专题01 功与机械能（期中专项训练）九年级物理上学期新教材沪粤版

专题01 功与机械能 一、单选题 1．（24-25九年级上·陕西汉中·期中）2024年5月12日，据中国民航最新披露，中国商飞正开展C929适航申请前的相关工作，预计年底向民航局提出型号合格证申请。如图所示是被誉为“中国自主研发的第一款洲际客机”C929。关于这架C929客机的上升和降落过程，下列说法正确的是（　　） A．飞机匀速上升时，它的机械能保持不变 B．飞机减速降落时，它的机械能逐渐减小 C．飞机落地后继续减速滑行，它的机械能保持不变 D．飞机匀速上升时，动能转化为重力势能 2．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）掷实心球是苏州市中考体育项目之一，图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处.则实心球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（   ） A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零 C．在a、c、e三处机械能相等 D．在d处动能最大 3．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品，如图所示，是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景，解开模框后，抬起泥坯，使它竖立在地面上，晾干一个月，待上面的泥坯硬了，再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是（   ） A．工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功 B．工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功 C．工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功 D．工人想一口气搬起五块泥坯没搬动，对泥坯不做功 4．（25-26九年级上·江苏·期中）重为600N的建筑工人用如图所示的滑轮组，将重为450N的货物沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速提升了4m，建筑工人做功的功率为200W。不计滑轮轴的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．建筑工人所用的拉力为500N B．建筑工人所做的有用功是1800J C．建筑工人所做的额外功是300J D．提升货物的过程中地面对工人的支持力为350N 5．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）穹隆山海拔341m，位于光福镇南，高竣挺拔，山高林密，秋天的穹隆，层林虽未曾尽染，却金桂飘香。秋季社会实践活动时，小明登上山顶，共用时50分钟，则他登山的功率最接近于（   ） A．5W B．50W C．500W D．5000W 二、多选题 6．（24-25九年级上·广西崇左·期中）小明沿水平方向推箱子前行，如图甲所示。推箱子过程中，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是（　　）    A．0~3s，箱子受到地面的摩擦力为3N B．t=5s时，箱子受到地面的滑动摩擦力为6N C．t=8s时，箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力 D．9~12s， 推力的功率为18W 7．（24-25九年级上·河南新乡·期中）如图是小明家附近山景公园的等高线图。周末小明爬山锻炼身体，他的质量是 60kg，在他匀速下山过程中，下列判断正确的是（　　） A．小明的机械能守恒 B．小明的机械能不守恒 C．小明的重力势能逐渐减小 D．小明的动能逐渐增大 8．（24-25九年级上·广西南宁·期中）如图甲，工人用水平推力F沿直线向前推动水平地面上的木箱，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化如图丙，则下列说法正确的是（　　） A．内，木箱受到的摩擦力为零 B．内，木箱做匀速直线运动 C．内，木箱所受摩擦力大小为200N D．内，木箱所受摩擦力所做功的大小为400J 三、填空题 9．（2025·江西景德镇·二模）如图是频闪相机拍摄的某网球比赛时网球离开球拍在空中飞行的情景。该球从位置A到位置B的过程中，动能 ，从位置B运动到位置C的过程中机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 10．（24-25九年级上·陕西西安·期中）人们为生活的方便，常常使用机械，使用机械时有时可以省力，有时可以省距离，但都不能省 ，如图所示使用机械的目的是为了省力。该同学把重为400N的物体从长为2m的木板上推到高0.5m的车上（假设木板光滑），则在此过程中，人施加的推力至少为 N；若木板不光滑，推力为125N，则机械效率为 。 11．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 12．（24-25九年级上·广东肇庆·期中）图中所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m。则行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是 J；在竖直提升货物的过程中，货物重力所做的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械效率为 %。 滑轮组提升货物的机械效率为 13．（24-25九年级上·广东东莞·期中）如图所示：光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶部，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，则 ， 。（均填“＞”、“＜”或“＝”），这表明使用任何机械，虽然能省力或省距离或改变力的方向，但是都 省功（“能”或“不能”）。 四、实验题 14．（24-25九年级上·广东东莞·期中）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得数据如下表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% (1)第2次测量中，测力计示数如乙图。此时拉力大小为 N，第2次实验测得的机械效率为 ； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用 （填“甲”、“乙”或“丙”）图做的； (3)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越 ； (4)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体 无关。 15．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。 实验次数 1 2 3 4 5 小球质量m/g 10 20 30 10 10 小球释放的高度h/cm 5 5 5 10 15 木块移动距离s/cm 10 18 29 38 86 (1)小球从斜面滚下的过程中，它的 能转化为 能，小球动能的大小通过 （选填“高度h”或“距离s”）的大小来判断的。 (2)实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制 相同。 (3)该小组同学记录的部分实验数据如表所示： ①分析 三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能越大。 ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：当物体的 一定时，质量越大，动能越大。 ③请根据表中数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是 （选填“超载”或“超速”）。 16．（24-25九年级上·江西景德镇·期中）小李同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）； (1)实验需要测量的物理量： ①用 （填测量器材）测量自己的质量m； ②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用 （填测量器材）记录跳n次绳所用的 （填物理量与其对应字母）； (2)跳绳时平均功率表达式P= ； (3)为计算方便，若设小李的质量m=50kg，他跳绳时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他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10N/kg） (4)小李想和吴哥比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则_________。 A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 五、计算题 17．（20-21九年级下·重庆·期中）为深入实施发展新能源汽车国家战略，加快建设汽车强国，重庆的长安汽车有限公司研发了多款新能源汽车。如图所示为该公司的某款新能源汽车，该新能源汽车在平直路面上以的速度匀速行驶1h，所受的阻力是，求： (1)这段时间内该新能源汽车行驶的距离； (2)该新能源汽车牵引力做功的功率。 18．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，用一块直木板将重500N的箱子匀速拉上平台。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求： (1)上移过程中拉力做的总功； (2)斜面的机械效率； (3)斜面对木块的摩擦力的大小。 19．（24-25九年级上·广东惠州·期中）工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求： (1)工人师傅拉力所做的功。 (2)工人师傅所做有用功的功率。 (3)滑轮组的机械效率。 20．（23-24九年级上·陕西西安·期中）图1所示为一种搬运建筑材料的机械装置，其右端滑轮组的组装方式有两种，分别如图1-甲、乙所示，不计绳重与摩擦。 （1）甲、乙两种方式，向上运送材料时其中比较省力的是方式？ （2）若采用乙方式，某次提升3000N的材料时，材料上升的高度与时间的关系如图示，材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力，问： ①材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为多大？ ②该装置的机械效率是多大？（结果保留至0.1%） ③如果钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，拉动过程中绳始终未断，则用此滑轮组能升的最大物重是多少？ 六、综合题 21．（24-25九年级上·陕西安康·期中）城市中为了方便电动车，在部分路段会修建如图所示的电动车过街天桥。对于此类天桥的引桥，要求坡度不宜大于1∶8（表示长度为8m时最低点和最高点的竖直距离不得超过1m），小明爸爸自身质量为75kg，骑着一辆质量为105kg的电动车从地面到达高度为4m天桥上。（g取） (1)建造的引桥相当于一个斜面，所以通过引桥到达天桥上主要是因为可以 （选填“省力”或“省功”）； (2)此过程中电动车克服总重力做的功是多少？ (3)若天桥引桥的坡度为1∶10，机械效率为75%，则小明爸爸所骑电动车受到桥面的摩擦力是多少？ 22．（24-25九年级上·山西长治·期中）小明在成长笔记中记录了如下的错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 小梦家在房屋装修时，由于低层建筑没有电梯，装修师傅用如图甲所示的滑轮组提升重物，某次搬运过程中工人师傅将的重物匀速提起，所用拉力大小为，重物上升的高度h与所用时间t的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。求本次运送过程中滑轮组的机械效率。 解：由题图乙可知，上升用时时，重物上升的高度，则绳子自由端移动的距离 拉力做的功 滑轮组的机械效率 错误之处： 错因分析： 正确解答： 23．（24-25九年级上·广东广州·期中）小明用图中的滑轮组提升的重物，所用拉力为，物体上升，用时。 (1)工人所做的有用功 ； (2)滑轮组的机械效率 ； (3)小明还用图中的滑轮组匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离、绳子末端移动的距离为，水平拉力F和A的重力G， 以上条件能否求出此时滑轮的机械效率 ？如果能，写出的表达式；如果条件不足，则写出还需补充测量的物理量。 七、科普阅读题 24．（24-25九年级上·广东东莞·期中）三峡工程 如图，作为三峡工程最大的难题之一，三峡升船机已于2016年9月成功通航。而这个被称为“船舶电梯”的升船机，是在没有先例和参考标准的情况下，我国企业大胆创新，攻坚克难，完成了这一世界奇迹。 三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧，由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成，全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨，相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝。三峡升船机型为“齿轮齿条爬升式垂直升船机”，整个船舶提升过程约8分钟，通过三峡升船机，船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。升船机可升船也可降船，为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于 ； (2)三峡升船机最大提升重力超过 N，船舶提升过程以8分钟计算，升船机最大提升功率约为 W（保留1位小数）； (3)给机械加润滑油，这是在有用功一定的情况下，通过减小 （选填“有用功”、“额外功”或“总功”），来提高升船机的机械效率。 W=Gh=1.5×108N×113m=1.695×1010J升船机最大提升功率约为 25．（24-25九年级上·贵州贵阳·期中）2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹如图所示，9时11分准确落入预定海域。在我国伟大科学家们的努力下，时隔44年再次震撼世界，为祖国75周年庆生。 洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段： 助推段：导弹离开发射装置，通过3级助推器不断推进，迅速将导弹推至惊人的速度。 中程段： 助推结束后，导弹穿越至近乎真空的空间环境，瞬间安静下来。接下来，导弹通过制导系统的陀螺仪测量和控制导弹，加上遥感卫星和图像侦察卫星提供的地形数据，不断调整弹道，确保导弹精确落入预定海域。 再入段： 瞄准后，导弹把多个模拟导弹弹头发射出去，为了稳定轨迹不偏离航线，弹头开始高速旋转进入大气层，这时模拟弹头与大气摩擦产生巨大热量，以接近25马赫（马赫是表示速度的量词，1马赫0.3403公里/秒）的速度飞向目标。随着剧烈强光闪现，落入预定海域。 请根据上述介绍，回答下列问题： (1)要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是 （选填“加速”或“减速”）。 (2)导弹进入中程段后声音无法传播原因是 。 (3)洲际导弹一旦发射，无法拦截的原因之一就是有多个导弹弹头，若一枚导弹弹头质量为1000kg，求：这枚导弹弹头受到的重力？（） (4)洲际导弹再入段中，弹头在进入大气层下降过程中，如果没有任何动力装置的情况下，弹头的重力势能的减少量为动能的增加量为，请比较和大小关系，并说明理由。（忽略导弹质量的变化） 一、单选题 1．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）    A． B． C． D． 2．建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90％ C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 3．2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（  ） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 4．如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 二、多选题 5．用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 6．弹簧置于光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次（    ） A．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大 B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等 三、填空题 7．如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 8．如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 9．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。 10．工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。 [3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力 由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率 11．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。    四、实验题 12．用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）每次实验绳端移动距离为 cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ； （3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ； （4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 13．如图所示，某实验小组在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将同一小车从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)本实验所探究物体的动能是指 （选填“小车”或“木块”）的动能； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是质量相同的物体，速度越大，动能 ； (3)分析比较 两次实验，可探究出的结论是速度相同的物体，质量越大，动能越大； (4)小组的小亮设计了图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小。请你判断小亮的做法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 五、计算题 14．如图，质量为60kg的小强同学用滑轮组匀速提升质量为20kg的物体，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求： (1)动滑轮的重力； (2)该滑轮组的效率； (3)若绳能承受的最大拉力为650N，求小强用该滑轮组提升物体的最大质量。 15．工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 16．如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率； （4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。    17．如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求： （1）小明所受重力的大小； （2）完成一个引体向上克服重力做的功； （3）30s内克服重力做功的功率。    六、综合题 18．工人推货物到静止的货车中的示意图如图所示，若工人将边长a为0.5m，重500N的正方体货物从A点匀速推到B点，在车厢内匀速推到C点，已知，且推力的方向始终与货物运动方向一致（过程中忽略空气阻力）。 （1）若AB段的推力大小为360N； ①请在图中标示出货物在AB段移动的距离； ②求推力在AB段对货物做的功；( ) ③若货物在AB段运动的时间为5s，求推力在AB段做功的功率；( ) （2）在车厢的水平地板上，货物受到车厢地板的支持力做功为 J。 19．如图甲是我国古代主要的灌溉农具龙骨水车，因其形如龙骨而得名，它由车桶、刮水板、链条、大龙头轴、小龙头轴、脚踏板等组成。灌溉时，水车安放在河边，下端车桶和刮水板直伸水中，另一端的大龙头轴固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏板使大龙头轴转动，通过链条带动桶内刮水板上行，倾灌于地势较高的田地。 (1)使用水车时，人对脚踏板施加力使轮轴转动，相当于使用一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。水车刮水上行时水的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)刮水板的面积越大，龙骨水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功就越 。当人踩动脚踏板的速度变大时，提升水的功率会变 ； (3)若某龙骨水车木齿轮上有8根辐条，如图乙所示，链条上装有多块刮水板，平均每块刮水板每次能运送水。某人以24转/分的速度匀速转动大龙头轴将水提升到高的田地中，此人做功的总功率为，待运水稳定后，龙骨水车每分钟能运 水，龙骨水车的机械效率为 （）。 七、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题。 人工心肺 心脏就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。 心动过缓时，医生会将心脏起抖器植入人体内辅助心脏正常工作起搏器是一种电子装置，它产生的电脉冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起将频率，起将频率指起将器每分钟发放电脉冲的次数。 新冠疫情期间，体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图甲所示ECMO技术的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，血液的比热容为0.85×103J/(kg•℃)，密度为1.05×103kg/m3，人体组织的比热容与水相当，为4.2×103J/(kg•℃)。 n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60 v/m•s-1 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300 （1）体重500N的佩戴频率适应性起搏器的患者从一楼到四楼上楼时，楼房层高3m克服重力做功的 J，起搏器的起搏频率将 （选填“增大”或“减小”）； （2）血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用 的方式使人体的内能增加的；当血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s时，对应血管的横截面积为 m2； （3）在一次抢救中使用ECMO技术，每过点血流量为5L/min，若要将血液的温度升高8℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为 ，假设人体所需热量完全由热交换器所提供，已知热交换器的功率为1750W，病人的质量为60kg，则该病人体温由27℃上升至正常体温37℃需要的时间为 min； （4）正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为 W；若某病人心脏推动血液流动的平均功率为2.5W，则该病人血管的横截面积为正常人的 倍。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 功与机械能 一、单选题 1．（24-25九年级上·陕西汉中·期中）2024年5月12日，据中国民航最新披露，中国商飞正开展C929适航申请前的相关工作，预计年底向民航局提出型号合格证申请。如图所示是被誉为“中国自主研发的第一款洲际客机”C929。关于这架C929客机的上升和降落过程，下列说法正确的是（　　） A．飞机匀速上升时，它的机械能保持不变 B．飞机减速降落时，它的机械能逐渐减小 C．飞机落地后继续减速滑行，它的机械能保持不变 D．飞机匀速上升时，动能转化为重力势能 【答案】B 【解析】A．飞机匀速上升时，它的质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，它的机械能增大，故A错误； B．飞机减速降落时，它的质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，它的机械能逐渐减小，故B正确； C．飞机落地后继续减速滑行，它的质量不变，速度减小，动能减小，高度不变，重力势能不变，它的机械能减小，故C错误； D．飞机匀速上升时，它的质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，不是动能转化为重力势能，故D错误。 故选B。 2．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）掷实心球是苏州市中考体育项目之一，图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处.则实心球（a点、c点高度相同，不计空气阻力）（   ） A．在a处重力势能最小 B．在b处动能为零 C．在a、c、e三处机械能相等 D．在d处动能最大 【答案】D 【解析】A．重力势能与实心球所处的高度和物体的质量有关，b处重力势能最大，d、e两处重力势能最小，故A不符合题意； B．实心球在b处有水平速度，所以b处动能不为零，故B不符合题意； C．因为不计空气阻力，可以认为实心球从a处出手后，在空中的运动的过程中到与地面碰撞之前机械能守恒，到达地面后受地面的摩擦力逐渐减速，球最终停在水平地面e处。因此a、c两处机械能相等，e处机械能为零，故C不符合题意； D．实心球从a处到d处，机械能守恒，d处重力势能最小，故动能最大，故D符合题意。 故选D 。 3．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）苏州的御窑金砖是中国传统窑砖烧制业中的珍品，如图所示，是《天工开物》中描述工匠制作泥造砖坯的场景，解开模框后，抬起泥坯，使它竖立在地面上，晾干一个月，待上面的泥坯硬了，再将下面的泥坯翻到上面来.下面关于搬运砖坯的说法正确的是（   ） A．工人将泥坯抬起的过程对泥坯不做功 B．工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯做功 C．工人将下面的泥坯翻上来对泥坯不做功 D．工人想一口气搬起五块泥坯没搬动，对泥坯不做功 【答案】D 【解析】做功的两个必要条件：一是物体要受到力的作用，二是在力的方向上通过一定的距离。 A．工人将泥坯抬起的过程中，在竖直方向上，有力的作用又在力的方向上通过一定的距离，所以对泥坯做功，故A错误； B．工人沿水平方向搬运泥坯，泥坯的重力的方向竖直向下，工人运动的距离是水平方向，力的方向与运动方向垂直，所以工人沿水平方向搬运泥坯对泥坯不做功，故B错误； C．工人将下面的泥坯翻上来时，在竖直方向上，有力的作用又在力的方向上通过一定的距离，所以对泥坯做功，故C错误； D．工人想一口气搬起五块泥坯没搬动，工人对泥坯施加了力的作用，但在力的方向上没有距离，所以对泥坯不做功，故D正确。 故选D。 4．（25-26九年级上·江苏·期中）重为600N的建筑工人用如图所示的滑轮组，将重为450N的货物沿竖直方向以0.4m/s的速度匀速提升了4m，建筑工人做功的功率为200W。不计滑轮轴的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．建筑工人所用的拉力为500N B．建筑工人所做的有用功是1800J C．建筑工人所做的额外功是300J D．提升货物的过程中地面对工人的支持力为350N 【答案】B 【解析】A．由图可知n=2，绳子自由端移动的速度v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s 由可知，工人的拉力 故A错误； B．提升货物所做的功为有用功W有=Gh=450N×4m=1800J 故B正确； C．绳子自由端移动的距离s=nh=2×4m=8m 工人做的总功W总=Fs=250N×8m=2000J 则额外功W额=W总-W有=2000J-1800J=200J 故C错误； D．工人在竖直方向上受到竖直向下的重力、绳子向下的拉力和地面竖直向上的支持力，由力的平衡条件可知，地面对工人的支持力F支=F+G人=250N+600N=850N 故D错误。 故选B。 5．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）穹隆山海拔341m，位于光福镇南，高竣挺拔，山高林密，秋天的穹隆，层林虽未曾尽染，却金桂飘香。秋季社会实践活动时，小明登上山顶，共用时50分钟，则他登山的功率最接近于（   ） A．5W B．50W C．500W D．5000W 【答案】B 【解析】假设小明质量 ，则小明受到的重力约为 小明登上山顶做的功约为 用时 则他登山的功率约为 最接近的是B。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 二、多选题 6．（24-25九年级上·广西崇左·期中）小明沿水平方向推箱子前行，如图甲所示。推箱子过程中，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是（　　）    A．0~3s，箱子受到地面的摩擦力为3N B．t=5s时，箱子受到地面的滑动摩擦力为6N C．t=8s时，箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力 D．9~12s， 推力的功率为18W 【答案】AB 【解析】A．由丙图可知，前3s物体速度为零，处于平衡状态，合力为零，则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力；由乙图可知，物体所受推力为3N，则可知静摩擦力也为3N，即箱子受到地面的摩擦力为3N。故A正确； BC．由图丙知9s~12s内，物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的摩擦力是滑动摩擦力，推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，由图乙知此时的推力F为6N，摩擦力也为6N，由图丙知3s~6s内，物体做加速运动，产生的摩擦力是滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，仍为6N，故t=5s时，箱子受到地面的滑动摩擦力为6N；6s~9s内，物体做减速运动，受非平衡力的作用，故t=8s时箱子受到的推力和摩擦力不是一对平衡力，故B正确，C错误； D．由图丙知9s~12s内，物体的速度为1m/s，受到的推力是6N，则推力的功率为 故D错误。 故选AB。 7．（24-25九年级上·河南新乡·期中）如图是小明家附近山景公园的等高线图。周末小明爬山锻炼身体，他的质量是 60kg，在他匀速下山过程中，下列判断正确的是（　　） A．小明的机械能守恒 B．小明的机械能不守恒 C．小明的重力势能逐渐减小 D．小明的动能逐渐增大 【答案】BC 【解析】他在匀速下山的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度减小，则重力势能减小；由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能会减小，所以匀速下山过程中，机械能不守恒，故AD错误，BC正确。 故选BC。 8．（24-25九年级上·广西南宁·期中）如图甲，工人用水平推力F沿直线向前推动水平地面上的木箱，推力F随时间t的变化情况如图乙，木箱前进的速度v的大小随时间t的变化如图丙，则下列说法正确的是（　　） A．内，木箱受到的摩擦力为零 B．内，木箱做匀速直线运动 C．内，木箱所受摩擦力大小为200N D．内，木箱所受摩擦力所做功的大小为400J 【答案】CD 【解析】A．由图丙可知，0~1s 内，木箱处于静止状态，受到推力和摩擦力相等，由乙图可知，0~1s 内，木箱受到的推力为100N，所以产生的摩擦力为100N，故A错误； B．由图丙可知，在1~3s内，木箱运动速度越来越快，做加速直线运动，故B错误； C．由丙图可知，3~5s内，处于匀速直线运动，受到推力和滑动摩擦力相等，由乙图可知，滑动摩擦力等于推力，为200N。由丙图可知，5~6s木箱运动速度越来越慢，做减速直线运动，而压力、接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力的大小不变，则由乙图可知，推力为0，木箱在水平方向上只受滑动摩擦力，大小为200N，故C正确； D．3~5s内，木箱运动的距离为 木箱所受摩擦力为200N，木箱所受摩擦力所做功的大小为 故D正确。 故选CD。 三、填空题 9．（2025·江西景德镇·二模）如图是频闪相机拍摄的某网球比赛时网球离开球拍在空中飞行的情景。该球从位置A到位置B的过程中，动能 ，从位置B运动到位置C的过程中机械能 。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 减小 【解析】[1]球从位置A运动到位置B的过程中，质量不变，高度增加，速度减小，动能在减小。 [2]球从位置B运动到位置C的过程中，不断克服空气阻力做功，机械能在减小。 10．（24-25九年级上·陕西西安·期中）人们为生活的方便，常常使用机械，使用机械时有时可以省力，有时可以省距离，但都不能省 ，如图所示使用机械的目的是为了省力。该同学把重为400N的物体从长为2m的木板上推到高0.5m的车上（假设木板光滑），则在此过程中，人施加的推力至少为 N；若木板不光滑，推力为125N，则机械效率为 。 【答案】 功 100 80% 【解析】[1]我们使用机械时，有时省力，但要费距离；有时省距离，但要费力；由功的原理可知使用任何机械都不能省功。 [2]人克服货箱重力做功 W=Gh=400N×0.5m=200J 假设木板光滑，推力做功 W推=Fs=Gh=200J 所以推力大小 [3]由上述可知，人克服货箱重力做的有用功W有=200J，若木板不光滑，推力为125N时总功为 W总=Fs=125N×2m=250J 则机械效率为 11．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）用起重机将重的集装箱匀速提升10m，随后再匀速平移5m。提升过程中起重机对集装箱做的功为 J，平移过程中起重机对集装箱做的功为 J。若集装箱上升的速度为0.5m/s，则上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 W。 【答案】 0 【解析】[1][2]由题意可知，提升过程中，起重机对集装箱施加向上的拉力，集装箱匀速运动时，拉力等于集装箱的重力；提升过程中，集装箱高度上升时，拉力对集装箱做功，集装箱平移时，拉力与集装箱运动的方向垂直，拉力不做功，平移过程中起重机对集装箱做的功为0J；起重机对集装箱做的功为 [3]集装箱上升10m所用的时间 上升过程中起重机对集装箱做功的功率为 12．（24-25九年级上·广东肇庆·期中）图中所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m。则行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是 J；在竖直提升货物的过程中，货物重力所做的功是 J，行车滑轮组提升货物的机械效率为 %。 【答案】 0 1.8×104 75 【解析】[1]因为行车在水平移动货物的过程中，在竖直方向上没有移动距离，所以克服货物重力所做的功为0J。 [2]在竖直提升货物的过程中，克服货物重力所做的功是 [3]由图可知，滑轮组有4段绳子，则此过程做的总功为 滑轮组提升货物的机械效率为 13．（24-25九年级上·广东东莞·期中）如图所示：光滑斜面，若沿斜面AB和AC分别将同一重物从斜面底部拉到顶部，所需拉力分别为和，所做的功分别为和，则 ， 。（均填“＞”、“＜”或“＝”），这表明使用任何机械，虽然能省力或省距离或改变力的方向，但是都 省功（“能”或“不能”）。 【答案】 ＜ = 不能 【解析】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0，即使用光滑的斜面没有额外功，则把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，h相同，由W=Gh知道，两次拉力做的功等于克服重力做的功，大小均相同，即 W1=W2 根据图示知道 sBA＞sCA 由W=Fs知道 FBA＜FCA 即 F1＜F2 [3]由功的原理知道，使用任何机械都不能省功，但使用机械有许多好处；有的机械可以省力，有的机械可以省距离，还有的机械还可以改变力的方向；但省力的机械必然费距离；省距离的机械一定费力。 四、实验题 14．（24-25九年级上·广东东莞·期中）小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，每个钩码重2N，测得数据如下表： 次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率 1 4 0.1 1.8 0.3 74% 2 6 0.1 0.3 3 4 0.1 1.4 0.5 57% 4 4 0.2 1.4 1.0 57% (1)第2次测量中，测力计示数如乙图。此时拉力大小为 N，第2次实验测得的机械效率为 ； (2)分析表中数据可知：第4次实验是用 （填“甲”、“乙”或“丙”）图做的； (3)分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组， ，滑轮组的机械效率越高；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越 ； (4)分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体 无关。 【答案】(1) 2.4 83% (2)丙 (3) 提升的物体的重力越大 低 (4)提升高度 【解析】（1）[1][2]由图乙可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2.4N；第2次实验测得的机械效率为 （2）分析表中数据可知，第4次实验使用滑轮组的动滑轮绕绳子的段数 所以第4次实验是用丙图做的。 （3）[1]由第1、2次实验数据可知，使用同一滑轮组，第2次物体的重力较大，滑轮组的机械效率较大，可以得到使用同一滑轮组，提升的物体的重力越大，滑轮组的机械效率越高。 [2]第1次实验使用滑轮组的动滑轮绕绳子的段数 所以第1次实验使用的滑轮是甲图的滑轮，第3次实验使用滑轮组的动滑轮绕绳子的段数 则第3次实验使用的滑轮是丙图的滑轮，第1、3次实验数据中物体的重力相等，第3次滑轮组的动滑轮个数较多，它的机械效率较小，可以得到使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率越低。 （4）分析第3、4次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重力相同的物体，物体被提升高度不同，滑轮组的机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与物体提升高度无关。 15．（24-25九年级上·陕西咸阳·期中）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始自由滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下。 实验次数 1 2 3 4 5 小球质量m/g 10 20 30 10 10 小球释放的高度h/cm 5 5 5 10 15 木块移动距离s/cm 10 18 29 38 86 (1)小球从斜面滚下的过程中，它的 能转化为 能，小球动能的大小通过 （选填“高度h”或“距离s”）的大小来判断的。 (2)实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，是为了控制 相同。 (3)该小组同学记录的部分实验数据如表所示： ①分析 三次实验数据，可以得出的探究结论是：物体的质量一定时，速度越大，动能越大。 ②分析第1、2、3三次实验数据，可以得出的探究结论是：当物体的 一定时，质量越大，动能越大。 ③请根据表中数据分析：汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是 （选填“超载”或“超速”）。 【答案】(1) 重力势 动 距离s (2)小球到达斜面底端的速度 (3) 1、4、5 速度 超速 【解析】（1）[1][2]实验中，小球从高处滚下，小球的质量不变，高度降低，重力势能减小，小球运动速度越来越快，动能增大，故球从斜面上滚下的过程中，小球的重力势能转化为动能。 [3]小球达到水平面后，撞击小木块，小球动能越大，对小木块做的功越多，小木块被推开的距离就越大，所以小球动能的大小通过小木块距离s的大小来判断的。 （2）实验中把质量不同的小钢球放在斜面同一高度处由静止开始释放，这是为了让小球在斜面底端时的速度大小相等，即为了控制小球到达斜面底端的速度相同。 （3）[1]要研究动能与速度的关系，需要保证小球的质量一样，由表格中的数据可知，第1、4、5三次实验数据质量相等，小球释放的高度不同（小球到达斜面底端的速度不同），分析这三次实验数据可知，物体的质量一定时，速度越大，动能越大。 [2]分析第1、2、3三次实验数据可知，小球的下落高度相同，即达到斜面底端的速度相同，而小球的质量不同，通过比较数据可得：物体速度一定时，质量越大，动能越大。 [3]通过实验结论可知，汽车的速度越大，动能越大；质量越大，动能也越大，但速度和质量增大相同的幅度，速度增大的小球推动木块滑行的距离更远，则可知速度对动能的影响较大，所以汽车超载10%与超速10%相比，潜在危害较大的是超速。 16．（24-25九年级上·江西景德镇·期中）小李同学想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）； (1)实验需要测量的物理量： ①用 （填测量器材）测量自己的质量m； ②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）； ③用 （填测量器材）记录跳n次绳所用的 （填物理量与其对应字母）； (2)跳绳时平均功率表达式P= ； (3)为计算方便，若设小李的质量m=50kg，他跳绳时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他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10N/kg） (4)小李想和吴哥比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则_________。 A．频率相同，体重大的功率大 B．频率相同，跳的时间长的功率大 C．体重相同，频率高的功率小 D．体重相同，跳的时间长的功率大 【答案】(1) 磅秤 秒表 时间t (2) (3) 25 75 (4)A 【解析】（1）[1]需要用磅秤测量人的质量。 [2][3]由于功率是做功的多少与时间之比，故还需要用秒表测量跳n次绳所用的时间t。 （2）他每跳一次克服重力所做的功是 跳绳时平均功率表达式 （3）[1]他每跳一次克服重力所做的功是 [2]1min跳的个数为 在1min内克服重力做功的平均功率为 （4）AB．频率相同，相同的时间内，跳的个数相同，即n，h相同，体重大的功率大，故A正确，B错误； C．体重相同，频率高，相同的时间内跳的个数多，做的功多，功率大，故C错误； D．体重相同，由于做功的多少未知，功率未知，故D错误。 故选A。 五、计算题 17．（20-21九年级下·重庆·期中）为深入实施发展新能源汽车国家战略，加快建设汽车强国，重庆的长安汽车有限公司研发了多款新能源汽车。如图所示为该公司的某款新能源汽车，该新能源汽车在平直路面上以的速度匀速行驶1h，所受的阻力是，求： (1)这段时间内该新能源汽车行驶的距离； (2)该新能源汽车牵引力做功的功率。 【答案】(1)36km (2)3×104W 【解析】（1）新能源汽车在平直路面上以36 km/h的速度匀速行驶1h的距离s=vt=36km/h×1h=36km （2）新能源汽车在平直路面上匀速航行，则牵引力与阻力是一对大小相等的平衡力，即F=f=3×103N 新能源汽车在平直路面上匀速航行的速度v=36km/h=10m/s 该新能源汽车牵引力做功的功率 18．（24-25九年级上·江苏苏州·期中）如图所示，用一块直木板将重500N的箱子匀速拉上平台。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。求： (1)上移过程中拉力做的总功； (2)斜面的机械效率； (3)斜面对木块的摩擦力的大小。 【答案】(1) (2) (3)100N 【解析】（1）上移过程中拉力做的总功 （2）有用功为 则斜面的机械效率 （3）额外功为 则斜面对木块的摩擦力的大小为 19．（24-25九年级上·广东惠州·期中）工人师傅用如图所示的滑轮组，用400N的拉力在10s内把900N的货物匀速提高2m。求： (1)工人师傅拉力所做的功。 (2)工人师傅所做有用功的功率。 (3)滑轮组的机械效率。 【答案】(1)2400J (2)1800J (3)75% 【解析】（1）由图可知绳子的有效股数为3，拉力F移动的距离 工人师傅拉力所做的功 （2）工人师傅所做有用功 工人师傅所做有用功的功率 （3）滑轮组的机械效率 20．（23-24九年级上·陕西西安·期中）图1所示为一种搬运建筑材料的机械装置，其右端滑轮组的组装方式有两种，分别如图1-甲、乙所示，不计绳重与摩擦。 （1）甲、乙两种方式，向上运送材料时其中比较省力的是方式？ （2）若采用乙方式，某次提升3000N的材料时，材料上升的高度与时间的关系如图示，材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力，问： ①材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为多大？ ②该装置的机械效率是多大？（结果保留至0.1%） ③如果钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，拉动过程中绳始终未断，则用此滑轮组能升的最大物重是多少？ 【答案】（1）乙；（2）①2700W；②83.3%；③8400N 【解析】解：（1）由图知，使用甲图方式时，承担物重的绳子股数为2；使用乙图方式时，承担物重的绳子股数为3，因为不计绳重与摩擦时，拉力 所以使用乙图方式更省力。 （2）①由图2可知，在上升阶段材料上升的高度h=12m，所用时间 t=20s-4s=16s 拉力端移动距离 s=3h=3×l2m=36m 拉力做的总功 W总=Fs=1200N×36m=43200J 拉力做功的功率 ②所做的有用功 W有用=Gh=3000N×12m=36000J 滑轮组的机械效率 ③由图乙可知，n=3， 不计绳重与摩擦时，拉力 则动滑轮重力 G动=3F-G=3×1200N-3000N=600N 钢丝绳能承受的最大拉力为3000N，即F最大=3000N，所以用此滑轮组能提升的最大物重 G物最大=nF最大-G动=3×3000N-600N=8400N 答：（1）甲、乙两种方式，向上运送材料时其中比较省力的是方式乙； （2）①材料在上升过程中电动卷扬机拉钢丝绳的力的功率为2700W； ②该装置的机械效率是83.3%； ③此滑轮组能提升的最大物重是8400N。 六、综合题 21．（24-25九年级上·陕西安康·期中）城市中为了方便电动车，在部分路段会修建如图所示的电动车过街天桥。对于此类天桥的引桥，要求坡度不宜大于1∶8（表示长度为8m时最低点和最高点的竖直距离不得超过1m），小明爸爸自身质量为75kg，骑着一辆质量为105kg的电动车从地面到达高度为4m天桥上。（g取） (1)建造的引桥相当于一个斜面，所以通过引桥到达天桥上主要是因为可以 （选填“省力”或“省功”）； (2)此过程中电动车克服总重力做的功是多少？ (3)若天桥引桥的坡度为1∶10，机械效率为75%，则小明爸爸所骑电动车受到桥面的摩擦力是多少？ 【答案】(1)省力 (2)7200J (3)60N 【解析】（1）使用任何一种机械可以省力但不能省功，因此通过引桥到达天桥上主要是因为可以省力。 （2）电动车克服总重力做的功为 （3）已知机械效率为75%，，则此过程中做的总功为 爸爸所骑电动车受到桥面的摩擦力做的功是额外功，额外功为 因为坡度为1∶10，所以引桥长为40m，则摩擦力 22．（24-25九年级上·山西长治·期中）小明在成长笔记中记录了如下的错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 小梦家在房屋装修时，由于低层建筑没有电梯，装修师傅用如图甲所示的滑轮组提升重物，某次搬运过程中工人师傅将的重物匀速提起，所用拉力大小为，重物上升的高度h与所用时间t的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦。求本次运送过程中滑轮组的机械效率。 解：由题图乙可知，上升用时时，重物上升的高度，则绳子自由端移动的距离 拉力做的功 滑轮组的机械效率 错误之处： 错因分析： 正确解答： 【答案】 机械效率计算错误 将功率和机械效率混淆，机械效率为有用功在总功中所占的比例 80% 【解析】[1]根据机械效率的计算公式可知，错误之处：机械效率计算错误。 [2]错因分析：将功率和机械效率混淆，机械效率为有用功在总功中所占的比例。 [3]正确解答：由题图乙可知，上升用时时，物体上升的高度，则绳子自由端移动的距离 拉力做的功 克服重力做的功 滑轮组的机械效率 23．（24-25九年级上·广东广州·期中）小明用图中的滑轮组提升的重物，所用拉力为，物体上升，用时。 (1)工人所做的有用功 ； (2)滑轮组的机械效率 ； (3)小明还用图中的滑轮组匀速拉动水平地面上的物体A，测出A移动的距离、绳子末端移动的距离为，水平拉力F和A的重力G， 以上条件能否求出此时滑轮的机械效率 ？如果能，写出的表达式；如果条件不足，则写出还需补充测量的物理量。 【答案】(1)400J (2)80% (3) 根据以上条件不能求出此时滑轮的机械效率 物体A在地面所受的滑动摩擦力f 【解析】（1）工人做的有用功 （2）由图可知，连接动滑轮绳子的股数，则绳子自由端移动的距离 工人所做的总功 则滑轮组的机械效率 （3）[1][2]由图可知，滑轮组匀速拉动水平地面上的物体A时，物体A在水平方向上移动，没有克服物体A的重力做功，而是克服物体A在地面所受的滑动摩擦力做功，因此根据A移动的距离sA，绳子末端移动的距离s绳，水平拉力F和A的重力G不能求出此时滑轮的机械效率η，还需补充测量的物理量为物体A在地面所受的滑动摩擦力f。 七、科普阅读题 24．（24-25九年级上·广东东莞·期中）三峡工程 如图，作为三峡工程最大的难题之一，三峡升船机已于2016年9月成功通航。而这个被称为“船舶电梯”的升船机，是在没有先例和参考标准的情况下，我国企业大胆创新，攻坚克难，完成了这一世界奇迹。 三峡升船机位于三峡双线五级船闸右侧，由上游引航道、上闸首、承船厢室段、下闸首和下游引航道等部分组成，全线总长约7300米。船厢室段塔柱建筑高度146米，最大提升高度为113米、最大提升质量超过1.5万吨，相当于同时提升20万人。承船厢长132米、宽23.4米、高10米，可提升3000吨级的船舶过坝。三峡升船机型为“齿轮齿条爬升式垂直升船机”，整个船舶提升过程约8分钟，通过三峡升船机，船舶过坝时间由原来通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟。升船机可升船也可降船，为客货轮和特种船舶提供快速过坝通道。众多数据显示三峡升船机是世界上规模最大、技术难度最高的升船机工程。 (1)从工作原理图上看，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮属于 ； (2)三峡升船机最大提升重力超过 N，船舶提升过程以8分钟计算，升船机最大提升功率约为 W（保留1位小数）； (3)给机械加润滑油，这是在有用功一定的情况下，通过减小 （选填“有用功”、“额外功”或“总功”），来提高升船机的机械效率。 【答案】(1)定滑轮 (2) (3)额外功 【解析】（1）如图，升船机船厢室塔柱顶运用的滑轮绕固定轴转动，所以该滑轮属于定滑轮。 （2）[1]该升船机最大提升质量为 m＝1.5万吨＝1.5×107kg 最大提升的重力为 G＝mg＝1.5×107kg×10N/kg＝1.5×108N [2]船舶提升过程以8分钟计算，升船机所做的功为 W=Gh=1.5×108N×113m=1.695×1010J升船机最大提升功率约为 （3）要想提高升船机的机械效率，给机械加润滑油，可减少克服摩擦做的额外功，在有用功一定时，总功减小，滑轮组的机械效率将变大。 25．（24-25九年级上·贵州贵阳·期中）2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹如图所示，9时11分准确落入预定海域。在我国伟大科学家们的努力下，时隔44年再次震撼世界，为祖国75周年庆生。 洲际导弹的发射过程一般要经历三个阶段： 助推段：导弹离开发射装置，通过3级助推器不断推进，迅速将导弹推至惊人的速度。 中程段： 助推结束后，导弹穿越至近乎真空的空间环境，瞬间安静下来。接下来，导弹通过制导系统的陀螺仪测量和控制导弹，加上遥感卫星和图像侦察卫星提供的地形数据，不断调整弹道，确保导弹精确落入预定海域。 再入段： 瞄准后，导弹把多个模拟导弹弹头发射出去，为了稳定轨迹不偏离航线，弹头开始高速旋转进入大气层，这时模拟弹头与大气摩擦产生巨大热量，以接近25马赫（马赫是表示速度的量词，1马赫0.3403公里/秒）的速度飞向目标。随着剧烈强光闪现，落入预定海域。 请根据上述介绍，回答下列问题： (1)要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是 （选填“加速”或“减速”）。 (2)导弹进入中程段后声音无法传播原因是 。 (3)洲际导弹一旦发射，无法拦截的原因之一就是有多个导弹弹头，若一枚导弹弹头质量为1000kg，求：这枚导弹弹头受到的重力？（） (4)洲际导弹再入段中，弹头在进入大气层下降过程中，如果没有任何动力装置的情况下，弹头的重力势能的减少量为动能的增加量为，请比较和大小关系，并说明理由。（忽略导弹质量的变化） 【答案】(1)加速 (2)真空不能传播声音 (3)见解析 【解析】（1）要实现上升高度冲出大气层，洲际导弹在助推段的核心任务是“加速”。这是因为导弹需要获得足够的速度，才能克服地球引力，达到足够的飞行高度，冲出大气层。 （2）导弹进入中程段后声音无法传播的原因是空气变得非常稀薄，几乎成为真空状态。声音的传播需要介质，而在真空状态下，声音无法传播。 （3）导弹弹头受到的重力为 （4）由于洲际导弹再入段中，随着弹头不断下降，弹头的重力势能的减少量转化为动能的增加量及克服大气摩擦等消耗一部分能量，所以。 一、单选题 1．如图所示，一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力，将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为，功率的大小分别为，关于它们之间的大小关系说法正确的是（　　）    A． B． C． D． 【答案】C 【解析】由题知，同一个人先后两次用同样的力，分别将不同质量的物体沿力的方向移动相同的距离，根据W=Fs可知，拉力的大小相同，在力的方向上移动的距离相同，则拉力做功相同，即 W1​=W2​ 由题知，做功用的时间相同，根据可知，两次做功的功率相同，即 P1​=P2​ 故ABD错误，C正确。 故选C。 2．建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起，桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m，工人所用的拉力为500N。下列说法中正确的是（　　） A．该装置做的有用功为400J B．该装置的机械效率为90％ C．绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压强不变 【答案】B 【解析】A．涂料重力为 所以该装置做的有用功为 故A错误； B．定滑轮不省距离也不费距离，即，该装置做的总功为 则该装置的机械效率为 故B正确； C．绳子自由端移动的平均速度为 故C错误； D．桶离开地面前，工人拉力逐渐增大，桶对地面的压力变小，根据，则压强变小，故D错误。 故选B。 3．2024年5月7日，河北省首条低空无人机物流运输航线试航成功。下图为正在运输货物的无人机，下列说法正确的是（  ） A．无人机上升过程中，货物的重力势能可能减小 B．无人机水平匀速飞行时，货物的机械能保持不变 C．无人机在某一高度悬停时，货物的机械能一定为零 D．无人机下降过程中，货物的动能一定增大 【答案】B 【解析】A．无人机上升过程中，货物的高度变大，重力不变，重力势能变大，故A错误； B．无人机水平匀速飞行时，货物的质量、速度和高度不变，重力势能不变，动能不变，则机械能保持不变，故B正确； C．无人机在某一高度悬停时，货物具有一定的高度，货物的重力势能不为零，则机械能不为零，故C错误； D．若无人机下降过程中是匀速下降，则货物的动能不变，故D错误。 故选B。 4．如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是（    ） A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 【答案】C 【解析】A．在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦，有用功，故甲、乙做的有用功一样多，故A错误； BCD．图甲使用的是动滑轮，拉力端移动距离s甲=2h；图乙使用的是定滑轮，拉力端移动距离s乙=h，不计绳重和摩擦，使用甲动滑轮时，拉力 拉力做功 使用乙定滑轮时，拉力F乙=G，所以拉力做功 在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，甲做的总功多，乙做的总功少，根据知，甲做总功的功率大；由A选项解析知有用一样多，但甲的总功多，根据知，乙所用装置的机械效率高，综上分析知，故C正确，BD错误。 故选C。 二、多选题 5．用某滑轮组提升重物时，绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示，在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m，重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N，提升的物体重800N。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端拉力的功率为200W B．额外功为400J C．绳子自由端拉力的大小为250N D．滑轮组的机械效率约为88.9% 【答案】AC 【解析】A．由图像可知，当时间为20s时，拉力做功为，则绳子自由端拉力的功率为 故A正确； B．有用功 额外功 故B错误； C．由可得，绳子自由端拉力的大小为 故C正确； D．滑轮组的机械效率约为 故D错误。 故选AC。 6．弹簧置于光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次（    ） A．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大 B．小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C．小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D．小球上升过程，经过c点时的机械能相等 【答案】AC 【解析】A．按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，直到运动到最高点的过程中，空气阻力忽略不计，弹簧的弹性势能转化成小球的动能，再转化成小球的重力势能，第一次小球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，由图可知，a高于b，则第一次小球到达最高点时的重力势能较大，由机械能守恒可知，第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，故A正确，符合题意； B．小球由c到b过程，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误，不符合题意； C．小球上升过程，经过c点时，高度相等，质量相等，小球的重力势能相等，故C正确，符合题意； D．第一次释放小球时弹簧的弹性势能大，由机械能守恒可知，第一次释放小球后，上升经过c点时的机械能较大，故D错误，不符合题意。 故选AC。 三、填空题 7．如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为 J；摆球从A点到O点的过程中， 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小 （选填“不变”或“减小”）。 【答案】 0 重力势 不变 【解析】[1]小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为0。 [2]摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。 [3]如图所示，摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高。说明摆球在运动过程中没有能量损失，整个过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒，因此摆球的机械能不变。 8．如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6 （选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为 N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图； （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 J，在乙位置时的动能为 J。 【答案】 cm 6 1 2 【解析】（1）[1]根据常见物体的长度可知，篮球直径为24.6cm。 [2]根据G=mg可得，该篮球受到的重力为 （2）[3]忽略空气的作用力，则篮球在乙位置只受重力的作用，重力的方向为竖直向下，因此在篮球的重心处沿竖直方向画一条竖直向下的有向线段，用G来表示，如图所示 （3）[4]根据表格信息可知，篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 [5]由于机械能等于动能与重力势能之和，所以篮球在乙位置时的动能为 9．如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力，滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳。当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，则动滑轮的重力为 N；当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N；撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，滑轮组的机械效率为 。 【答案】 20 60 75% 【解析】[1]由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦，当绳子自由端的拉力为60N时，物体处于静止状态，物体与桌面间的摩擦力恰好为0，所以绳子自由端拉力 G动=20N [2]当绳子自由端拉力为90N时，物体水平向右匀速运动，物体受到向右的拉力 F2=2F1-G动=2×90N-20N=160N 物体受到水平向左的恒力，物体水平方向受到向左的摩擦力、向左的拉力和向右的拉力是平衡力，物体与桌面之间的滑动摩擦力为 f=F2-F=160N-100N=60N [3]撤去水平向左的恒力F，改变绳子自由端拉力的大小，仍使物体水平向右匀速运动时，压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，滑轮组下端挂钩处拉力 F3=f=60N 绳子自由端拉力 滑轮组的机械效率为 10．工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N，每根钢条重100N，该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。 【答案】 动 100 80% 【解析】[1]由图可知，滑轮随物料一起运动，所以该装置中的滑轮为动滑轮。 [2]由图可知，动滑轮上有两股绳，已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦，用该装置匀速提升空货篮时的拉力 [3]若绳子能承受的最大拉力为520N，提升钢条的最大重力 由于每根钢条重100N，所以最多能提升8根钢条，则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率 11．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。    【答案】 2 0.5 【解析】[1]由图乙可知，对物体A做的总功为3J，额外功为1J，故对物体A做的有用功 W有=WA总-WA额=3J-1J=2J [2] A、B是两个完全相同的物体，都拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做的总功为2.5J，故对物体B做的额外功 WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J 四、实验题 12．用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）每次实验绳端移动距离为 cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ； （3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ； （4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 30 2.5 80 低 不变 变小 【解析】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为 （2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。 [3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为 [4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。 （3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据 可知，滑轮组的机械效率将不变。 （4）[6]四次实验中，物体上升的高度为 有用功为 第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功为 摩擦引起的额外功为 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。 13．如图所示，某实验小组在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中，将同一小车从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 (1)本实验所探究物体的动能是指 （选填“小车”或“木块”）的动能； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是质量相同的物体，速度越大，动能 ； (3)分析比较 两次实验，可探究出的结论是速度相同的物体，质量越大，动能越大； (4)小组的小亮设计了图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度（h2>h1）由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小。请你判断小亮的做法 （选填“合理”或“不合理”），理由是 。 【答案】(1)小车 (2)越大 (3)甲、丙 (4) 不合理 没有控制水平面的粗糙程度相同 【解析】（1）根据题意可知，实验中探究小车的动能，即小车撞击木块时的动能的大小。 （2）分析比较甲、乙两次实验，小车的质量不变，到达水平面的速度不同，甲图中小车到达水平面的速度较大，木块被撞击时运动的距离较大，动能较大，可以得到质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （3）探究动能与质量的关系时，需要控制速度相同，质量不同，故需要对比甲、丙两次实验；根据实验数据可知，速度相同的物体，质量越大，动能越大。 （4）[1][2]用图丁、戊所示的装置探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，不能保证运动的距离越远，做功越多，动能越大，故这种方法是不合理的。 五、计算题 14．如图，质量为60kg的小强同学用滑轮组匀速提升质量为20kg的物体，此时他对绳的拉力为120N，不计绳重和摩擦，g取10N/kg，求： (1)动滑轮的重力； (2)该滑轮组的效率； (3)若绳能承受的最大拉力为650N，求小强用该滑轮组提升物体的最大质量。 【答案】(1)40N (2)83.3% (3)116kg 【解析】（1）结合重力公式计算物体重力为 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算动滑轮重力为 （2）根据效率公式计算该滑轮组的效率 （3）若增大重物的质量，重物的重力增大，滑轮组的机械效率增大，同时工人的拉力增大，工人的最大拉力 根据动滑轮拉力公式 据图分析可知，动滑轮缠绕绳子数为2，即n=2，计算提升物体的最大重力 根据重力公式计算物体的质量 15．工人用如图所示装置把重的物体，从斜面底部匀速拉到高的平台上（斜面与水平地面的夹角为），用时。工人对绳子的拉力为，动滑轮重，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，求： (1)绳子对物体做的功； (2)物体克服摩擦力所做的功； (3)整个装置的机械效率。 【答案】(1)3120J (2)1120J (3)62.5% 【解析】（1）从图中可知绳子的股数，工人对绳子的拉力，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，根据可知，绳子对物体的拉力 斜面与水平地面的夹角为，平台高，根据数学知识可知斜面的长 则绳子对物体做的功 （2）重物沿斜面移动到高台上拉力的有用功 物体克服摩擦力做的功 （3）工人对绳子的拉力做的总功 整个装置的机械效率 16．如图所示，利用斜面将箱子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬进车厢省力多了，某同学用的力沿斜面向上匀速推动箱子，已知箱子质量为，斜面长，斜面高，。求： （1）箱子受到的重力； （2）箱子受到的摩擦力； （3）斜面的机械效率； （4）使用斜面推箱子时有哪些更省力的方法。    【答案】（1）；（2）20N；（3）80%；（4）见解析 【解析】解：（1）箱子受到的重力 G=mg=20kg×10N/kg=200N （2）推力所做的功 有用功 额外功 斜面对箱子的摩擦力 （3）斜面的机械效率 （4）拉动物体沿斜面运动时，斜面坡度越小越省力，可适当减小斜面的坡度。 答：（1）箱子受到的重力是； （2）箱子受到的摩擦力是20N； （3）斜面的机械效率是80%； （4）见解析。 17．如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求： （1）小明所受重力的大小； （2）完成一个引体向上克服重力做的功； （3）30s内克服重力做功的功率。    【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W 【解析】解：（1）小明所受的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N （2）完成一个引体向上克服重力做的功为 W=Gh=600N×0.5m=300J （3）30s内克服重力做的功为 W总=10W=10×300J=3000J 30s内克服重力做功的功率为 答：（1）小明所受重力为600N； （2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J； （3）30s内克服重力做功的功率为100W。 六、综合题 18．工人推货物到静止的货车中的示意图如图所示，若工人将边长a为0.5m，重500N的正方体货物从A点匀速推到B点，在车厢内匀速推到C点，已知，且推力的方向始终与货物运动方向一致（过程中忽略空气阻力）。 （1）若AB段的推力大小为360N； ①请在图中标示出货物在AB段移动的距离； ②求推力在AB段对货物做的功；( ) ③若货物在AB段运动的时间为5s，求推力在AB段做功的功率；( ) （2）在车厢的水平地板上，货物受到车厢地板的支持力做功为 J。 【答案】 见解析 720J 144W 0 【解析】（1） [1]①货物在AB段移动的距离为AB的长度减去正方体的长度，如图所示： [2]②推力在AB段对货物做的功 [3]③若货物在AB段运动的时间为5s，推力在AB段做功的功率 （2）[4]在车厢的水平地板上，货物受到车厢地板的支持力与货物运动方向垂直，则支持力做功为0J。 19．如图甲是我国古代主要的灌溉农具龙骨水车，因其形如龙骨而得名，它由车桶、刮水板、链条、大龙头轴、小龙头轴、脚踏板等组成。灌溉时，水车安放在河边，下端车桶和刮水板直伸水中，另一端的大龙头轴固定于堤岸的木架上，用时踩动脚踏板使大龙头轴转动，通过链条带动桶内刮水板上行，倾灌于地势较高的田地。 (1)使用水车时，人对脚踏板施加力使轮轴转动，相当于使用一个 （选填“省力”或“费力”）杠杆。水车刮水上行时水的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）； (2)刮水板的面积越大，龙骨水车旋转一周提升的水就越多，对水所做的功就越 。当人踩动脚踏板的速度变大时，提升水的功率会变 ； (3)若某龙骨水车木齿轮上有8根辐条，如图乙所示，链条上装有多块刮水板，平均每块刮水板每次能运送水。某人以24转/分的速度匀速转动大龙头轴将水提升到高的田地中，此人做功的总功率为，待运水稳定后，龙骨水车每分钟能运 水，龙骨水车的机械效率为 （）。 【答案】(1) 省力 增大 (2) 大 大 (3) 96 40% 【解析】（1）[1]人对脚踏板施加力使轮轴转动时，动力作用轮上，阻力作用在轴上，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 [2]水车刮水上行时，水是匀速上行的，则水的动能不变，重力势能变大，机械能变大。 （2）[1]此过程需要克服水的重力做功，当水的质量越大，根据G=mg可知，则水所受重力越大，再由公式W=Gh可知，对水所做的功越多。 [2]当人踩动脚踏的速度加快时，提升相同高度所用时间越短，提升水的重力不变，所做的功不变，根据可知，提升水的功率会变大。 （3）[1]图乙中，木齿轮上有8根辐条，即有8块刮水板，以每分钟24转匀速转动大龙头轴，则每分提升水的质量m=8×0.5kg×24=96kg [2]每分钟克服水的重力所做的有用功 此人做功的功率为80W，1min内做功的总功 龙骨水车的机械效率 七、科普阅读题 20．阅读短文，回答问题。 人工心肺 心脏就像发动机，为人体输送氧气与营养提供动力。 心动过缓时，医生会将心脏起抖器植入人体内辅助心脏正常工作起搏器是一种电子装置，它产生的电脉冲（周期性变化的电流）刺激心脏收缩，从而提高心率，频率适应性起搏器能根据患者的活动情况调整起将频率，起将频率指起将器每分钟发放电脉冲的次数。 新冠疫情期间，体外肺膜氧合（简称ECMO）技术挽救了许多危重患者的生命。如图甲所示ECMO技术的原理是将体内的血液引出体外，经过人工心肺旁路氧合后注入病人体内，起到部分心肺替代作用。为使病人维持正常体温，需用热交换器对流入人体的血液进行加热；ECMO的工作电压与家庭电路电压相同，使用中如短时停电，可振动如图乙所示的摇把，维持血液循环。血流速度和血流量（血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积）是衡量心肺功能的重要指标，研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与血液的流速成正比，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，血液的比热容为0.85×103J/(kg•℃)，密度为1.05×103kg/m3，人体组织的比热容与水相当，为4.2×103J/(kg•℃)。 n 1.00 0.90 0.80 0.75 0.60 v/m•s-1 0.180 0.200 0.225 0.240 0.300 （1）体重500N的佩戴频率适应性起搏器的患者从一楼到四楼上楼时，楼房层高3m克服重力做功的 J，起搏器的起搏频率将 （选填“增大”或“减小”）； （2）血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用 的方式使人体的内能增加的；当血流速度为0.2m/s，血流量为10-4m3/s时，对应血管的横截面积为 m2； （3）在一次抢救中使用ECMO技术，每过点血流量为5L/min，若要将血液的温度升高8℃，则血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为 ，假设人体所需热量完全由热交换器所提供，已知热交换器的功率为1750W，病人的质量为60kg，则该病人体温由27℃上升至正常体温37℃需要的时间为 min； （4）正常人的心脏在一次搏动中泵出血液约80mL，在一次搏动中推动血液流动的平均压强为1.6×104Pa，设心脏每分钟搏动75次，则正常人心脏推动血液流动的平均功率为 W；若某病人心脏推动血液流动的平均功率为2.5W，则该病人血管的横截面积为正常人的 倍。 【答案】 4500 增大 热传递 5×10-4 3.57×104J 24 1.6 0.8 【解析】（1）[1]患者克服重力做功为 W=Fs=Gh=500N×3m×3=4500J [2]患者爬楼克服重力做功，对外做功，人的内能减少，为维持人的体温，起搏器将刺激心脏收缩，从而提高心率，频率增大。 （2）[3]血液经热交换器加热后使病人维持正常体温过程中，是利用热传递的方式使人体的内能增加的。 [4]血流量指单位时间内通过血管横截面的血液体积，假设时间为1s，通过血管横截面的血液体积为 V=血流量×时间=10-4m3/s×1s=10-4m3 血流过的长度为 l=血流速度×时间=0.2m/s×1s=0.2m 横截面积为 （3）[5]每分钟流过的血液体积为 V1=血流量×时间=5L/min×1min=5L 质量为 m=ρV=1.05×103kg/m3×5L=5.25kg 血液每分钟需要从热交换器吸收的热量为 Q=cmΔt=0.85×103J/(kg•℃)×5.25kg×8℃=3.57×104J [6]人体所需热量完全由热交换器所提供为 Q=cmΔt=W=Pt 可知该病人体温由27℃上升至正常体温37℃需要的时间为 （4）[7]正常人的心脏在一次搏动中所做功为 W=Fl=pSl=pV=1.6×104Pa×80mL=1.28J 心脏每分钟搏动75次，总功为 W总=nW=75×1.28 J =96J 功率为 [8]根据题意f=k1v，v=k2S，又P=fv，所以P=k1v2，因为P1:P2=16:25，故v1:v2=4:5，当血管横截面积为正常值的n倍时，测得血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如表所示，由表格可知v与n成反比，当v1:v2=4:5，得n2:n1=4:5，则该病人血管的横截面积为正常人的 0.8倍。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $