2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册 第11章机械功与机械能 单元测试
一、单选题
1．（2022·菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
2．（2022八下·绥滨期末）快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选2020年全国劳动模范。有关宋学文在工作中对货物做功情况叙述正确的是（ ）
A．拎着货物在水平地面上行走，他对货物做了功
B．推着货物在水平地面上行走，他对货物做了功
C．用了很大的力气没搬动货物，他对货物做了功
D．抱着货物在原地等待签收时，他对货物做了功
3．（2022八下·勃利期末）如图所示mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动了距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是（ ）
A．三次做功一样多
B．对A做的功最少，对C做的功最多
C．对A做的功最少，对B做的功最多
D．无法判断
4．（2022八下·临漳期末）如图所示的滑轮组，用F＝60N的拉力，拉动放在水平地面上重为400N的物体，使物体匀速前进了2m，物体和地面之间的摩擦力为90N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功是30J B．绳子自由端移动的距离是2m
C．滑轮组的机械效率是75% D．A点受到的拉力为400N
5．（2022八下·迁安期末）在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．她从 a 点运动到e 点的过程中，其惯性不变
B．她从b 点运动到c 点的过程中，其机械能不断减小
C．她从a 点向b 点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能
D．她在 e 点的动能为零；假设没有一切摩擦阻力，则在e 点的动能就不会为零
6．（2022八下·南宁期末）小明两次把放在地上的同一个杠铃举起相同的高度，第一次用了6s，第二次用了8s，则小明对杠铃做功的功率（ ）
A．第一次较大 B．第二次较大
C．两次一样大 D．不知小明身高所以无法判断
7．（2022八下·农安期末）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱，当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程，下列结果正确的是（ ）
A．用F1=200N的力拉绳时，货箱对地面的压强为5×103Pa
B．动滑轮的重为200N
C．货箱匀速上升时，拉力的功率为180W
D．货箱匀速上升时，滑轮组的效率为80%
8．（2022八下·靖西期末）如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，拉力所做的功为（ ）
A．10J B．30J C．50J D．80J
9．（2022八下·罗湖期末）如图为两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直绒运动时，两次物体运动的路程随时间变化的关系图象。根据图象，下列判断不正确的是（ ）
A．两次物体运动的速度：v1>v2
B．0～8s两次拉力对物体所做的功：W1>W2
C．两次物体所受的拉力：F1>F2
D．0～8s两次拉力对物体做功的功率：P1>P2
10．（2022八下·肇源期末）在一次体育课上，甲乙两个同学进行爬杆比赛，甲从某一位置匀速爬到杆顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到杆顶用时10s，若甲乙两个人体重之比是5∶6，则他们爬杆的功率之比是（ ）
A． B． C． D．
11．（2022八下·江岸期末）如图所示，大石头质量为6t，起重机在15s内将大石头竖直方向匀速提升1m，则起重机提升大石头所做的功和功率分别为（ ）
A．6×104J 4×103W B．6×104J 4×102W
C．6×103J 4×102W D．6×103J 4×103W
12．（2022八下·海珠期末）推拉测力计主要由两部件组成，导轨固定在上下两端的金属块之间，组成部件甲；一根弹簧MN固定在盒子的两端（弹簧长度刚好为原长），组成质量忽略不计的部件乙。老王把部件乙套在甲上，其中弹簧中间O点固定在部件甲的上端（如图P所示），部件乙能沿甲的导轨上下移动，用力F把部件乙向下压，如图Q所示。下压过程中（ ）
A．OM，ON段的弹簧，弹性势能均增大
B．OM，ON段的弹簧，弹性势能均减少
C．OM段弹簧的弹性势能减少；ON段弹簧的弹性势能增大
D．OM段弹簧的弹性势能增大；ON段弹簧的弹性势能减少
13．（2022八下·西城期末）小军将图所示的滑轮组进行了改进，提高了它的机械效率。用改进后的滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比，则（ ）
A．有用功增加，总功增加 B．有用功增加，总功不变
C．有用功不变，总功减少 D．有用功不变，总功不变
14．（2022八下·南川期末）小明用如图所示的滑轮组将重物竖直提升，已知物体的重力为1000N，在10s内物体被匀速提升了5m，动滑轮重为200N，不计绳重及摩擦，下列选项正确的是（ ）
A．如果拉力足够大，滑轮组的机械效率将大于100%
B．这个滑轮组的机械效率与滑轮组自身质量无关
C．该滑轮组此次的机械效率为 93.3%
D．增加重物的质量，可以提高滑轮组的机械效率η
15．（2021八下·荆门期末）如图甲所示，虛线框内是由两个相同的滑轮装配成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦。（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
16．（2021·白云模拟）如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，下落点到地面之间距离用虚线划分，相邻虚线间距相等。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球经过M、N两点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲球在P点的动能比它在Q点的动能大
B．乙球在M点与N点距离最高点、最低点距离相等，故重力势能相等
C．两球在Q点和M点的机械能相等
D．甲球在Q点的速度小于乙球在N点的速度
17．（2021·道里模拟）如图所示，是使用汽车打捞水下重物的示意图。在重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦。四位同学画出了汽车功率P随时间t的变化图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
18．（2020·广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）
F甲 F乙 F丙 F丁 GM GN
5.5N 12 N 5.5 N 8 N 5 N 10 N
A．甲的机械效率比丙的大
B．乙、丁的机械效率相同
C．使用丙提升物体M时省力
D．实验测得的数据无法算出机械效率
19．（2018八下·汉阳期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确的是（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
20．（2018九上·玄武期中）如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做的功为W1、功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体B系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做的功为W2、功率为P2，η1：η2=3：4，v1：v2=1：2，不计绳重及摩擦，则（ ）
A．动滑轮重G动=5N B．拉力的功率P1：P2=1：3
C．拉力F1：F2=3：5 D．拉力做的功W1：W2=2：3
二、填空题
21．（2019九上·泰州月考）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝ OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为 ，提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N(不计摩擦)。
22．（2019·吉林）如图所示，用滑轮组把300N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是 J；如果用该滑轮组提升400N的重物，它的机械效率将 。
23．（2019·襄阳）倔强系数为12N/cm(弹簧每受到12N的力，长度就要变化1cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在 (填某一范围)时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和 能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)
24．（2019九上·珠海开学考）如图，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体在5s内缓慢升高10cm，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为25cm．整个过程中所做有用功为 J，拉力的功率为 W，此杠杆为 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）．
25．（2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.5 机械效率 同步练习（基础练习） ）小强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上，不计绳子和摩擦，如果所送货物重G从20N开始逐渐增加，每次均匀拉动绳子，且提升同样的高度，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图象，根据图象可以知道动滑轮重为 N，当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率是 。
26．（2018九上·宜兴月考）小华和妈妈去超市购物，她们将物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度 随时间 变化的关系图像如图所示.已知小推车总重300N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10N/kg)在10～20s内水平推力做了 J的功，在0～10s内水平摩擦力的功率 （填“大于”、“小于”、“等于”）10～20s内水平摩擦力的功率。
27．（2018·岳池模拟）工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N，动滑轮重 N．若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
28．体重为700N的小明站在地面上用图中所示的滑轮组提起物体A，当物体A匀速竖直上升时，小明对地面的压强为p1，滑轮组的机械效率为η1；在物体A的下方再加挂一个质量为60kg的物体B后（图中未画出），小明继续通过绳子使物体A和B一起匀速竖直上升，此时他对地面的压强为p2，滑轮组的机械效率为η2。若滑轮组的摩擦及绳重均可忽略不计，且p1∶p2＝3∶1，η1∶η2＝9∶10，则滑轮组的机械效率η1= %。（取g= 10N/kg）
三、实验探究题
29．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，A是铁球，B是木块
（1）该实验的目的是研究 （选填“A”或“B”）的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用了两种研究方法：一是 法；二是转换法，就本题来说：用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。让铁球A从高为的斜槽滚下，在水平面上运动，运动的球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s，在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功 ，A的动能 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，铁球运动到水平面时速度越 ，木块B被撞得越远，所以，质量相同时，球的速度越大，动能越 ；
（3）改变铁球的质量，让不同的铁球从相同高度由静止开始滚下，质量越 的铁球将木块B撞得越远，所以，铁球的速度相同时，质量越大，动能越 。
（4）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是木块被撞后将做 运动。
30．（2021八下·龙岩期末）小聪在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验次数 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η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 6 0.1 2.4 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57.1
4 4 0.2 1.4 1.0 57.1
（1）在实验中，测绳端拉力大小时，应使弹簧测力计竖直向上 状态进行读数（选填“缓慢拉动”或“静止”）；
（2）分析表中数据可知：第3次和第 次实验是按丙图装置测机械效率的；
（3）请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率 %（结果保留小数点后一位）；
（4）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 ；
（5）根据实验数据推测，使用图21丙滑轮组将重6N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）。
A．52.2% B．57.1% C．64.3% D．83.3%
31．（2022·江南模拟）在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个：
猜想A：运动员的质量；
猜想B：运动员离地高度；
猜想C：运动员水平运动的速度。
为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h1，抛出点离地高度h2，落地点P离抛出点C的水平距离s，实验表格如表所示。
序号 钢球质量m/g 抛出点离最高点的高度h1/m 抛出点离地的高度h2/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1 10 0.05 2 0.64
2 20 0.05 2 0.64
3 10 0.2 2 1.28
4 10 0.2 4 1.82
（1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球只受 力的作用，离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是 （选填“改变”成“不变”）的；
（2）为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为 和 两组实验进行对比分析可得，钢球水平运动的距离与钢球质量 （选填“有关”或“无关”）；
（3）进行实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想B是 （选填“正确”或“错误”）的。
32．（2020·河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，
（1）如： 。
（2）那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题：
通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（3）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（4）为验证猜想3，小明做了实验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 。
（5）（拓展）完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 %。（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）
四、计算题
33．（2022八下·承德期末）小明用如图所示的滑轮组在5s内将重60N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F＝40N。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）上述过程中拉力的功率；
（2）上述过程中提升动滑轮所做的功；
（3）若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为多大？
34．（2022八下·永年期末）如图所示，工人的重力为640N，与地面的接触面积为4×10-2m2，他用滑轮组竖直向上匀速提升重物，所用拉力F的大小为150N。重为360N的货物上升2m，所用时间为20s（不计绳重和摩擦）。求：
（1）提升货物前，工人对高台的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为多少。
35．（2022八下·深圳期末）如图所示，往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。已知箱子重900N，斜面长3m、高lm。工人用400N的力沿斜面方向将箱子匀速推到车上。在这过程中，求：
（1）该过程中，工人做的总功；
（2）该过程中，斜面对箱子的摩擦力；
（3）该装置的机械效率。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】在返回舱减速下落的过程中，质量不变，速度变小，故动能变小；因高度变小，故重力势能变小；动能和势能统称为机械能，故机械能变小。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，减速下落的物体，动能和重力势能都减小。
2．【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．拎着货物在水平地面上行走，运动距离是水平方向的，他对货物的拉力是竖直方向的，没有在拉力方向移动距离，所以他对货物没有做功，A不符合题意；
B．推着货物在水平地面上行走，运动距离是水平方向的，他对货物的推力是水平方向的，在推力反向移动了距离，所以他对货物做了功，B符合题意；
C．用了很大的力气没搬动货物，货物静止，没有在力的方向移动距离，所以他对货物没有做功，C不符合题意；
D．抱着货物在原地等待签收时，货物静止，没有在力的方向移动距离，所以他对货物没有做功，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离，力对物体做了功。
3．【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式W=Fs可知，F对三个物体所做的功一样多，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体受到的力和力的方向上移动距离的乘积，计算做功多少。
4．【答案】C
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图知道，n=2，则绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×2m=4m
拉力做的功W总=Fs绳=60N×4m=240J
AB不符合题意；
C．克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功W有=fs物=90N×2m=180J
滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以，A点受到的拉力FA=f=90N
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；利用拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
5．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．惯性的大小只与质量有关，她从a点运动到e点的过程中，其质量不变，则惯性不变，A正确，不符合题意；
B．她从b点运动到c点过程中，由于受到雪地的摩擦力和空气阻力，会消耗一部分机械能转化为内能，所以她的机械能减小，B正确，不符合题意；
C．她从a点向b点运动的过程中，其质量不变、速度增大、高度减小，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦力影响，还会有一部分机械能转化为内能，C错误，符合题意；
D．e点为停止点，速度为0，则动能为0；假设没有一切摩擦阻力，则机械能守恒，即a点的机械能和e点的机械能相等，从a点到e点的过程中，高度降低，重力势能减小，则动能会增加，因此e点的动能不会为0，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】惯性是物体的属性，只和质量有关；质量一定时，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小。
6．【答案】A
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】小明两次把放在地上的同一个杠铃举起相同的高度，故两次做功一样多，而第一次用了6s，第二次用了8s，根据公式
所以第一次的功率大，第二次的功率小，所以BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】做功相同时，时间越少，做功越快，功率大。
7．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱匀速上升，把动滑轮和货箱看成一个整体，整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉，此时二力平衡，大小相等，即G总=F拉，动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N，不计绳重和摩擦，由上推出，动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动，把动滑轮和货箱看成一个整体，受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力，根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力，大小相等，故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意；
C．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升时，货箱上升的速度为v=0.2m/s，绳自由端移动速度为
拉力F2=300N，货箱匀速上升时，拉力的功率为
C符合题意；
D．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升高度为h，则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时，滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力，结合动滑轮重力计算物体受到的拉力，结合物体的重力计算物体受到的支持力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
8．【答案】B
【知识点】速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】由图乙可知，在2~4s内，拉力为F=3N
由图丙可知，在2~4s内，物体做匀速运动，有v=5.0m/s
此时摩檫力与拉力是一对平衡力，大小相等，有f=F=3N
根据
可得，物体运动的距离为
由做功的计算公式可得，物体克服摩檫力所做的功为。
故答案为：B。
【分析】水平面上的物体匀速直线运动时，受到平衡力，二力平衡时，力的大小相等；根据力和距离的乘积，计算做功多少。
9．【答案】C
【知识点】功率大小的比较；速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图可知，相同时间内第一次物体运动的路程长，根据公式可知，v1>v2，A正确，不符合题意；
BC．因物体两次都做匀速直线运动，故所受拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相同，而物体两次在同样的平面运动，压力和接触面的粗糙程度都一样，故摩擦力相同，因此两次物体所受拉力相同，即F1=F2；由图可知，0～8s内，第一次物体在拉力方向上移动的距离大，故根据公式W=Fs可知，W1>W2，B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．已知0～8s内，物体第一次做的功多，即W1>W2，则根据公式可知，P1>P2，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用路程和时间的比值，计算速度；根据力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值计算功率。
10．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】甲乙同学爬杆所做的功之比为W甲：W乙=G甲h：G乙h=G甲：G乙
甲、乙爬杆的功率之比
ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据公式W甲：W乙=G甲h：G乙h=G甲：G乙，确定功之比；根据公式，求出功率之比。
11．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】起重机匀速吊起大石头的拉力F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
起重机15s内做的功W=Gh=6×104N×1m=6×104J
起重机的功率
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】先根据公式F=G=mg，求出拉力；再根据W=Gh求出功；根据，求出功率。
12．【答案】A
【知识点】势能大小的比较
【解析】【解答】比较P、Q两图可知，用力F把部件乙向下压的过程中，OM段弹簧被压缩，ON段弹簧被拉伸，形变程度都变大，所以OM、ON段的弹簧，弹性势能均增大。
故答案为：A。
【分析】相同弹簧，形变程度相同，产生的弹性势能相同。
13．【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】把同一物体匀速提升同样的高度，则利用滑轮组做的有用功相同；根据可知，改装后机械效率提高，有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体的重力一定，高度一定时，做功相同；有用功相同时，额外功越小，机械效率越高。
14．【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】A．不计绳重及摩擦，滑轮组提升重物时要克服动滑轮重做额外功，所以滑轮组的机械效率将小于100%，A不符合题意；
B．由可知，机械效率为
所以滑轮组的机械效率与滑轮组自身重力有关，即与自身质量有关，B不符合题意；
C．由可知，机械效率为
C不符合题意；
D．由可知，机械效率为
同一滑轮组提升的重物越重，机械效率越高，即增加重物的质量，可以提高滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体的重力和动滑轮重力的大小，可以计算滑轮组的机械效率。
15．【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图乙可知，在t=4s内，物体上升高度h=2m，绳子自由端移动距离s=6m，则滑轮组承担物重的绳子股数；
拉力F=100N，则4s内拉力做的功为W=Fs=100N×6m=600J，功率为，故选项A错误；
物体质量为27kg，物重为，不计绳重和摩擦，拉力，则，故选项B错误；
滑轮组的机械效率，故选项C正确；
绳子自由端移动的速度，故选项D错误。
【分析】由图乙判断出承担物重的绳子股数n；
（1）已知拉力和绳端移动的距离，根据功的计算公式求出拉力做的功，再根据功率的计算公式求出拉力的功率；
（2）先求出物重，再根据求出动滑轮重；
（3）根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率；
（4）由绳子自由端移动的距离和时间，根据速度计算公式求出绳子自由端移动的速度。
16．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．甲球静止释放，下落的过程中速度越来越快，所以甲球在Q点的速度大于甲球在P点的速度，动能由质量和速度决定，甲球质量不变，所以甲球在P点的动能比它在Q点的动能小，故A错误；
B．由图可知，M点的高度大于N点的高度，物体的重力势能由质量和高度决定，质量越大，高度越高，重力势能越大，所以乙球在M点的重力势能大于乙球在N点的重力势能，故B错误；
C．甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，甲和乙的机械能相等，由于忽略空气阻力，所以甲和乙的机械能守恒，所以两球在Q点和M点的机械能相等，故C正确；
D．由图可知，Q点的高度等于N点的高度，甲和乙的机械能相等，重力势能相等，所以动能相等，甲和乙质量相等，所以甲球在Q点的速度等于乙球在N点的速度，故D错误。
故答案为：C。
【分析】物体的动能由质量和速度决定，质量越大，速度越大，动能越大，甲球下落过程中速度越来越快，所以在Q点的速度大于在P点的速度，据此判断甲球在P点和Q点的动能。
物体的重力势能由质量和高度决定，质量越大，高度越高，重力势能越大，乙球在M点与N点的高度不同，据此判断重力势能的大小。
机械能大小等于动能和势能之和，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，的机械能相等，由于忽略空气阻力，所以甲和乙的机械能守恒。
由图可知，Q点的高度等于N点的高度，甲和乙的机械能相等，重力势能相等，所以动能相等。
17．【答案】C
【知识点】功率的计算；浮力大小的计算
【解析】【解答】汽车匀速运动，重物也匀速运动，在重物露出水面前，浮力不变，F=G-F浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；在物体露出水面而没完全露出时，浮力减小，F=G-F浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车的功率增大；在物体完全露出液面时，F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；综上所述，汽车的功率先不变，再增大，最后又不变。
故答案为：C。
【分析】整个过程分三个阶段：即浸没在水中，露出水面的过程和离开水面，
当物体完全浸没在水中，由于V排不变，则浮力不变，根据F=G-F浮，得出拉力不变，根据P=Fv可知：汽车功率不变；
物体只有一部分浸入水中，这时物体排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，根据F=G-F浮，得出拉力增大，根据P=Fv可知功率增大；
物体离开水面时，此时物体在拉力和重力的作用下匀速运动，F=G，则拉力不变，根据P=Fv可知功率不变．
18．【答案】A
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为
所以甲的机械效率比丙的大，A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为
所以乙、丁的机械效率不相同，B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】提升相同物体时，额外功越大，机械效率越小，根据物体的重力和拉力，结合滑轮绳子股数可以计算机械效率。
19．【答案】C
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；机械效率的计算
【解析】【解答】 (1)由图乙可知，在0 1s内，拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G F′＝G 3F拉+G动＝100N 3×30N+G动＝G动+10N 10N，A符合题意；(2)由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，B符合题意；(3)由图可知在2 3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率(总功率)：P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，C不符合题意；滑轮组的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100% 83.33%，D符合题意。
故答案为：C.
【分析】结合滑轮组的拉力和物体的重力地面对物体的支持力，根据物体的受力情况判断速度的变化，根据拉力和速度的乘积计算功率的大小，利用有用功和总功的比值计算机械效率的大小。
20．【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍，第一次滑轮组的机械效率为：
η1＝ ×100%-------①；
第二次他将一个与A完全相同的物体B系在 A下端，则第二次滑轮组的机械效率为：
η2＝ ×100%-------②；
因η1：η2＝3：4-----③；
由①②③式得： -----④，C不符合题意；
因P＝Fv，v1：v2＝1：2，故功率之比： ，B符合题意；
（2）因不计绳重及摩擦，故第一次作用在绳子自由端的力：F1＝ -----⑤，
同理，第二次作用在绳子自由端的拉力：F2＝ -----⑥
由④⑤⑥式得：G动＝10N，A不符合题意；
（3）根据W＝Fs，虽然知道拉力之比，但由于不知两次拉动物体时绳端移动距离的关系，故无法确定拉力做功之比，即无法确定W1：W2，D不符合题意．
故答案为：B.
【分析】（1）由图知通过动滑轮绳子段数n，根据分别表示出两次滑轮组的机械效率，结合η1：η2=3：4可计算出拉力比值；由P=Fv计算两次功率的比值；
（2）不计绳重及摩擦，绳子自由端的拉力：，由两次拉力比计算动滑轮重；
（3）因为不知拉动物体通过的距离，由W=Fs分析解答W1：W2的比值问题.
21．【答案】杠杆；36；10
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】利用如图木棒提升物体时，木棒绕支点转动，是杠杆，对物体做的有用功为W有=Gh=180N×0.2m=36J，总功为，额外功为40J-36J=4J，杠杆的重心上升的高度为OA：OB=0.2m：h'，h'=0.4m，杠杆重力为。
故答案为：杠杆；36；10.
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用有用功和机械效率计算总功，根据额外功和高度计算机械重力。
22．【答案】900；增大
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）人做的有用功为：W=Gh=300N×3m=900J；
（2）根据公式可知，物重越大，滑轮组的机械效率越高；因为400N>300N，所以它的机械效率将增大。
故答案为：900；增大
【分析】（1）使用滑轮组提升重物时，克服物体重力做有用功，即W=Gh；
（2）根据公式可知，使用同一个滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大。
23．【答案】10cm～14cm；内
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】弹簧自然悬挂时的长度为L0=6cm，倔强系数为12N/cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹力（向上的拉力）等于物重时，即 ，则弹簧的伸长量 ，所以物体在平衡位置b时（即二力相等的位置），弹簧的长度为： =6cm+4cm=10cm，物体从最高点a运动到平衡位置b的过程中，高度减小，速度增大，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能增大，弹性势能增大，即该过程中重力势能转化为动能和弹性势能。物体从平衡位置b点运动到最低点c的过程中，高度减小，速度减小，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能减小，弹性势能增大，即该过程中重力势能和动能转化为弹性势能。设物体在最低点c时为零势能点（c点也是物体动能为0的位置），物体在a点放手时只具有重力势能，则整个过程中，物体在最高点a的重力势能全部转化为c点时弹簧的弹性势能，所以由上面分析可得： ----------①；因为物体下降的高度等于弹簧的最大伸长量，所以h=△L'---------②；②代入①化简可得： ，即： ，所以，△L'=8cm，则弹簧在c点的长度为 L'=L0+△L'=6cm+8cm=14cm，
由此可知，在下落过程中，当弹簧的长度在10cm～14cm时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体上下运动过程中和空气之间存在摩擦，所以重力势能还会转化为内能，即物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。
故答案为： 10cm～14cm ；内.
【分析】（1）物体在平衡位置到最低点时，物体的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能.
知道弹簧的倔强系数和弹簧受到的力，可以求出弹簧的伸长量，知道弹簧的原长，就可以物体在平衡位置时弹簧的长度；再根据物体在最高点只具有重力势能，物体运动到最低点，重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，根据能量守恒求出弹簧伸长量，求出物体在最低点时弹簧的伸长量，求出弹簧的长度.
（2）物体下降时，质量不变，高度减少，重力势能减小。物体的重力势能转化为弹簧的弹性势能。物体上下运动过程中和空气之间字在摩擦，重力势能还转化为内能.
24．【答案】1.8；0.4；省力
【知识点】功率的计算；杠杆的分类；功的计算及应用
【解析】【解答】根据物体重力和上升的高度计算有用功为，根据拉力和移动的距离计算总功为，功率为，因为拉力小于物体的重力，是省力杠杆。
故答案为：1.8；0.4；省力。
【分析】根据物体的重力和高度可以计算有用功，利用拉力和距离可以计算总功，功和时间的比值计算功率，动力小于阻力是省力杠杆。
25．【答案】20；90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由乙图可知：当G＝20N时，η＝50%，
因为不计绳子重和摩擦，
所以滑轮组的机械效率：
η＝
＝
＝
＝
，
即：50%＝
，
解得动滑轮重：G轮＝20N；（2）不计绳子和摩擦，滑轮组的机械效率：
η＝
＝
＝
＝
，
当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率：
η′＝
＝
＝
×100%＝90%。
故答案为：20；90%。
【分析】笔记绳重及摩擦，利用η＝
＝
＝
＝
求动滑轮重：再利用此式求
G为180N时的机械效率。
26．【答案】360；小于
【知识点】功率的计算；力与运动的关系；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由v t图像可知，在0 10s内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力；阻力的大小：f=0.15G总=0.15×300N=45N，（2）由v t图像可知，在10～20s内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推力F=f=45N，
由v= 可得，10～20s内小推车运动的距离：s=vt=0.8m/s×10s=8m，
10～20s内水平推力做的功：W=Fs=45N×8m=360J；（3）由题知小推车在0～l0s内的平均速度小于10～20s内的速度，在0～20s内水平摩擦力相等，由P=Fv知，在0～l0s内水平摩擦力的功率小于10～20s内水平摩擦力的功率。
故答案为：360；小于.
【分析】利用f=0.15G总求车受到阻力的大小；由v-t图象可知，在10～20s内小推车处于平衡状态，水平推力等于阻力；由v=可得小推车运动的距离，再利用W=Fs求水平推力做的功；压力和接触面的粗糙程度不变，车受到的阻力相同，由W=fs可知阻力做功大小关系，再利用P=得出功率大小关系.
27．【答案】125；100；变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）因为η= = = ，
所以G动= ﹣G= ﹣400N=100N；
（2）因为忽略一切摩擦及绳的伸长，且此滑轮组绳子股数为n=4，所以拉力的大小为F= （G+G动）= ×（400N+100N）=125N；
（3）根据公式η= = = 可知，动滑轮重不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大．
故答案为：125；100；变大．
【分析】（1）根据可求出 G动；（2）滑轮组绳子股数为n=4，所以拉力的大小为F= 1/4（G+G动）；
（3）根据动滑轮重不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大.
28．【答案】75
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】人站在地面上静止，拉动物体时，受到三个力：重力G人、绳子拉力F1、地面支持力N1，由同一直线力的平衡，G人=F1+N1，小阳对地面的压力：
N1=G人-F1，
小阳对地面的压强：p1=，η1=；
同理，人站在地面上静止，拉动水面上的物体时，受到三个力：重力G人、绳子拉力F2、地面支持力N2，如图
小阳对地面的压力：N2=G人-F2，
小阳对地面的压强：p2=，η2=，∵η1：η2=9：10，p1：p2=3：1，
∴=9：10…①
（G人-F1）：（G人-F2）=3：1…②，又G人=700N，GB=60kg×10N/kg=600N．
解得：η1=75%
故答案为：75．
【分析】对人受力分析，受到三个力：重力G人、绳子拉力F1、地面支持力N1，如图，可求小阳对地面的压力N1=G人-F1，
利用压强公式求小阳对地面的压强，p1=，利用效率公式求η1=；
同理，拉动水面上的物体时，可求小阳对地面的压力N2=G人-F2，小阳对地面的压强p2=，η2=，
根据η1：η2=9：10求动滑轮重，根据F1=
（GA+G动）和F2=
（GA+GB+G动）求F1和F2的大小，再根据p1：p2=3：1和小明的体重，求出动画滑轮的重力；
29．【答案】（1）A；控制变量；木块移动的距离；越大；越大
（2）大；大
（3）大；大
（4）匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在本实验中，通过观察水平面上的木块B被铁球A撞击后滑行的距离长短来研究铁球A的动能大小，这也叫做转换法，故该实验的目的是研究A的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用两种研究方法：一是转换法，二是经常使用的控制变量法；实验中，木块B被撞后移动的距离来表示铁球的动能大小，此方法就是装换法。
在同样的水平面上，如果B被撞后移动的距离越远，那么表明铁球A对木块B做的功就越大，A的动能就越大。
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，通过观察发现，木块B被撞后移动就越远，故表明铁球运动到水平面时速度越大。因此，质量相同时，球的速度越大，那么它的动能也就越大。
（3）[9]改变铁球的质量，让不同的铁球从相同的高度静止滚下，观察得出质量大的铁球，将木块B撞得更远，质量小的铁球，将木块B撞得更近。因此，铁球的速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[10]如果水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞后会保持一定的速度一直匀速运动下去，无法比较铁球的动能大小。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；实验中利用了控制变量法和转换法；通过下落的物体推动木块的移动距离，反应动能的大小；物体移动距离越远，动能越大；
（2）物体下落的高度越大， 到达水平面是的速度越大，动能越大；
（3）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。
30．【答案】（1）缓慢拉动
（2）4
（3）83.3
（4）无关
（5）C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】(1)测力计处于静止状态时，绳与轮之间的摩擦是静摩擦，而计算滑轮组的机械效率，计算的是实际工作中滑轮组的机械效率，滑轮组工作时绳与轮之间的摩擦力是滑动摩擦二者大小不相等，所以必须测得滑轮组运动时的拉力，故应缓慢匀速拉动。
(2图丙中动滑轮上共有5段绳子承重，则钩码上升高度h与测力计移动距离s之间的关系s=5h，故为第3次和第4次。
(3)第2次滑轮组的机械效率为
(4)3、4次机械效率相同但被提升高度不同，说明与高度无关。
(5)第二次实验应为乙滑轮组，重物相同时丙滑轮组的机械效率应低于乙滑轮组的机械效率，所以此时滑轮组机械效率应小于83.3%且重物越重机械效率越高所以此时滑轮组的机械效率应高于第3次和第4次的机械效率为57.1%，故应选C。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（3）（5）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
（2）（4）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
31．【答案】（1）重；改变
（2）1；2；无关
（3）等于；正确
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）离开抛出点后，钢球处于空中，不计空气阻力，钢球只受重力。
钢球沿如图所示的路径运动，钢球的运动方向在不断变化，所以运动状态在改变。
（2）为了研究猜想A：与钢球质量有关，需要控制其它变量不变，只改变钢球质量，由表格数据可知，实验序号1和2，抛出点离最高点的高度和抛出点离地的高度相同，钢球质量不同，落地点与抛出点的水平距离相同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球质量无关。
（3）由表格数据可知，实验序号为3、4两组实验，钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，抛出点离地的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关，故猜想B是正确的；钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，则钢球在A处的重力势能相同，从A到C，重力势能和转化为动能，所以C处动能相同，速度相同，则第4次钢球离开抛出点C的速度等于第3次钢球离开抛出点C的速度。
【分析】重力势能的大小与质量、高度有关，根据控制变量法分析。
32．【答案】（1）盘山公路
（2）1和2
（3）斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力
（4）1、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等
（5）62.5
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路。(2)探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据。(3)对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。(4)探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据。根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。（5）
有用功为W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J
拉力做的总功W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J
斜面的机械效率
【分析】（1）使用斜面可以省力，盘山公路是斜面的一种；（2）斜面的材料不同，摩擦力不同，省力情况不同；（3）在物体重力一定时，斜面的倾斜程度越小越省力；（4）相同斜面上，拉力和物体的重力的比值一定；（5）根据物体的重力和高度计算有用功，利用拉力和斜面长度计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
33．【答案】（1）解：由图可知
则绳端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
答：上述过程中拉力的功率为；
（2）解：克服物重做的有用功
不计绳重及滑轮与轴之间的摩，提升动滑轮所做的额外功
答：上述过程中提升动滑轮所做的功为；
（3）解：由W额＝G动h可得动滑轮重力
用该滑轮组匀速提起
的货物，滑轮组的机械效率
答：若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和距离的乘积，计算功，功和时间的比值，计算功率；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；总功和有用功的差，计算额外功；
（3）根据有用功和总功的比值，计算机械效率。
34．【答案】（1）解：提升货物前，工人对高台的压强
答：提升货物前，工人对高台的压强为16000Pa；
（2）解：拉力做功为W=Fs=150N×2m×3=900J
拉力的功率为
答：拉力的功率为45W；
（3）解：拉力做的有用功为W有用=Gh=360N×2m=720J
滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率80%
（4）解：动滑轮自重为G动=nF-G=3×150N-360N=90N
由机械效率定义可知
则仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为
答：若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为270N
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和时间的比值，计算功率；
（4）根据机械效率和动滑轮的重力，可以计算物体重力的大小。
35．【答案】（1）解：由题意可知，工人用的力为400N，斜面长3m，根据功的公式可知
工人做的总功为1200J。
答：工人做的总功为1200J；
（2）解：由题意可知，箱子重900N，高lm，根据功的公式可知，所做的有用功
所做的有用功为900J，工人做的总功为1200J，所做的额外功
斜面长3m，根据公式可知，斜面对箱子的摩擦力
斜面对箱子的摩擦力为100N。
答：斜面对箱子的摩擦力为100N；
（3）解：由上述可知，工人做的有用功为900J，做的总功为1200J，根据机械效率的公式，可知，该装置的机械效率
该装置的机械效率为75%。
答：该装置的机械效率为75%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；根据总功和有用功的差， 计算额外功；结合距离，计算摩擦力；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
1 / 12022-2023学年度沪粤版九年级物理上册 第11章机械功与机械能 单元测试
一、单选题
1．（2022·菏泽）2022年4月16日神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（ ）
A．动能减少，重力势能不变 B．动能不变，重力势能减少
C．机械能不变 D．机械能减少
【答案】D
【知识点】动能大小的比较；势能大小的比较；机械能及其转化
【解析】【解答】在返回舱减速下落的过程中，质量不变，速度变小，故动能变小；因高度变小，故重力势能变小；动能和势能统称为机械能，故机械能变小。ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】质量一定时，减速下落的物体，动能和重力势能都减小。
2．（2022八下·绥滨期末）快递小哥宋学文作为一名普通劳动者当选2020年全国劳动模范。有关宋学文在工作中对货物做功情况叙述正确的是（ ）
A．拎着货物在水平地面上行走，他对货物做了功
B．推着货物在水平地面上行走，他对货物做了功
C．用了很大的力气没搬动货物，他对货物做了功
D．抱着货物在原地等待签收时，他对货物做了功
【答案】B
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A．拎着货物在水平地面上行走，运动距离是水平方向的，他对货物的拉力是竖直方向的，没有在拉力方向移动距离，所以他对货物没有做功，A不符合题意；
B．推着货物在水平地面上行走，运动距离是水平方向的，他对货物的推力是水平方向的，在推力反向移动了距离，所以他对货物做了功，B符合题意；
C．用了很大的力气没搬动货物，货物静止，没有在力的方向移动距离，所以他对货物没有做功，C不符合题意；
D．抱着货物在原地等待签收时，货物静止，没有在力的方向移动距离，所以他对货物没有做功，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】物体受力且沿力的方向移动距离，力对物体做了功。
3．（2022八下·勃利期末）如图所示mA＞mB＞mC，三个物体在同样大小的力F的作用下，都沿着力F的方向移动了距离s，比较F对三个物体所做的功，结论是（ ）
A．三次做功一样多
B．对A做的功最少，对C做的功最多
C．对A做的功最少，对B做的功最多
D．无法判断
【答案】A
【知识点】功的计算及应用
【解析】【解答】因为对三个物体的作用力都是大小相等的力F，三个物体在力F的方向上移动的距离都是s，根据功的计算公式W=Fs可知，F对三个物体所做的功一样多，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】物体受到的力和力的方向上移动距离的乘积，计算做功多少。
4．（2022八下·临漳期末）如图所示的滑轮组，用F＝60N的拉力，拉动放在水平地面上重为400N的物体，使物体匀速前进了2m，物体和地面之间的摩擦力为90N，在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功是30J B．绳子自由端移动的距离是2m
C．滑轮组的机械效率是75% D．A点受到的拉力为400N
【答案】C
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图知道，n=2，则绳子自由端移动的距离s绳=2s物=2×2m=4m
拉力做的功W总=Fs绳=60N×4m=240J
AB不符合题意；
C．克服物体和地面之间的摩擦力做的功为有用功，则有用功W有=fs物=90N×2m=180J
滑轮组的机械效率
C符合题意；
D．因物体在水平地面上做匀速运动，则此时A处绳子的拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，所以，A点受到的拉力FA=f=90N
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体受到的力和距离的乘积，计算有用功；利用拉力和距离的乘积计算总功，有用功和总功的比值， 计算机械效率。
5．（2022八下·迁安期末）在2022年北京冬奥会上，中国的选手谷爱凌在自由式滑雪女子大跳台比赛中获得冠军。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．她从 a 点运动到e 点的过程中，其惯性不变
B．她从b 点运动到c 点的过程中，其机械能不断减小
C．她从a 点向b 点运动的过程中，其重力势能全部转化为动能
D．她在 e 点的动能为零；假设没有一切摩擦阻力，则在e 点的动能就不会为零
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；机械能及其转化
【解析】【解答】A．惯性的大小只与质量有关，她从a点运动到e点的过程中，其质量不变，则惯性不变，A正确，不符合题意；
B．她从b点运动到c点过程中，由于受到雪地的摩擦力和空气阻力，会消耗一部分机械能转化为内能，所以她的机械能减小，B正确，不符合题意；
C．她从a点向b点运动的过程中，其质量不变、速度增大、高度减小，其重力势能大部分转化为动能，由于受到雪地的摩擦力影响，还会有一部分机械能转化为内能，C错误，符合题意；
D．e点为停止点，速度为0，则动能为0；假设没有一切摩擦阻力，则机械能守恒，即a点的机械能和e点的机械能相等，从a点到e点的过程中，高度降低，重力势能减小，则动能会增加，因此e点的动能不会为0，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】惯性是物体的属性，只和质量有关；质量一定时，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小。
6．（2022八下·南宁期末）小明两次把放在地上的同一个杠铃举起相同的高度，第一次用了6s，第二次用了8s，则小明对杠铃做功的功率（ ）
A．第一次较大 B．第二次较大
C．两次一样大 D．不知小明身高所以无法判断
【答案】A
【知识点】功率大小的比较
【解析】【解答】小明两次把放在地上的同一个杠铃举起相同的高度，故两次做功一样多，而第一次用了6s，第二次用了8s，根据公式
所以第一次的功率大，第二次的功率小，所以BCD不符合题意，A符合题意。
故答案为：A。
【分析】做功相同时，时间越少，做功越快，功率大。
7．（2022八下·农安期末）如图所示，某建筑工人利用滑轮组提升水平面上重800N、底面积为400cm2的货箱，当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动。当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱以0.2m/s的速度匀速上升。不计绳重和摩擦。针对上述过程，下列结果正确的是（ ）
A．用F1=200N的力拉绳时，货箱对地面的压强为5×103Pa
B．动滑轮的重为200N
C．货箱匀速上升时，拉力的功率为180W
D．货箱匀速上升时，滑轮组的效率为80%
【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】AB．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，当工人用F2=300N的拉力拉绳时，货箱匀速上升，把动滑轮和货箱看成一个整体，整体受到竖直向下的重力G总、竖直向上的绳子拉力F拉，此时二力平衡，大小相等，即G总=F拉，动滑轮和货箱总重力为
绳子的拉力为
G货=800N，不计绳重和摩擦，由上推出，动滑轮的重力为
当工人用F1=200N的拉力拉绳时，货箱没动，把动滑轮和货箱看成一个整体，受到竖直向上的3段绳子的拉力、地面竖直向上的支持力和竖直向下的总重力，根据力的平衡条件可知
得出地面对货箱的支持力为
由于货箱对地面的压力与地面对货物的支持力是一对相互作用力，大小相等，故货箱对地面的压力
货箱的底面积为
货箱对地面的压强为
AB不符合题意；
C．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升时，货箱上升的速度为v=0.2m/s，绳自由端移动速度为
拉力F2=300N，货箱匀速上升时，拉力的功率为
C符合题意；
D．由图可知，绕过动滑轮且对动滑轮施加拉力的绳子股数n=3，货箱匀速上升高度为h，则绳子自由移动距离为
提升货箱做的有用为
拉力所做的总功为
货箱匀速上升时，滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据滑轮组绳子的拉力，结合动滑轮重力计算物体受到的拉力，结合物体的重力计算物体受到的支持力，利用压力和受力面积的比值， 计算压强；根据力和速度的乘积，计算功率的大小；利用有用功和总功的比值， 计算机械效率。
8．（2022八下·靖西期末）如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2~4s内，拉力所做的功为（ ）
A．10J B．30J C．50J D．80J
【答案】B
【知识点】速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】由图乙可知，在2~4s内，拉力为F=3N
由图丙可知，在2~4s内，物体做匀速运动，有v=5.0m/s
此时摩檫力与拉力是一对平衡力，大小相等，有f=F=3N
根据
可得，物体运动的距离为
由做功的计算公式可得，物体克服摩檫力所做的功为。
故答案为：B。
【分析】水平面上的物体匀速直线运动时，受到平衡力，二力平衡时，力的大小相等；根据力和距离的乘积，计算做功多少。
9．（2022八下·罗湖期末）如图为两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直绒运动时，两次物体运动的路程随时间变化的关系图象。根据图象，下列判断不正确的是（ ）
A．两次物体运动的速度：v1>v2
B．0～8s两次拉力对物体所做的功：W1>W2
C．两次物体所受的拉力：F1>F2
D．0～8s两次拉力对物体做功的功率：P1>P2
【答案】C
【知识点】功率大小的比较；速度公式及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】A．由图可知，相同时间内第一次物体运动的路程长，根据公式可知，v1>v2，A正确，不符合题意；
BC．因物体两次都做匀速直线运动，故所受拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相同，而物体两次在同样的平面运动，压力和接触面的粗糙程度都一样，故摩擦力相同，因此两次物体所受拉力相同，即F1=F2；由图可知，0～8s内，第一次物体在拉力方向上移动的距离大，故根据公式W=Fs可知，W1>W2，B正确，不符合题意，C错误，符合题意；
D．已知0～8s内，物体第一次做的功多，即W1>W2，则根据公式可知，P1>P2，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用路程和时间的比值，计算速度；根据力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值计算功率。
10．（2022八下·肇源期末）在一次体育课上，甲乙两个同学进行爬杆比赛，甲从某一位置匀速爬到杆顶用时9s，乙从同一位置匀速爬到杆顶用时10s，若甲乙两个人体重之比是5∶6，则他们爬杆的功率之比是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】甲乙同学爬杆所做的功之比为W甲：W乙=G甲h：G乙h=G甲：G乙
甲、乙爬杆的功率之比
ABC不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据公式W甲：W乙=G甲h：G乙h=G甲：G乙，确定功之比；根据公式，求出功率之比。
11．（2022八下·江岸期末）如图所示，大石头质量为6t，起重机在15s内将大石头竖直方向匀速提升1m，则起重机提升大石头所做的功和功率分别为（ ）
A．6×104J 4×103W B．6×104J 4×102W
C．6×103J 4×102W D．6×103J 4×103W
【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；重力及其大小的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】起重机匀速吊起大石头的拉力F=G=mg=6×103kg×10N/kg=6×104N
起重机15s内做的功W=Gh=6×104N×1m=6×104J
起重机的功率
A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】先根据公式F=G=mg，求出拉力；再根据W=Gh求出功；根据，求出功率。
12．（2022八下·海珠期末）推拉测力计主要由两部件组成，导轨固定在上下两端的金属块之间，组成部件甲；一根弹簧MN固定在盒子的两端（弹簧长度刚好为原长），组成质量忽略不计的部件乙。老王把部件乙套在甲上，其中弹簧中间O点固定在部件甲的上端（如图P所示），部件乙能沿甲的导轨上下移动，用力F把部件乙向下压，如图Q所示。下压过程中（ ）
A．OM，ON段的弹簧，弹性势能均增大
B．OM，ON段的弹簧，弹性势能均减少
C．OM段弹簧的弹性势能减少；ON段弹簧的弹性势能增大
D．OM段弹簧的弹性势能增大；ON段弹簧的弹性势能减少
【答案】A
【知识点】势能大小的比较
【解析】【解答】比较P、Q两图可知，用力F把部件乙向下压的过程中，OM段弹簧被压缩，ON段弹簧被拉伸，形变程度都变大，所以OM、ON段的弹簧，弹性势能均增大。
故答案为：A。
【分析】相同弹簧，形变程度相同，产生的弹性势能相同。
13．（2022八下·西城期末）小军将图所示的滑轮组进行了改进，提高了它的机械效率。用改进后的滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比，则（ ）
A．有用功增加，总功增加 B．有用功增加，总功不变
C．有用功不变，总功减少 D．有用功不变，总功不变
【答案】C
【知识点】机械效率的大小比较；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】把同一物体匀速提升同样的高度，则利用滑轮组做的有用功相同；根据可知，改装后机械效率提高，有用功所占总功的比例增加，即总功减小或额外功减少。C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】物体的重力一定，高度一定时，做功相同；有用功相同时，额外功越小，机械效率越高。
14．（2022八下·南川期末）小明用如图所示的滑轮组将重物竖直提升，已知物体的重力为1000N，在10s内物体被匀速提升了5m，动滑轮重为200N，不计绳重及摩擦，下列选项正确的是（ ）
A．如果拉力足够大，滑轮组的机械效率将大于100%
B．这个滑轮组的机械效率与滑轮组自身质量无关
C．该滑轮组此次的机械效率为 93.3%
D．增加重物的质量，可以提高滑轮组的机械效率η
【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】A．不计绳重及摩擦，滑轮组提升重物时要克服动滑轮重做额外功，所以滑轮组的机械效率将小于100%，A不符合题意；
B．由可知，机械效率为
所以滑轮组的机械效率与滑轮组自身重力有关，即与自身质量有关，B不符合题意；
C．由可知，机械效率为
C不符合题意；
D．由可知，机械效率为
同一滑轮组提升的重物越重，机械效率越高，即增加重物的质量，可以提高滑轮组的机械效率，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据物体的重力和动滑轮重力的大小，可以计算滑轮组的机械效率。
15．（2021八下·荆门期末）如图甲所示，虛线框内是由两个相同的滑轮装配成的滑轮组。利用该滑轮组提升质量为27kg的物体所用的拉力为100N，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，不计绳重和摩擦。（ ）
A．拉力的功率为50W
B．滑轮组中动滑轮重10N
C．该滑轮组的机械效率为90%
D．绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
【答案】C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图乙可知，在t=4s内，物体上升高度h=2m，绳子自由端移动距离s=6m，则滑轮组承担物重的绳子股数；
拉力F=100N，则4s内拉力做的功为W=Fs=100N×6m=600J，功率为，故选项A错误；
物体质量为27kg，物重为，不计绳重和摩擦，拉力，则，故选项B错误；
滑轮组的机械效率，故选项C正确；
绳子自由端移动的速度，故选项D错误。
【分析】由图乙判断出承担物重的绳子股数n；
（1）已知拉力和绳端移动的距离，根据功的计算公式求出拉力做的功，再根据功率的计算公式求出拉力的功率；
（2）先求出物重，再根据求出动滑轮重；
（3）根据机械效率公式求出滑轮组的机械效率；
（4）由绳子自由端移动的距离和时间，根据速度计算公式求出绳子自由端移动的速度。
16．（2021·白云模拟）如图所示，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，下落点到地面之间距离用虚线划分，相邻虚线间距相等。甲球下落过程中经过P、Q两点，乙球经过M、N两点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲球在P点的动能比它在Q点的动能大
B．乙球在M点与N点距离最高点、最低点距离相等，故重力势能相等
C．两球在Q点和M点的机械能相等
D．甲球在Q点的速度小于乙球在N点的速度
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A．甲球静止释放，下落的过程中速度越来越快，所以甲球在Q点的速度大于甲球在P点的速度，动能由质量和速度决定，甲球质量不变，所以甲球在P点的动能比它在Q点的动能小，故A错误；
B．由图可知，M点的高度大于N点的高度，物体的重力势能由质量和高度决定，质量越大，高度越高，重力势能越大，所以乙球在M点的重力势能大于乙球在N点的重力势能，故B错误；
C．甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，甲和乙的机械能相等，由于忽略空气阻力，所以甲和乙的机械能守恒，所以两球在Q点和M点的机械能相等，故C正确；
D．由图可知，Q点的高度等于N点的高度，甲和乙的机械能相等，重力势能相等，所以动能相等，甲和乙质量相等，所以甲球在Q点的速度等于乙球在N点的速度，故D错误。
故答案为：C。
【分析】物体的动能由质量和速度决定，质量越大，速度越大，动能越大，甲球下落过程中速度越来越快，所以在Q点的速度大于在P点的速度，据此判断甲球在P点和Q点的动能。
物体的重力势能由质量和高度决定，质量越大，高度越高，重力势能越大，乙球在M点与N点的高度不同，据此判断重力势能的大小。
机械能大小等于动能和势能之和，甲、乙两个质量相同的小球从相同高度静止释放，的机械能相等，由于忽略空气阻力，所以甲和乙的机械能守恒。
由图可知，Q点的高度等于N点的高度，甲和乙的机械能相等，重力势能相等，所以动能相等。
17．（2021·道里模拟）如图所示，是使用汽车打捞水下重物的示意图。在重物从水底拉到井口的过程中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦。四位同学画出了汽车功率P随时间t的变化图像，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功率的计算；浮力大小的计算
【解析】【解答】汽车匀速运动，重物也匀速运动，在重物露出水面前，浮力不变，F=G-F浮，所以拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；在物体露出水面而没完全露出时，浮力减小，F=G-F浮，所以拉力增大，根据P=Fv可知：汽车的功率增大；在物体完全露出液面时，F=G，拉力不变，根据P=Fv可知：汽车的功率不变；综上所述，汽车的功率先不变，再增大，最后又不变。
故答案为：C。
【分析】整个过程分三个阶段：即浸没在水中，露出水面的过程和离开水面，
当物体完全浸没在水中，由于V排不变，则浮力不变，根据F=G-F浮，得出拉力不变，根据P=Fv可知：汽车功率不变；
物体只有一部分浸入水中，这时物体排开水的体积越来越小，所受浮力也越来越小，根据F=G-F浮，得出拉力增大，根据P=Fv可知功率增大；
物体离开水面时，此时物体在拉力和重力的作用下匀速运动，F=G，则拉力不变，根据P=Fv可知功率不变．
18．（2020·广州）如图所示，小明分别使用甲、乙、丙、丁四种机械匀速提升物体（绳长不变），测得拉力和物体M、N所受的重力如表所示，则（ ）
F甲 F乙 F丙 F丁 GM GN
5.5N 12 N 5.5 N 8 N 5 N 10 N
A．甲的机械效率比丙的大
B．乙、丁的机械效率相同
C．使用丙提升物体M时省力
D．实验测得的数据无法算出机械效率
【答案】A
【知识点】机械效率的计算
【解析】【解答】A．设物体上升的距离为h，甲机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以甲机械的机械效率为
丙机械中绳子的有效段数n=2，所以丙机械的机械效率为
所以甲的机械效率比丙的大，A符合题意；
B．设物体上升的距离为h，乙机械绳子自由端移动距离和物体上升的距离相等，所以乙机械的机械效率为
丁机械中绳子的有效段数n=2，所以丁机械的机械效率为
所以乙、丁的机械效率不相同，B不符合题意；
C．由图可知， ，所以使用丙提升物体M时不省力，C不符合题意；
D．实验测得的数据可以算出机械效率，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】提升相同物体时，额外功越大，机械效率越小，根据物体的重力和拉力，结合滑轮绳子股数可以计算机械效率。
19．（2018八下·汉阳期末）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。下列计算结果不正确的是（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【知识点】功率的计算；二力平衡的条件及其应用；平衡状态的判断；机械效率的计算
【解析】【解答】 (1)由图乙可知，在0 1s内，拉力F＝30N.取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态；地面对重物的支持力F支＝G F′＝G 3F拉+G动＝100N 3×30N+G动＝G动+10N 10N，A符合题意；(2)由图丙可知，1s～2s内，物体在做加速运动，B符合题意；(3)由图可知在2 3s内，重物做匀速运动，v3＝2.50m/s，拉力F3＝40N，因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n＝3，所以拉力F的作用点下降的速度v′3＝3v3＝3×2.50m/s＝7.5m/s，拉力做功功率(总功率)：P总＝F3v′3＝40N×7.5m/s＝300W，C不符合题意；滑轮组的机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100% 83.33%，D符合题意。
故答案为：C.
【分析】结合滑轮组的拉力和物体的重力地面对物体的支持力，根据物体的受力情况判断速度的变化，根据拉力和速度的乘积计算功率的大小，利用有用功和总功的比值计算机械效率的大小。
20．（2018九上·玄武期中）如图所示，小明用力F1拉动绳子使重为10N的物体A以速度v1匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η1，拉力F1做的功为W1、功率为P1；若他将一个与A完全相同的物体B系在A下端，并用力F2拉动绳子使它们一起以v2的速度匀速上升，此时滑轮组的机械效率为η2，拉力F2做的功为W2、功率为P2，η1：η2=3：4，v1：v2=1：2，不计绳重及摩擦，则（ ）
A．动滑轮重G动=5N B．拉力的功率P1：P2=1：3
C．拉力F1：F2=3：5 D．拉力做的功W1：W2=2：3
【答案】B
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【解答】（1）由图可知，n＝3，绳子自由端移动的距离为物体上升高度的3倍，第一次滑轮组的机械效率为：
η1＝ ×100%-------①；
第二次他将一个与A完全相同的物体B系在 A下端，则第二次滑轮组的机械效率为：
η2＝ ×100%-------②；
因η1：η2＝3：4-----③；
由①②③式得： -----④，C不符合题意；
因P＝Fv，v1：v2＝1：2，故功率之比： ，B符合题意；
（2）因不计绳重及摩擦，故第一次作用在绳子自由端的力：F1＝ -----⑤，
同理，第二次作用在绳子自由端的拉力：F2＝ -----⑥
由④⑤⑥式得：G动＝10N，A不符合题意；
（3）根据W＝Fs，虽然知道拉力之比，但由于不知两次拉动物体时绳端移动距离的关系，故无法确定拉力做功之比，即无法确定W1：W2，D不符合题意．
故答案为：B.
【分析】（1）由图知通过动滑轮绳子段数n，根据分别表示出两次滑轮组的机械效率，结合η1：η2=3：4可计算出拉力比值；由P=Fv计算两次功率的比值；
（2）不计绳重及摩擦，绳子自由端的拉力：，由两次拉力比计算动滑轮重；
（3）因为不知拉动物体通过的距离，由W=Fs分析解答W1：W2的比值问题.
二、填空题
21．（2019九上·泰州月考）如图所示，一根均匀的细木棒OC，OA＝ OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%，这里的木棒是一种简单机械，称为 ，提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N(不计摩擦)。
【答案】杠杆；36；10
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用；功的计算及应用
【解析】【解答】利用如图木棒提升物体时，木棒绕支点转动，是杠杆，对物体做的有用功为W有=Gh=180N×0.2m=36J，总功为，额外功为40J-36J=4J，杠杆的重心上升的高度为OA：OB=0.2m：h'，h'=0.4m，杠杆重力为。
故答案为：杠杆；36；10.
【分析】根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，利用有用功和机械效率计算总功，根据额外功和高度计算机械重力。
22．（2019·吉林）如图所示，用滑轮组把300N的重物匀速提升3m，人所做的有用功是 J；如果用该滑轮组提升400N的重物，它的机械效率将 。
【答案】900；增大
【知识点】滑轮组及其工作特点；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）人做的有用功为：W=Gh=300N×3m=900J；
（2）根据公式可知，物重越大，滑轮组的机械效率越高；因为400N>300N，所以它的机械效率将增大。
故答案为：900；增大
【分析】（1）使用滑轮组提升重物时，克服物体重力做有用功，即W=Gh；
（2）根据公式可知，使用同一个滑轮组，物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大。
23．（2019·襄阳）倔强系数为12N/cm(弹簧每受到12N的力，长度就要变化1cm)的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在 (填某一范围)时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和 能。(上述过程没超出该弹簧的弹性限度)
【答案】10cm～14cm；内
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】弹簧自然悬挂时的长度为L0=6cm，倔强系数为12N/cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹力（向上的拉力）等于物重时，即 ，则弹簧的伸长量 ，所以物体在平衡位置b时（即二力相等的位置），弹簧的长度为： =6cm+4cm=10cm，物体从最高点a运动到平衡位置b的过程中，高度减小，速度增大，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能增大，弹性势能增大，即该过程中重力势能转化为动能和弹性势能。物体从平衡位置b点运动到最低点c的过程中，高度减小，速度减小，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能减小，弹性势能增大，即该过程中重力势能和动能转化为弹性势能。设物体在最低点c时为零势能点（c点也是物体动能为0的位置），物体在a点放手时只具有重力势能，则整个过程中，物体在最高点a的重力势能全部转化为c点时弹簧的弹性势能，所以由上面分析可得： ----------①；因为物体下降的高度等于弹簧的最大伸长量，所以h=△L'---------②；②代入①化简可得： ，即： ，所以，△L'=8cm，则弹簧在c点的长度为 L'=L0+△L'=6cm+8cm=14cm，
由此可知，在下落过程中，当弹簧的长度在10cm～14cm时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体上下运动过程中和空气之间存在摩擦，所以重力势能还会转化为内能，即物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。
故答案为： 10cm～14cm ；内.
【分析】（1）物体在平衡位置到最低点时，物体的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能.
知道弹簧的倔强系数和弹簧受到的力，可以求出弹簧的伸长量，知道弹簧的原长，就可以物体在平衡位置时弹簧的长度；再根据物体在最高点只具有重力势能，物体运动到最低点，重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，根据能量守恒求出弹簧伸长量，求出物体在最低点时弹簧的伸长量，求出弹簧的长度.
（2）物体下降时，质量不变，高度减少，重力势能减小。物体的重力势能转化为弹簧的弹性势能。物体上下运动过程中和空气之间字在摩擦，重力势能还转化为内能.
24．（2019九上·珠海开学考）如图，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为18N的物体在5s内缓慢升高10cm，拉力大小F=8N，拉力移动的距离为25cm．整个过程中所做有用功为 J，拉力的功率为 W，此杠杆为 杠杆（选填“省力”“费力”或“等臂”）．
【答案】1.8；0.4；省力
【知识点】功率的计算；杠杆的分类；功的计算及应用
【解析】【解答】根据物体重力和上升的高度计算有用功为，根据拉力和移动的距离计算总功为，功率为，因为拉力小于物体的重力，是省力杠杆。
故答案为：1.8；0.4；省力。
【分析】根据物体的重力和高度可以计算有用功，利用拉力和距离可以计算总功，功和时间的比值计算功率，动力小于阻力是省力杠杆。
25．（2018-2019学年沪科版物理八年级下学期 10.5 机械效率 同步练习（基础练习） ）小强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上，不计绳子和摩擦，如果所送货物重G从20N开始逐渐增加，每次均匀拉动绳子，且提升同样的高度，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图象，根据图象可以知道动滑轮重为 N，当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率是 。
【答案】20；90%
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）由乙图可知：当G＝20N时，η＝50%，
因为不计绳子重和摩擦，
所以滑轮组的机械效率：
η＝
＝
＝
＝
，
即：50%＝
，
解得动滑轮重：G轮＝20N；（2）不计绳子和摩擦，滑轮组的机械效率：
η＝
＝
＝
＝
，
当货物重G为180N时，滑轮组的机械效率：
η′＝
＝
＝
×100%＝90%。
故答案为：20；90%。
【分析】笔记绳重及摩擦，利用η＝
＝
＝
＝
求动滑轮重：再利用此式求
G为180N时的机械效率。
26．（2018九上·宜兴月考）小华和妈妈去超市购物，她们将物品放在小推车中推行，小推车在某段时间内速度 随时间 变化的关系图像如图所示.已知小推车总重300N，所受阻力是总重的0.15倍。(g取10N/kg)在10～20s内水平推力做了 J的功，在0～10s内水平摩擦力的功率 （填“大于”、“小于”、“等于”）10～20s内水平摩擦力的功率。
【答案】360；小于
【知识点】功率的计算；力与运动的关系；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）由v t图像可知，在0 10s内小推车做加速运动，处于非平衡状态，水平推力大于阻力；阻力的大小：f=0.15G总=0.15×300N=45N，（2）由v t图像可知，在10～20s内小推车做匀速运动，处于平衡状态，则水平推力F=f=45N，
由v= 可得，10～20s内小推车运动的距离：s=vt=0.8m/s×10s=8m，
10～20s内水平推力做的功：W=Fs=45N×8m=360J；（3）由题知小推车在0～l0s内的平均速度小于10～20s内的速度，在0～20s内水平摩擦力相等，由P=Fv知，在0～l0s内水平摩擦力的功率小于10～20s内水平摩擦力的功率。
故答案为：360；小于.
【分析】利用f=0.15G总求车受到阻力的大小；由v-t图象可知，在10～20s内小推车处于平衡状态，水平推力等于阻力；由v=可得小推车运动的距离，再利用W=Fs求水平推力做的功；压力和接触面的粗糙程度不变，车受到的阻力相同，由W=fs可知阻力做功大小关系，再利用P=得出功率大小关系.
27．（2018·岳池模拟）工人用如图所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N，动滑轮重 N．若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）．
【答案】125；100；变大
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】解：（1）因为η= = = ，
所以G动= ﹣G= ﹣400N=100N；
（2）因为忽略一切摩擦及绳的伸长，且此滑轮组绳子股数为n=4，所以拉力的大小为F= （G+G动）= ×（400N+100N）=125N；
（3）根据公式η= = = 可知，动滑轮重不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大．
故答案为：125；100；变大．
【分析】（1）根据可求出 G动；（2）滑轮组绳子股数为n=4，所以拉力的大小为F= 1/4（G+G动）；
（3）根据动滑轮重不变，物体越重，有用功越多，机械效率越大.
28．体重为700N的小明站在地面上用图中所示的滑轮组提起物体A，当物体A匀速竖直上升时，小明对地面的压强为p1，滑轮组的机械效率为η1；在物体A的下方再加挂一个质量为60kg的物体B后（图中未画出），小明继续通过绳子使物体A和B一起匀速竖直上升，此时他对地面的压强为p2，滑轮组的机械效率为η2。若滑轮组的摩擦及绳重均可忽略不计，且p1∶p2＝3∶1，η1∶η2＝9∶10，则滑轮组的机械效率η1= %。（取g= 10N/kg）
【答案】75
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】人站在地面上静止，拉动物体时，受到三个力：重力G人、绳子拉力F1、地面支持力N1，由同一直线力的平衡，G人=F1+N1，小阳对地面的压力：
N1=G人-F1，
小阳对地面的压强：p1=，η1=；
同理，人站在地面上静止，拉动水面上的物体时，受到三个力：重力G人、绳子拉力F2、地面支持力N2，如图
小阳对地面的压力：N2=G人-F2，
小阳对地面的压强：p2=，η2=，∵η1：η2=9：10，p1：p2=3：1，
∴=9：10…①
（G人-F1）：（G人-F2）=3：1…②，又G人=700N，GB=60kg×10N/kg=600N．
解得：η1=75%
故答案为：75．
【分析】对人受力分析，受到三个力：重力G人、绳子拉力F1、地面支持力N1，如图，可求小阳对地面的压力N1=G人-F1，
利用压强公式求小阳对地面的压强，p1=，利用效率公式求η1=；
同理，拉动水面上的物体时，可求小阳对地面的压力N2=G人-F2，小阳对地面的压强p2=，η2=，
根据η1：η2=9：10求动滑轮重，根据F1=
（GA+G动）和F2=
（GA+GB+G动）求F1和F2的大小，再根据p1：p2=3：1和小明的体重，求出动画滑轮的重力；
三、实验探究题
29．（2022八下·秦皇岛期末）如图所示，在探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中，A是铁球，B是木块
（1）该实验的目的是研究 （选填“A”或“B”）的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用了两种研究方法：一是 法；二是转换法，就本题来说：用 来表示小球动能大小的方法就是转换法。让铁球A从高为的斜槽滚下，在水平面上运动，运动的球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s，在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功 ，A的动能 （选填“越大”、“越小”或“不变”）；
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，铁球运动到水平面时速度越 ，木块B被撞得越远，所以，质量相同时，球的速度越大，动能越 ；
（3）改变铁球的质量，让不同的铁球从相同高度由静止开始滚下，质量越 的铁球将木块B撞得越远，所以，铁球的速度相同时，质量越大，动能越 。
（4）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是木块被撞后将做 运动。
【答案】（1）A；控制变量；木块移动的距离；越大；越大
（2）大；大
（3）大；大
（4）匀速直线
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在本实验中，通过观察水平面上的木块B被铁球A撞击后滑行的距离长短来研究铁球A的动能大小，这也叫做转换法，故该实验的目的是研究A的动能大小与速度和质量的关系。本实验运用两种研究方法：一是转换法，二是经常使用的控制变量法；实验中，木块B被撞后移动的距离来表示铁球的动能大小，此方法就是装换法。
在同样的水平面上，如果B被撞后移动的距离越远，那么表明铁球A对木块B做的功就越大，A的动能就越大。
（2）让铁球A分别从不同的高度由静止滚下，高度越高，通过观察发现，木块B被撞后移动就越远，故表明铁球运动到水平面时速度越大。因此，质量相同时，球的速度越大，那么它的动能也就越大。
（3）[9]改变铁球的质量，让不同的铁球从相同的高度静止滚下，观察得出质量大的铁球，将木块B撞得更远，质量小的铁球，将木块B撞得更近。因此，铁球的速度相同时，质量越大，动能越大。
（4）[10]如果水平面绝对光滑，根据牛顿第一定律，木块被撞后会保持一定的速度一直匀速运动下去，无法比较铁球的动能大小。
【分析】（1）探究动能的影响因素时，被研究的物体是下落的物体；实验中利用了控制变量法和转换法；通过下落的物体推动木块的移动距离，反应动能的大小；物体移动距离越远，动能越大；
（2）物体下落的高度越大， 到达水平面是的速度越大，动能越大；
（3）速度相同时，物体的质量越大，动能越大；
（4）运动的物体不受力，作匀速直线运动。
30．（2021八下·龙岩期末）小聪在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：
实验次数 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η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 6 0.1 2.4 0.3
3 4 0.1 1.4 0.5 57.1
4 4 0.2 1.4 1.0 57.1
（1）在实验中，测绳端拉力大小时，应使弹簧测力计竖直向上 状态进行读数（选填“缓慢拉动”或“静止”）；
（2）分析表中数据可知：第3次和第 次实验是按丙图装置测机械效率的；
（3）请你帮助小聪计算出第2次滑轮组的机械效率 %（结果保留小数点后一位）；
（4）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 ；
（5）根据实验数据推测，使用图21丙滑轮组将重6N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为______（只填序号）。
A．52.2% B．57.1% C．64.3% D．83.3%
【答案】（1）缓慢拉动
（2）4
（3）83.3
（4）无关
（5）C
【知识点】滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】(1)测力计处于静止状态时，绳与轮之间的摩擦是静摩擦，而计算滑轮组的机械效率，计算的是实际工作中滑轮组的机械效率，滑轮组工作时绳与轮之间的摩擦力是滑动摩擦二者大小不相等，所以必须测得滑轮组运动时的拉力，故应缓慢匀速拉动。
(2图丙中动滑轮上共有5段绳子承重，则钩码上升高度h与测力计移动距离s之间的关系s=5h，故为第3次和第4次。
(3)第2次滑轮组的机械效率为
(4)3、4次机械效率相同但被提升高度不同，说明与高度无关。
(5)第二次实验应为乙滑轮组，重物相同时丙滑轮组的机械效率应低于乙滑轮组的机械效率，所以此时滑轮组机械效率应小于83.3%且重物越重机械效率越高所以此时滑轮组的机械效率应高于第3次和第4次的机械效率为57.1%，故应选C。
【分析】（1）匀速拉动物体，使得拉力大小等与弹簧测力计的示数；
（3）（5）用滑轮组提升物体，拉力作的功为总功，克服重力做的功为有用功，两者相除即为机械效率。
（2）（4）通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
31．（2022·江南模拟）在24届冬奥会上，中国自由式滑雪运动谷爱凌在女子大跳台决穿中获得金牌，小红观看了电视播放比赛的实况，对运动员落地点感到好奇。小明猜想：影响运动员离开跳台后沿水平方向运动距离的因素有三个：
猜想A：运动员的质量；
猜想B：运动员离地高度；
猜想C：运动员水平运动的速度。
为了验证猜想，小红进行了如图所示的实验；让钢球从光滑斜槽上的A点自由滚下，经抛出点C后离开斜槽，最后落在地面上的P点，用刻度尺分别测出抛出点离最高点的高度h1，抛出点离地高度h2，落地点P离抛出点C的水平距离s，实验表格如表所示。
序号 钢球质量m/g 抛出点离最高点的高度h1/m 抛出点离地的高度h2/m 落地点与抛出点的水平距离s/m
1 10 0.05 2 0.64
2 20 0.05 2 0.64
3 10 0.2 2 1.28
4 10 0.2 4 1.82
（1）不计空气阻力，离开抛出点C后的钢球只受 力的作用，离开抛出点C后，钢球沿如图所示的路径运动，说明钢球的运动状态是 （选填“改变”成“不变”）的；
（2）为了研究猜想A是否正确，应选用实验序号为 和 两组实验进行对比分析可得，钢球水平运动的距离与钢球质量 （选填“有关”或“无关”）；
（3）进行实验序号为3、4两组实验，第4次钢球离开抛出点C的速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）第3次钢球离开抛出点C的速度；对比这两组实验数据，可证明猜想B是 （选填“正确”或“错误”）的。
【答案】（1）重；改变
（2）1；2；无关
（3）等于；正确
【知识点】探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】（1）离开抛出点后，钢球处于空中，不计空气阻力，钢球只受重力。
钢球沿如图所示的路径运动，钢球的运动方向在不断变化，所以运动状态在改变。
（2）为了研究猜想A：与钢球质量有关，需要控制其它变量不变，只改变钢球质量，由表格数据可知，实验序号1和2，抛出点离最高点的高度和抛出点离地的高度相同，钢球质量不同，落地点与抛出点的水平距离相同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球质量无关。
（3）由表格数据可知，实验序号为3、4两组实验，钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，抛出点离地的高度不同，落地点与抛出点的水平距离不同，由此可得出钢球水平运动的距离与钢球离地高度有关，故猜想B是正确的；钢球质量和抛出点离最高点的高度相同，则钢球在A处的重力势能相同，从A到C，重力势能和转化为动能，所以C处动能相同，速度相同，则第4次钢球离开抛出点C的速度等于第3次钢球离开抛出点C的速度。
【分析】重力势能的大小与质量、高度有关，根据控制变量法分析。
32．（2020·河北）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力，
（1）如： 。
（2）那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小，越省力）
小明做了如下猜想：
猜想1：与斜面的表面材料有关；
猜想2：与斜面的倾斜程度有关；
猜想3：与物体受到的重力大小有关。
小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用的物块材料及其表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角 θ θ θ θ θ1（θ1＞θ） θ2（θ2＞θ1）
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70
回答下列问题：
通过对比实验 中的数据可知，使用斜面省力的情况与斜面的表面材料有关；
（3）通过对比实验1、5、6中的数据，得出的结论是：在其他条件相同时， ；
（4）为验证猜想3，小明做了实验 （填写实验序号），分析实验数据后，小明认为这几次实验省力情况相同，依据是 。
（5）（拓展）完成实验后，小明沿斜面用1.8N的拉力，将重为4.5N的物体从斜面底端匀速拉到了顶端。已知斜面长1.2m、高0.3m，则斜面的机械效率是 %。（把重物直接提升0.3m所做的功作为有用功）
【答案】（1）盘山公路
（2）1和2
（3）斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力
（4）1、3、4；根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力F与物体的重力G的比值大小相等
（5）62.5
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）斜面是一种简单机械，使用斜面可以省力。当斜面的高度一定时，斜面越长，则坡度越缓，则越省力；如：盘山公路。(2)探究斜面省力的情况与斜面的表面材料有关时，采用的是控制变量法，实验中需要控制物重、倾角相同，表面材料不同，所以应该对比1和2的数据。(3)对比实验1、5、6中的数据可知，在斜面的表面材料、物重相同的情况下，倾角越小，拉力越小，故结论是：在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小，提升物体越省力。(4)探究斜面省力的情况与重力大小有关时，根据控制变量法可知，实验中需要控制倾角相同、表面材料相同，物体的重力不同；所以需要对比1、3、4的实验数据。根据1、3、4的实验数据可知，物体的重力变为原来的几倍，拉力会变为原来的几倍，即沿斜面的拉力与物体的重力G的比值大小相等。（5）
有用功为W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J
拉力做的总功W总＝Fs＝1.8N×1.2m＝2.16J
斜面的机械效率
【分析】（1）使用斜面可以省力，盘山公路是斜面的一种；（2）斜面的材料不同，摩擦力不同，省力情况不同；（3）在物体重力一定时，斜面的倾斜程度越小越省力；（4）相同斜面上，拉力和物体的重力的比值一定；（5）根据物体的重力和高度计算有用功，利用拉力和斜面长度计算总功，有用功和总功的比值计算机械效率。
四、计算题
33．（2022八下·承德期末）小明用如图所示的滑轮组在5s内将重60N的货物匀速提升1m的过程中，所用拉力F＝40N。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。求：
（1）上述过程中拉力的功率；
（2）上述过程中提升动滑轮所做的功；
（3）若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为多大？
【答案】（1）解：由图可知
则绳端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
答：上述过程中拉力的功率为；
（2）解：克服物重做的有用功
不计绳重及滑轮与轴之间的摩，提升动滑轮所做的额外功
答：上述过程中提升动滑轮所做的功为；
（3）解：由W额＝G动h可得动滑轮重力
用该滑轮组匀速提起
的货物，滑轮组的机械效率
答：若用该滑轮组匀速提起80N的货物，则滑轮组的机械效率η'为。
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据滑轮组绳子的拉力和距离的乘积，计算功，功和时间的比值，计算功率；
（2）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；总功和有用功的差，计算额外功；
（3）根据有用功和总功的比值，计算机械效率。
34．（2022八下·永年期末）如图所示，工人的重力为640N，与地面的接触面积为4×10-2m2，他用滑轮组竖直向上匀速提升重物，所用拉力F的大小为150N。重为360N的货物上升2m，所用时间为20s（不计绳重和摩擦）。求：
（1）提升货物前，工人对高台的压强；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为多少。
【答案】（1）解：提升货物前，工人对高台的压强
答：提升货物前，工人对高台的压强为16000Pa；
（2）解：拉力做功为W=Fs=150N×2m×3=900J
拉力的功率为
答：拉力的功率为45W；
（3）解：拉力做的有用功为W有用=Gh=360N×2m=720J
滑轮组的机械效率为
答：滑轮组的机械效率80%
（4）解：动滑轮自重为G动=nF-G=3×150N-360N=90N
由机械效率定义可知
则仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为
答：若仍用该滑轮组提升另一货物，机械效率为75%，则货物的重力为270N
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据压力和受力面积的比值， 计算压强；
（2）根据力和距离的乘积，计算做功多少；功和时间的比值， 计算功率；
（3）根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，有用功和时间的比值，计算功率；
（4）根据机械效率和动滑轮的重力，可以计算物体重力的大小。
35．（2022八下·深圳期末）如图所示，往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。已知箱子重900N，斜面长3m、高lm。工人用400N的力沿斜面方向将箱子匀速推到车上。在这过程中，求：
（1）该过程中，工人做的总功；
（2）该过程中，斜面对箱子的摩擦力；
（3）该装置的机械效率。
【答案】（1）解：由题意可知，工人用的力为400N，斜面长3m，根据功的公式可知
工人做的总功为1200J。
答：工人做的总功为1200J；
（2）解：由题意可知，箱子重900N，高lm，根据功的公式可知，所做的有用功
所做的有用功为900J，工人做的总功为1200J，所做的额外功
斜面长3m，根据公式可知，斜面对箱子的摩擦力
斜面对箱子的摩擦力为100N。
答：斜面对箱子的摩擦力为100N；
（3）解：由上述可知，工人做的有用功为900J，做的总功为1200J，根据机械效率的公式，可知，该装置的机械效率
该装置的机械效率为75%。
答：该装置的机械效率为75%。
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据力和距离的乘积，计算做功多少；
（2）根据重力和高度的乘积，计算有用功；根据总功和有用功的差， 计算额外功；结合距离，计算摩擦力；
（3）根据有用功和总功的比值， 计算机械效率。
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