于N点 D．N点可能在位置② 13．如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠（　　） A．通过d点时的动能比通过b点时大 B．钢珠在b点时重力势能最大 C.从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能 D.从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能 14．如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小孔，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小孔用竹签固定，如图乙为其截面图，制作好后如图丙所示。将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点，停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是（　　） A．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能 B．在滚动过程中，橡皮筋的弹性势能一直在变大 C．罐子向前滚出一段距离又滚回，这是由于罐子具有惯性 D．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 15．如图所示，体育课上，小明在老师的指导下进行爬杆训练。他以0.2m/s的速度匀速爬上3m高的竖直杆，又以0.5m/s的速度匀速下杆。已知小明的质量为60kg， 在本次爬杆训练过程 中，下列说法正确的是（　　）    A．上杆过程中小明的机械能不变 B．上杆过程中小明受到的摩擦力方向竖直向下 C．下杆过程中小明受到的摩擦力和上杆过程中的摩擦力相等 D．下杆过程中小明所受重力做功的功率为30W 16．已知物块的重力为15N，第一次在大小为10N的水平拉力F1作用下沿着水平面运动，如图1所示，物块在OP段的v﹣t图象如图2所示；第二次在大小为20N的拉力F2作用下沿着斜面向上运动，如图3所示，F2的方向始终沿着物块运动方向，物块在QR段的s﹣t图象如图4所示。下列说法符合题意的是（　　） A．F1在OP段做的功与F2在QR段做的功相同 B．F1在OP段做功的功率小于F2在QR段做功的功率 C．物体在QR段受力不平衡 D．OP段物块所受摩擦力为10N，QR段物体所受摩擦力为20N 17．如图，是掷实心球的场景，图中虚线表示球的运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A．图①②所示情景中该同学都对实心球做了功 B．球从A运动到B的过程中，手的推力对安心球做了功 C．实心球在B点处于平衡状态 D．实心球上升到F点时，如果所受的力全部消失，它将做匀速直线运动 18．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，弹簧原来在平衡位置。在车厢相互撞击时与力的作用下，下列说法正确的是（　　） A．弹簧1与弹簧2都被压缩，弹簧的弹性势能减小 B．弹簧1被压缩，弹簧2被拉长，两弹簧的弹性势能都增大 C．工作过程中，弹簧的弹性势能的增加是通过做功实现的 D．垫块的动能全部转化成弹簧的弹性势能 19．新华社北京6月25日电，嫦娥六号返回器于当日14时07分准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，实现世界首次月球背面采样返回。据悉，嫦娥六号返回器采用“半弹道跳跃式返回”方式，两次再入大气层实施气动减速（图中B点和F点），被形象地称为“太空打水漂”，轨迹如图所示。若忽略大气层以外空间（图中虚线以上空间）极其微小的阻力，关于图示的嫦娥六号返回器的返回过程，下列说法正确的是（　　） A．返回器从A到B过程中，机械能一直减小 B．返回器在B点的动能大于其在D点的动能 C．返回器从C到D的过程中，其重力不做功 D．返回器跳出大气层到最高点E时，其动能为零 20．如图所示，两个相同的玻璃管分别装有水和油。两个相同的金属小球从同一高度O处静止释放，下落到P处，小球在食用油中下落的时间更长。比较两小球从O处到P处的下落情况，则小球（　　） A．在水中重力做功多 B．在油中重力做功多 C．在水中重力的功率大 D．在油中重力的功率大 21．冬奥会上滑雪运动员从起点下滑，过程中先后经过M、S两点，她在这两点的动能和重力势能如图所示，则运动员（　　） A．在M点时她的动能为0.5J B．M点所在位置比S点的高 C．从M点运动到S点的过程中速度一直在变大 D．重力势能转化为动能，机械能不变 22．下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 二、计算题 23．电商和快递行业的发展给我们的购物带来了极大的方便。如图所示，一辆快递运输车在水平路面上沿直线匀速行驶，行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍，快递运输车（含驾驶员）空载时所受重力为，此时轮胎与地面的总接触面积为，求： (1)快递运输车空载行驶时发动机牵引力的大小； (2)快递运输车空载行驶时，对地面的压强； (3)当快递运输车装载的货物以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力做功的功率。 24．某起重机的滑轮组结构如图所示，某次工作中，起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，用时50s，滑轮组的机械效率为80%。求： (1)克服钢板重力做的功W有用； (2)提升过程所做的总功W总； (3)钢丝绳的拉力； (4)拉力做功的功率。 25．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，货物质量100kg。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，g=10N/kg。求： (1)货物放在水平地面上时，对地面的压强（已知受力面积为200cm2）； (2)推力做功的功率； (3)物体受到的摩擦力大小。 26．如图是《天工开物》中记载的我国古代的提水工具“辘轳”，在两个支架上摆放一根直的硬棒，支点为、。A端系一石块，B端装有轮轴，轮轴能绕着硬棒转动，悬吊空桶的绳索另一端绕过轮轴后系紧在轮轴上。若空桶质量为，底面积为，轮轴质量为，空桶和轮轴对硬棒的作用力视作施加在位置，点系上质量为的石块长为，长为，长为，硬棒及绳索质量忽略不计。 (1)若将空桶平放在水平地面，对地面的压强为多少？ (2)提水时为保证硬棒不翻转，桶中最多可装水多少 (3)若桶内水的质量为，人用时将桶匀速提升，此时辘沪提水的机械效率为，人做功的功率为多少？ 27．如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体以的速度拉至井口的装置图，已知井深12m，物体重，汽车重，汽车匀速拉绳子时的拉力，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，求： (1)将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？ (2)滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数） (3)汽车牵引力为多少，牵引力的功率为多少？ 28．如图所示，重为600N的工人将重800N的物体匀速提高2m。此过程中，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g=10N/kg。求： (1)提升重物做的有用功是多少？ (2)工人的拉力为多少？ (3)动滑轮的重力是多少？ (4)若要工人不被拉离地面，此滑轮组的最大机械效率是多少？ 29．如图甲是一张农家乐户外野餐桌，其结构简化图如图乙所示。小田坐在凳板上发生了倾倒。为究其原因，在爸爸的帮助下他进行了测试，将物体放在凳板C的中间处，逐渐增加物体的质量，当物体的质量达到时，餐桌的另一头刚好翘了起来。在此过程中，把野餐桌结构简图看作一个杠杆的模型，近似地认为A点为支点。测量AB间的距离为，CD间的距离为，野餐桌的重心O落在CD的中点上。 (1)不放物体时，野餐桌的重力是多少？ (2)若桌脚与地面的总接触面积为，不放物体时，野餐桌对地面的压强有多大？ (3)为防止倾倒，请提出一条可行的建议。 30．某市动物园新进了一头质量为5×103kg的泰国小象，四只脚掌着地总面积为0.05m2，运输过程中，工作人员利用电动起重机在4s内把小象匀速拉到2m高处的卡车上。求： (1)起重机拉起小象的速度为多少？ (2)小象四脚站立在水平地面时，对地面的压强是多少？ (3)若电动机的功率是5×104W，则这台起重机的机械效率是多少？ 31．如图所示，AOB为一轻质杠杆，AO长50cm且处于水平状态，OB长120cm且与水平台面成60°夹角。当作用在B处竖直向下的拉力F为150N时，棱长为20cm的正方体重物G对地面的压力为其重力的。求： (1)杠杆A处对细绳的拉力； (2)在B处不施加拉力时，重物对水平地面的压强； (3)使重物G离开地面时，作用在B处的最小作用力。 32．图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”，图乙是其等效图。若利用此“车梯”使100kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为400N，g取10N/kg。求： (1)使用“车梯”时做的额外功； (2)使用“车梯”时人做功的功率； (3)“车梯”的机械效率； (4)请你写出两种方法来提高“车梯”的机械效率。 33．如图所示，塔式起重机上的滑轮组在吊起重物时，钢丝绳的拉力F为1×103N，使重物在0.5min内匀速升高3m。该滑轮组所用的动滑轮重200N，在此过程中滑轮组的机械效率为80%。若不计钢丝绳的重力，求： （1）拉力F做的总功是多少？ （2）拉力F做功的功率是多大？ （3）滑轮组做的有用功是多少？ （4）吊起重物时克服滑轮摩擦做的功是多少？ 34．早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水。如图所示，辘轳由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成，某次取水时井绳拉着质量为10kg的水匀速上升4m，用时1min，水桶重为10N，该过程中，人克服井绳重力与摩擦阻力做的功为60J（取）。求此次取水的过程中： （1）人做的有用功； （2）辘轳的机械效率； （3）人做功的功率。 35．有一质量为1200kg，底面积是的物体先静置在水平地面上，然后用如图甲的起重车将物体匀速提升，图乙是起重机吊臂上的滑轮组的示意图，物体在10s内匀速上升了2.5m，滑轮组的机械效率为80%。（不考虑绳重，取）求： （1）物体静置时对水平地面的压强？ （2）滑轮组所做的有用功？ （3）拉力F的大小？ （4）拉力F的功率？ 36．某型号的垃圾收集车进入某小区收集垃圾。如甲图所示，在金属杆拉力作用下，垃圾桶先是被竖直提升至桶口与车厢顶部齐平，再绕着桶口处的一根轴线转动起来（轴线图中未画出），当转动到桶口朝下时，桶内垃圾便自动滑落到车厢内。乙图是人面向车头看到的配套使用垃圾桶的侧面示意图，它可以看成一个长方体，其高度为，底部是边长为的正方形。丙图是垃圾桶转动到水平位置时的示意图，此时点到金属杆的距离为。在该小区收集某次垃圾时，收集到的垃圾刚好装满了垃圾桶，且垃圾质量分布均匀，垃圾桶和垃圾的总质量为。丁图是全部垃圾刚好能滑落到车厢时，垃圾桶所处位置的示意图。若金属杆与其他附属结构的质量忽略不计，试分析回答：（） （1）若垃圾桶在丙图的位置静止时，则金属杆对垃圾桶的拉力是多少？ （2）当垃圾桶从乙图位置转动到丙图位置的过程中，金属杆拉力做功的功率为，则完成这个过程至少需要多少时间？ （3）若实际操作时，需要5秒钟才能把垃圾桶从乙图位置转动到丙图位置，则此过程中该机械的机械效率是多少？ 37．在杭州动物园内曾进行一场现代版“曹冲称象”，图甲为一位物理老师利用杠杆原理测量大象的质量，其简化为图乙，支点O为杠杆AD的中点，AD长为12m，OB长4cm，若大象的质量为3t，该老师的质量为60kg，g取10N/kg，忽略杠杆、铁笼的重力。 （1）如图乙所示，若人在支点O的左侧施加拉力，请在乙图中画出人施加的最小拉力； （2）计算人所施加的最小拉力为多少N？ （3）若人两只脚与地面的总接触面积为，人施加最小拉力时，人对地面的压强是多大？ 38．如图是挖井时从井中提升沙土的杠杆示意图。杠杆AB可以在竖直平面内绕固定点O转动，已知AB=120 cm，AO∶OB=2∶1，悬挂在A端的桶与沙土的总质量为10kg，悬挂在B端的配重所受重力为50N。求： （1）悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小； （2）当杠杆AB在水平位置平衡时，求竖直向下的拉力F的大小； （3）将配重取下并保持原来的拉力F的大小和方向都不变，若要使杠杆AB仍在水平位置平衡，应将O点向左移动多少距离? 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C A B D D B D B 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 D D D D C B D C B C 题号 21 22 答案 B A 1．C 【详解】A．克服物体重力做功为 故A错误； B．推力做的功为 推力做功的功率为 故B错误； C．斜面的机械效率为 故C正确； D．推力做的额外功为 物体受到斜面的摩擦力为 故D错误。 故选C。 2．D 【详解】A．小球从A位置运动到B位置的过程中，弹簧的压缩量先减小后增大。弹簧的弹性势能先减小后增大。故A错误； BC．到达点时，弹簧恢复原长，弹簧的弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球速度最大，小球的动能最大，故BC错误； D．水平台面光滑，且AO=OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确。 故选D。 3．C 【详解】空间站的质量不变，在远地点时高度最大，重力势能最大，在近地点速度最大，动能最大；从远地点运行到近地点时，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；从近地点运行到远地点时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；在飞行过程中，动能和重力势能不断相互转化，故C正确，ABD错误。 故选C。 4．A 【详解】AB．忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，小球的机械能守恒，小球在各处的机械能相等，故A符合题意，B不符合题意； C．小球在B处和C处的机械能相等，在B处高度较小，重力势能较小，则在B处动能较大，小球在B处的动能大于在C处的动能，故C不符合题意； D．小球在A处和D处的机械能相等，小球在A处和D处的高度不同，重力势能不相等，则球在A处和D处的动能也不相等，故D不符合题意。 故选A。 5．B 【详解】A．篮球在上升过程中高度增加，重力势能增加，机械能增加，故A错误； B．由于电梯匀速上升，说明电梯的速度不变，因此，在这个过程中电梯的动能保持不变，故B正确； C．小明的动能并没有变成重力势能，因为小明是随电梯上升的，速度不变，其动能不变，故C错误； D．篮球和小明速度相同，但是他们的质量不同，所以它们的动能不同，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】A．由乙图v-t图像可知，t=2s时，物体速度为零，处于静止状态，故物体受平衡力作用，受到的拉力和摩擦力大小相等，根据乙图F-t图像可知，物体所受拉力为1N，故摩擦力也为1N，故A错误； B．由乙图v-t图像可知，0~2s时，物体速度为零，处于静止状态，拉力不做功，即做功0J，故B错误； CD．4s~6s内，由乙图F-t图像可知，拉力为2N，由乙图v-t图像可知，物体移动的距离为 拉力做功为 拉力F做功的功率是 故C错误，D正确。 故选D。 7．D 【详解】A．由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，5s内物体移动的距离为 s物=vt=0.2m/s×5s=1m 绳子自由端移动的距离为 s=ns物=3×1m=3m 拉力F所做功的大小是 W总=Fs=5N×3m=15J 故A错误； B．2s 内物体移动的距离为 s′物=vt′=0.2m/s×2s=0.4m 绳子自由端移动的距离是 s′=ns′物=3×0.4m=1.2m 故B错误； C．拉力F的功率是 故C错误； D．拉力做的有用功为 物体A受到水平地面的摩擦力大小是 故D正确。 故选D。 8．B 【详解】A．由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为 根据可得，绳子自由端移动的速度为 故A正确，不符合题意； B．滑轮组所做的有用功为 根据可得，拉力所做的总功为 则小明所用拉力的功率为 故B错误，符合题意； C．10s内，滑轮组做的额外功为 故C正确，不符合题意； D．若提升过程中，有部分水洒出，则导致有用功减小，额外功基本不变，因此滑轮组的机械效率将变小，故D正确，不符合题意。 故选B。 9．D 【详解】A．由图可知，n=2， 物体A以0.1m/s的速度竖直匀速上升，所以绳自由端移动的速度是0.2m/s，则绳自由端拉力的功率为 故A错误； B．10s内滑轮组对物体A做的功为 故B错误； C．不计滑轮组的绳重和摩擦，动滑轮的重力为 两个滑轮质量相等，由可知，滑轮的重力相等，所以支架对定滑轮的拉力为 故C错误； D．当提升重为780N的物体B时，滑轮组的机械效率 故D正确。 故选D。 10．B 【详解】AC．电磁起重机水平行驶过程中，货物在重力的方向上没有移动的距离，所以货物重力对货物不做功；电磁起重机的重力势能不变，所以电磁起重机的重力势能也没有转化为货物的动能，故AC错误； B．电磁起重机提升货物过程中，由题意可得，克服货物重力所做的功为 故B正确； D．电磁起重机提升货物过程中，货物做匀速直线运动，质量不变，其速度大小不变，所以货物的动能不变，高度变大，重力势能增大，所以货物的动能没有转化为货物的重力势能，故D错误。 故选B。 11．D 【详解】A．由图可知木槌的动力臂小于阻力臂，木槌相当于费力杠杆，故A错误； B．木槌落下时，质量不变，高度降低，速度增大，将重力势能转化为动能，故B错误； C．粮食被捣碎，说明力可以改变物体的形状，故C错误； D．在水车与连通轴间加润滑油可以使接触面相分离，从而减小摩擦力，故D正确。 故选D。 12．D 【详解】A．由图可知，小球反弹的高度越来越低，所以机械能越来越小，小球在①位置机械能大于在③位置机械能，故A错误； B．小球在N点时的重力势能为 故B错误； C．由图乙可知，小球在M点的重力势能，在N点时的重力势能为，则小球在M、N点的重力势能不同，所以高度不同，故C错误； D．因为小球在M点的重力势能小于小球在N点的重力势能，所以小球在N点的高度大于在 M点的高度，①③处于同一高度，重力势能相同，所以N点可能在位置②，故D正确。 故选 D。 13．D 【详解】A．b、d两点，d点的重力势能大于b点的重力势能，所以d点的动能小于b点的动能，故A不符合题意； B．在a点时，小球所处位置最高，重力势能最大，故B不符合题意； C．从a点运动到b点的下落过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C不符合题意； D．从b点运动到c点的上升过程中，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故D符合题意。 故选D。 14．D 【详解】A．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故A错误； D．罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故D正确； BC．由D选项分析可知，罐子从A点滚动到D点的过程中，橡皮筋弹性势能一直增大，在D点时，罐子静止，此时橡皮筋弹性势能最大，然后罐子开始向回滚到，此时橡皮筋弹性势能转化为罐子的动能，橡皮筋的弹性势能减小，罐子向前滚出一段距离又滚回，是因为弹性势能转化为动能，不是因为惯性，故BC错误。 故选D。 15．C 【详解】A．上杆过程中，质量、速度不变，高度变大，则动能不变，重力势能变大，机械能变大，故A错误； B．小明匀速上杆过程中，受力平衡，即向上的摩擦力等于向下的重力，摩擦力的方向是竖直向上。故B错误； C．小明匀速上杆、下杆过程中，受力平衡，即向上的摩擦力等于向下的重力，重力不变，则两次的摩擦力相等，故C正确； D．小明的重力 G=mg=60kg×10N/kg=600N下杆过程中的功率为 P=Gv=600N×0.5m/s=300W 故D错误。 故选C。 16．B 【详解】AB．由图1和图2可知，OP段的速度为v=0.4m/s，运动的时间为t1=10s，运动的路程为 F1在OP段做的功为 功率为 由图3和图4可知，所用的时间t2=10s，QR段运动的路程s2=5m，F2在QR段所做的功为 则F2在QR段的功率为 故A不符合题意，B符合题意； CD．由图1和图2可知，物块在OP段和QR段都是做匀速直线运动，因此都是处于受力平衡状态，由图1分析可知物块在OP段的摩擦力等于10N，但是在斜面QR段的摩擦力是小于拉力20N的，故CD不符合题意。 故选B。 17．D 【详解】A．图①捡起球时克服重力做了功，图②球停在半空，物体在力的方向上没有通过的距离，所以对实心球没做功，故A错误； B．球从A运动到B的过程中，能继续向上运动是因为它具有惯性，没有受力，手的推力对实心球没做功，故B错误； C．实心球上升到最高点时受到竖直向下的重力的作用和向后的阻力的作用，二力的方向不是相反的，受到非平衡力，并不是处于平衡状态，故C错误； D．球上升到F点时，如果所受的力全部消失，由于球是运动的，则其运动状态不变，将做匀速直线运动，故D正确。 故选D。 18．C 【详解】AB．在车厢相互撞击时F1与F2力的作用下，两弹簧均被压缩，两弹簧的形变程度增大，弹性势能增大，故AB错误； C．在车厢相互撞击时，弹簧受到力的作用，弹簧的弹性势能的增加是通过做功实现的，故C正确； D．已知楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，因此垫块会克服摩擦做功，有部分机械能转化为内能，故D错误。 故选C。 19．B 【详解】A．由题意可知：返回器从A到B过程中，若忽略大气层以外空间（图中虚线以上空间）极其微小的阻力，返回器机械能守恒，总和不变，故A错误； B．返回器在大气层运动时受到空气阻力，要克服阻力做功，返回器自身机械能减少，即返回器在B点的机械能大于其在D点的机械能；因B、D两点高度相同，返回器重力势能相同，则由机械能的定义可知：返回器在B点的动能大于其在D点的动能，故B正确； C．返回器从C到D的过程中竖直向上运动，且该过程中始终受到竖直向下的重力，由做功的两个必要因素可知：返回器克服重力做功，故C错误； D．返回器跳出大气层到最高点时，在竖直方向上速度大小为零，但在水平方向上速度大小不为零，由动能的定义可知：返回器在最高点时其动能不为零，故D错误。 故选B。 20．C 【详解】AB．两个相同的金属小球从O处静止释放，下落到P处，则下落的高度相同，根据W=Gh=mgh可知小球在水和油中重力做功相同；故AB不符合题意； CD．已知小球在油中下落的时间更长，根据可知，小球在油中重力的功率小，在水中重力的功率大。故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 21．B 【详解】A．由图可知，在M点时她的动能约为 0.5×104J，故A错误； B．由图知道，在M点时她的重力势能较大，重力势能与质量和高度有关，她的质量不变，因此她在M点时是处于较高的位置，故B正确； C．由图可知M点的动能小于S点的动能，即M点的速度小于S点的速度，但是不知道从M到S的过程的细节，因此无法判断速度是否“一直变大”，也可能“先变小再变大”等等情况，故C错误； D．机械能是动能和重力势能之和，由图可知M点的机械能较大，故D错误。 故选B。 22．A 【详解】①一个物体能够做功，即具有对外对做的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它不一定不具有能量，故②不正确； ③一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故③不正确； ④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确； ⑤物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故⑥正确。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 23．(1)； (2)； (3) 【详解】（1）快递运输车空载行驶时做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，牵引力的大小为 （2）快递运输车空载行驶时，对地面的压强为 （3）当快递运输车装载的货物以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力大小为 牵引力做功的功率为 24．(1)3.6×105J (2)4.5×105J (3)1.125×104N (4) 【详解】（1）起重机将重为3.6×104N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上，克服钢板重力做的有用功为 （2）滑轮组的机械效率为80%，则提升过程所做的总功为 （3）如图，动滑轮上绕了4条绳，则绳子自由端移动的距离是钢板上升高度的4倍，所以钢丝绳的拉力为 （4）拉力做功的功率为 25．(1)50000Pa (2)400W (3)125N 【详解】（1）货物放在水平地面上时，对地面的压力为 货物放在水平地面上时，对地面的压强为 （2）推力做功为 推力做功的功率为 （3）利用斜面提升物体过程中克服物体重力做功为有用功，此过程中有用功为 此过程中克服斜面摩擦力所做的功为额外功，则额外功的大小为 W额=W﹣W有用=4000J﹣3000J=1000J 则斜面对物体的摩擦力大小为 26．(1)500Pa (2)85kg (3)125W 【详解】（1）空桶平放在水平地面，空桶对地面的压力等于空桶重力，为 对地面的压强为 （2）根据杠杆平衡原理可知，当石块的力臂越长，提起的水的质量越大，即当支点为O2时，杠杆平衡可表示为 代入数据可得 解得，若空桶质量为，轮轴质量为，则提起的水的质量为 （3）有用功的大小为 总功为 人做功的功率为 27．(1) (2) (3)， 【详解】（1）由图知道，承担物重绳子的股数是n=3，拉力端移动距离 汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功 （2）滑轮组对物体做的有用功 滑轮组的机械效率 （3）汽车受到的阻力 汽车做匀速直线运动，汽车的牵引力等于汽车受到的阻力加上对滑轮组的拉力 牵引力的功率 28．(1)1600J (2)500N (3)200N (4)83.3℅ 【详解】解：（1）提升重物做的有用功为 （2）滑轮组机械效率为80%，由可知 由图知，绳子股数为2，由知 （3）动滑轮的重力为 （4）工人能施加的最大拉力不能超过自身重力，即 则能拉起的重物的最大重力为 则最大机械效率为 答：（1）提升重物做的有用功为1600J。 （2）工人的拉力为500N。 （3）动滑轮的重力为200N。 （4）最大机械效率为83.3%。 29．(1)375N (2) (3)见解析 【详解】（1）物体对凳板C的压力为动力，大小为 动力臂为 阻力臂为 根据杠杆平衡条件，野餐桌的重力为 （2）不放物体时，野餐桌对地面的压强为 （3）在动力一定的情况下，根据杠杆平衡条件可知，可以通过增大阻力或增大阻力臂、减小动力臂的方式来防止餐桌倾倒，故针对此餐桌的改进建议有：增大餐桌自重，或增大AB间的距离，同时适当减小CD间的距离。 30．(1)0.5m/s (2) (3)50% 【详解】（1）起重机拉起小象的速度为 （2）小象四脚站立在水平地面时，对地面的压力为 则对地面的压强为 （3）电动机做的总功为 W总=Pt=5×104W×4s=2×105J 电动起重机对小象做的功为 W有用=Gh=5×104N×2m=1×105J 则这台起重机的机械效率为 31．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据图示可知，动力臂 阻力臂 动力；则根据杠杆平衡条件可知，A点受到的拉力为 由于物体间力的作用是相互的，A点受到的拉力为180N，则杠杆A处对细绳的拉力为 （2）物体G处于静止状态，受到竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，重物G对地面的压力等于支持力的大小，所以支持力为其重力的，所以可得 即 解得物体的重力为。在B处不施加拉力时，重物对地面的压力等于其重力，则重物对地面的压强为 （3）若使重物G离开地面，要使作用在B处的力最小，根据杠杆的平衡条件可知，动力臂应该最大，当OB作为动力臂时，动力臂是最大的，则有 即 解得。 32．(1)1200J (2)320W (3)62.5% (4)减小滑轮及绳重或增加提升物体的质量或减少轮轴处的摩擦 【详解】（1）使用“车梯”时做的有用功 由图乙知，n=4，绳子自由端移动的距离 使用“车梯”时人做功 使用“车梯”时做的额外功 （2）使用“车梯”时人做功功率 （3）“车梯”的机械效率 （4）提高“车梯”的机械效率可以增大有用功，即增加提升物体的质量；或减小额外功，即减小滑轮及绳重或减少轮轴处的摩擦。 33．（1）9000J；（2）300W；（3）7200J；（4）1200J 【详解】解：（1）由图可知，承担物重绳子的股数是n=3，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×3m=9m 拉力F做的总功 W总=Fs=1×103N×9m=9000J （2）拉力F做功的功率 （3）滑轮组做的有用功 W有=ηW总=80%×9000J=7200J （4）提升动滑轮所做的额外功为 W额1=G动h=200N×3m=600J 则吊起重物时克服滑轮摩擦做的功 W额=W总-W有- W额1=9000J-7200J-600J=1200J 答：（1）拉力F做的总功是9000J； （2）拉力F做功的功率是300W； （3）滑轮组做的有用功是7200J （4）吊起重物时克服滑轮摩擦做的功是1200J。 34．（1）400J；（2）80%；（3）8.3W 【详解】解：（1）人做的有用功为 （2）克服水桶的重力做得额外功 额外功 人做的总功 机械效率 （3）人做功的功率 答：（1）人做的有用功为400J； （2）辘轳的机械效率为80%； （3）人做功的功率为8.3W。 35．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】解：（1）物体的重力 物体静置时对水平地面的压强 （2）滑轮组做的有用功为 （3）由图可知，承担物重绳子的股数 滑轮组所做的总功为 根据可知，拉力F的大小为 （4）拉力的功率为 答：（1）物体静置时对水平地面的压强为； （2）滑轮组所做的有用功为； （3）拉力F的大小为； （4）拉力F的功率为。 36．（1）3000N；（2）4.5s；（3）90% 【详解】解：（1）垃圾桶的重力为 桶高a为120cm，在乙位置时，阻力臂为桶高的一半，即 根据杠杆平衡原理可知 即 解得。 （2）图乙中的a为120cm，则重心的位置在物体的中心上，则重心的高度为 图丙中的b为60cm，则重心的位置在物体的中心上，则重心的高度为 重心上升的高度为 克服重力所做的功为 所需的时间为 （3）若实际操作时，需要5s钟才能把垃圾桶从乙图位置转动到丙图位置，此时机械做的总功为 该机械的机械效率为 答：（1）金属杆对垃圾桶的拉力是3000N； （2）完成这个过程至少需要4.5s时间； （3）此过程中该机械的机械效率是90%。 37．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）连接杠杆中支点和动力作用点这两点所得到的线段最长，所以在A点应沿竖直向下的方向拉，人施加的最小拉力，如下图 （2）由杠杆平衡条件知道 由于 解得 （3）人受到向上的拉力等于人对杠杆的拉力 人受到地面的支持力 地面受到的压力与人受到的支持力是一对相互作用力，大小相等 地面受到的压强 答：（1）见解析； （2）计算人所施加的最小拉力为200N； （3）人对地面的压强是。 38．（1）100N；（2）150N；（3）8cm 【详解】解：（1）悬挂在A端的桶与沙土的总质量为10kg，则总重力 G=mg=10kg×10N/kg=100N （2）由题意知，AO∶OB=2∶1，则 AO=2OB，由杠杆平衡条件得 FA×AO=FB×OB 代入数据得 100N×2OB=(50N+F)×OB 解得：F=150N。 （3）设将O点向左移动到O'，由杠杆的平衡条件得 FA×AO'= F×OB' 代入数据得 100N×OA'=150N×(1.2m-OA')   解得 OA'=0.72m=72cm 则O点向左移动的距离 答：（1）悬挂在A端的桶与沙土的总重力大小为100N； （2）竖直向下的拉力F为150N； （3）应将O点向左移动8cm。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$