第八章 简单机械 功和能 单元测试-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

第八章 简单机械 功和能 单元测试 一、单选题 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．在如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．撬棒 B．瓶盖起子 C．筷子 D．核桃夹子 3．小明同学按题图所示进行实验操作（不计绳重和轮的摩擦），则下列几种描述中正确的是（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＜F3 D．F1＝F2＝F3 4．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 5．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 6．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．机械效率越高，有用功与总功的比值越大 C．越省力的机械，机械效率越高 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越高 7．跳伞运动员在空中跳伞过程中，由于受到空气阻力的作用，打开伞包一段时间后开始匀速下降，在匀速下降过程中，运动员的（　　） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，动能不变 C．重力势能增大，动能减小 D．重力势能不变，动能不变 8．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 9．如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（　　） A．可能为1牛，方向向上 B．一定为2牛，方向向上 C．可能为3牛，方向向下 D．一定为4牛，方向向下 10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升完全相同的两个物体（不计绳重、滑轮重和摩擦），拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上，绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙，两装置的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为η甲、η乙，则下列说法中正确的是（　　） A．F甲： F乙=1：2 B．h甲：h乙=1：2 C．W甲：W乙=1：1 D．η甲：η乙=1：1 二、填空题 11．重力为100牛的物体在大小为15牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进2米，拉力做的功为 焦，重力做功为 焦，拉力做功时的功率为 瓦。 12．在图中，A装置是 滑轮（填“定”或“动”）。使用它的好处是可以 。若用20牛的拉力将旗帜匀速提升8米，则拉力做的功为 焦，旗帜的机械能将 （填“增加”、“不变”或“减少”）。    13．如图所示，重物G为100牛，不计滑轮的重和摩擦，当分别用A和B两滑轮匀速提升重物时，FA为 牛。若5秒钟内重物G被提高了2米，则拉力FB做功 焦，功率为 瓦。 14．人造地球卫星在绕地球运动时是沿椭圆轨道运行，如图所示，当卫星由远地点向近地点运行时，其动能 ；重力势能 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 15．如图所示，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂大小 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），若将物体换成更重的物体，提升相同高度 ，额外功 ，机械效率 。 16．如图所示是一座高山的等高线图（即等高线上每点的高度均相同）。质量为50千克的登山运动员从A匀速到达B点，运动员在A点的动能 在B点的动能（选填“大于”、“等于”或“小于”），登山运动员做了 焦的功。 17．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 18．图（a）所示的握力器，用力下压B端如图6（b）所示，弹簧S会被拉伸。若调节弹簧S在AO上的位置，如图6（c）所示，所需握力的大小会发生改变。弹簧受到拉力F不同，弹簧的形变量不同（形变量指弹簧现有长度与原长的差值），二者的关系如下表： 弹簧S所受拉力F（牛） 20 40 60 弹簧形变量（厘米） 0.1 0.2 0.3 （1）分析表中弹簧S形变量与弹簧所受拉力之间的关系可知：对同一弹簧， ； （2）图（b）所示的手柄AOB可简化为绕O点转动的杠杆模型，如图（d）所示，则杠杆AOB所受阻力的力臂为图（d）中的 （选填“”“”或“”）； （3）结合所学知识及上述信息，判断图 （选填“b”或“c”）中施加的握力更大，理由是 。 三、作图题 19．如图，杠杆AB在力F1、F2作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂，在图中画出力F1的力臂L1和力F2。 20．如图，用动滑轮提起重物的示意图，请在图中作出反映动滑轮实质的杠杆示意图。 21．如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。 四、计算题 22．杠杆平衡时，动力 F1 的大小为 20 N，动力臂 l1 为 0.4 m，阻力臂 l2 为 0.1 m，求 阻力 F2 的大小。 23．物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，物体的s﹣t图象如图所示．求10秒内拉力做的功W和拉力的功率． 24．如图是利用动滑轮提升物体的示意图，绳末端的拉力F为使物体竖直匀速上升，已知物体重，物体在20s内上升了4m，若不计绳重与摩擦，求： (1)20s内物体克服自身重力做功是多少? (2)拉力F做功的功率是多少? (3)如果用该滑轮竖直向上匀速提升重力为的物体，滑轮组的机械效率是多少? 25．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=0.4m，  D端挂有一重物，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重物为 10 牛，能保持杠杆水平平衡的最大力 F 。 ②若重物为 6 牛，能保持杠杆水平平衡的最小值 F。 ③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，且这个范围内的力最大变化量， 求重物的重力 G。 五、实验题 26．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 27．在“探究动滑轮特点的实验”中，实验过程如下： （1）如图甲所示，测量前，保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 。随后在其挂钩上悬挂物体，待示数稳定后可得出物体的重力 N； （2）将细线的一端固定于天花板，另一端绕过滑轮与测力计挂钩相连，如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为 ，对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 ； （3）当物体匀速向上运动时，测力计的示数图乙所示，对比两图中测力计的示数可知，使用动滑轮的优点是 。 28．在“探究杠杆平衡的条件”的实验中： ①实验前，杠杆静止在如图所示位置，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，应向 调节平衡螺母（选填“左”或“右”）； ②两边挂上钩码后，发现杠杆不平衡，可以改变钩码的 或在杠杆上的 ，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了 ； ③若不计杠杆重力和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛。如图所示，在A点挂两个钩码时，为了使杠杆在水平位置平衡，可以在C点挂 个同样的钩码，或者在B点作用一个大小为 牛，方向竖直向 （选填“上”或“下”）的力； ④若某组同学经过实验，获得了如下数据： 动力F1/牛 动力臂l1/厘米 阻力F2/牛 阻力臂l2/厘米 4 5 4 5 根据表中的信息，他得出“F1l1=F2l2”的结论。该结论与他所测的数据 （选填“相符”或“不相符”）。同组的小丽觉得他的结论并不可靠，请帮小丽说出她的理由： 。 29．测量两位同学从一楼登上到三楼做功快慢的实验，下表是两位同学的实验数据，其中实验次数 1、2 做功快慢相同并且最快，次数 3 做功快慢其次，次数 4 做功最慢： 同学 实验次数 做功时间（秒） 做功（焦） 甲 1 30 6000 甲 2 60 12000 乙 3 30 4000 乙 4 50 6000 （1）比较实验次数 1 和 3 可得到：当 ，做功越快； （2）比较实验次数 可知：当两位同学做功多少相同时，所用时间越短，做功越快； （3） 当做功多少和做功时间均不相同时， 需要对表格中的数据进行综合分析，当 ，做功越快。因此，为了比较两位同学做功的快慢，应该在表格最后一列增加一栏项目，这个项目是 （要写上单位），为此物理学中引入了一个新的物理量叫 。 30．小红和小明用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验： （1）探究定滑轮工作时的特点如图甲，为了使弹簧测力计的示数尽可能接近绳子受到的实际拉力，实验中提升的钩码质量应取 （填“大”或“小”）些。 （2）探究动滑轮工作时的特点 ①测出 重力，然后组装好如图乙所示的装置； ②拉动弹簧测力计，使钩码 上升。 （3）测动滑轮的机械效率 ①实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了 ； ②小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量， 正确操作，实验数据如下表。 实验序号 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/cm ① 1.0 20.0 0.7 40.0 ② 2.0 20.0 1.2 40.0 ③ 3.0 20.0 1.7 40.0 a。第①次实验测得动滑轮的机械效率为 ，第②次实验的有用功为 J。 b。第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W c。由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （填“变 大”、“变小”或“不变”）。 d。小红进一步研究，测出动滑轮的重力，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值Δ W（Δ W=W 总-W 有用-W 滑轮），发现钩码的重力越大，Δ W （填“越 大”、“越小”或“不变”），请你用所学知识进行解释： 。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章 简单机械 功和能 单元测试 一、单选题 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．在如图所示的四种用具中，正常使用时属于费力杠杆的是（　　） A．撬棒 B．瓶盖起子 C．筷子 D．核桃夹子 【答案】C 【详解】ABD．撬棒、瓶盖起子、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故ABD不符合题意； C．筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意。 故选C。 3．小明同学按题图所示进行实验操作（不计绳重和轮的摩擦），则下列几种描述中正确的是（　　） A．F1＜F2＜F3 B．F1＞F2＞F3 C．F1＞F2＜F3 D．F1＝F2＝F3 【答案】D 【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，只能改变力的方向。忽略绳子与滑轮的摩擦，则F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大，故D正确，ABC错误。 故选D。 4．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。 5．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。 6．关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．机械效率越高，有用功与总功的比值越大 C．越省力的机械，机械效率越高 D．机械做功时，做的有用功越多，机械效率越高 【答案】B 【详解】A．功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系。功率大只说明做功快，但并不能说明机械效率高。故A错误； B．机械效率是指有用功与总功的比值，机械效率越高，有用功与总功的比值越大，故B正确； C．机械效率等于有用功在总功中所占的比值，越省力的机械，机械效率不一定越高，故C错误； D．由得，机械做功时，由于总功未知，做的有用功越多，机械效率不一定越大，故D错误。 故选B。 7．跳伞运动员在空中跳伞过程中，由于受到空气阻力的作用，打开伞包一段时间后开始匀速下降，在匀速下降过程中，运动员的（　　） A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，动能不变 C．重力势能增大，动能减小 D．重力势能不变，动能不变 【答案】B 【详解】运动员在匀速下降过程中，质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度变小，重力势能变小，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 8．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。 9．如图所示为等刻度轻质杠杆，A处挂4牛的物体，若使杠杆在水平位置平衡，则在B处施加的力（　　） A．可能为1牛，方向向上 B．一定为2牛，方向向上 C．可能为3牛，方向向下 D．一定为4牛，方向向下 【答案】C 【详解】由杠杆平衡条件得，当以OB为动力臂时，使杠杆在水平位置平衡时，在B处施加的力最小，为 则在B点施加的力大于等于2N，方向向下，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升完全相同的两个物体（不计绳重、滑轮重和摩擦），拉力F甲、F乙分别作用在绳端和拉钩上，绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，该过程中物体上升的高度分别为h甲、h乙，两装置的有用功分别为W甲、W乙，机械效率分别为η甲、η乙，则下列说法中正确的是（　　） A．F甲： F乙=1：2 B．h甲：h乙=1：2 C．W甲：W乙=1：1 D．η甲：η乙=1：1 【答案】D 【详解】A．由图可知 则有 故A错误； B．绳端和拉钩均沿竖直方向匀速上移了相同距离，设距离为s，则有 故 故B错误； C．两装置的有用功分别为 可得 故C错误； D．两装置的机械效率分别为 故 故D正确。 故选D。 二、填空题 11．重力为100牛的物体在大小为15牛的水平拉力作用下，10秒内在水平地面上沿拉力方向匀速前进2米，拉力做的功为 焦，重力做功为 焦，拉力做功时的功率为 瓦。 【答案】 30 0 3 【详解】[1]拉力做的功 [2]重力的方向竖直向下，物体沿水平方向前进，在重力方向上没有移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J。 [3]拉力做功的功率 12．在图中，A装置是 滑轮（填“定”或“动”）。使用它的好处是可以 。若用20牛的拉力将旗帜匀速提升8米，则拉力做的功为 焦，旗帜的机械能将 （填“增加”、“不变”或“减少”）。    【答案】 定 改变力的方向 160 增加 【详解】[1][2]在图中，A装置的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮，使用它的好处是可以改变力的方向。 [3]若用20牛的拉力将旗帜匀速提升8米，则拉力做的功为 [4]旗帜匀速提升时，质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增加，重力势能增加，所以旗帜的机械能增加。 13．如图所示，重物G为100牛，不计滑轮的重和摩擦，当分别用A和B两滑轮匀速提升重物时，FA为 牛。若5秒钟内重物G被提高了2米，则拉力FB做功 焦，功率为 瓦。 【答案】 100 200 40 【详解】[1]由图可知，不计滑轮的重和摩擦时，A滑轮是定滑轮，使用定滑轮不能够省力，所以需要用的力 FA=G=100N [2]B滑轮是动滑轮，动滑轮上的绳子段数是2，则动滑轮绳端的拉力 重物G被提高了2m，则绳端移动的距离 s=2h=2×2m=4m 则拉力FB所做的功 W=FBs=50N×4m=200J [3]提高重物用时5s，则功率为 14．人造地球卫星在绕地球运动时是沿椭圆轨道运行，如图所示，当卫星由远地点向近地点运行时，其动能 ；重力势能 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”） 【答案】 增大 减小 【详解】[1][2]人造卫星沿椭圆形的轨道绕地球运行，当它由远地点向近地点运行时，卫星的质量不变，速度增大，所以动能增大；相对地面的高度减小，所以重力势能减小。 15．如图所示，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂大小 （选填“增大”、“不变”或“减小”，下同），若将物体换成更重的物体，提升相同高度 ，额外功 ，机械效率 。 【答案】 减小 增大 不变 增大 【详解】[1]根据图示可知，利用杠杆将物体从水平位置开始提升一定高度，阻力臂减小。 [2]若将物体换成更重的物体，提升相同高度，根据可知，有用功变大。 [3]克服杠杆自身重力所做的功为额外功，杠杆自身重力、提升相同高度不变，故额外功大小不变。 [4]根据 可知，机械效率增大。 16．如图所示是一座高山的等高线图（即等高线上每点的高度均相同）。质量为50千克的登山运动员从A匀速到达B点，运动员在A点的动能 在B点的动能（选填“大于”、“等于”或“小于”），登山运动员做了 焦的功。 【答案】 等于 4.9×105 【详解】[1]登山运动员从A匀速到达B点时，质量不变、速度不变，则动能不变，即运动员在A点的动能等于在B点的动能。 [2]A、B两点的高度差 h=2000m-1000m=1000m 重力做功 W=Gh=mgh=50kg×9.8N/kg×1000m=4.9×105J 17．图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C，D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在 点最大，B点重力势能的大小 E点动能的大小。在这个过程中，过山车的机械能是 （选填“变化”或“不变”）的。 【答案】 C 等于 变化 【详解】（1）[1]过山车在B点重力势能最大，在下降的过程中，重力势能转化为动能，再加上之前前进的动能，所以在C点动能最大。 [2]由图乙可知，B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。 [3]因为有摩擦以及空气阻力的原因，一部分机械能转化为内能，所以过山车的机械能是变化的。 18．图（a）所示的握力器，用力下压B端如图6（b）所示，弹簧S会被拉伸。若调节弹簧S在AO上的位置，如图6（c）所示，所需握力的大小会发生改变。弹簧受到拉力F不同，弹簧的形变量不同（形变量指弹簧现有长度与原长的差值），二者的关系如下表： 弹簧S所受拉力F（牛） 20 40 60 弹簧形变量（厘米） 0.1 0.2 0.3 （1）分析表中弹簧S形变量与弹簧所受拉力之间的关系可知：对同一弹簧， ； （2）图（b）所示的手柄AOB可简化为绕O点转动的杠杆模型，如图（d）所示，则杠杆AOB所受阻力的力臂为图（d）中的 （选填“”“”或“”）； （3）结合所学知识及上述信息，判断图 （选填“b”或“c”）中施加的握力更大，理由是 。 【答案】 弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比 b 见解析 【详解】（1）[1]分析表中数据可知，弹簧形变量增大，弹簧S所受拉力F也增大，并且它们增大的比例相等，说明对同一弹簧，弹簧形变量与弹簧所受拉力成正比。 （2）[2]如图d所示，阻力的力臂是过O点作阻力作用线的垂线段，则杠杆AOB所受阻力的力臂为图（d）中的。 （3）[3][4]如图b、c所示，两种挂丝方式，所受到的阻力大小和动力臂大小都不变，图b中的阻力臂比图c中的阻力臂大，根据杠杆平衡条件可知，阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积，所以可得图b中的动力比图c中的动力大，即图b中施加的握力更大。 三、作图题 19．如图，杠杆AB在力F1、F2作用下处于静止状态，L2是力F2的力臂，在图中画出力F1的力臂L1和力F2。 【答案】 【详解】反向延长F1得到F1的作用线，然后过点O作F1作用线的垂线段，即为F1的力臂L1；过阻力臂L2的末端作垂直于L2的直线，与杠杆的交点为F2的作用点；为使杠杆处于静止状态，F2的方向应向下，在线段末端标出箭头，标出阻力F2。如下图所示 20．如图，用动滑轮提起重物的示意图，请在图中作出反映动滑轮实质的杠杆示意图。 【答案】 【详解】如图：点是支点，是阻力臂，是动力臂，且 动力臂和阻力臂如图所示： 21．如图所示，以O为支点用撬棒撬石头，画出作用在A点的最小动力F的示意图。 【答案】 【详解】根据杠杆平衡条件，以AO为力臂时，力臂最大，所以此时动力最小，过A点作垂直于动力臂OA向下的力F即为最小动力。如图所示： 四、计算题 22．杠杆平衡时，动力 F1 的大小为 20 N，动力臂 l1 为 0.4 m，阻力臂 l2 为 0.1 m，求 阻力 F2 的大小。 【答案】80N 【详解】解：杠杆平衡条件可得 答：阻力的大小为80N。 23．物体在20牛的水平拉力作用下沿拉力方向做匀速直线运动，物体的s﹣t图象如图所示．求10秒内拉力做的功W和拉力的功率． 【答案】600J、60W 【分析】由图知，物体10s内运动路程，利用求拉力做功，再利用求拉力做功功率． 【详解】由图知，物体10s内通过的路程s=30m，则拉力做的功：；拉力做功的功率：． 答：10s内拉力做的功和拉力的功率分别为600J、60W． 【点睛】本题考查了功和功率的计算，由物体的s-t图像得出物体10s内通过的路程是本题的突破口．从图像获取有用信息是关键． 24．如图是利用动滑轮提升物体的示意图，绳末端的拉力F为使物体竖直匀速上升，已知物体重，物体在20s内上升了4m，若不计绳重与摩擦，求： (1)20s内物体克服自身重力做功是多少? (2)拉力F做功的功率是多少? (3)如果用该滑轮竖直向上匀速提升重力为的物体，滑轮组的机械效率是多少? 【答案】(1)J (2)480W (3)90% 【详解】（1）20s内物体克服自身重力做功为 （2）拉力F做功为 拉力F做功的功率是 （3）若不计绳重与摩擦，提升重，拉力为1.2×103N，可得动滑轮的重力为 则提升重力为的物体，绳末端的拉力为 滑轮组的机械效率为 25．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=0.4m，  D端挂有一重物，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重物为 10 牛，能保持杠杆水平平衡的最大力 F 。 ②若重物为 6 牛，能保持杠杆水平平衡的最小值 F。 ③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，且这个范围内的力最大变化量， 求重物的重力 G。 【答案】①10N；②2N；③18N 【详解】①当AD杆水平平衡时，则以B为支点时，动力臂为AB，阻力臂为 则根据杠杆平衡条件可知 所以 若以C为支点时，动力臂为 阻力臂CD=0.2m；则根据杠杆平衡条件得 所以 所以，以B为支点时杠杆A端的拉力的最大为10N。 ②由①可知，以C为支点时，拉力F最小，根据杠杆平衡条件得 所以 能保持杠杆水平平衡的最小值是2N。 ③由①可得，以B为支点时，拉力F等于G，以C为支点时，拉力F最小，等于，拉力最大变化量，即 解之得G=18N。 答：①重物为 10 牛，能保持杠杆水平平衡的最大力 F 是10N。 ②若重物为 6 牛，能保持杠杆水平平衡的最小值 F是2N。 ③重物的重力 G是18N。 五、实验题 26．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小芳同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让同一铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。    （1）该实验是通过观察 来比较铁球动能的大小，从而得出结论的； （2）要探究动能大小与物体质量的关系应选用 两图；实验中应保证小球到达水平面时 相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是 ； （3）选用甲、丙两次实验可以得出的结论 。 【答案】 纸盒在水平面上被推动的距离 甲和乙 速度 控制小球在斜面上的高度相同 质量相同的小球，运动速度越大，动能越大 【详解】（1）[1] 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，是通过观察纸盒在水平面上被推动的距离来比较铁球动能的大小的。 （2）[2] 要探究动能大小与物体质量的关系，就要选择不同质量的小球，在斜面的相同高度由静止开始向下运动，所以应该选择甲和乙两图。 [3] [4]根据控制变量法可知，实验探究动能与质量的关系，就应保证小球到达水平面时的速度相同。采取的方法是：控制小球在斜面上的高度相同，到达水平面的速度就相同。 （3）[5]如甲、丙两图所示，小球的质量相同，但在斜面上的高度不同，甲图中小球放的位置较高，纸盒移动的距离较远；所以可以得出结论：质量相同的小球，运动速度越大，动能越大。 27．在“探究动滑轮特点的实验”中，实验过程如下： （1）如图甲所示，测量前，保持弹簧测力计竖直并调节指针对准 。随后在其挂钩上悬挂物体，待示数稳定后可得出物体的重力 N； （2）将细线的一端固定于天花板，另一端绕过滑轮与测力计挂钩相连，如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为 ，对比定滑轮的特点可说明使用动滑轮 ； （3）当物体匀速向上运动时，测力计的示数图乙所示，对比两图中测力计的示数可知，使用动滑轮的优点是 。 【答案】 零刻度线 3 竖直向上 不能改变力的方向 使用动滑轮时省力 【详解】（1）[1]测量物体重力前，使弹簧测力计竖直并调节指针对准零刻度线。 [2]测量物体重力时，当物体静止时，物体受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等；测力计的最小刻度的分度值为0.2N，示数为3N，所以物体的重力G=3N。 （2）[3][4]如图乙所示，要使物体上升，则测力计的移动方向为竖直向上，由于物体移动方向与拉力的方向相同，所以可说明使用动滑轮不能改变力的方向。 （3）[5]在图乙中，拉力 F=2N＜G=3N 故使用动滑轮时省力。 28．在“探究杠杆平衡的条件”的实验中： ①实验前，杠杆静止在如图所示位置，此时杠杆处于 状态（选填“平衡”或“不平衡”），为了使杠杆在水平位置平衡，应向 调节平衡螺母（选填“左”或“右”）； ②两边挂上钩码后，发现杠杆不平衡，可以改变钩码的 或在杠杆上的 ，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了 ； ③若不计杠杆重力和摩擦且杠杆刻度均匀，每个钩码均重1牛。如图所示，在A点挂两个钩码时，为了使杠杆在水平位置平衡，可以在C点挂 个同样的钩码，或者在B点作用一个大小为 牛，方向竖直向 （选填“上”或“下”）的力； ④若某组同学经过实验，获得了如下数据： 动力F1/牛 动力臂l1/厘米 阻力F2/牛 阻力臂l2/厘米 4 5 4 5 根据表中的信息，他得出“F1l1=F2l2”的结论。该结论与他所测的数据 （选填“相符”或“不相符”）。同组的小丽觉得他的结论并不可靠，请帮小丽说出她的理由： 。 【答案】 平衡 右 个数 位置 见解析 4 4 上 相符 见解析 【详解】①[1]杠杆处于静止状态，故杠杆处于平衡状态。 [2]由图可知，杠杆右端下沉，为了便于测量力臂，应将平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡。 ②[3][4]两边挂上钩码后，发现杠杆不平衡，可以改变钩码的个数或位置。 [5]由于重力是竖直向下的，杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于在杠杆上直接读出力臂的数值。 ③[6]设每个格的长度为l，每个钩码重G，根据杠杆平衡条件有 解得 n=4 [7][8]若作用力在B点，为使杠杆平衡，作用力方向应向上，根据杠杆平衡条件可得 代入数据，得 解得 F=4N ④[9]根据题中的结论，结合表中数据，可以得出结果与公式相符。 [10]同组的小丽觉得他的结论并不可靠，是因为一组数据具有偶然性，应多次测量，得出普遍规律。 29．测量两位同学从一楼登上到三楼做功快慢的实验，下表是两位同学的实验数据，其中实验次数 1、2 做功快慢相同并且最快，次数 3 做功快慢其次，次数 4 做功最慢： 同学 实验次数 做功时间（秒） 做功（焦） 甲 1 30 6000 甲 2 60 12000 乙 3 30 4000 乙 4 50 6000 （1）比较实验次数 1 和 3 可得到：当 ，做功越快； （2）比较实验次数 可知：当两位同学做功多少相同时，所用时间越短，做功越快； （3） 当做功多少和做功时间均不相同时， 需要对表格中的数据进行综合分析，当 ，做功越快。因此，为了比较两位同学做功的快慢，应该在表格最后一列增加一栏项目，这个项目是 （要写上单位），为此物理学中引入了一个新的物理量叫 。 【答案】 所用的时间相同时，做功越多的同学，做功越快 1、4 做功与做功时间的比值 做功快慢（W） 功率 【详解】（1）[1]比较实验次数 1 和 3 做功的多少不同，故结论为所用的时间相同时，做功越多的同学，做功越快。 （2）[2]结论为当两位同学做功多少相同时，所用时间越短，做功越快，故需要选取做功的多少相同，时间不同，故只能选择1、4。 （3）[3][4][5]当做功多少和做功时间均不相同时，可以类比速度，将做功的多少与所用的时间的比值进行比较；故需要添加一栏，为做功快慢，单位为瓦，即：做功快慢（瓦）；为了更好的描述做功的快慢，从而引入功率，做功越快，功率越大。 30．小红和小明用一个滑轮、钩码、弹簧测力计等器材分别做了以下实验： （1）探究定滑轮工作时的特点如图甲，为了使弹簧测力计的示数尽可能接近绳子受到的实际拉力，实验中提升的钩码质量应取 （填“大”或“小”）些。 （2）探究动滑轮工作时的特点 ①测出 重力，然后组装好如图乙所示的装置； ②拉动弹簧测力计，使钩码 上升。 （3）测动滑轮的机械效率 ①实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置，是为了 ； ②小明用如图所示的动滑轮提升钩码，改变钩码的数量， 正确操作，实验数据如下表。 实验序号 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动的距离 s/cm ① 1.0 20.0 0.7 40.0 ② 2.0 20.0 1.2 40.0 ③ 3.0 20.0 1.7 40.0 a。第①次实验测得动滑轮的机械效率为 ，第②次实验的有用功为 J。 b。第③次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W c。由表中实验数据分析可知，同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将 （填“变 大”、“变小”或“不变”）。 d。小红进一步研究，测出动滑轮的重力，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值Δ W（Δ W=W 总-W 有用-W 滑轮），发现钩码的重力越大，Δ W （填“越 大”、“越小”或“不变”），请你用所学知识进行解释： 。 【答案】 大 滑轮与钩码 匀速 测量钩码和弹簧测力计移动的距离 71.4% 0.4 0.17 变大 不变 见解析 【详解】（1）[1]钩码越重时，摩擦力和绳子重力在总重中占的比例越小，弹簧测力计的示数越接近绳子受到的实际拉力，故应该取质量较大的钩码。 （2）[2]在使用动滑轮时，不仅要提升物体，而且要提升动滑轮，所以，在探究动滑轮工作时的特点时，先测出滑轮与钩码总重。 [3]只有让钩码匀速上升时，此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力，测力计的示数才等于拉力的大小，所以，应竖直匀速拉动弹簧测力计，使钩码匀速上升。 （3）[4]为了测量钩码和弹簧测力计移动的距离，从而计算有用功和总功，应分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。 [5]由表中实验数据可知，第①次实验测得动滑轮的机械效率 [6]第②次实验的有用功 [7]拉力端移动的速度 第③次实验时拉力的功率 [8]根据表格数据，由机械效率公式可得，后面两次动滑轮的机械效率分别为 根据三次的机械效率及物重的变化可得：同一动滑轮，所提升物重增大，机械效率将增大。 [9][10]，第①次实验测得 第②次实验测得 第③次实验测得 故Δ W不变。 提升物体做的总功 在不计空气阻力与绳摩擦，全部用来克服动滑轮的重力做功，而三次实验动滑轮上升的高度不变，动滑轮的重力不变，故克服动滑轮的重力做功相等，故ΔW不变。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$