冲刺2022中考必刷解答题（3）机械能、机械功、简单机械（含答案）
文档属性
| 名称 | 冲刺2022中考必刷解答题（3）机械能、机械功、简单机械（含答案） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2022-04-21 00:00:00 | ||
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文档简介
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中考必刷解答题（3）机械能、机械功、简单机械
一、机械能
1．（2021九上·长兴期中）北京时间9月6日，第14届全运会蹦床预赛中，奥运会冠军朱雪莹出现失误，无缘决赛，如图所示为朱雪莹在比赛中某一次下落过程的示意图。请回答下列问题。
（1）当人从空中最高点(A)下落至刚接触蹦床(B)的过程中，人的动能和势能是如何转化的？
（2）人从接触蹦床(B)到下落至弹力等于重力(C，此时人的下落速度最大)时，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？ (不计空气阻力)
（3）人从弹力等于重力的位置(C)下降至最低点(D)的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？ (不计空气阻力)
2．（2021九上·诸暨期中）如图一弹簧竖直放置，一重为G的铁球从P处静止释放向下运动，A位置为弹簧原长，到达C位置小球的速度变为零。（不考虑空气阻力）
（1）请在右图中画出小球从P到C的过程中，其动能随位置变化的大致关系图像。
（2）说出各段的能量变化情况。
3．（2021·柯桥模拟）小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力）
4．（2020九上·诸暨期末）小明同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h，来比较损失的机械能的大小△E，实验过程如图(a)、(b)和(c)所示(△h3<△h1<△h2)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
（1）分析比较图中的(a)和(b)可知，自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，损失的机械能△E的大小：
（2）分析比较图中的(b)和(c)同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面， 。
（3）损失的机械能去哪了？小科做实验时，发现多次碰撞后，地面碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因是 。
5．（2020九上·余杭期中）阅读短文，回答问题：
过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图所示)。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
（1）过山车通过A点向上运动过程中，动能 ，重力势能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
（2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
（3）过山车旅行过程中，遇到紧急情况，刹车能够准确停下来，是由于 。
（4）过山车第一次下行后，是利用 能作为“发动机”的。
6．（2022九下·舟山月考）2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦-3”（He-3）被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦-3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能；
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的
）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
7．（2021九上·乐清期中）如图甲所示，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S1.图乙中有一个半径为R的粗糙 的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S2.求：
（1）甲图中重力对物体做的功W=
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f。
（3）乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度为多少？（物体的比热为c）
8．（2022九下·温州模拟）把一个塑料瓶的盖和底各开两个对应的小孔，将两根橡皮筋的一端分别穿入瓶底的两个小孔，另一端再穿过瓶盖的两个孔，并使橡皮筋在瓶内成交叉状 再系紧瓶盖外的橡皮筋的两端。用一段细金属丝的一端紧紧系住一个质量约为 50克 U 型的小铁。金属丝的另一端将小铁块系紧在橡皮筋的中间交叉处，扣上瓶盖，拉直橡皮筋，使小铁块位于瓶子的中部，如图所示。
将制成的塑料瓶从较为平缓的斜面滚下，可观察到瓶子从高处滚下时，先由慢到快再变慢，最后塑料瓶子又会从斜面底部自动往上滚，如此往复多次。请结合所学知识解释塑料瓶如此运动的科学原理。
9．（2021九上·义乌期中）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则对木块在运动过程中动能变化的分析，横坐标表示时间，纵坐标表示动能，请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。
10．（2021九上·绍兴期中）在刚刚结束的运动会中，同学们各显身手，展现了奋力拼搏、积极向上的精神风貌。在比赛过程中有位七年级的小同学提出了一个疑问，为什么很多比赛项目的选手（例如跳高、跳远、铁饼、标枪等）在起跳或投掷前都要助跑，而且助跑跑得快的同学一般成绩都比较突出？这有什么科学道理，以跳远为例（运动员们跳的最大高度相同，在跳的最大高度相同的情况下，起跳后落地时间也相同，且最高点的速度即为整个跳远过程的水平速度）请你从机械能的角度帮助七年级的学弟解释这一现象！（提示可以从起跳时、最高点等分析，不考虑空气阻力的影响）
二、机械功
11．（2022九下·天台开学考）据报道，2021年我国国产新能源汽车取得了爆发式增长，下图是某品牌微型新能源汽车．该新能源车配有一块12V三元锂电池，容量达260Ah；采用220V普通电压充电，一次完全充电约需8h；行驶时最大时速可达80km/h，充满电后可最多行驶80km。则(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率):
（1）电池充满电后储存的电能为多少焦耳？
（2）汽车匀速行驶时的阻力约为多少牛？
（3）如充电电价按0.6元/千瓦时计算，折合每公里的电能成本约为多少元？（保留2位小数）
12．（2021九上·临海期末）2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的“天问一号”在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后着陆。某同学对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知同一物体在火星上的重力是地球上的 ，求：
（1）在100米降落过程中，“天问一号”所受火星重力对它做了多少功？
（2）在匀速下降期间，“天问一号”所受火星重力对它做功的功率为多大？
13．（2021九上·嘉兴期末）
2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦－3”（He-3)被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦－3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦－3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
14．（2021九上·义乌期中）学校进行实验室仪器升级工程，买了30套，每套质量为10kg的物理实验器材，每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7m高的物理实验室。
（1）实验员至少需要做多少功？（不考虑他克服自身重力所做的功）
（2）如图所示，假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的实验器材 箱。
（3）不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒？
15．（2021九上·义乌期中）金义东（金华﹣义乌﹣东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？
16．（2021九上·金华期中）为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机（如图所示）将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送。某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km。
（1）飞机飞行时，依靠飞机内的电动机通电后转动，然后带动螺旋桨产生升力，电动机工作时主要是由什么能转化成什么能？
（2）该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
（3）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？
17．（2021九上·温州期中）2021年9月，我国神州十二号的返回舱在东风着陆场着陆，代表神州十二号的工作圆满完成，我国航天事业进入了新阶段。已知返回舱的总质量为8吨（忽略返回舱因摩擦照成质量的变化），返回舱着陆千下落速度与时间的关系如图所示。请回答：
（1）进入大气层时，返回舱表面因摩擦会出现火星，这是 能转化为内能（热能）。
（2）图中AB段，返回舱总重力所做功的功率是 瓦。
（3）计算返回舱的总重力在CD段所做的功。（写出计算过程）
18．（2022九下·义乌开学考）电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和 减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力 F 随上升高 度 h 变化的图象如图乙所示。这个过程用时 1 分钟，求这个过程中：
（1）电梯上升的平均速度；
（2）拉力做的功；
（3）拉力做功的功率。
三、简单机械
19．（2022九下·余姚开学考）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
20．（2022九下·天台开学考）快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L1.
（2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力是多大？
（3）人向前走一步，重心将升高约 5cm，求：人克服自身重力做了多少 功？
21．（2021九上·江干期末）小和尚甲、乙将总质量30kg的水桶（含水)用轻绳悬于轻质木棍的O点，分别在A、B点以竖直向上的力共同抬起木棍，如图，已知AO:BO=3:2,忽略手对木棍的作用力。
（1）将水桶从地面缓缓抬起50cm,至少需克服水桶（包括水）的重力做功 J;
（2）若抬起水桶后木棍保持水平，小和尚乙肩部所受压力为多大？
22．（2021九上·海曙期中）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。问：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
（2）动滑轮受到的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
23．（2020九上·杭州月考）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以 500 N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 10 秒，使绳端向下移动了
1.5 m，重物匀速上升了 0.5 m，已知滑轮组的机械效率为 60%（g 取 10 N/kg）。
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。
（2）人所做功的功率为多大？
（3）被吊起的重物质量为多大？
24．（2021九上·杭州期中）身高1.7m、重力为500N的小东同学在体育课上做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：（g取10N/kg）
（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
25．（2021九上·杭州期中）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦， ）．则：
（1）请在图中画出阻力的方向和动力（拉力）的力臂；
（2）滑轮C的类型为 ；
（3）在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中，动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是 ；
（4）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，怎此时的拉力F2为 N；
（5）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率为 W
答案解析部分
1．【答案】（1）解：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，人的重力势能转化为动能
（2）解：人从接触蹦床到弹力等于重力时，动能变大，重力势能变小，弹性势能增大，重力势能转化为动能和弹性势能。
（3）解：人从弹力等于重力的位置下降至最低点的过程中，是动能和重力势能转化为弹性势能
2．【答案】（1）动能随位置变化的大致关系图像
（2）从P到A ,动能增加，重力势能减少。从A到B ,小球重力不变，弹簧形变量增大，重力势能减少,动能增加，增加速度变慢，弹性势能增加。从B到C ,弹簧形变量继续增大,重力势能减少,动能减少，弹性势能增加。
3．【答案】0-t1此段小球加速直线运动，质量一定，速度增大，动能增大；
t1-t2小球上升过程中动能转化为势能，动能减小
t2时水平方向速度不为0，动能不为0；
t2-t3小球的重力势能转化为动能，动能增大；
B点到C点所增加的重力势能在C点到A点过程中转化为动能，t3时动能大小等于t1时动能；
4．【答案】（1）下落高度较大时，损失的机械能△E也较大（合理给分，下同）
（2）损失的机械能的大小△E不同
（3）损失的机械能通过做功转化为地面的内能（答出损失的机械能转化为地面的内能即可）
5．【答案】（1）变小；变大
（2）变小（3）力能改变物体的运动状态(受到摩擦力或阻力的作用)（4）重力势能
6．【答案】（1）轻核聚变
（2）采集器克服重力做功：W=Gh=0.9kg×10N/kg× ×1m=1.5J；
（3）发动机做的功W=Fs=3000N×15000m=4.5×107J；
发动机的功率： 。
7．【答案】（1）mgR
（2）解：甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的 半圆弧
槽下滑重力做的功，所以mgR= s1,因此 = ,既乙中物体在水平面
上的摩擦力 为
（3）解：物体在圆弧槽的最高点具有重力势能Ep=mgR,在下滑至水平轨
道静止的过程中，重力势能用于克服圆弧轨道以及水平轨道摩檫力
做功，所以在圆弧轨道上克服摩擦力做功为总的重力势能减去克服
水平轨道上摩檫力做的功，既W圆弧=Ep-W 水平=mgR- s2；克服圆弧
摩擦力所做的功转化为物体的内能，既W 圆弧=Q,根据c= 可得，
Δt= = = 。
8．【答案】（1）瓶子重力势能与动能的转化 （2）机械能与弹性势能的转化 （3）瓶内小铁块的重力势能的变化 （4）弹力改变物体的运动状态 （5）运动过程中需克服摩擦做功，瓶子最后的位置
答案示例：瓶子从较为平缓的斜面上滚下时，从高处滚下时，先由慢到快，是瓶子的重力势能减小变为动能，瓶子运动时橡皮筋会产生扭转，弹性势能增加，同时瓶内小铁块的位置升高，其重力势能增大，然后瓶子的重力势能和动能减小，由快到慢滚到最低点，此时橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能，瓶内的小铁块的重力势能也最大。最低点时瓶子动能为零，此时橡皮筋开始变松弛，瓶内重物的高度逆向回落，小铁块重力势能又转化为瓶子的动能，瓶子会由斜面底部自动往上滚上去。如此往复多次，由于运动过程中需克服摩擦做功，瓶子最后的静止在最低处。
9．【答案】解：
AB段：木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则木块的动能不变；
BC段：由于克服BC段摩擦做功，导致动能减小；
CD段：不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，动能增加；
根据功能关系可知，AB段：Gh＝f1sAB，BC段：△Ek减＝f2sBC，CD段:△Ek增＝Gh，
由于f1＜f2，所以f1sAB＜f2sBC，即Gh＜△Ek减，所以△Ek增＜△Ek减，即增加的动能比减少的动能少，所以落至D点瞬间的速度小于B点时的速度。
10．【答案】①动能大小与速度有关，助跑速度越快动能越大
②动能越大，起跳后的机械能越大
③起跳后机械能守恒，起跳高度相同则重力势能相同，机械能越大最高点的动能越大
④最高点动能越大，则水平速度越大，在相同时间内通过的水平距离越远
11．【答案】（1）电池充满电后储存的电能：W=UIt=12V×260A×3600s=3=3.12kW·h；
（2）汽车匀速行驶时受到的阻力：；
（3）每次充电的电费：0.6元/千瓦时×3.12千瓦时=1.872元；
每公里成本：。
12．【答案】（1）解：G=mg=1300kg×10N/kg×2/5=5200N
W=Gh=5200N×100m=520000J
（2）解：P=Fv=5200N×3.6m/s=18720W
13．【答案】（1）轻核聚变
（2）解；月壤在月球上所受重力G= = =1.5牛
W=Gh=1.5牛×1米=1.5焦
答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。
（3）解；W=Fs=3000牛×15000米=4.5×107焦t=6分钟=360秒
p= =1.25×105瓦
答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25×105瓦才能满足要求。
14．【答案】（1）解：m＝30m0＝30×10kg＝300kg，
G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
W＝Gh＝3000N×7m＝2.1×104J
（2）3
（3）解：要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，由图象可知最大功率P＝70W。
根据P＝ 可得最短时间：t＝ ＝ ＝300s。
15．【答案】（1）答：若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要0.9小时；
（2）答：停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；
（3）答：若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.67×106W。
16．【答案】（1）电能转化为机械能
（2）无人机飞行的平均速度为：；
（3）拉力对包裹做的功：W=Gh=12kg×10N/kg×120m=14400J。
17．【答案】（1）机械能
（2）640000
（3）解：s=vt=2米/秒×400秒=800米
W=Fs=80000牛×800米=64000000焦
18．【答案】（1）解：电梯上升的高度h＝48m，用时间t﹦60s，
电梯上升的平均速度：v＝ =0.8m/s
答：电梯上升的平均速度为0.8m/s
（2）解：拉力在0﹣4m做的功：W1＝F1h1＝2.5×104N×4m＝1.0×105J，
拉力在4﹣44m做的功：W2＝F2h2＝2.0×104N×40m＝8.0×105J，
拉力在44﹣48m做的功：W3＝F3h3＝1.5×104N×4m＝0.6×105J，
所以，上升过程拉力做的功：W＝W1+W2+W3＝1.0×105J+8.0×105J+0.6×105J＝9.6×105J
答：拉力做的功是9.6×105J
（3）解：拉力做功的功率：P＝ ＝1.6×104W
答：拉力做功的功率是1.6×104W
19．【答案】（1）绳子自由端移动的距离s=ns物=2×2m=4m；
人的拉力所做的功：W=Fs=18N×4m=72J。
（2）人拉绳子做功的功率： ；
（3）物体在水平面上做匀速直线运动，则它受到绳子的拉力F'=f=0.35G=0.35×100N=35N；
根据公式 得到： ；
觉得：G动=1N。
20．【答案】（1）解：过支点O作力F作用线的垂线段，即为F的力臂L1。
（2）解：重力为
由题可知，力F的力臂是G的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可求小腿肌肉对脚的拉力
答：小腿产生的拉力为300N；
（3）解：每向前走一步的过程中，小明克服自身重力做的功W=Gh=600N×0.05m=30J
答：人克服重力做的功为30J。
21．【答案】（1）150
（2）将A点看作杠杆的支点，水桶的重力看作阻力，小和尚肩部产生的支持力看作动力，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G× OA=F支持×AB；
30kg×10N/kg×3=F支持×（3+2）；
解得：F支持=180N。
因为小和尚肩部对木棍的支持力和肩部受到木棍的压力为一对相互作用力，
所以二者相等；
则下合适肩部受到的压力为180N。
22．【答案】（1）由图可知，承担重力的绳子段数n=3，
则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，
拉力做的功：W=Fs=400N×18m=7200J，
拉力的功率：；
答： 拉力的功率为120W。
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
则滑轮组的机械效率：；
即，
解得：G动=200N；
答：动滑轮受到的重力为200N
（3）已知工人的质量为60kg，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，
提升的最大物重：G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N，
则滑轮组的最大机械效率：。
答：滑轮组的机械效率最大值是88.9%。
23．【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：人做功的功率 P=Fv，已知人的拉力 F=500N
绳自由端移动的速度
所以人所做功的功率 P=Fv=500N×0.15m/s=75W
（3）解：设重物质量为 m，则在 10s 时间内，做的有用功 W 有用 =mgh=m×10N/kg×0.5m
而总功就是绳自由端做的功 W 总功 =Fs=500N×1.5m=750J
机械效率
解得 m=90kg
24．【答案】（1）解：由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，
阻力臂L2＝0.9m，阻力等于重力为G＝500N，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2；即：F1×1.5m＝500N×0.9m；
故地面对手的作用力F＝300N
答：若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N
（2）解： 肩膀每次上升距离为0.3m，则每次做功W=Fs=300N×0.3m=90J；
1min做的总功：W总＝nW＝15×90J＝1350J，
功率：P＝ ＝ ＝22.5W
答：若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。
25．【答案】（1）（2）定滑轮（3）变小（4）1500（5）1071
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中考必刷解答题（3）机械能、机械功、简单机械
一、机械能
1．（2021九上·长兴期中）北京时间9月6日，第14届全运会蹦床预赛中，奥运会冠军朱雪莹出现失误，无缘决赛，如图所示为朱雪莹在比赛中某一次下落过程的示意图。请回答下列问题。
（1）当人从空中最高点(A)下落至刚接触蹦床(B)的过程中，人的动能和势能是如何转化的？
（2）人从接触蹦床(B)到下落至弹力等于重力(C，此时人的下落速度最大)时，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？ (不计空气阻力)
（3）人从弹力等于重力的位置(C)下降至最低点(D)的过程中，人的动能、重力势能和蹦床的弹性势能都如何变化？ (不计空气阻力)
2．（2021九上·诸暨期中）如图一弹簧竖直放置，一重为G的铁球从P处静止释放向下运动，A位置为弹簧原长，到达C位置小球的速度变为零。（不考虑空气阻力）
（1）请在右图中画出小球从P到C的过程中，其动能随位置变化的大致关系图像。
（2）说出各段的能量变化情况。
3．（2021·柯桥模拟）小球在外力F的作用下，由静止开始从A点出发做加速直线运动，到B点时消除外力F。然后，小球冲上竖直平面内半圆环，能维持在圆环上做圆周运动，到达最高点C后抛出，最后落回到原来的出发点A处，如图所示，试画出小球在整个过程中动能随时间变化的图形，并说明理由。（AB和半圆环表面光滑，整个过程中不计空气阻力）
4．（2020九上·诸暨期末）小明同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h，来比较损失的机械能的大小△E，实验过程如图(a)、(b)和(c)所示(△h3<△h1<△h2)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
（1）分析比较图中的(a)和(b)可知，自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，损失的机械能△E的大小：
（2）分析比较图中的(b)和(c)同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面， 。
（3）损失的机械能去哪了？小科做实验时，发现多次碰撞后，地面碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因是 。
5．（2020九上·余杭期中）阅读短文，回答问题：
过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越岭”呢？
过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图所示)。像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。
（1）过山车通过A点向上运动过程中，动能 ，重力势能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
（2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，是由于过山车运动过程中，机械能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
（3）过山车旅行过程中，遇到紧急情况，刹车能够准确停下来，是由于 。
（4）过山车第一次下行后，是利用 能作为“发动机”的。
6．（2022九下·舟山月考）2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦-3”（He-3）被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦-3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦-3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能；
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的
）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
7．（2021九上·乐清期中）如图甲所示，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S1.图乙中有一个半径为R的粗糙 的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S2.求：
（1）甲图中重力对物体做的功W=
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f。
（3）乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度为多少？（物体的比热为c）
8．（2022九下·温州模拟）把一个塑料瓶的盖和底各开两个对应的小孔，将两根橡皮筋的一端分别穿入瓶底的两个小孔，另一端再穿过瓶盖的两个孔，并使橡皮筋在瓶内成交叉状 再系紧瓶盖外的橡皮筋的两端。用一段细金属丝的一端紧紧系住一个质量约为 50克 U 型的小铁。金属丝的另一端将小铁块系紧在橡皮筋的中间交叉处，扣上瓶盖，拉直橡皮筋，使小铁块位于瓶子的中部，如图所示。
将制成的塑料瓶从较为平缓的斜面滚下，可观察到瓶子从高处滚下时，先由慢到快再变慢，最后塑料瓶子又会从斜面底部自动往上滚，如此往复多次。请结合所学知识解释塑料瓶如此运动的科学原理。
9．（2021九上·义乌期中）如图，木块以一定的速度滑过A，B点，到C点滑出下落至D点。A和B，C和D之间的垂直距离均为h且AB＝BC（AB、BC两个面粗糙程度相同）。若空气阻力忽略不计，假定木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则对木块在运动过程中动能变化的分析，横坐标表示时间，纵坐标表示动能，请画出AB、BC、CD段动能的变化曲线并说明理由。
10．（2021九上·绍兴期中）在刚刚结束的运动会中，同学们各显身手，展现了奋力拼搏、积极向上的精神风貌。在比赛过程中有位七年级的小同学提出了一个疑问，为什么很多比赛项目的选手（例如跳高、跳远、铁饼、标枪等）在起跳或投掷前都要助跑，而且助跑跑得快的同学一般成绩都比较突出？这有什么科学道理，以跳远为例（运动员们跳的最大高度相同，在跳的最大高度相同的情况下，起跳后落地时间也相同，且最高点的速度即为整个跳远过程的水平速度）请你从机械能的角度帮助七年级的学弟解释这一现象！（提示可以从起跳时、最高点等分析，不考虑空气阻力的影响）
二、机械功
11．（2022九下·天台开学考）据报道，2021年我国国产新能源汽车取得了爆发式增长，下图是某品牌微型新能源汽车．该新能源车配有一块12V三元锂电池，容量达260Ah；采用220V普通电压充电，一次完全充电约需8h；行驶时最大时速可达80km/h，充满电后可最多行驶80km。则(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率):
（1）电池充满电后储存的电能为多少焦耳？
（2）汽车匀速行驶时的阻力约为多少牛？
（3）如充电电价按0.6元/千瓦时计算，折合每公里的电能成本约为多少元？（保留2位小数）
12．（2021九上·临海期末）2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的“天问一号”在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后着陆。某同学对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知同一物体在火星上的重力是地球上的 ，求：
（1）在100米降落过程中，“天问一号”所受火星重力对它做了多少功？
（2）在匀速下降期间，“天问一号”所受火星重力对它做功的功率为多大？
13．（2021九上·嘉兴期末）
2020年12月，“嫦娥五号”探测器在月球上采集了1731克月壤（其中约900克取自月表）。月壤中含有的“氦－3”（He-3)被科学家们称为“完美能源”，据科学家估算10吨“氦－3”就能满足我国一年所需的能源需求。
（1）使用“氦－3”作为能源，需通过 （选填“轻核聚变”或“重核裂变”）释放其内部的核能。
（2）采集器把这900克月表的月壤放入距月表1米高的收集器中，采集器克服重力做了多少功？（已知物体在月球表面受到的重力是地球上的1/6）
（3）在返回过程中，“嫦娥五号”上升器发动机以向上3000牛的力工作6分钟，成功将携带样品的上升器送入到离月球表面高度约为15千米的预定环月轨道。则“嫦娥五号”上升器发动机的功率至少多大？
14．（2021九上·义乌期中）学校进行实验室仪器升级工程，买了30套，每套质量为10kg的物理实验器材，每套器材一箱。某实验员需要把这批实验器材搬运到7m高的物理实验室。
（1）实验员至少需要做多少功？（不考虑他克服自身重力所做的功）
（2）如图所示，假设他身体可以提供的功率P取决于所搬运物体的质量m。若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的实验器材 箱。
（3）不考虑搬起、放下实验器材和下楼的时间，求他搬运这批实验器材的最短时间是多少秒？
15．（2021九上·义乌期中）金义东（金华﹣义乌﹣东阳）线是金华轻轨的首条线路，全长约108千米，该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200吨，停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8平方米，最高设计速度为120千米/小时。完成下列问题：
（1）若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要多少小时？
（2）停靠时，空载列车对铁轨的压强为多少？
（3）若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为多少瓦？
16．（2021九上·金华期中）为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机（如图所示）将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送。某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km。
（1）飞机飞行时，依靠飞机内的电动机通电后转动，然后带动螺旋桨产生升力，电动机工作时主要是由什么能转化成什么能？
（2）该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
（3）无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？
17．（2021九上·温州期中）2021年9月，我国神州十二号的返回舱在东风着陆场着陆，代表神州十二号的工作圆满完成，我国航天事业进入了新阶段。已知返回舱的总质量为8吨（忽略返回舱因摩擦照成质量的变化），返回舱着陆千下落速度与时间的关系如图所示。请回答：
（1）进入大气层时，返回舱表面因摩擦会出现火星，这是 能转化为内能（热能）。
（2）图中AB段，返回舱总重力所做功的功率是 瓦。
（3）计算返回舱的总重力在CD段所做的功。（写出计算过程）
18．（2022九下·义乌开学考）电梯的简化模型如图甲所示，考虑安全、舒适、省时等因素，电梯速度要经过增大、不变和 减小的过程。这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力 F 随上升高 度 h 变化的图象如图乙所示。这个过程用时 1 分钟，求这个过程中：
（1）电梯上升的平均速度；
（2）拉力做的功；
（3）拉力做功的功率。
三、简单机械
19．（2022九下·余姚开学考）在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
（1）人的拉力所做的功。
（2）人的拉力做功的功率。
（3）动滑轮受到的重力。
20．（2022九下·天台开学考）快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：
（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L1.
（2）根据图示计算小腿肌肉产生的拉力是多大？
（3）人向前走一步，重心将升高约 5cm，求：人克服自身重力做了多少 功？
21．（2021九上·江干期末）小和尚甲、乙将总质量30kg的水桶（含水)用轻绳悬于轻质木棍的O点，分别在A、B点以竖直向上的力共同抬起木棍，如图，已知AO:BO=3:2,忽略手对木棍的作用力。
（1）将水桶从地面缓缓抬起50cm,至少需克服水桶（包括水）的重力做功 J;
（2）若抬起水桶后木棍保持水平，小和尚乙肩部所受压力为多大？
22．（2021九上·海曙期中）质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。问：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大；
（2）动滑轮受到的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率最大值是多少？
23．（2020九上·杭州月考）如图所示（滑轮组的绕绳未画出），人以 500 N 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 10 秒，使绳端向下移动了
1.5 m，重物匀速上升了 0.5 m，已知滑轮组的机械效率为 60%（g 取 10 N/kg）。
（1）按题意画出滑轮组的绕绳。
（2）人所做功的功率为多大？
（3）被吊起的重物质量为多大？
24．（2021九上·杭州期中）身高1.7m、重力为500N的小东同学在体育课上做俯卧撑运动，此时将他视为一个杠杆如图所示，他的重心在A点。则：（g取10N/kg）
（1）若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要多大？
（2）将身体撑起，每次肩膀上升的距离为0.3m，若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是多少瓦？
25．（2021九上·杭州期中）古代护城河上有座吊桥，它的结构原理如图所示。把桥面看成是长为10m，所受重力为3000N的均匀杆AB，可以绕转轴B点在竖直平面内转动，在B点正上方10m处固定一个定滑轮C，绳子通过定滑轮与杆的另一端A相连。（忽略绳子重力、滑轮半径和摩擦， ）．则：
（1）请在图中画出阻力的方向和动力（拉力）的力臂；
（2）滑轮C的类型为 ；
（3）在拉动吊桥缓慢匀速升起的过程中，动力和动力臂F1L1的乘积变化情况是 ；
（4）若从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成30°角，怎此时的拉力F2为 N；
（5）若在10s内从水平位置将吊桥匀速拉至与水平面成45°角，则该过程中人拉力做功的功率为 W
答案解析部分
1．【答案】（1）解：当人从空中最高点下落至刚接触蹦床的过程中，人的质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大，人的重力势能转化为动能
（2）解：人从接触蹦床到弹力等于重力时，动能变大，重力势能变小，弹性势能增大，重力势能转化为动能和弹性势能。
（3）解：人从弹力等于重力的位置下降至最低点的过程中，是动能和重力势能转化为弹性势能
2．【答案】（1）动能随位置变化的大致关系图像
（2）从P到A ,动能增加，重力势能减少。从A到B ,小球重力不变，弹簧形变量增大，重力势能减少,动能增加，增加速度变慢，弹性势能增加。从B到C ,弹簧形变量继续增大,重力势能减少,动能减少，弹性势能增加。
3．【答案】0-t1此段小球加速直线运动，质量一定，速度增大，动能增大；
t1-t2小球上升过程中动能转化为势能，动能减小
t2时水平方向速度不为0，动能不为0；
t2-t3小球的重力势能转化为动能，动能增大；
B点到C点所增加的重力势能在C点到A点过程中转化为动能，t3时动能大小等于t1时动能；
4．【答案】（1）下落高度较大时，损失的机械能△E也较大（合理给分，下同）
（2）损失的机械能的大小△E不同
（3）损失的机械能通过做功转化为地面的内能（答出损失的机械能转化为地面的内能即可）
5．【答案】（1）变小；变大
（2）变小（3）力能改变物体的运动状态(受到摩擦力或阻力的作用)（4）重力势能
6．【答案】（1）轻核聚变
（2）采集器克服重力做功：W=Gh=0.9kg×10N/kg× ×1m=1.5J；
（3）发动机做的功W=Fs=3000N×15000m=4.5×107J；
发动机的功率： 。
7．【答案】（1）mgR
（2）解：甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的 半圆弧
槽下滑重力做的功，所以mgR= s1,因此 = ,既乙中物体在水平面
上的摩擦力 为
（3）解：物体在圆弧槽的最高点具有重力势能Ep=mgR,在下滑至水平轨
道静止的过程中，重力势能用于克服圆弧轨道以及水平轨道摩檫力
做功，所以在圆弧轨道上克服摩擦力做功为总的重力势能减去克服
水平轨道上摩檫力做的功，既W圆弧=Ep-W 水平=mgR- s2；克服圆弧
摩擦力所做的功转化为物体的内能，既W 圆弧=Q,根据c= 可得，
Δt= = = 。
8．【答案】（1）瓶子重力势能与动能的转化 （2）机械能与弹性势能的转化 （3）瓶内小铁块的重力势能的变化 （4）弹力改变物体的运动状态 （5）运动过程中需克服摩擦做功，瓶子最后的位置
答案示例：瓶子从较为平缓的斜面上滚下时，从高处滚下时，先由慢到快，是瓶子的重力势能减小变为动能，瓶子运动时橡皮筋会产生扭转，弹性势能增加，同时瓶内小铁块的位置升高，其重力势能增大，然后瓶子的重力势能和动能减小，由快到慢滚到最低点，此时橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能，瓶内的小铁块的重力势能也最大。最低点时瓶子动能为零，此时橡皮筋开始变松弛，瓶内重物的高度逆向回落，小铁块重力势能又转化为瓶子的动能，瓶子会由斜面底部自动往上滚上去。如此往复多次，由于运动过程中需克服摩擦做功，瓶子最后的静止在最低处。
9．【答案】解：
AB段：木块滑下AB斜面时重力所做的功全部转化为克服摩擦所做的功，则木块的动能不变；
BC段：由于克服BC段摩擦做功，导致动能减小；
CD段：不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，动能增加；
根据功能关系可知，AB段：Gh＝f1sAB，BC段：△Ek减＝f2sBC，CD段:△Ek增＝Gh，
由于f1＜f2，所以f1sAB＜f2sBC，即Gh＜△Ek减，所以△Ek增＜△Ek减，即增加的动能比减少的动能少，所以落至D点瞬间的速度小于B点时的速度。
10．【答案】①动能大小与速度有关，助跑速度越快动能越大
②动能越大，起跳后的机械能越大
③起跳后机械能守恒，起跳高度相同则重力势能相同，机械能越大最高点的动能越大
④最高点动能越大，则水平速度越大，在相同时间内通过的水平距离越远
11．【答案】（1）电池充满电后储存的电能：W=UIt=12V×260A×3600s=3=3.12kW·h；
（2）汽车匀速行驶时受到的阻力：；
（3）每次充电的电费：0.6元/千瓦时×3.12千瓦时=1.872元；
每公里成本：。
12．【答案】（1）解：G=mg=1300kg×10N/kg×2/5=5200N
W=Gh=5200N×100m=520000J
（2）解：P=Fv=5200N×3.6m/s=18720W
13．【答案】（1）轻核聚变
（2）解；月壤在月球上所受重力G= = =1.5牛
W=Gh=1.5牛×1米=1.5焦
答：这个过程月壤克服重力所做的功为1.5焦。
（3）解；W=Fs=3000牛×15000米=4.5×107焦t=6分钟=360秒
p= =1.25×105瓦
答：“嫦娥五号”上升器3000N发动机的功率至少1.25×105瓦才能满足要求。
14．【答案】（1）解：m＝30m0＝30×10kg＝300kg，
G＝mg＝300kg×10N/kg＝3000N，
W＝Gh＝3000N×7m＝2.1×104J
（2）3
（3）解：要求搬运时间最短，身体所提供的功率应最大，由图象可知最大功率P＝70W。
根据P＝ 可得最短时间：t＝ ＝ ＝300s。
15．【答案】（1）答：若列车全程以最高设计速度行驶，途中不停靠，则从金华到东阳共需要0.9小时；
（2）答：停靠时，空载列车对铁轨的压强为2.5×106Pa；
（3）答：若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时，所受阻力为车重的0.04倍，此时该列车的功率为2.67×106W。
16．【答案】（1）电能转化为机械能
（2）无人机飞行的平均速度为：；
（3）拉力对包裹做的功：W=Gh=12kg×10N/kg×120m=14400J。
17．【答案】（1）机械能
（2）640000
（3）解：s=vt=2米/秒×400秒=800米
W=Fs=80000牛×800米=64000000焦
18．【答案】（1）解：电梯上升的高度h＝48m，用时间t﹦60s，
电梯上升的平均速度：v＝ =0.8m/s
答：电梯上升的平均速度为0.8m/s
（2）解：拉力在0﹣4m做的功：W1＝F1h1＝2.5×104N×4m＝1.0×105J，
拉力在4﹣44m做的功：W2＝F2h2＝2.0×104N×40m＝8.0×105J，
拉力在44﹣48m做的功：W3＝F3h3＝1.5×104N×4m＝0.6×105J，
所以，上升过程拉力做的功：W＝W1+W2+W3＝1.0×105J+8.0×105J+0.6×105J＝9.6×105J
答：拉力做的功是9.6×105J
（3）解：拉力做功的功率：P＝ ＝1.6×104W
答：拉力做功的功率是1.6×104W
19．【答案】（1）绳子自由端移动的距离s=ns物=2×2m=4m；
人的拉力所做的功：W=Fs=18N×4m=72J。
（2）人拉绳子做功的功率： ；
（3）物体在水平面上做匀速直线运动，则它受到绳子的拉力F'=f=0.35G=0.35×100N=35N；
根据公式 得到： ；
觉得：G动=1N。
20．【答案】（1）解：过支点O作力F作用线的垂线段，即为F的力臂L1。
（2）解：重力为
由题可知，力F的力臂是G的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可求小腿肌肉对脚的拉力
答：小腿产生的拉力为300N；
（3）解：每向前走一步的过程中，小明克服自身重力做的功W=Gh=600N×0.05m=30J
答：人克服重力做的功为30J。
21．【答案】（1）150
（2）将A点看作杠杆的支点，水桶的重力看作阻力，小和尚肩部产生的支持力看作动力，
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：G× OA=F支持×AB；
30kg×10N/kg×3=F支持×（3+2）；
解得：F支持=180N。
因为小和尚肩部对木棍的支持力和肩部受到木棍的压力为一对相互作用力，
所以二者相等；
则下合适肩部受到的压力为180N。
22．【答案】（1）由图可知，承担重力的绳子段数n=3，
则绳端移动的距离：s=nh=3×6m=18m，
拉力做的功：W=Fs=400N×18m=7200J，
拉力的功率：；
答： 拉力的功率为120W。
（2）由图乙可知，物重G=300N时，滑轮组的机械效率η=60%，
则滑轮组的机械效率：；
即，
解得：G动=200N；
答：动滑轮受到的重力为200N
（3）已知工人的质量为60kg，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，
提升的最大物重：G大=nF大-G动=3×600N-200N=1600N，
则滑轮组的最大机械效率：。
答：滑轮组的机械效率最大值是88.9%。
23．【答案】（1）解：如图所示：
（2）解：人做功的功率 P=Fv，已知人的拉力 F=500N
绳自由端移动的速度
所以人所做功的功率 P=Fv=500N×0.15m/s=75W
（3）解：设重物质量为 m，则在 10s 时间内，做的有用功 W 有用 =mgh=m×10N/kg×0.5m
而总功就是绳自由端做的功 W 总功 =Fs=500N×1.5m=750J
机械效率
解得 m=90kg
24．【答案】（1）解：由图可知，动力臂L1＝0.9m+0.6m＝1.5m，
阻力臂L2＝0.9m，阻力等于重力为G＝500N，
由杠杆平衡条件可得：FL1＝GL2；即：F1×1.5m＝500N×0.9m；
故地面对手的作用力F＝300N
答：若他将身体撑起，地面对手的作用力至少要300N
（2）解： 肩膀每次上升距离为0.3m，则每次做功W=Fs=300N×0.3m=90J；
1min做的总功：W总＝nW＝15×90J＝1350J，
功率：P＝ ＝ ＝22.5W
答：若他在1min内做了15个俯卧撑，他的功率是22.5W。
25．【答案】（1）（2）定滑轮（3）变小（4）1500（5）1071
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