第八章 简单机械 功和能 【B卷 专项卷】（重难训练55题十大考点）--2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（沪科版（五四学制）

2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（沪科版 五·四学制） 第八章 简单机械 功和能 （B卷•专项卷） 一．概念辨析（共7小题） 二．功的有关的常识或估算（共3小题） 三．功、功率、机械效率的简单计算与应用（共6小题） 四．杠杆、滑轮的简单计算与应用（共8小题） 五．机械能及其转化（共5小题） 六．比较大小、动态问题、图像题（共7小题） 七．滑轮与功、功率、机械效率综合填空题（共5小题） 八．作图题（共4小题） 九．计算题（共5小题） 十．实验题（共5小题） 一．概念辨析（共7小题） 1．下列选项中，不属于功的单位是（　　） A．焦 B．牛米 C．焦/秒 D．瓦·秒 2．如图所示的工具中，能省距离的是（　　） A．理发剪 B．起瓶器 C．核桃夹 D．老虎钳 3．如图下列所示工具中，属于费力杠杆的是（　　） A．动滑轮 B．订书机 C．羊角锤 D．镊子 4．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A． 背着书包水平行走 B． 用力搬起箱子 C． 用力推石头没有推动 D． 举着杠铃原地不动 5．关于功率，下列说法中不正确的是（　　） A．每秒做功越多，功率越大 B．汽车上坡时要减速，是为了增大牵引力 C．做功快的机械，功率一定大 D．功率小的机器做功一定少 6．下列物体中，只具有动能的是 ；只具有重力势能的是 ；只具有弹性势能的是 ；既具有动能又具有势能的是 。（均选填序号） ①水平地面上行驶的汽车     ②被拉长的橡皮筋     ③空中飞翔的鸽子 ④水平草地上滚动的足球     ⑤从斜坡上滚下的石头     ⑥矗立在山上的巨石 7．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（　　 ） A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功 B．机械做功越快，机械效率越高 C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．机械做功越多，机械效率越高 二．功的有关的常识或估算（共3小题） 8．一本物理课本从课桌桌面掉落到地面上，重力对课本所做的功约为（ 　　） A．0.015焦 B．0.15焦 C．1.5焦 D．15焦 9．一个中学生从教学楼一楼爬到三楼，克服重力所做的功最接近于（　　 ） A．300焦 B．3000焦 C．450焦 D．4500焦 10．把两只鸡蛋从地面拿到桌上，人对鸡蛋所做的功约为（　 　） A．1焦 B．10焦 C．100焦 D．200焦 三．功、功率、机械效率的简单计算与应用（共6小题） 11．在物理学中，把 内所做的功叫功率，功率是表示物体做功 的物理量。辽宁舰如图所示，它的动力主要来源于4台TV-12型蒸汽轮机，每台功率为瓦，其表示的物理意义是 。 12．以相同功率行驶的两辆汽车，匀速通过相同的距离所花的时间之比为2︰1，则两汽车牵引力做的功之比为（　　） A．2︰1 B．1︰2 C．1︰1 D．缺少条件，无法确定 13．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（　　） A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2 14．重为450N的物体在大小为150N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10m，所用时间为10s，摩擦力的大小为 N，拉力做的功是 J，拉力的功率为 W，重力做功为 焦。 15．一位学生背着书包从底楼匀速登上四楼（四楼地板离地10米），书包和人总重为600牛，则该同学做功 焦，如果耗时20秒，功率为 瓦；登上四楼后，他又耗时20秒在走廊上水平向前步行15米到达教室，请问后20秒内，重力做功 焦，功率为 瓦。 16．用20N的水桶到3m深的井中打一桶水，水重30N，不计绳重，则打一次水做的有用功是 J，机械效率是 ；若不慎将水桶落入井中，现打捞水桶，里面也带了同样多的水，则此时有用功是 J，机械效率是 。 四．杠杆、滑轮的简单计算与应用（共8小题） 17．杠杆的平衡状态是指杠杆处于 状态或 状态，如图是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），该杠杆的阻力臂为动力臂3倍，若受到的阻力为20牛，则当动力为 牛时，杠杆处于平衡状态。      18．如图所示，滑轮B是 滑轮（选填“动”或“定”），它的好处是 ，若不计滑轮的重力和摩擦，如果FA=FB=50N，则GA= N，GB= N。    19．如图所示，刻度均匀的轻质杠杆保持水平平衡，若作用在h点的弹簧测力计竖直向上拉，其示数为3牛，杠杆上还挂有一个重为1牛的钩码，则该钩码一定挂在杠杆的（　　） A．a点 B．e点 C．l点 D．i 20．如图甲所示，轻质杠杆OA保持在水平位置平衡（B为OA的中点），重物G=20牛，则F甲= 牛。若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置，如图乙所示，当杠杆仍保持水平平衡时，F乙= 牛。在图中，属于省力杠杆的是 （以下均选填“甲”或“乙”）。如果保持其它条件均不变，只改变拉力F甲或F乙的方向，则 图中的杠杆有可能转变为等臂杠杆。    21．如图所示，用同一个滑轮匀速提起同一重物M， 不计滑轮重力和摩擦，其中用力最小的是 （　　）    A．F₁ B．F₂ C．F₃ D．F₄ 22．如图所示，O为支点，B点挂一重物G，分别在A点施力F1、F2、F3，在C点施加力F4，若要使杠杆水平平衡，这四个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 23．如图所示利用弹簧测力计沿M方向拉动的杠杆是 （选填“省力”或“费力”）杠杆。若物体G的重力为3牛，则阻力臂为 米，在B点竖直向上的拉力大小 牛，若弹簧测力计从M位置倾斜到N位置，杠杆仍然平衡，则弹簧测力计的示数将会 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。    24．如图所示，小王同学利用定滑轮提升重为200牛的物体，若不计绳重和摩擦，当小王拉着绳子一端，从A点走到B点，他做功至少为（　　）    A．400焦 B．600焦 C．800焦 D．1000焦 五．机械能及其转化（共5小题） 25．下列过程中，由重力势能转化为动能的是（　　） A．苹果从树上下落 B．拉满弦的弓把箭射出 C．垫起的排球向上运动 D．平直轨道上出站的列车加速前进 26．在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加 C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小 27．如图所示，“天和”核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。不考虑空气阻力，则（　　） A．在远地点的势能最大、动能为零 B．在近地点的动能最大、势能为零 C．从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小 D．从近地点向远地点运动过程中，质量减小、重力减小 28．如图所示的单摆，摆球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．a到o过程中，重力势能转化为动能 B．a到o过程中，动能转化为重力势能 C．o到b过程中，重力势能转化为动能 D．b到a过程中，动能先变小后变大 29．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 .(选填序号)①保持不变②一直减小③先增大后减小④一直增大⑤先减小后增大    六．比较大小、动态问题、图像题（共7小题） 30．如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　） A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，甲的功率较大 31．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 32．如图所示，在A点先后施加了作用力F1、F2、F3，杠杆都平衡，则（　　） A．力F1最小 B．力F2最小 C．力F3最小 D．三个力一样大 33．如图所示，一个物体由A点落下，速度越来越快，相继经过B、C两点，且AB＝BC。物体在AB段和BC段重力做的功分别为W1和W2，做功的功率分别为P1和P2。则（　　） A．W1＝W2，P1＜P2 B．W1＞W2，P1＝P2 C．W1＞W2，P1＜P2 D．W1＝W2，P1＞P2 34．如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点。这时有两只质量不等的大肚皮蚂蚁在图示A、B位置，麦秸秆恰好在水平位置平衡。若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，则麦秸秆（　　） A．仍在水平位置平衡 B．不能平衡，右端下降 C．不能平衡，左端下降 D．条件不足，无法判断 35．质量相同的甲、乙两物体，用竖直向上的力使它们上升相同的高度，两物体运动的s-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．两物体运动的速度大小v甲<v乙 B．两物体所受的拉力大小F甲>Fz C．两次拉力所做的功W甲>W乙 D．两次拉力做功的功率P甲>P乙 36．质量为60kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1分钟内跳绳的次数为 次，克服重力做功的平均功率为 W。 七．滑轮与功、功率、机械效率综合填空题（共5小题） 37．小明用如图所示的动滑轮提起重140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），此时动滑轮的机械效率为 %；如果向水桶内再加入40N的水，该动滑轮的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 38．如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，F1的大小为 牛，A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比为 ，若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为 。 39．如图所示的滑轮为 滑轮（选填“定”或“动”），若滑轮重和摩擦均不计，用大小为10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为 牛，若在4秒内拉力F做的功为80焦，则拉力做功的功率为 瓦，物体A移动的速度为 米/秒。    40．如图所示的两个滑轮，其中滑轮A是 滑轮。物体A和B所受的重力都为100牛，不考虑滑轮重力，当用力分别匀速提起物体A和B时，则力为 牛。若物体B被匀速提高了2米，则力所做的功为 焦，提升过程中，物体B的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。    41．如图所示，拉力和分别经过滑轮A和B使重为10牛的同一物体沿水平方向做匀速直线运动，若物体与水平面间的滑动摩擦力大小为5牛，则的大小为 牛。的大小为 牛，如果的作用点的运动速度为2米/秒，则物体的运动速度为 米/秒。（不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦）    八．作图题（共4小题） 42．如图所示，杠杆OA在力、的作用下，处于静止状态，在图中画出力、的力臂、。 43．动滑轮的本质是杠杆，请在图中画出杠杆的支点O和的力臂。 44．如图所示，杠杆在力Fl、F2的作用下处于静止，l2是力F2的力臂。请在图中画出力F1的力臂l1及力F2的示意图。 45．如图所示，轻质杠杆AB上悬挂一重物。为了使杠杆在图中位置静止，需要施加一个动力F1，请在杠杆上画出动力最小时F1的示意图。 九．计算题（共5小题） 46．杠杆平衡时，动力为10牛，动力臂为0.2米，阻力臂为0.1米，求阻力F2。 47．如图所示，在拉力F的作用下，重为200牛的物体A在5秒内匀速上升2米，不计摩擦。求： (1)拉力F的大小； (2)拉力F所做功W和功率P。 48．如图所示，工人用动滑轮将重为80N的物体匀速提升2m，拉力为50N，求此过程中： (1)有用功； (2)机械效率。 49．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求： (1)按甲方式拉动时，物体的速度； (2)若物体运动3秒，F甲所做的功； (3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。 50．如图所示，轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。AB=2BC=2CD=0.4米，D端挂有重物，现在A点施加一个竖直向下力F，使得杠杆保持水平平衡。求： （1）若重物重为30牛，杠杆AD以B点为支点在竖直平面内逆时针匀速转动，求此时在A点施加的力F1的大小。 （2）当力F较大时，杠杆会以B点为支点逆时针转动；当力F较小时，杠杆会以C点为支点顺时针转动。若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化，能使得杠杆保持水平平衡而不会转动，若F的最大变化量ΔF最大=12牛；重物重力为多少牛？ 十．实验题（共5小题） 51．为了研究运动物体对其他物体做功本领的强弱与哪些因素有关，如图所示，李四同学利用原长为l0的弹簧、光滑轨道等器材进行实验。他将不同物体从轨道的同一位置静止释放，如图（a）、（b）、（c）所示，使物体在水平面上以一定的速度冲向同一弹簧，弹簧压缩程度最大时，弹簧的长度分别为l1、l2、l3.（已知m甲<m乙=m丙，l0>l1>l2=l3）。 （1）图中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是 （选填“甲”、“乙”或“丙”），理由是 ； （2）比较图（b）和（c）实验过程及相关条件，可得出的初步结论是： ； （3）比较图（a）和（b）实验过程及相关条件，可得出的初步结论是： 。 52．如图所示，为了探究动能大小的影响因素。甲、乙、丙木板的粗糙程度相同，三次实验均让小球由静止沿光滑斜面滚下，所处高度h₁<h₂，小球撞击放在水平面上的木块，木块在水平面上移动一段距离后静止。 （1）实验中小球的动能大小是通过 来反映的； （2）比较甲、乙两次实验，可以探究小球的动能大小与 的关系； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB。为了实验安全，小东想在丙图实验中的水平木板上铺毛巾，再与乙图实验进行比较，你认为这样的做法 （选填“可行”或“不可行”）。 53．在“探究杠杆平衡的条件”实验中， （1）如图（a）所示，杠杆静止，这时应该调节右端的 向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，以便能直接从杠杆上读出 的数值； （2）如图（b）所示，挂上钩码后，杠杆静止，这时可以将杠杆右侧的钩码向 移动（选填“左”或“右”），使杠杆再次水平平衡； （3）如图（c）所示，在C点悬挂两个钩码，若在B点施加1牛的拉力，也能使杠杆处于水平平衡，则每个钩码的重力为 N（选填“0.5”、“1”或“2”）。 54．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小刚用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据见下表： 序号 钩码重G/N 物体上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% ① 1 0.1 0.80 0.2 62.5 ② 2 0.1 1.35 0.2 ③ 3 0.1 1.95 0.2 (1)实验中要 拉动弹簧测力计。 (2)分析表中数据可知：仅增加被提升物体的重力，拉力所做的额外功 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），动滑轮的机械效率 ．该实验中小刚所用动滑轮的重力一定小于 N。 (3)实验序号①中，若用手竖直向上提弹簧测力计使钩码处于静止状态时，读出拉力数值来计算机械效率，则结果将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 55．为了研究拉力做功的快慢，某同学设计了如下的实验进行研究。他把不同质量的物体匀速提升不同的高度，同时测出所用的时间，记录的实验数据如下表所示。已知表一实验拉力做功最快，表三实验拉力做功最慢。每一表格所示实验做功快慢相同。 表一 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 1 25 0.8 20 2 2 60 0.5 30 3 3 200 0.2 40 4 表二 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 4 50 0.2 10 2 5 80 0.25 20 4 6 100 0.3 30 6 表三 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 7 10 0.5 5 2 8 40 0.25 10 4 9 100 0.2 20 8 （1）分析比较实验次数 ，可得出的初步结论是：在时间相同的情况下，拉力所做的功越多，做功就越快。 （2）分析比较实验次数1和5和9（或2和6，或4和8），可得出的初步结论是： 。 （3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 （a）分析比较表一、表二或表三中的数据及所给已知条件，可初步得出： 。 （b）分析比较表一、表二和表三中的数据及所给已知条件，可初步得出： 。 （c）因此我们引入了 这个物理量来表示物体做功快慢。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 一 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年八年级物理下册单元测试卷（沪科版 五·四学制） 第八章 简单机械 功和能 （B卷•专项卷） 一．概念辨析（共7小题） 二．功的有关的常识或估算（共3小题） 三．功、功率、机械效率的简单计算与应用（共6小题） 四．杠杆、滑轮的简单计算与应用（共8小题） 五．机械能及其转化（共5小题） 六．比较大小、动态问题、图像题（共7小题） 七．滑轮与功、功率、机械效率综合填空题（共5小题） 八．作图题（共4小题） 九．计算题（共5小题） 十．实验题（共5小题） 一．概念辨析（共7小题） 1．下列选项中，不属于功的单位是（　　） A．焦 B．牛米 C．焦/秒 D．瓦·秒 【答案】C 【详解】A．为了纪念焦耳对热学的贡献，用焦耳的名字命名的功的单位，简称焦，故A不符合题意； B．由W=Fs可知，牛为力的单位，米为距离的单位，所以牛米为功的组合单位，故B不符合题意； C．由可知，焦为功的单位，秒为时间单位，所以焦/秒是功率的单位，故C符合题意； D．由W=Pt可知，瓦为功率的单位，秒为时间单位，所以瓦·秒是功的组合单位，故D不符合题意。 故选C。 2．如图所示的工具中，能省距离的是（　　） A．理发剪 B．起瓶器 C．核桃夹 D．老虎钳 【答案】A 【详解】A．理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故A正确； B．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故B错误； C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故C错误； D．老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故D错误。 故选A。 3．如图下列所示工具中，属于费力杠杆的是（　　） A．动滑轮 B．订书机 C．羊角锤 D．镊子 【答案】D 【详解】A．图中动滑轮剩与滑轮接触左侧的一点为支点，滑轮垂直于绳的半径为阻力臂，垂直于绳的直径为动力臂，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故A不符合题意； B．订书机左侧固定的一点为支点，向下的压力为动力，订书针的位置所受的力为阻力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故B不符合题意； C．羊角锤与桌面接触的点为支点，手的拉力为动力，钉子对羊角锤的力为阻力，可知动力臂大于阻力臂，为省力杠杆，故C不符合题意。 D．镊子上端连接的位置为支点，手对镊子的力为动力，物体对镊子的力为阻力，可知动力臂小于阻力臂，为费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 4．如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（　　） A． 背着书包水平行走 B． 用力搬起箱子 C． 用力推石头没有推动 D． 举着杠铃原地不动 【答案】B 【详解】A．中学生背着书包水平行走，人给书包一个向上的力，但书包向上没有移动距离，则人对书包没有做功，故A不符合题意； B．用力搬起箱子，人给箱子一个向上的力，箱子向上移动了距离，所以人对箱子做了功，故B符合题意； C．用力推石头没有推动，人给石头一个力的作用，石头没有在力的方向上通过一定的距离，所以人推石头没有做功，故C不符合题意； D．运动员举着杠铃原地不动，运动员给杠铃一个向上的力，但杠铃向上没有移动距离，则运动员对杠铃没有做功，故D不符合题意。 故选B。 5．关于功率，下列说法中不正确的是（　　） A．每秒做功越多，功率越大 B．汽车上坡时要减速，是为了增大牵引力 C．做功快的机械，功率一定大 D．功率小的机器做功一定少 【答案】D 【详解】A．根据可知，在单位时间内做功越多，功率越大，故A正确，A不符合题意； B．当发动机功率不变时，根据可知，汽车上坡时要减速，从而增大牵引力，故B正确，B不符合题意； C．功率是表示做功的快慢的物理量，做功快的机械功率一定大，故C正确，C不符合题意； D．功率表示做功的快慢，有时间范围的因素；功率小的机器做功慢，但不一定做功少，故D错误，D符合题意。 故选D。 6．下列物体中，只具有动能的是 ；只具有重力势能的是 ；只具有弹性势能的是 ；既具有动能又具有势能的是 。（均选填序号） ①水平地面上行驶的汽车     ②被拉长的橡皮筋     ③空中飞翔的鸽子 ④水平草地上滚动的足球     ⑤从斜坡上滚下的石头     ⑥矗立在山上的巨石 【答案】 ①④ ⑥ ② ③⑤ 【详解】[1]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。①水平地面上行驶的汽车具有速度，即具有动能；④水平草地上滚动的足球，具有速度，即具有动能，因此只具有动能的是①④。 [2]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。⑥矗立在山上的巨石具有一定高度，即具有重力势能，因此只具有重力势能的是⑥。 [3]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。②被拉长的橡皮筋发生了弹性形变，即具有弹性势能，因此只具有弹性势能的是②。 [4]动能是指物体由于运动而具有的能；重力势能是指物体处于某一高度时所具有的势能；弹性势能是指物体由于发生弹性形变而具有的势能。③空中飞翔的鸽子具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能；⑤从斜坡上滚下的石头具有速度又具有一定高度，所以具有动能和重力势能，因此既具有动能又具有势能的是③⑤。 7．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（　　） A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功 B．机械做功越快，机械效率越高 C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功 D．机械做功越多，机械效率越高 【答案】C 【详解】AC．使用机械有时是为了省力，有时是为了省距离，有时是为了改变力的方向，但都不能省功，故A错误，C正确； BD．由于机械效率是指有用功所占总功的比例，与做功快慢和做功多少无关，故BD错误。 故选C。 二．功的有关的常识或估算（共3小题） 8．一本物理课本从课桌桌面掉落到地面上，重力对课本所做的功约为（　　） A．0.015焦 B．0.15焦 C．1.5焦 D．15焦 【答案】C 【详解】一本物理书的重力约G=2N，课桌高度在h=0.75m左右，将一本物理课本从课桌面掉到地面，重力所做的功约为 W=Gh=2N×0.75m=1.5J 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 9．一个中学生从教学楼一楼爬到三楼，克服重力所做的功最接近于（　　） A．300焦 B．3000焦 C．450焦 D．4500焦 【答案】B 【详解】一个中学生的体重约为G=500N，三楼的高度 h=2×3m=6m 该同学从教学楼一楼爬到三楼克服重力所做的功为 W=Gh=500N×6m=3000J 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 10．把两只鸡蛋从地面拿到桌上，人对鸡蛋所做的功约为（　　） A．1焦 B．10焦 C．100焦 D．200焦 【答案】A 【详解】托举两个鸡蛋的力约1N，课桌的高度大约1m，把两只鸡蛋从地面拿到桌上，人对鸡蛋所做的功约为1J，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 三．功、功率、机械效率的简单计算与应用（共6小题） 11．在物理学中，把 内所做的功叫功率，功率是表示物体做功 的物理量。辽宁舰如图所示，它的动力主要来源于4台TV-12型蒸汽轮机，每台功率为瓦，其表示的物理意义是 。 【答案】 单位时间 快慢 见解析 【详解】[1]物理学中，把做的功与做功所用时间之比做叫功率，即把单位时间内做的功叫做功率。 [2]功率是表示物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大。 [3]TV-12型蒸汽轮机在1s内做的功为。 12．以相同功率行驶的两辆汽车，匀速通过相同的距离所花的时间之比为2︰1，则两汽车牵引力做的功之比为（　　） A．2︰1 B．1︰2 C．1︰1 D．缺少条件，无法确定 【答案】A 【详解】以相同功率行驶的两辆汽车，功率之比为1︰1，则两汽车牵引力做的功之比为 故A符合题意；B、C、D不符合题意。 故选A。 13．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（　　） A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:2 【答案】B 【详解】由可得 则它们有用功之比为 故选B。 14．重为450N的物体在大小为150N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10m，所用时间为10s，摩擦力的大小为 N，拉力做的功是 J，拉力的功率为 W，重力做功为 焦。 【答案】 150 1500 150 0 【详解】[1]物体在大小为150N的水平拉力F作用下在水平方向上做匀速直线运动，拉力与摩擦力是一对平衡力，故 f=F=150N [2]拉力做的功 W=Fs=150N×10m=1500J [3]拉力做功的功率 [4]物体在水平方向移动，重力的方向竖直向下，物体在重力的方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。 15．一位学生背着书包从底楼匀速登上四楼（四楼地板离地10米），书包和人总重为600牛，则该同学做功 焦，如果耗时20秒，功率为 瓦；登上四楼后，他又耗时20秒在走廊上水平向前步行15米到达教室，请问后20秒内，重力做功 焦，功率为 瓦。 【答案】 6000 300 0 0 【详解】[1]从底楼匀速登上五楼，该学生做功为 [2]如果耗时20秒，功率为 [3][4]重力方向是竖直向下的，登上四楼后，步行15米（水平方向移动）到达教室，他没有沿重力方向移动，所以此时重力不做功，即重力做功为0J。根据可知，此时功率为0W。 16．用20N的水桶到3m深的井中打一桶水，水重30N，不计绳重，则打一次水做的有用功是 J，机械效率是 ；若不慎将水桶落入井中，现打捞水桶，里面也带了同样多的水，则此时有用功是 J，机械效率是 。 【答案】 90 60% 60 40% 【解析】略 四．杠杆、滑轮的简单计算与应用（共8小题） 17．杠杆的平衡状态是指杠杆处于 状态或 状态，如图是一个 杠杆（选填“省力”、“费力”或“等臂”），该杠杆的阻力臂为动力臂3倍，若受到的阻力为20牛，则当动力为 牛时，杠杆处于平衡状态。      【答案】 静止 匀速转动 费力 60 【详解】[1][2]杠杆的平衡状态是指杠杆在动力和阻力的作用下，处于静止状态或杠杆能绕支点匀速转动状态。 [3]图中镊子的支点在镊子的尾部，阻力在镊子的前端，动力在镊子的中部，所以阻力臂大于动力臂，所以该杠杆是费力杠杆。 [4]杠杆的阻力臂为动力臂3倍，若受到的阻力为20牛，由杠杆平衡条件 F1L1=F2L2 可得 F1=3F2=3×20N=60N 18．如图所示，滑轮B是 滑轮（选填“动”或“定”），它的好处是 ，若不计滑轮的重力和摩擦，如果FA=FB=50N，则GA= N，GB= N。    【答案】 定 可以改变力的方向 100 50 【详解】[1]如右图，滑轮B是固定在墙上，在拉动物体时，滑轮的位置不变，这是定滑轮。 [2]定滑轮等同于是一个等臂杠杆，不能省力，但是可以改变力的方向。 [3]如左图，这个滑轮是动滑轮，动滑轮可以省一半力；重物A由2条绳子共同作用力，每一条绳子上施加的拉力都是50N，所以合起来就是100N，故GA=100N。 [4]因为定滑轮不能省力，也不费力，只能改变力的方向，所以绳子的拉力等于物体的重力，FB=50N，则GB=50N。 19．如图所示，刻度均匀的轻质杠杆保持水平平衡，若作用在h点的弹簧测力计竖直向上拉，其示数为3牛，杠杆上还挂有一个重为1牛的钩码，则该钩码一定挂在杠杆的（　　） A．a点 B．e点 C．l点 D．i 【答案】C 【详解】若作用在h点的弹簧测力计竖直向上拉，其示数为3牛，杠杆上还挂有一个重为1牛的钩码，钩码对杠杠的拉力竖直向下，要使杠杠平衡，钩码应挂在杠杠右端。 从图中可以看出，h点在支点右边2格的位置，由杠杠平衡条件得，钩码应该挂在支点右端6格的位置，则该钩码一定挂在杠杆的l点，故C 符合题意，ABD 不符合题意。 故选C。 20．如图甲所示，轻质杠杆OA保持在水平位置平衡（B为OA的中点），重物G=20牛，则F甲= 牛。若将重物的悬挂点和拉力的作用点互换位置，如图乙所示，当杠杆仍保持水平平衡时，F乙= 牛。在图中，属于省力杠杆的是 （以下均选填“甲”或“乙”）。如果保持其它条件均不变，只改变拉力F甲或F乙的方向，则 图中的杠杆有可能转变为等臂杠杆。    【答案】 10 40 甲 甲 【详解】[1][2][3][4]图甲所示的杠杆动力为F甲，阻力为重物G，F甲的力臂为OA，G的力臂为OB，因为B是OA的中点所以动力臂等于阻力臂的2倍，由杠杆的平衡条件可知动力等于阻力的一半，即 F甲=     同理在图乙中，F乙的力臂为G的一半，可得 F乙=2G=20N×2=40N 由结果可知图甲为省力杠杆，图乙为费力杠杆；只改变拉力F甲或F乙的方向，即相当于减小力臂，只有原来动力臂大的杠杆才有可能变为等臂杠杆，即甲图的杠杆有可能转变为等臂杠杆。 21．如图所示，用同一个滑轮匀速提起同一重物M， 不计滑轮重力和摩擦，其中用力最小的是 （　　）    A．F₁ B．F₂ C．F₃ D．F₄ 【答案】B 【详解】定滑轮不省力，动滑轮能省一半的力，由图可知，拉力F1使用的是定滑轮，所以 F1=GM 拉力F2使用的是动滑轮，所以 拉力F3使用的是定滑轮，所以 F3=GM 拉力F4使用的是动滑轮，重物在绳子端，所以 F4=2GM 所以其中用力最小的是F2，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 22．如图所示，O为支点，B点挂一重物G，分别在A点施力F1、F2、F3，在C点施加力F4，若要使杠杆水平平衡，这四个力中最小的是（　　） A．F1 B．F2 C．F3 D．F4 【答案】B 【详解】由图可知，支点在中间，阻力方向向下， F4方向向上，故在C点施加力F4，不能使杠杆水平平衡。在A点的三个力，动力F2与OA垂直，则动力F2对应的动力臂就是OA，它是最长的动力臂；由杠杆平衡条件F111=F2l2可知，在阻力和阻力臂都一定的情况下，动力臂越长则动力越小；F2对应的动力臂最长，所以F2最小，故ACD错误，B正确。 故选B。 23．如图所示利用弹簧测力计沿M方向拉动的杠杆是 （选填“省力”或“费力”）杠杆。若物体G的重力为3牛，则阻力臂为 米，在B点竖直向上的拉力大小 牛，若弹簧测力计从M位置倾斜到N位置，杠杆仍然平衡，则弹簧测力计的示数将会 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。    【答案】 费力 0.6 4.5 大于 【详解】[1][2]根据图示可知，弹簧测力计沿M方向拉动杠杆时，动力臂为，阻力臂为 动力臂小于阻力臂为，为费力杠杆。 [3]根据杠杆的平衡条件得 解得 [4]若弹簧测力计从M位置倾斜到N位置，杠杆仍然平衡，根据力臂的定义可知，此时的动力臂变小了，阻力和阻力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，动力变大，即弹簧测力计的示数将会大于。 24．如图所示，小王同学利用定滑轮提升重为200牛的物体，若不计绳重和摩擦，当小王拉着绳子一端，从A点走到B点，他做功至少为（　　）    A．400焦 B．600焦 C．800焦 D．1000焦 【答案】A 【详解】定滑轮时等臂杠杆，绳子末端移动的距离等于物体移动的距离，由几何关系得，从A点走到B点，物体移动的距离为 不计绳重和摩擦，他至少做功 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 五．机械能及其转化（共5小题） 25．下列过程中，由重力势能转化为动能的是（　　） A．苹果从树上下落 B．拉满弦的弓把箭射出 C．垫起的排球向上运动 D．平直轨道上出站的列车加速前进 【答案】A 【详解】A．苹果从树上掉落下来，高度减小，重力势能变小；速度变大，动能变大，重力势能转为动能，故A符合题意； B．拉满弦的弓把箭射出，弓具有弹性势能，射出的箭有弹性势能，弹性势能转化为动能，故B不符合题意； C．垫起的排球向上运动，高度变大，重力势能变大；速度变小，动能变小，动能转化为重力势能，故C不符合题意； D．出站的列车加速前进，质量不变，速度变大，动能变大，高度不变，重力势能不变，不是动能和重力势能之间的转化，故D不符合题意。 故选A。 26．在北京冬奥会上苏翊鸣获得单板滑雪冠军，如图所示是他从高处加速下落时的情景，下列关于苏翊鸣说法正确的是（　　） A．动能增加，重力势能减小 B．动能增加，重力势能增加 C．动能减小，重力势能增加 D．动能减小，重力势能减小 【答案】A 【详解】苏翊鸣从高处加速下落时，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能增加，故A正确。 故选A。 27．如图所示，“天和”核心舱绕地球沿椭圆轨道运动，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。不考虑空气阻力，则（　　） A．在远地点的势能最大、动能为零 B．在近地点的动能最大、势能为零 C．从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小 D．从近地点向远地点运动过程中，质量减小、重力减小 【答案】C 【详解】A．在远地点的势能最大、动能最小，但动能不是为零，故A不符合题意； B．在近地点的动能最大、势能为最小，但势能不是为零，故B不符合题意； C．从近地点向远地点运动过程中，高度增加，势能增大，速度减小，动能减小，故C符合题意； D．从近地点向远地点运动过程中，物体所含物质的多少不变，所以质量是不变的，故D不符合题意。 故选C。 28．如图所示的单摆，摆球在摆动过程中，下列说法正确的是（　　） A．a到o过程中，重力势能转化为动能 B．a到o过程中，动能转化为重力势能 C．o到b过程中，重力势能转化为动能 D．b到a过程中，动能先变小后变大 【答案】A 【详解】AB．a到o过程中，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故A正确，B错误； C．o到b过程中，小球的质量不变，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能变大，动能转化为重力势能，故C错误； D．b到a过程中，小球的质量不变，速度先变大后变小，动能先变大后变小，故D错误。 故选A。 29．如图所示，一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 .(选填序号)①保持不变②一直减小③先增大后减小④一直增大⑤先减小后增大    【答案】 ③ ⑤ ② 【详解】小球从A运动到B的过程中，质量不变、高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大．小球从B运动到C的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小．所以从A点到达C点的过程中，小球的动能先增大后减小，小球的重力势能先减小后增大．因为轨道是粗糙的，整个过程中要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球的机械能一直在减小．故答案为小球的动能③，小球的重力势能⑤，小球的机械能② ． 六．比较大小、动态问题、图像题（共7小题） 30．如图所示，甲运动员比乙运动员高，若他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，则（　　） A．甲做功较多，功率较大 B．甲做功较多，功率较小 C．甲做功较多，甲、乙功率相等 D．甲、乙做功相等，甲的功率较大 【答案】A 【详解】因为杠铃的质量相等，根据功的定义，举起杠铃的高度越高，所做的功就越多，甲比乙高，所以甲做的功大；两人举起杠铃所用时间相同，由功率定义可知，相同时间内所做的功越多，功率就越大，故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 31．如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率；用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为，若不计绳重与摩擦，则（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】如图甲乙所示，把同一桶沙提升相同高度，有用功为W=Gh，因此W1=W2。图乙中要克服动滑轮重做功，也为额外功，即在有用功相同情况下，乙图中额外功更多，则机械效率更小，即。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 32．如图所示，在A点先后施加了作用力F1、F2、F3，杠杆都平衡，则（　　） A．力F1最小 B．力F2最小 C．力F3最小 D．三个力一样大 【答案】B 【详解】力臂是支点到力的作用线的距离，所以分别作出三个力的力臂如下图 如图所示，O是支点，阻力和阻力臂一定；由图可知 根据杠杆的平衡条件可知 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 33．如图所示，一个物体由A点落下，速度越来越快，相继经过B、C两点，且AB＝BC。物体在AB段和BC段重力做的功分别为W1和W2，做功的功率分别为P1和P2。则（　　） A．W1＝W2，P1＜P2 B．W1＞W2，P1＝P2 C．W1＞W2，P1＜P2 D．W1＝W2，P1＞P2 【答案】A 【详解】由题知AB＝BC，物体下落时重力不变，根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段重力做的功相等，即W1＝W2；由于物体在自由下落时做加速运动，且AB＝BC，根据v＝ 可知，物体在BC段运动的时间短，根据P＝可知，物体在BC段重力做功的功率较大，即P1＜P2。 故选A。 34．如图所示，用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦秸秆，使其静止在水平方向上，O为麦秸秆的中点。这时有两只质量不等的大肚皮蚂蚁在图示A、B位置，麦秸秆恰好在水平位置平衡。若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，则麦秸秆（　　） A．仍在水平位置平衡 B．不能平衡，右端下降 C．不能平衡，左端下降 D．条件不足，无法判断 【答案】B 【详解】O为杠杆的支点，根据杠杆的平衡条件有 ① 因 故 ② 若两蚂蚁同时从A、B两点以相同的速度爬向O点，t时间内通过的距离为 左边力与力臂之积为 ③ 右边力与力臂之积为 ④ 由①②③④得 ＜ 故杠杆不能平衡，右端下降，B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 35．质量相同的甲、乙两物体，用竖直向上的力使它们上升相同的高度，两物体运动的s-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）    A．两物体运动的速度大小v甲<v乙 B．两物体所受的拉力大小F甲>Fz C．两次拉力所做的功W甲>W乙 D．两次拉力做功的功率P甲>P乙 【答案】D 【详解】A．由图可知，相同时间内，甲物体通过的路程较大，所以甲物体的速度大于物体的速度，即v甲＞v乙 ，故A错误； B．甲、乙两物体均上升相同高度，由图可知，它们都做匀速直线运动，则拉力和重力是一对平衡力，二者质量相等，所以两物体所受的拉力相等，即F甲=F乙 故B错误； C．两物体质量相等，则重力相等，上升高度相同，根据 W=Fs=Gh 可知，两次拉力所做的功相等，即W甲=W乙 ，故C错误； D．两物体所受的拉力大小相等，甲的速度大于乙的速度，根据P=Fv可知，两次拉力做功的功率P甲＞P乙，故D正确。 故选D。 36．质量为60kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1分钟内跳绳的次数为 次，克服重力做功的平均功率为 W。 【答案】 180 180 【详解】[1]由图可知，该同学每次跳绳和停顿时间 则一分钟跳绳的次数 [2]由图可知，该同学质量为60kg，则一次跳绳克服重力做功 W＝Gh＝mgh＝60kg×10N/kg×0.1m＝60J 则克服重力做功的平均功率 七．滑轮与功、功率、机械效率综合填空题（共5小题） 37．小明用如图所示的动滑轮提起重140N的水桶，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），此时动滑轮的机械效率为 %；如果向水桶内再加入40N的水，该动滑轮的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 87.5 变大 【详解】[1]动滑轮的机械效率为 [2] 如果向水桶内再加入40N的水，水桶的重力变为180N，动滑轮的机械效率变为 ，故该动滑轮的机械效率变大。 38．如图所示，用甲、乙两个轻质滑轮分别匀速提起重力为10牛的物体，能省力的是 滑轮（选填“甲”或“乙”）；甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为 。若不计摩擦，F1的大小为 牛，A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比为 ，若物体都上升了0.5米，则两个力所做的功之比为 。 【答案】 乙 1∶1 10 4∶1 1∶1 【详解】[1][2]甲滑轮的轴固定不动，为定滑轮，其实质是等臂杠杆，甲滑轮的动力臂与阻力臂之比为1∶1，不能省力；乙滑轮随物体一起运动，为动滑轮，其实质是动力臂等于二倍阻力臂的杠杆，可以省力。 [3]若不计摩擦，甲滑轮是定滑轮，不能省力，F1的大小为 F1=G=10N [4]若不计摩擦，乙滑轮是动滑轮，轻质滑轮，不计滑轮的重力，F2的大小为 A绳子拉力 FA=F1=G=10N B绳子拉力 FB=2F1=2G=2×10N=20N C绳子拉力 FC=F2=5N A、B、C三根绳子中，所受最大的拉力与最小的拉力之比 FB∶FC=20N∶5N=4∶1 [5]若物体都上升了0.5米，使用定滑轮，拉力移动的距离 s1=h=0.5mF1做的功 W1=F1s1=10N×0.5m=5J 使用动滑轮，拉力移动的距离 s2=2h=2×0.5m=1mF2做的功 W2=F2s2=5N×1m=5J 两个力所做的功之比为 W1∶W2=5J∶5J=1∶1 39．如图所示的滑轮为 滑轮（选填“定”或“动”），若滑轮重和摩擦均不计，用大小为10牛的水平拉力F拉着物体A在水平桌面上做匀速直线运动，则物体A与水平桌面间的摩擦力大小为 牛，若在4秒内拉力F做的功为80焦，则拉力做功的功率为 瓦，物体A移动的速度为 米/秒。    【答案】 动 20 20 1 【详解】[1]如图，该滑轮随物体一起水平运动，如图所示的滑轮为动滑轮。 [2]滑轮重和摩擦均不计，物体A进行匀速直线运动，物体A与水平桌面间的摩擦力大小 f=2F=2×10N=20N [3]若在4秒内拉力F做的功为80焦，则拉力做功的功率 [4]由 得到绳子自由端移动的速度 物体A移动的速度 40．如图所示的两个滑轮，其中滑轮A是 滑轮。物体A和B所受的重力都为100牛，不考虑滑轮重力，当用力分别匀速提起物体A和B时，则力为 牛。若物体B被匀速提高了2米，则力所做的功为 焦，提升过程中，物体B的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。    【答案】 动 50 200 不变 【详解】[1]根据图示可知，滑轮A在拉力的作用下会向上移动，所以A为动滑轮。 [2]由图可知，不计滑轮的重和摩擦时，使用动滑轮可以省一半的力，所以 [3]B滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以需要用的力为 则力做功为 [4]提升过程中，物体B的质量不变，速度不变，动能不变。 41．如图所示，拉力和分别经过滑轮A和B使重为10牛的同一物体沿水平方向做匀速直线运动，若物体与水平面间的滑动摩擦力大小为5牛，则的大小为 牛。的大小为 牛，如果的作用点的运动速度为2米/秒，则物体的运动速度为 米/秒。（不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦）    【答案】 5 2.5 1 【详解】[1]不计绳重、滑轮与绳之间的摩擦，由图可知，A为定滑轮，所以拉力 F1=f=5N [2][3]B为动滑轮，所以拉力 物体的运动速度为 八．作图题（共4小题） 42．如图所示，杠杆OA在力、的作用下，处于静止状态，在图中画出力、的力臂、。 【答案】 【详解】从支点O向动力F1的作用线作垂线段，即为动力臂L1；从支点O向阻力F2的作用线作垂线段，即为阻力臂L2，如图所示： 43．动滑轮的本质是杠杆，请在图中画出杠杆的支点O和的力臂。 【答案】 【详解】动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上，阻力F2方向向下，过支点O向阻力作用线画垂线，就得到阻力臂l2，如图所示： 44．如图所示，杠杆在力Fl、F2的作用下处于静止，l2是力F2的力臂。请在图中画出力F1的力臂l1及力F2的示意图。 【答案】 【详解】过支点作动力F1的垂线，垂线段即为动力臂l1；阻力F2和阻力臂l2相互垂直，过阻力臂l2的另一端作垂线，找到阻力F2的作用点，作出阻力F2，故作图如下： 45．如图所示，轻质杠杆AB上悬挂一重物。为了使杠杆在图中位置静止，需要施加一个动力F1，请在杠杆上画出动力最小时F1的示意图。 【答案】 【详解】为使杠杆平衡，则动力F1的方向应向上，由杠杆平衡条件知道，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，要最省力，则动力臂应最长，由图知OB比OA长，所以OB作为动力臂l1时最长，则过B点作垂直于OB向上的力即为最小动力F1的示意图，如下图 九．计算题（共5小题） 46．杠杆平衡时，动力为10牛，动力臂为0.2米，阻力臂为0.1米，求阻力F2。 【答案】20N 【详解】由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可得 10N×0.2m＝F2×0.1m 故阻力为F2＝20N 47．如图所示，在拉力F的作用下，重为200牛的物体A在5秒内匀速上升2米，不计摩擦。求： (1)拉力F的大小； (2)拉力F所做功W和功率P。 【答案】(1)200牛 (2)400焦，80瓦 【详解】（1）不计摩擦，此滑轮为定滑轮，所以拉力为 F=G=200牛 （2）拉力F所做的功为 功率为 48．如图所示，工人用动滑轮将重为80N的物体匀速提升2m，拉力为50N，求此过程中： (1)有用功； (2)机械效率。 【答案】(1)160J (2)80% 【详解】（1）有用功为克服重力做功 （2）该过程中，绳子移动距离为 总功为拉力做功 动滑轮的机械效率为 49．如图1所示，用滑轮按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，不计滑轮与绳子的摩擦力及滑轮重，拉力分别为F甲和F乙、两个拉力自由端的s-t图像如图2所示，已知F甲的大小为4牛，求： (1)按甲方式拉动时，物体的速度； (2)若物体运动3秒，F甲所做的功； (3)若物体移动了3.6米，F乙的功率。 【答案】(1)0.4m/s；(2)4.8J；(3)2.4W 【详解】(1)由题意可知，图2中的甲图像是图1的F甲拉力自由端的图像，由s-t图像可知，F甲拉力自由端的速度 F甲拉力自由端的速度是0.4m/s；从图1的F甲拉力图像中可看到，这是一个定滑轮，物体的速度和F甲拉力自由端的速度是相等的，那么按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s。 (2)若物体运动3秒，那么F甲拉力自由端移动的距离 已知F甲的大小为4牛，根据可知F甲所做的功 F甲所做的功是4.8J。 (3)由题意可知，按甲和乙两种方式拉同一重为5牛物体在相同的水平面上做匀速直线运动，那么两种方式下，物体对水平面的压力相同，接触面的粗糙程度相同，那么两种方式下的滑动摩擦力大小相同；已知F甲的大小为4牛，那么甲方式中拉物体的拉力也是4N，物体做匀速直线运动，那么物体受到的摩擦力大小等于物体的拉力，也是4N，即 那么 乙方式中物体做匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于物体受到的拉力，从图中乙方式可以看到，这是一个动滑轮，两条绳子托着动滑轮，那么F乙的大小 F乙的大小是8N；从图2可以看到，乙拉力自由端的速度 根据可知，这情况下F乙的功率 这情况下F乙的功率是2.4W。 答：(1)按甲方式拉动时，物体的速度是0.4m/s； (2)若物体运动3秒，F甲所做的功是4.8J； (3)若物体移动了3.6米，F乙的功率是2.4W。 50．如图所示，轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在水平面内转动。AB=2BC=2CD=0.4米，D端挂有重物，现在A点施加一个竖直向下力F，使得杠杆保持水平平衡。求： （1）若重物重为30牛，杠杆AD以B点为支点在竖直平面内逆时针匀速转动，求此时在A点施加的力F1的大小。 （2）当力F较大时，杠杆会以B点为支点逆时针转动；当力F较小时，杠杆会以C点为支点顺时针转动。若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化，能使得杠杆保持水平平衡而不会转动，若F的最大变化量ΔF最大=12牛；重物重力为多少牛？ 【答案】（1）30N；（2）18N 【详解】解：（1）由题可知 AB=2BC=2CD=0.4m 则 BC=CD=0.2m 当支点为B点时，对应的阻力臂 BD=BC+CD=0.4m 根据杠杆的平衡条件得到 F1×LAB=G×LBD F1×0.4m=30N×0.4m 解得F1=30N； （2）设重物的重力为G'，当支点为C时，对应的动力最小，此时动力臂为阻力臂的3倍，根据杠杆的平衡条件，则最小的动力为 当支点为B时，对应的动力最大，此时动力臂等于阻力臂，根据杠杆的平衡条件，则最大的动力为 F最大=G' 由于 F最大﹣F最小=12N 所以 解得G'=18N 答：（1）此时在A点施加的力F1的大小为30N； （2）若F的最大变化量ΔF最大=12N，重物重力为18N。 十．实验题（共5小题） 51．为了研究运动物体对其他物体做功本领的强弱与哪些因素有关，如图所示，李四同学利用原长为l0的弹簧、光滑轨道等器材进行实验。他将不同物体从轨道的同一位置静止释放，如图（a）、（b）、（c）所示，使物体在水平面上以一定的速度冲向同一弹簧，弹簧压缩程度最大时，弹簧的长度分别为l1、l2、l3.（已知m甲<m乙=m丙，l0>l1>l2=l3）。 （1）图中运动物体对其他物体做功本领最弱的物体是 （选填“甲”、“乙”或“丙”），理由是 ； （2）比较图（b）和（c）实验过程及相关条件，可得出的初步结论是： ； （3）比较图（a）和（b）实验过程及相关条件，可得出的初步结论是： 。 【答案】 甲 见解析 见解析 见解析 【详解】（1）[1][2]实验中，通过弹簧被压缩的程度的大小来表示做功本领的强弱；不同物体从轨道的同一位置静止释放，使物体在水平面上以一定的速度冲向同一弹簧，由图可知，（a）中弹簧的长度最长，弹簧的压缩程度最小，则物体甲的做功本领最弱。 （2）[3]根据（b）、（c）的实验数据可知，质量相同，而形状不同的物体以相同的速度撞击弹簧时，弹簧的长度相同，做功本领相同，故结论为：在速度相同时，质量相同，做功本领相同，与物体的形状无关。 （3）[4]根据（a）、（b）的实验数据可知，质量不同的物体以相同的速度撞击弹簧时，质量越大，弹簧的长度越短，做功本领越强，故结论为：在速度相同时，质量越大，做功本领越强。 52．如图所示，为了探究动能大小的影响因素。甲、乙、丙木板的粗糙程度相同，三次实验均让小球由静止沿光滑斜面滚下，所处高度h₁<h₂，小球撞击放在水平面上的木块，木块在水平面上移动一段距离后静止。 （1）实验中小球的动能大小是通过 来反映的； （2）比较甲、乙两次实验，可以探究小球的动能大小与 的关系； （3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB。为了实验安全，小东想在丙图实验中的水平木板上铺毛巾，再与乙图实验进行比较，你认为这样的做法 （选填“可行”或“不可行”）。 【答案】 木块移动的距离 速度大小 < 不可行 【详解】（1）[1]实验中，小球和木块碰撞，推动木块向前运动，小球的动能大小是通过观察木块移动的距离来反映的，这是转换法的应用。 （2）[2]由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，下滑的高度不同，到达水平面时速度不同，与木块撞击后，木块移动的距离不同，故甲、乙两次实验探究的是动能与速度的关系。 （3）[3]由图乙和图丙可知，小球滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙图中B球的动能较大，即B球的质量较大，即mA<mB。 [4]给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，木块与接触面的摩擦力不同，不能确定木块克服摩擦做功的多少，也就无法比较小球动能的大小，这样的做法不可行。 53．在“探究杠杆平衡的条件”实验中， （1）如图（a）所示，杠杆静止，这时应该调节右端的 向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，以便能直接从杠杆上读出 的数值； （2）如图（b）所示，挂上钩码后，杠杆静止，这时可以将杠杆右侧的钩码向 移动（选填“左”或“右”），使杠杆再次水平平衡； （3）如图（c）所示，在C点悬挂两个钩码，若在B点施加1牛的拉力，也能使杠杆处于水平平衡，则每个钩码的重力为 N（选填“0.5”、“1”或“2”）。 【答案】 平衡螺母 右 力臂 左 1 【详解】（1）[1][2][3]在调节杠杆时，应移动其两端的平衡螺母，由图（a）可知，杠杆的右端较高，平衡螺母应向右端移动使杠杆在水平位置平衡，便于直接从杠杆上读出力臂的数值。 （2）[4]如图（b）所示，挂上钩码后，杠杆静止，杠杆的右边较低，可以将杠杆右侧的钩码向左边移动，使杠杆再次水平平衡。 （3）[5]如图（c）所示，在C点悬挂两个钩码，在B点施加1牛的拉力，也能杠杆处于水平平衡，设一钩码重为G，杠杆一格为L，根据杠杆平衡条件可知 解得 即每个钩码的重力为1N。 54．在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小刚用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示，实验数据见下表： 序号 钩码重G/N 物体上升的高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η/% ① 1 0.1 0.80 0.2 62.5 ② 2 0.1 1.35 0.2 ③ 3 0.1 1.95 0.2 (1)实验中要 拉动弹簧测力计。 (2)分析表中数据可知：仅增加被提升物体的重力，拉力所做的额外功 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），动滑轮的机械效率 ．该实验中小刚所用动滑轮的重力一定小于 N。 (3)实验序号①中，若用手竖直向上提弹簧测力计使钩码处于静止状态时，读出拉力数值来计算机械效率，则结果将 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。 【答案】(1)竖直向上匀速 (2) 增大 增大 0.6 (3)偏大 【详解】（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码竖直匀速上升，弹测力计示数稳定，便于准确读数。 （2）[1][2]额外功等于总功减去有用功，第一次实验拉力做的额外功为 第二次实验拉力做的额外功为 第二次实验动滑轮的机械效率为 第三次实验拉力做的额外功为 第三次实验动滑轮的机械效率为 综上可知，若仅增加被提升物体的物重，则拉力所做的额外功增大，动滑轮的机械效率增大。 [3]实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功，假设不计摩擦，根据作用在绳子自由端的拉力，结合表中第1组数据可得 故实验中小刚所用动滑轮的重一定小于0.6N。 （3）在实际测量动滑轮的机械效率时，绳子和滑轮间的摩擦以及滑轮与轴之间的摩擦力是不可避免的，在向上运动的过程中需要克服摩擦力做功，而静止时则不需要克服摩擦力做功，这部分额外功被省略了，故额外功减小，总功减小，而有用功却不变，根据可得，静止时测得的机械效率偏大。 55．为了研究拉力做功的快慢，某同学设计了如下的实验进行研究。他把不同质量的物体匀速提升不同的高度，同时测出所用的时间，记录的实验数据如下表所示。已知表一实验拉力做功最快，表三实验拉力做功最慢。每一表格所示实验做功快慢相同。 表一 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 1 25 0.8 20 2 2 60 0.5 30 3 3 200 0.2 40 4 表二 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 4 50 0.2 10 2 5 80 0.25 20 4 6 100 0.3 30 6 表三 实验序号 拉力（N） 提升高度（m） 功（J） 所用时间（s） 7 10 0.5 5 2 8 40 0.25 10 4 9 100 0.2 20 8 （1）分析比较实验次数 ，可得出的初步结论是：在时间相同的情况下，拉力所做的功越多，做功就越快。 （2）分析比较实验次数1和5和9（或2和6，或4和8），可得出的初步结论是： 。 （3）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论。 （a）分析比较表一、表二或表三中的数据及所给已知条件，可初步得出： 。 （b）分析比较表一、表二和表三中的数据及所给已知条件，可初步得出： 。 （c）因此我们引入了 这个物理量来表示物体做功快慢。 【答案】 1、4、7/3、5、8 在拉力所做的功相同的情况下，所用时间越少，做功就越快 当拉力所做的功与所用时间的比值相同时，拉力做功快慢相同 当拉力所做的功与所用时间的比值越大时，拉力做功越快 功率 【详解】（1）[1]由三个表格数据可知，实验次数1、4、7（或3、5、8），拉力做功的时间相同，拉力所做的功不同，所以分析比较实验次数1、4、7（或3、5、8），可得出的初步结论是：在时间相同的情况下，拉力所做的功越多，做功就越快。 （2）[2]由三个表格数据可知，实验次数1、5、9（或2、6，或4、8），拉力做功的时间不同，拉力所做的功相同，所以分析比较实验次数1、5、9（或2、6，或4、8），可得出的初步结论是：在拉力所做的功相同的情况下，所用时间越少，做功就越快。 （3）（a）[3]分析比较表一、表二或表三中的数据及所给已知条件，已知每一表格所示实验做功快慢相同，可初步得出：当拉力所做的功与所用时间的比值相同时，拉力做功快慢相同。 （b）[4]分析比较表一、表二和表三中的数据及所给已知条件，已知表一实验拉力做功最快，表三实验拉力做功最慢，可初步得出：当拉力所做的功与所用时间的比值越大时，拉力做功越快。 （c）[5]在物理中，用功率表示物体做功的快慢，数值上等于单位时间内所做的功，因此我们引入了功率这个物理量来表示物体做功快慢。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第 一 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$