专题三 功和功率 机械能 简单机械 物体的内能综合【考点清单】-2024-2025学年九年级科学上学期期末考点大串讲（浙教版）

专题三 功和功率 机械能 简单机械 物体的内能综合 一、功 一、力学中的功 1.功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个必要因素 力学中所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有距离无力（不劳无功） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有力无距离（劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向垂直（垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 二、功的计算 1.功的计算公式 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，则功的计算公式为：W=Fs。 2.功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 二、功率 1.功率的定义式 （1）功率的定义式为（在t时间内的平均功率）。 （2）用公式计算功率的注意事项 ①解题时一定要弄清三个物理量的对应关系，功W一定是对应时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。 ②可以变形为W=Pt和，两变形式可分别用于求功和做功所用时间。 2.功率的单位 （1）根据功率的定义式可以推导出功率的单位。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的专用名称。 （2）功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。 3.功率计算的推导公式P=Fv （1）当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 （2）由P=Fv可知，当机车的输出功率P一定时，机车速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。 （3）应用P=Fv进行计算时，力的单位为N，速度的单位为m/s，这样计算出的功率的单位才是W。 （4）P=Fv在生活中的应用 某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 三、动能和势能 1.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 2.对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 3.能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 二、动能 物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 三、势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （3）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 四、机械能及其转化 1.机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 2.机械能守恒 （1）机械能守恒 大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 五、杠杆 一、杠杆 1.认识杠杆 一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的，也可以是弯的或其他形状，如图所示是生活中常见的几种杠杆。 撬棒 羊角锤 镊子 指甲刀 杠杆在使用中有力作用在杠杆上，因此，杠杆是受力物体，将力作用于杠杆的物体是施力物体。 2.杠杆五要素 五要素 物理含义及表示方法 图示 支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 动力 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示 阻力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l2”表示 二、杠杆平衡条件 1.杠杆平衡 当杠杆处于静止状态或匀速绕支点转动状态时，说明杠杆处于平衡状态。 2.杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示：F₁l₁=F₂l₂. 3.杠杆最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 在求解最小力问题时，我们不能受思维定式的影响，只想到F要作用在AO段，出现如图丙所示的错误。实际上，在讨论杠杆中的最小力问题时，如果力的作用点没有预先设定，可以在杠杆上任意处选择。 六、生活中的杠杆 1.杠杆的分类 根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆.不同的杠杆可以满足人们不同的需求. 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂的大小关系 力的大小关系 杠杆转动时力所移动距离的大小关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板 七、滑轮 一、定滑轮和动滑轮 1.认识定滑轮和动滑轮 （1）滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图所示。 （2）定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图所示。 2.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 作用分析 定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力 动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力 二、滑轮组 1.滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.滑轮组的组装 (1)确定绳子的段数 根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 (2)滑轮组的绕绳方法 滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 三、斜面 (1)如图所示，向车上装重物时常用木板搭成斜面，把重物推上车。斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离。 (2)特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因l>h，故F<G。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 八、机械效率 一、有用功、额外功各总功 1.有用功、额外功和总功 (1)有用功：在上面的实验中，无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功是必须要做的，叫做有用功，用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有=Gh。 (2)额外功：若用滑轮组提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功，用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功。 (3)总功：有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示。总功、有用功和额外功之间的关系为W总=W有+W额。 (4)总功、有用功、额外功的单位都是焦(J)。 二、机械效率 1.使用机械时额外功不可避免 使用机械做功时，额外功是不可避免的。由于额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此使用不同机械来对物体做功时，人们总是希望额外功越少越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示这一性能。 2.机械效率 定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示 公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示） 物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大 可变性 机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同 特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1 注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关 3.机械效率的计算 机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下： 装置图 计算公式 杠杆 滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时： 水平匀速拉动物体 斜面 （1）；（2） 4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 九、内能 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 (2)做功可以改变物体的内能 十、温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 十一、比热容和热量的计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式：Q放=cm (to-t)。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。 十二、热机 （一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。 （二）热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。 （三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。 （四）汽油机 (1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。 (2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 十三、燃料的热值 （一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。 （三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。 （四）热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 （五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。 （六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。 1. （2023秋•上城区期末）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能增大，机械能增大 C．重力势能增大，机械能不变 D．动能减少，机械能减少 【解答】解：跳水运动员向上运动过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变，故C正确，ABD错误。 故选：C。 2. （2023秋•义乌市校级期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同 D．人从A到B的过程中，人的重力势能和动能以及机械能都增加 【解答】解：A、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故A错误； B、人在B点时速度最快，此时弹力与人的重力相等，此时弹性绳对人还有弹力，则不是绳的原长位置，故B错误； C、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故C错误； D、从A到B的过程中，人的质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，所以机械能增大，故D正确。 故选：D。 3. （2023秋•鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　） A．箱子对水平地面的压强是2500Pa B．将箱拉高1m所做的有用功是500J C．上移过程中拉力做功的功率35W D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N 【解答】解：A.重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上，箱子对水平地面的压强p2500Pa；故A正确； BC.现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。有用功W有＝Gh＝500N×1m＝500J； 拉力做功W总＝Fs＝350N×2m＝700J； 拉力做功的功率P35W；故B、C正确； D.将该箱子匀速拉上平台做的额外功W额＝700J﹣500J＝200J；克服斜面摩擦做的功是额外功，W额＝fs，物体受到的摩擦力f100N；故D错误。 故选：D。 4. （2023秋•杭州期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．乙球受到的浮力为10N B．杠杆B端所受的拉力为100N C．乙球的重力为300N D．乙球的密度为2×103kg/m3 【解答】解：A、根据阿基米德原理，乙球浸没在水中受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3＝100N，故A错误； B、杠杆B端所受的拉力为F′，杠杆恰好水平平衡。根据杠杆的平衡条件：G甲×OA＝F′×OB；即F′200N，故B错误； C、杠杆B端所受的拉力为F′，根据物体间力的作用是相互的，则乙球受到杠杆B端的拉力大小也为F′，乙球浸没在水中时处于平衡状态，G乙＝F′+F浮＝200N+100N＝300N，故C正确； D、由C我们知道G乙＝300N，根据密度的公式：ρ乙3×103kg/m3，故D错误。 故选：C。 5. （2023秋•拱墅区期末）如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度 B．由图乙可知：比热容cA＞cB C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1 D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同 【解答】解：A、实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两杯水吸收的热量不同，根据图象知两杯水升高的温度不相同，故A错误； B、由题可知，甲、乙两容器中都是水，且状态相同，则两杯水的比热容相同，故B错误； C、根据图象乙知甲的温度升高快，说明吸热多，根据Q＝I2Rt知，在电流和通电时间相同时，甲的电阻大，根据P＝I2R知甲的功率大，即R2＜R1，P2＜P1，故C错误； D、由图乙可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，且两杯水的质量相同，根据Q吸＝cmΔt可知，它们吸收的热量相同，故D正确。 故选：D。 6. （2023秋•义乌市校级期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 （1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。 （2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。 （3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些 。 A.该密度秤的刻度不均匀 B.该密度秤的刻度左大右小 C.秤砣质量变小密度秤的精度变高 D.秤砣质量变大密度秤的量程变大 【解答】解：（1）已知OA＝5cm＝0.05m，OB＝10cm＝0.1m， 假设秤杆的重心到O点的距离为L，则有：G铁OA＝G秤杆L+G秤砣OB， 即0.2kg×10N/kg×0.05m＝G秤杆L+0.1kg×10N/kg×0.1cm， 解得：G秤杆L＝0，则可知秤杆的重心在O点处； 如图甲所示，铁块没有浸在任何液体中，即可视为其测量的液体密度为0，则此时秤砣所处的位置B点即为该密度秤的0刻度处； （2）当铁块浸没在液体中时，铁块排开液体的体积为V排＝V铁＝25cm3＝2.5×10﹣5m3； 秤砣移到了C处，则OC＝10cm﹣1.5cm＝8.5cm＝0.085m； 根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理有：（G铁﹣F浮）OA＝G秤砣OC， 即（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×10N/kg×0.085m， 解得：ρ液＝1.2×103kg/m3； （3）设秤砣到O点的距离为L′，液体的密度为ρ液′，液体所受的浮力为F浮′， 则有：（G铁﹣F浮′）OA＝G秤砣L′，即（0.2kg×10N/kg﹣ρ液′×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×10N/kg×L′， 解得：ρ液′＝8×103kg/m3﹣8×104kg/m4L′， 由此可知密度秤的刻度是均匀的，该密度秤的刻度左大右小，故A错误，B正确； 根据（G铁﹣F浮′）OA＝（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝G秤砣L′可知秤砣质量变小密度秤的精度变高，故C正确； 根据（G铁﹣F浮′）OA＝（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝G秤砣L′可知秤砣质量变大密度秤的量程变大，故D正确。 故答案为：（1）10。（2）1.2×103kg/m3；（3）BCD。 7. （2023秋•拱墅区期末）一块质量为2千克，温度为10℃的铁块加热到210℃，铁块吸收了多少热量？这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高多少？[c铁＝0.46×103J/（kg•℃），c砂石＝0.92×103J/（kg•℃）] 【解答】解： （1）Q铁吸＝c铁mΔt＝c铁m（t﹣t0） ＝0.46×103J/（kg•℃）×2kg×（210℃﹣10℃） ＝1.84×105J； （2）由题知：Q砂吸＝Q铁吸＝1.84×105J， 因为Q砂吸＝c砂石m′Δt′， Δt′10℃。 答：铁块吸收了1.84×105J的热量；这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高10℃。 1. （2023秋•鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．发射前，飞船重力势能为零 B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能 C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大 D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒 【解答】解：A、发射前，飞船有一定的高度，重力势能不为零，故A错误； B、火箭加速上升过程中，利用内能做功，燃料化学能转化内能，内能转化为火箭的动能和重力势能，没有全部转化为重力势能，故B错误； C、火箭加速上升过程中，飞船质量不变，速度增大，动能增大，故C正确； D、在整个发射过程中，火箭动能和重力势能都在增大，机械能不守恒，故D错误。 故选：C。 2. （2023秋•柯桥区期末）如图，甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛，乙以相同的速度v，与水平面成θ角向右上方抛出，有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能（不计空气阻力），说法正确的是（　　） A．动能：E甲＜E乙 B．动能：E甲＝E乙 C．重力势能：E甲＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙 【解答】解：（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同； 甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0， 所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E甲＜E乙，故A正确、B错误； （2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0； 不计空气阻力，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等， 甲小球的动能小于乙小球的动能， 所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故CD错误。 故选：A。 3. （2023秋•杭州期末）在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，相关数据的图象分别如图（1）、（2）所示。根据图像（空气阻力忽略不计），下列结论正确的是（　　） A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲车的功率小于乙车的功率 C．甲车牵引力大于乙车牵引力 D．甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力 【解答】解：A、由图象知，甲的速度为v甲5m/s，乙的速度为v乙＝3m/s， 已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能，故A正确。 BCD、甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，两车对地面的压力相等，接触面的粗糙程度相同，则两车受到的摩擦力相等，两车均做匀速直线运动，摩擦力和牵引力是一对平衡力，所以两车的牵引力相等；甲车的速度大于乙车的速度，根据PFv可知，甲车的功率大于乙车的功率，故BCD错误。 故选：A。 4. （2022秋•鄞州区期末）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2 C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2 【解答】解：∵AB＝BC， ∴根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2； ∵小球在自由下落时做加速运动， ∴根据t可知，小球在BC段运动的时间短， ∴物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。 故选：A。 5. （2022秋•瓯海区期末）面积很大的水池。水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止。如图甲。现用力F将木块匀速下压，运动时，F随木块底面深度H变化如图乙，则下列正确的是（　　） A．正方体木块的密度为水的 B．在木块匀速下沉过程中，F最大值是 C．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是 D．木块漂浮时，下表面受到水的压力为 【解答】解：（1）木块的体积V木＝a3， 由图可知，木块底面深度Ha时，压力F＝0，则浸没在水中的体积： V排＝a×aaa3， 由F浮＝ρgV排和F浮＝G＝mg＝ρVg可得： F浮＝ρ水gV排＝ρ木V木g，即ρ水ga3＝ρ木a3g， 解得：ρ木ρ水，故A错误； （2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等， 所以，木块完全浸没后的浮力： F浮′＝ρ水gV排′＝ρ水gV木ρ木gV木mg， 因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、压力， 所以，由力的平衡条件可得，手对木块的压力（最大压力）： F压＝F浮′﹣G木mg﹣mgmg，故B错误； （3）木块开始下沉到恰好浸没的过程中，由图可知物体重心下降a， 则重力对木块做功： W＝G木h＝mgamga，故C正确； （4）木块漂浮时， 因F浮＝F下﹣F上，且上表面受到的压力F上＝0， 所以，下表面受到水的压力： F下＝F浮＝G木＝mg，故D错误。 故选：C。 6. （2023秋•鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 【解答】解：AB.如图可知，G物＝400N，将物体竖直匀速提升1m，甲为省力动滑轮，n＝2，F甲200N；绳端通过的距离s＝2h＝2×1m＝2m；故 AB错误； CD.乙为费力动滑轮。n＝2，F乙＝2G＝2×200N＝400N；绳端通过的距离sh0.5m；故C错误，D正确。 故选：D。 7. （2023秋•义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 【解答】解： A、物体A上升的速度为：v0.2m/s，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F（G物+G动）（800N+200N）＝500N； 拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m， 拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J； 拉力做功功率：P200W，故C错误； D、动滑轮提升物体A的机械效率：η100%100%＝80%。 故选：D。 8. （2023秋•滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　） A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米 C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛 D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦 【解答】解： A、由图知，当用车梯提升重物时，部件①会随重物上升，所以其相当于滑轮组中的动滑轮，故A正确； B、由图知，承担重物绳子的段数n＝4，绳端移动距离：s＝nh＝4×4m＝16m，故B正确； C、不计摩擦和滑轮自重，提升物体时人对绳子的拉力：FG500N＝125N，故C错误； D、提升物体过程中人拉绳子做功：W＝Fs＝125N×16m＝2000J，故D正确。 故选：C。 9. （2023秋•德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（　　） A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛 【解答】解：铁球的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N； 由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如图所示： 由图知，球的重力方向竖直向下，力臂为LG，由图知：LG＝R； F的力臂等于杆的长度与球的直径之和，则LF＝R+2R＝3R； 根据杠杆的平衡条件可得：G•LG＝F•LF； 代入数据：12N×R＝F×3R， 解得F＝4N。 故选：B。 10. （2023秋•德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．拉力F做功功率为40瓦 B．滑轮移动的速度是0.5米/秒 C．物体A受到B的摩擦力是5牛 D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力 【解答】解：不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，用20N的力F沿水平方向拉滑轮，则每根绳子对滑轮的拉力为：F拉'10N， 物体B处于静止状态，物体B受到弹簧测力计水平向右的拉力和A对B水平向左的摩擦力，所以B所受的水平向左的摩擦力为：f＝F拉＝5N，因为物体间力的作用是相互的，所以B受到A水平向右的摩擦力也为5N，物体A向左匀速运动，水平面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉A'＝f+f地，则物体A受到地面水平向右的摩擦力为：f地＝F拉'﹣f＝10N﹣5N＝5N， 因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的一半，即滑轮移动的速度为：v0.5m/s， 拉力F做功功率为：：P＝Fv＝20N×0.5m/s＝10W， 故A错误，BCD正确。 故选：A。 11. （2023秋•慈溪市期末）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．物体的温度越高，所含的热量越多 D．只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变 【解答】解：A、任何物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰也有内能。故A错误。 B、冰是晶体，晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确； C、描述热量的术语只能用”吸收”或“放出“，不能用“具有、所含”，故C错误； D、内能的大小与物体的质量、状态和温度都有关系，所以单凭温度不变，不能确定物体的内能就不变，故D错误。 故选：B。 12. （2023秋•温州期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 【解答】解：由题意可知，甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，乙球内能增大，温度升高。 故选：A。 13. （2023秋•长兴县期末）能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。 材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 （选填“增大”或“减小”）。 （3）结合材料分析，以下观点正确的是 。（可多选） A．面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的 C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程 【解答】解：（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C； （2）通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。 （3）A．面对前人的观点要敢质疑，有自己的见解，故A正确； B．时间久远的理论是有科学价值的，故B错误； C．测量工具的发展有助于科学理论研究，故C正确； D．对科学的认识是不断修正完善的过程，故D正确。 故选ACD。 故答案为：（1）C；（2）增大；（3）ACD。 14. （2023秋•义乌市校级期末）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。 【小组讨论】 液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。 【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 （1）杆秤的工作原理是 。 【产品制作】 器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。 步骤： ①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。 ②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。 ③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）。 ④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。 （2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。 【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。 【产品升级】 （3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。 A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动 B．减小秤砣的质量 C．减少加入杯中的液体体积 D．换用更细的秤杆 （4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC＝10cm、OA＝5cm、OD＝55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。 【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理，即F1L1＝F2L2； （2）秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡； （3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确； B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，分度值更小，密度秤会更精确，故B正确； C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G砣×LA； 杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G砣×LB；联立两式可得G水； 杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点E处，水平位置平衡时，可得G液； ；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误； D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误； （4）杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度，此时m秤砣gLOA＝G桶LOC， 解得：G桶0.5N； 设该杆秤D点的密度为ρ，此时杠杆平衡，由杠杆的平衡条件得：（ρVg+G桶）LOD＝m秤砣gLOD， 代入数据得：（ρ×200×10﹣6m3×10N/kg+0.5N）×10cm＝100×10﹣3kg×10N/kg×55cm， 解得：ρ＝2.5×103kg/m3。 故答案为：（1）F1L1＝F2L2；（2）右；（3）AB；（4）2.5×103。 15. （2022秋•玉环市期末）汽车在平直公路上以最大速度匀速行驶，此时动力系统输出的有用功率P＝50千瓦，驾驶员发现前方有路口，且绿灯显示所剩时间不多，就立刻松开油门进行减速运动，汽车行驶了31.25米，正好停在路口，汽车在整个行驶过程中所受阻力均为2000牛，则： （1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是多大？ （2）上述过程中，汽车克服阻力做了多少功？ 【解答】解： （1）因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力， 所以，汽车受到的牵引力F＝f＝2000N， 由PFv可得汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度： v25m/s； （2）在减速过程中，克服阻力做的功： W＝fs＝2000N×31.25m＝6.25×104J。 答：（1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是25m/s； （2）上述过程中，汽车克服阻力做了6.25×104J的功。 16. （2022秋•衢江区校级期末）疫情期间推出的一款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力F随时间t的变化情况如图甲所示，消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图乙所示。 （1）机器人在运动过程中受到的阻力大小为 。 （2）求在3～5s内，牵引力做的功。 （3）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率。 【解答】解：（1）由图乙可知机器人在3～5s内做匀速直线运动，由图甲可知此过程中机器人的牵引力F＝200N， 由二力平衡条件可知，机器人受到的阻力：f＝F＝200N； （2）由图乙可知，3～5s内机器人做匀速直线运动，其速度大小为1.0m/s， 由v可知，机器人运动的距离：s＝vt＝1.0m/s×（5s﹣3s）＝2m， 则牵引力做功：W＝Fs＝200N×2m＝400J。 （3）该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率：P200W。 答：（1）200N； （2）在3～5s内，牵引力做功为400J； （3）该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率为200W。 17. （2023秋•绍兴期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成图乙的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小明的重心在A点。已知小明的体重为600N，OA长为1m，AB长为0.2m。 （1）此类杠杆属于 （选填“省力杠杆”或“费力杠杆”）。图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，则F1为多少牛？ 。 （2）图丙是小明手扶支架做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，支架对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。则F1 F2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 【解答】解：（1）做俯卧撑运动时，可以将人看成是一个杠杆，支点为O，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，由图可知，动力臂OB＝OA+OB＝1m+0.2m＝1.2m，阻力臂OA＝1m，则动力臂大于阻力臂，所以此时人相当于一个省力杠杆； 如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB， 由杠杆的平衡条件可得：F1LB＝GLA， 则：F1500N； （2）小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′， 由杠杆的平衡条件可得：F2LB′＝GLA′，由图可知LA′＜LA，LB′＝LB，因此F2＜F1，即F1＞F2。 故答案为：（1）省力杠杆；500N；（2）＞。 18. （2022秋•永康市期末）植树造林既可以优化生态环境，又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦，如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收，可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度？ [干泥土的比热容为0.8×103焦/（千克•℃）] 【解答】解：由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，干泥土升高到的温度：tt026℃＝29℃。 答：可使这些干泥土的温度升高到29℃。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题三 功和功率 机械能 简单机械 物体的内能综合 一、功 一、力学中的功 1.功的概念 如果有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。 2.做功的两个必要因素 力学中所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的 ，另一个是物体在这个力的方向上移动的 。这两者缺一不可。 3.三种不做功的情况 不做功的情况 图示 实例 分析 有 无 （不劳无功） 某同学踢足球，足球离开脚后在地面上滚动的过程中，该同学对足球没有力的作用，不做功 足球由于惯性移动一段距离，球滚动时踢足球的力不再对足球做功 有 无 （劳而无功） 同学搬石头，但没有搬动，她对石头没有做功 有力作用在物体上，但物体没有移动，即物体没有在力的方向上移动距离，力对物体没有做功 力与移动方向 （垂直无功） 滑板在水平方向上移动了一段距离，但在人的拉力方向上没有移动距离，拉力没有做功 物体受到了力的作图，也移动了一段距离，但移动的方向与力的方向垂直，即物体在力的方向上没有移动距离，则这个力对物体没有做功 二、功的计算 1.功的计算公式 功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即功=力×物体在力的方向上移动的距离。 若用W表示功，F表示力，s表示物体在力的方向上移动的距离，则功的计算公式为：W= 。 2.功的单位 在国际单位制中，力的单位是牛顿（N），距离单位是米（m），则功的单位是牛·米（N·m），它用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J，1J=1N·m。 1J的物理意义是1N的力的作用在物体上使其沿力的方向移动1m距离所做的功。 3.对做功的两种表述 （1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。 （2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为 做功。如克服重力做功：向上抛出某个物体时，重力方向向下，物体运动方向向上，对于该物体，我们一般说物体克服重力做功。 二、功率 1.功率的定义式 （1）功率的定义式为（在t时间内的平均功率）。 （2）用公式计算功率的注意事项 ①解题时一定要弄清三个物理量的对应关系，功W一定是对应时间t内完成的，这样算出来的功率才是时间t内的功率。 ②可以变形为W=Pt和，两变形式可分别用于求功和做功所用时间。 2.功率的单位 （1）根据功率的定义式可以推导出功率的单位。在国际单位制中，功的单位是焦耳（J）,时间单位是秒（s），则功率的单位是焦耳/秒（J/s）。为了纪念英国著名发明家瓦特，给功率单位一个专门的名称，叫做瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s。瓦特是焦耳每秒的专用名称。 （2）功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。 3.功率计算的推导公式P=Fv （1）当物体在力F作用下，以速度v沿力的方向做匀速直线运动时，力F做功的功率可以表示为，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积。 （2）由P=Fv可知，当机车的输出功率P一定时，机车速度v越小，机车发动机输出的牵引力F越大。 （3）应用P=Fv进行计算时，力的单位为N，速度的单位为m/s，这样计算出的功率的单位才是W。 （4）P=Fv在生活中的应用 某些阻力较大的情况下，当发动机输出功率不能改变时，人们常常通过降低速度来获得较大的牵引力。所以，当汽车要爬又长又陡的坡时，司机常换低挡位，以获得更大的牵引力从而顺利上坡。 三、动能和势能 1.能量的概念及单位 （1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 （2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。 2.对能的理解 （1）能量是表示物体做功本领的物理量。 （2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 3.能与功的区别与联系 区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量 具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量 联系 功是能量变化的量度 二、动能 物体由于 而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有 。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。 三、势能 1.重力势能 重力势能：在地球表面附近，物体由于受到 并处在 时所具有的能，叫做重力势能。 2.弹性势能 （1）弹性势能的定义：物体由于发生 而具有的 叫做弹性势能。 （2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。 （3）弹性势能的应用 弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。 四、机械能及其转化 1.机械能 （1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 2.机械能守恒 （1）机械能守恒 大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。 五、杠杆 一、杠杆 1.认识杠杆 一根硬棒，在 的作用下能绕着固定点O转动，这根硬棒就是杠杆。杠杆可以是直的，也可以是 或其他形状，如图所示是生活中常见的几种杠杆。 撬棒 羊角锤 镊子 指甲刀 杠杆在使用中有力作用在杠杆上，因此，杠杆是受力物体，将力作用于杠杆的物体是施力物体。 2.杠杆五要素 五要素 物理含义及表示方法 图示 支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示 动力 使杠杆转动的力，用“F1”表示 阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示 动力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示 阻力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l2”表示 二、杠杆平衡条件 1.杠杆平衡 当杠杆处于 或 时，说明杠杆处于平衡状态。 2.杠杆的平衡条件 杠杆的平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂。用字母表示： 3.杠杆最小力作图 要用最小的力使得杠杆AB在如图甲所示的位置平衡，根据杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂因为此时的阻力和阻力臂是固定的，所以只要此时的动力臂最大，则动力就最小。如图乙所示，当力的作用点在B点，且力垂直于OB，方向向上时，动力臂最大，动力最小。 在求解最小力问题时，我们不能受思维定式的影响，只想到F要作用在AO段，出现如图丙所示的错误。实际上，在讨论杠杆中的最小力问题时，如果力的作用点没有预先设定，可以在杠杆上任意处选择。 六、生活中的杠杆 1.杠杆的分类 根据动力臂与阻力臂的关系，可将杠杆分为三类——省力杠杆、费力杠杆、等臂杠杆.不同的杠杆可以满足人们不同的需求. 省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆 示意图 力臂的大小关系 力的大小关系 杠杆转动时力所移动距离的大小关系 动力F1移动的距离大于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离小于阻力F2移动的距离 动力F1移动的距离等于阻力F2移动的距离 特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离 应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板 七、滑轮 一、定滑轮和动滑轮 1.认识定滑轮和动滑轮 （1）滑轮：周边有槽，可绕中心轴转动的轮，如图所示。 （2）定滑轮和动滑轮：在实际使用时，根据轮的中心轴是否随物体移可分为定滑轮和动滑轮，即轴不随物体一起运动的滑轮叫定滑轮，如所示；轴随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，如图所示。 2.定滑轮和动滑轮的实质 种类 实质 示意图 作用分析 定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 如图所示，定滑轮两边的力的方向与轮相切，定滑轮的中心为杠杆的支点，动力臂和阻力臂相等,且都等于轮的半径r,所以使用定滑轮时不省力 动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 如图所示，重物的重力作用线通过滑轮中心轴，滑轮的“支点”位于绳与轮相切的点O,因此动力臂等于直径(2r),阻力臂等于半径r,动力臂是阻力臂的二倍，所以理论上动滑轮能省一半的力 二、滑轮组 1.滑轮组 定滑轮和动滑轮组合在一起的装置。使用滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。 2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法 在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。 3.滑轮组的组装 (1)确定绳子的段数 根据省力情况，用来求，或根据移动距离的关系，用来求。当n不是整数时，要采用只入不舍的“进一法”处理小数位。 (2)滑轮组的绕绳方法 滑轮组绕绳采用“奇动偶定”的原则.即当承重绳子的段数为奇数时，绳子的固定端在动滑轮上；当承重绳子的段数为偶数时，绳子的固定端在定滑轮上。 三、斜面 (1)如图所示，向车上装重物时常用木板搭成斜面，把重物推上车。斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离。 (2)特点：如图所示，设斜面长度为l，高为h，重物重力为G，在理想情况下，不考虑斜面摩擦，即斜面是光滑的，则沿斜面向上的推力(即斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一)，因l>h，故F<G。即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。 八、机械效率 一、有用功、额外功各总功 1.有用功、额外功和总功 (1)有用功：在上面的实验中，无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功是必须要做的，叫做有用功，用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有 。 (2)额外功：若用滑轮组提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功，用表示W额。额外功是对人们 。 (3)总功：有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用W总表示。总功、有用功和额外功之间的关系为W总= 。 (4)总功、有用功、额外功的单位都是焦(J)。 二、机械效率 1.使用机械时额外功不可避免 使用机械做功时，额外功是不可避免的。由于额外功是我们不需要的，它白白浪费能量，因此使用不同机械来对物体做功时，人们总是希望额外功越少越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示这一性能。 2.机械效率 定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示 公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示） 物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大 可变性 机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同 特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1 注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关 3.机械效率的计算 机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下： 装置图 计算公式 杠杆 滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时： 水平匀速拉动物体 斜面 （1）；（2） 4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 九、内能 （一）内能 (1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样,运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能 。 (2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。 (3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。 (4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能 ；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能 ；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 (2)做功可以改变物体的内能 十、温度、热量、内能之间的区别与联系 温度 热量 内能 定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少” 单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J) 联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低 十一、比热容和热量的计算 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质， 叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作 。 (2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是 。 (3)水的比热容的特点和应用：一定质量的水升高(或降低)一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点， 我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收(或放出)相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。 （二）热量的计算公式 (1)吸热公式： 。 式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，to表示物体加热前的温度,t表示物体加热后的温度,“t-to”表示升高的温度，有时可用△to表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△to (2)放热公式： 。 式中c、m的含义不变，to表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“to-t”表示降低的温度，有时可用△to表示，此时放热公式可写成Q放=cm△to (3)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，物体吸收或放出热量的多少由 这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。 Q吸与Q放公式中各物理量的单位：比热容C的单位是焦/(千克.℃),质量m的单位是千克，温度(t、t或△to)的单位是℃(摄氏度)，热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。 (4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。 十二、热机 （一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。 （二）热机的特点：通过做功把 转化为 。 （三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。 （四）汽油机 (1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。 (2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是 。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动 圈，对外做功 次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为 ，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 十三、燃料的热值 （一）定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示 （三）能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。 （四）热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 （五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。 （六）燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。 1. （2023秋•上城区期末）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（　　） A．动能不变，重力势能不变 B．动能增大，机械能增大 C．重力势能增大，机械能不变 D．动能减少，机械能减少 2. （2023秋•义乌市校级期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大 B．到达B点时，弹性绳处于原长位置 C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同 D．人从A到B的过程中，人的重力势能和动能以及机械能都增加 3. （2023秋•鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（　　） A．箱子对水平地面的压强是2500Pa B．将箱拉高1m所做的有用功是500J C．上移过程中拉力做功的功率35W D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N 4. （2023秋•杭州期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．乙球受到的浮力为10N B．杠杆B端所受的拉力为100N C．乙球的重力为300N D．乙球的密度为2×103kg/m3 5. （2023秋•拱墅区期末）如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度 B．由图乙可知：比热容cA＞cB C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1 D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同 6. （2023秋•义乌市校级期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。 （1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。 （2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。 （3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些 。 A.该密度秤的刻度不均匀 B.该密度秤的刻度左大右小 C.秤砣质量变小密度秤的精度变高 D.秤砣质量变大密度秤的量程变大 7. （2023秋•拱墅区期末）一块质量为2千克，温度为10℃的铁块加热到210℃，铁块吸收了多少热量？这些热量如果全部被质量为20千克的砂石吸收，则砂石的温度可升高多少？[c铁＝0.46×103J/（kg•℃），c砂石＝0.92×103J/（kg•℃）] 1. （2023秋•鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．发射前，飞船重力势能为零 B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能 C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大 D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒 2. （2023秋•柯桥区期末）如图，甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛，乙以相同的速度v，与水平面成θ角向右上方抛出，有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能（不计空气阻力），说法正确的是（　　） A．动能：E甲＜E乙 B．动能：E甲＝E乙 C．重力势能：E甲＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙 3. （2023秋•杭州期末）在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，相关数据的图象分别如图（1）、（2）所示。根据图像（空气阻力忽略不计），下列结论正确的是（　　） A．甲车的动能大于乙车的动能 B．甲车的功率小于乙车的功率 C．甲车牵引力大于乙车牵引力 D．甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力 4. （2022秋•鄞州区期末）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（　　） A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2 C．W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2 5. （2022秋•瓯海区期末）面积很大的水池。水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止。如图甲。现用力F将木块匀速下压，运动时，F随木块底面深度H变化如图乙，则下列正确的是（　　） A．正方体木块的密度为水的 B．在木块匀速下沉过程中，F最大值是 C．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是 D．木块漂浮时，下表面受到水的压力为 6. （2023秋•鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（　　） A．F甲＝400N，施力处向上移动2m B．F甲＝200N，施力处向上移动1m C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m 7. （2023秋•义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 8. （2023秋•滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（　　） A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮 B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米 C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛 D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦 9. （2023秋•德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（　　） A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛 10. （2023秋•德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（　　） A．拉力F做功功率为40瓦 B．滑轮移动的速度是0.5米/秒 C．物体A受到B的摩擦力是5牛 D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力 11. （2023秋•慈溪市期末）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　） A．0℃的冰没有内能 B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加 C．物体的温度越高，所含的热量越多 D．只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变 12. （2023秋•温州期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　） A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小 C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小 13. （2023秋•长兴县期末）能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。 材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 。 A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 （选填“增大”或“减小”）。 （3）结合材料分析，以下观点正确的是 。（可多选） A．面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的 C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程 14. （2023秋•义乌市校级期末）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。 【小组讨论】 液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。 【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。 （1）杆秤的工作原理是 。 【产品制作】 器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。 步骤： ①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。 ②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。 ③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）。 ④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。 （2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。 【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。 【产品升级】 （3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。 A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动 B．减小秤砣的质量 C．减少加入杯中的液体体积 D．换用更细的秤杆 （4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC＝10cm、OA＝5cm、OD＝55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。 15. （2022秋•玉环市期末）汽车在平直公路上以最大速度匀速行驶，此时动力系统输出的有用功率P＝50千瓦，驾驶员发现前方有路口，且绿灯显示所剩时间不多，就立刻松开油门进行减速运动，汽车行驶了31.25米，正好停在路口，汽车在整个行驶过程中所受阻力均为2000牛，则： （1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是多大？ （2）上述过程中，汽车克服阻力做了多少功？ 16. （2022秋•衢江区校级期末）疫情期间推出的一款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力F随时间t的变化情况如图甲所示，消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图乙所示。 （1）机器人在运动过程中受到的阻力大小为 。 （2）求在3～5s内，牵引力做的功。 （3）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率。 17. （2023秋•绍兴期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成图乙的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小明的重心在A点。已知小明的体重为600N，OA长为1m，AB长为0.2m。 （1）此类杠杆属于 （选填“省力杠杆”或“费力杠杆”）。图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，则F1为多少牛？ 。 （2）图丙是小明手扶支架做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，支架对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。则F1 F2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。 18. （2022秋•永康市期末）植树造林既可以优化生态环境，又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦，如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收，可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度？ [干泥土的比热容为0.8×103焦/（千克•℃）] 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！22 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$