中小学教育资源及组卷应用平台
11 功和功率 机械能
【课程标准】
1.力做功的两个必要因素，知道在那种情况下做了功和没做功
2.能用功的计算公式进行计算
3.功的原理，知道任何机械都不省功
4、动能、重力势能和弹性势能的含义。
5、动能、重力势能和弹性势能与那些因素有关。
【思维导图】
(
知识
●
逐点夯实
……
必备知识
系统梳理
基础
重落实
……
复习自修
)
功与功率
功：(1)定义：如果一个有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
(2)做功的两个必要因素：A：有力作用在物体上；B：物体在力的方向上移动距离。注：力和距离必须对应，才能做功，如手用手平托物理课本，水平移动了10m,由于此种情况下力和距离并不对应，因此手对物理课本并不做功。
不做功的三种情况：
a：无距离无功：物体受到力的作用，但物体在该力的方向上没有移动距离。如图A，用力推物体，但物体推而未动，此时力F对物体不做功。
b：无力无功：物体移动距离，但在运动方向上不受力的作用。如图B，人将铅球推出去，球由于惯性继续运动，不计空气阻力，水平方向上没有力对物体做功。
C：力和速度方向不对应无功：物体受力的方向与物体运动方向不对应，如图C，力F对物体不做功。
功的计算：(1)定义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
(2)公式：W=F.S
(3)单位：牛·米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J，1 J＝1 N·m。
中考常考的功
将地面上的物理课本捡起放到桌子上，人对课本做的功约为2 J；从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶做功大约为1 J；中学生走到三楼，重力做的功约为3 000 J。
中考常考的功率
人骑自行车时的功率为60～80 W；普通中学生以正常速度爬楼的功率为100 W；家用轿车发动机的功率为80 kW。
机械功原理：(1)内容：利用机械做功时，动力对机械所做的功与机械所做的功是相等的；即利用机械不省功，也就是说省力的机械必费距离，省距离的机械必费力。
(2)使用机械的好处：使用机械虽不能省功，但它或可省力或可省距离，或可改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
(3)适用范围：功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
功率 1. 物理意义：在物理学中，用功率表示做功的。
2. 定义：功与时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间所做的功。
3.公式：P=W/t=F.v
4.单位：基本单位是瓦特，简称瓦，符号是W，工程技术还常用千瓦，符号是kW。
单位换算：1 kW＝103W。
动、势能及机械能
1. 能量：物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能．能量的单位是焦耳。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
2. 动能：(1)定义：物体由于运动，而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。
(2)影响因素：动能只和物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大；动能对应的计算公式E动=mv2/2
3. 势能：(1)常见的两种势能：重力势能和弹性势能。
(2)重力势能：定义：在地球表面附近，物体由于与地面的高度所决定的能，叫做重力势能。
影响因素：重力势能的大小只和物体的质量和位置有关。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大；重力势能对应的计算公式为E势=mgh.
（1）弹性势能：定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。（注：弹性形变是指，当撤掉外力时物体可以恢复原状）；
弹性势能的大小只和弹簧的弹性形变有关。物体的弹性形变越大，它力的弹性势能越大。
机械能及其转化
1：机械能：（1）一个物体只要能够做功我们就说物体具有能，应注意具有能的物体不一定正在做功，只要具有做功的本领和能力即可。
（2）物体的动能与势能统称机械能，但应注意机械能虽然是动、势能之和，但一个物体只具有动能或只具有势能均叫具有机械能。
（3）一个具有机械能的物体在一定条件下，物体的动、势能之间可以发生相互转化；如下落的物体通常是加速下落的，在此过程中动能增大，但重力势能减小，所以此过程中重力势能逐渐转化为动能；反之向上抛出的物体在上升过程中，通常是减速上升的，在此过程中，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能。
（4）在有些情况下具有机械能的物体，动、势能之间不一定能相互转化，如匀速上升或匀速下落的物体在匀速上升或匀速下降的过程中动能保持不变，因此匀速上升或匀速下降的物体动、势能之间不能相互转化，此种情况下减小的机械能通常转化为内能。
（5）在某些特殊情况下，物体的动、势能可以同增、减，如火箭发射升空过程中，由于它是加速升空的，因此它的动、势能同时增大，机械能也不断增大（质量不发生改变时），此过程中燃料燃烧产生的内能不断的转化成机械能。
（6）对于一个物体，在动、势能转化的过程中，如不计空气阻力及摩擦物体的机械能总量是不变的，若没有指明不计空气或不计接触面的阻力物体自身的机械能通常是减小，在运动过程中机械能通常转化为内能。
2. 机械能内部转化情况
机械能内部转化情况可用图表示：(不计能量损失)
判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变。
当物体的高度发生变化是通常物体之间会发生动、势能的转化，若不计能量损失，物体的机械能守恒；但匀速上升或下降的物体，动能一定不变，重力势能随物体的高度发生变化，因而其机械能总量随重力势能的变化而变化，如匀速下降的物体，动能不变，重力势能减小，机械能总量减小。
动、势能转化应注意的问题：
1. 斜面应选择光滑长木板
2.此实验采用了“ 转换法”(通过水平面上的物体被推动的距离远近来反映物体动能的大小，推动距离越远，动能越大)
3.此实验还运用了“控制变量法”：
(1)探究物体动能的大小与质量的关系(让质量不同的物体从斜面的同一高度释放,控制撞击速度相同)
(2)探究物体动能的大小与速度的关系(让同一物体从斜面的不同高度释放，控制物体的质量相同)
4．机械能转化(物体从斜面释放运动到水平面，重力势能转化为动能)，
实验结论：物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
(
课堂
●
分类突破
……
精选考点
典例
研
析
技法重悟通
……
考点
演练
)
题型一功与功率
[典例1]如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1匀速运动了距离s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2匀速运动了同样的距离，已知v2＞v1．比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是（ ）
A．W1＝W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＞P2
【答案】A
【解答】解：一物体放在同一水平面上在拉力的作用下做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力；由于压力和接触面的粗糙程度不变，故拉力不变，即F1＝F2，由于通过的距离相同，根据W＝Fs可知，所做的功是相同的，即W1＝W2；故A正确，B错误
拉力相同，v2＞v1，则根据P＝Fv可知，第二次的功率大，即P1＜P2，故CD错误；
故选：A。
【对点训练1】在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1 W2，P1 P2（两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。
【解答】解：
由题AB＝BC，
根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；
由于小球在自由下落时做加速运动，
由v＝可得t＝，小球在BC段运动的时间短，根据公式P＝可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
故答案为：＝；＜。
题型二机械能及其转化
[典例2]如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
【答案】C
【解答】解：
AB、人在下降过程中，弹性绳绷直前，质量不变，高度减小，速度变大，则重力势能减小，动能变大，故AB错误；
CD、下降到最低点时，人的速度减小为0，动能最小；此时高度最小，重力势能最小；弹性绳的弹性形变最大，则弹性势能最大，故C正确，D错误。
故选：C。
【对点训练2】如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度由静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．释放瞬间，两球的重力势能相等
B．甲球在Q点的机械能比在P点的大
C．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
D．从释放到着地，两球增加的动能都等于各自减少的重力势能
【答案】D
【解答】解：A、释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以两球的重力势能不相等。故A错误；
B、甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，两个小球同时落地，即速度相等，但甲、乙两个小球质量不同，所以着地瞬间，两球的动能不相等。故B错误；
C、则甲球的机械能不等于乙球的机械能，所做的功也不同，故C错误；
D、忽略空气阻力，机械能守恒，两球增加的动能都等于各自减小的重力势能。故D正确。
故选：D。
(
课时
●
过关检测
……
关键能力
分层施练
素养重提升
……
课后练习
)
1．（2023 朝阳区校级三模）在国际单位制中，功率的单位是（ ）
A．千克（kg） B．牛顿（N） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
【答案】D
【解答】解：A、千克（kg）是质量的单位；
B、牛顿（N）是力的单位；
C、焦耳（J）是功的单位；
D、瓦特（W）是功率的单位。
故选：D。
2．（2023 盐池县二模）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体，使它在10s内匀速上升1m。已知所用的拉力F为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功为400J B．拉力做功的功率为90W
C．动滑轮的重力为300N D．机械效率为83%
【答案】C
【解答】解：AB、由图知，n＝3，拉力端移动的距离：s＝3h＝3×1m＝3m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝120W，故AB错误；
C、不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），则动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，故C正确；
D、拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×1m＝900J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝75%，D错误。
故选：C。
3．（2023 昆都仑区校级三模）如图，木块随小车向右匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左
B．小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向右
C．小车的机械能不变
D．小车的机械能减小
【答案】C
【解答】解：A．木块随小车向右匀速直线运动，木块与小车没有相对运动，也没有相对运动的趋势，它们之间没有摩擦力，故A不符合题意；
B．摩擦力方向与物体相对运动方向相反，小车相对于桌面向右运动，则小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向左，故B不符合题意；
CD．小车在水平面内匀速向右运动，其质量、速度、高度都不变，则小车的动能不变、重力势能不变，小车的机械能不变，故C符合题意，D不符合题意。
故选：C。
4．（2023春 硚口区期末）2023年5月21日，武汉大学牵头研制的“珞珈二号01星”随长征二号丙运载火箭以“一箭三星”的方式发射升空，成功入轨。如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景，如图乙所示是人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行的示意图。下列说法正确的是（ ）
A．图甲火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能
B．卫星随火箭加速上升时机械能一直增大
C．图乙卫星在绕地球运行时，机械能不守恒
D．卫星从近地点运动到远地点，势能转化为动能
【答案】B
【解答】解：A、火箭加速上升过程中，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大，因火箭的动能与重力势能都增大，所以不是动能转化为重力势能，故A错误；
B．卫星随火箭加速上升时，其质量不变，速度增大，则动能增大；同时高度增大，重力势能增大，机械能等于动能与势能的总和，所以机械能一直增大，故B正确；
CD．太空中是真空，卫星沿椭圆轨道绕地球运行过程中，不受空气阻力，机械能守恒，只有动能和势能的相互转化，卫星从近地点向远地点运行时，质量不变，高度变大，势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故CD错误。
故选：B。
5．（2023 新乡模拟）用如图所示的滑轮组提升货物A，如果工人用大小为F的拉力，在时间t内将重为G的建材竖直匀速提高h，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．该滑轮组可以省力但不能改变力的方向
B．绳端移动的速度为
C．滑轮组机械效率为
D．拉力的功率为
【答案】C
【解答】解：A、定滑轮的优点是改变力作用的方向，使用一个动滑轮的优点是可以省一半的力，而它们匹配成滑轮组，可以达到既省力又改变力作用方向的目的，由图可知，当绳子自由端向下拉时，物体向上运动，此时滑轮组能够改变力的方向，因此A错误；
B、由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3h，
则绳端移动的速度：v＝＝，故B错误；
C、滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，故C正确；
D、拉力做的总功：W总＝Fs＝F×3h＝3Fh，
拉力做功的功率：P＝＝，故D错误。
故选：C。
6．（2023春 晋江市期末）如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，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的变化情况如图丙，则1s～3s，木箱受到的摩擦力为 N，3s～5s，推力做功的功率为 W。
【答案】200；200。
【解答】解：由图丙知，3到5s时间内，木箱做匀速直线运动，结合图乙和二力平衡条件可知，此时物体受到的摩擦力f＝F＝200N；在1到3s，虽然木箱做加速运动，但木箱对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以木箱受到的摩擦力不变，仍为200N；
丙图知，木箱在3～5s内做匀速直线运动，v＝1m/s，推力大小是200N，由P＝＝Fv得推力做功的功率为P＝Fv＝200N×1m/s＝200W。
故答案为：200；200。
（2023春 普陀区校级期末）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下沿水平方向向左移动了5m，若弹簧测力计的示数为2牛（不计滑轮重和摩擦），物体A受到的摩擦力为
牛，拉力F做的功为 焦，此过程中重力做功为 焦。
【答案】4；20；0。
【解答】解：图中滑轮为动滑轮，
拉力的大小F＝F示＝2N，
不计滑轮的重力和摩擦，物体A向左做匀速直线运动，水平方向物体A受到的摩擦力为：
f＝2F＝2×2N＝4N；
绳子自由端移动的距离为：
s绳＝2sA＝2×5m＝10m，
拉力做的功为：W＝Fs绳＝2N×10m＝20J；
重力的方向为竖直向下，物体A没有在重力的方向上移动距离，所以重力对物体A做功为0J。
故答案为：4；20；0。
8．（2023春 龙华区期末）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验。甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至一定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg且质量分布均匀、重心在点O。请回答：
（1）当平衡板放在水平地面上时，甲双脚站在平衡板上，当他抬起一只脚，甲对平衡板的压强 ，压力 （均选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中，甲所受到的重力 （选填“变大”“变小”或“不变”），A点到O点的距离 B点到O点的距离（选填“＞”“＜”或“＝”），滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC BD（选填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】（1）变大；不变；（2）不变；小于；不变；（3）小于。
【解答】解：（1）当平衡板放在水平地面上时，甲双脚站在平衡板上，甲对平衡板压力大小等于甲的重力，当他抬起一只脚时，压力仍等于甲的重力，即对平衡板压力不变；
抬起一只脚时，受力面积变小，由p＝可知，甲对平衡板的压强变大；
（2）甲所受到的重力是由于地球吸引受到的力，所以提升过程中，甲所受到的重力不变；
由题知，m甲＞m乙，
提升过程中平衡板始终保持水平平衡，将平衡板看成一个杠杆，O为支点，由杠杆的平衡条件有：G甲×OA＝G乙×OB，即：m甲g×OA＝m乙g×OB，所以OA＜OB；
滑轮组将平衡板匀速提升G、n、F不变，由η＝＝＝知，滑轮组的机械效率不变；
（3）甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，两边的力臂增大，平衡板恰好处于水平平衡，两边的力臂增大，
甲、乙两人对杠杆两侧增加的力与力臂的乘积相等，即m甲g×AC＝m乙g×BD，则AC＜BD。
故答案为：（1）变大；不变；（2）不变；小于；不变；（3）小于。
9．（2023 新民市校级模拟）如图所示，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。小球摆到C点时速度为 ，处于 （平衡/非平衡）状态。
【答案】零；非平衡。
【解答】解：不计空气阻力，小球摆到最高位置C点，速度为零，此时小球受到拉力和重力的作用，这两个力不在同一直线上，故此时小球所受的力是非平衡力，其处于非平衡状态。
故答案为：零；非平衡。
10．（2023 麒麟区校级模拟）运动的钢球打在木块上，木块被撞走，钢球对木块做了功，钢球能够做功，表明钢球具有能量。物体由于运动而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。动能的大小跟哪些因素有关呢？现提供如图所示实验装置，为了验证物体的动能大小与物体速度有关，应进行的操作是 ；如果观察到 的实验现象，则能初步说明物体的动能大小与物体速度有关。
【答案】让同一钢球从斜面不同高度由静止滑下；木块被推动的距离不同。
【解答】解：为了验证物体的动能大小与物体速度有关，应控制质量相同，速度不同，故应进行的操作是：让同一钢球从斜面不同高度由静止滑下；如果观察到木块被推动的距离不同，则能初步说明物体的动能大小与物体速度有关。
故答案为：让同一钢球从斜面不同高度由静止滑下；木块被推动的距离不同。
11．（2023春 南安市期末）如图，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。小球在 点时，动能最大；若不考虑空气阻力小球最终 （选填“会”或“不会”）停下来。
【答案】O；不会
【解答】解：若将小球推至A点，弹簧被压缩，发生弹性形变，产生弹力（推力），小球在推力作用下加速运动，当小球到O点时，弹簧处于自然伸长的状态，弹簧的推力为零，小球的速度达到最大，动能最大，过O点后弹簧被拉伸，对小球产生拉力，小球在拉力的作用下减速运动，到B速度为零，动能最小；
由于不考虑空气阻力且小球在光滑的水平面上滑动，只有弹力做功，所以机械能守恒，不会停下来。
故答案为：O；不会。
12．（2023春 汉阳区期末）汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要“探究动能大小与质量、速度的关系”。实验过程如图，其中h1＜h2。
（1）三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中，动能的大小是通过 来反映的；
（2）甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系；
（3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB（选填“大于”“小于”或“等于”），与乙图实验进行比较，可以得出：
相同时，质量越大，动能越大。为了实验安全，与乙图实验对比，对丙图实验进行改进，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是 （填写正确选项前的字母）。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球B的高度
D.换用一个较重的木块
【答案】（1）木块移动的距离；（2）速度；（3）小于；物体速度；A。
【解答】解：（1）实验中，动能大小是通过木块移动的距离来反映的，用到了转换法；
（2）由甲、乙两次实验可知，小球的质量相同，小球的高度不同，即速度不同，木块移动的距离不同，故甲、乙两次实验探究的是动能与速度的关系；
（3）由图乙和图丙可知，两个小球的质量不同，小球滚下的高度相同，到达水平面的速度相同，图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，说明丙图中B球的动能较大，即B球的质量较大，可以得出：物体速度相同时，质量越大，动能越大；
A．换用质量更小的钢球，在速度不变的情况下，动能更小，推动木块移动的距离变小，故A符合题意；
B．给水平木板铺上毛巾，不能与乙控制相同的接触面，故B不符合题意；
C．适当降低钢球B的高度，钢球的速度发生了变化，无法完成探究，故C不符合题意；
D．换用一个较重的木块，木块与木块受到的摩擦力不同，不能完成探究，故D不符合题意；
故选：A。
答案为：（1）木块移动的距离；（2）速度；（3）小于；物体速度；A。
13．（2023春 新华区期末）小华通过查阅资料了解到如图甲所示的“之字形”盘山公路相当于斜面，也是一种机械，他想利用如图乙所示装置探究“影响斜面机械效率的因素”，实验步骤如下：
①小华利用弹簧测力计测量出木块的重力，并记录在表格中。
②利用刻度尺，测量出斜面的高度h和长度s，并记录在表格中。
③用弹簧测力计拉着木块，从斜面的底端运动到顶端，并记录弹簧测力计的示数。
④保持木块重力和斜面长度不变，只改变斜面高度。重复上述步骤，并记录实验数据如下表所示。
实验次数 木块重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力 F/N 有用功W有/J 总功 W总/J 机械效率η
1 5.0 0.2 1 2.1 2.1 48%
2 5.0 0.5 1 3.5 2.5 3.5 71%
3 5.0 0.7 1 4.3 3.5 4.3
请回答下列问题：
（1）实验过程中小华应沿斜面 拉动木块。
（2）第1次实验，小华对木块的拉力做的有用功为 J。第3次实验，斜面的机械效率为 （结果保留整数）。
（3）比较三次实验的机械效率，可以得出：斜面倾斜程度越大，机械效率越 。
（4）分析上表中的数据，还可以得出： 。
【答案】（1）匀速；（2）1；81%；（3）高；（4）斜面可以省力。
【解答】解：（1）实验过程中小华应沿斜面匀速拉动木块。
（2）第1次实验，小华对木块的拉力做的有用功为：W有＝Gh＝5N×0.2m＝1J。
第3次实验，斜面的机械效率为：；
（3）比较三次实验的机械效率，可以得出：斜面倾斜程度越大，机械效率越高；
（4）分析上表中的数据，还可以得出：斜面可以省力。
故答案为：（1）匀速；（2）1；81%；（3）高；（4）斜面可以省力。
14．（2023春 天山区期末）如图所示是某小组“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，测得的实验数据如表。
实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）某同学发现边拉动边读弹簧测力计的示数不太方便，他认为可以在弹簧测力计提着绳静止不动时读数，他的这个想法是 （选填“正确”或“不正确”）的。
（3）根据表中实验数据可得第3次实验中滑轮组的机械效率为 %（结果精确到0.1%）。
（4）分析比较实验数据可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”或“越低”）。
【答案】（1）匀速；（2）不正确；（3）74.1%；（4）越高。
【解答】解：
（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
（2）若在静止时读数，测力计没有测出绳子与滑轮间的摩擦，测得的拉力偏小，即没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响，因此他的想法不正确；
（3）根据表中数据可知，第3次实验的机械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈74.1%；
（4）根据表中数据可知，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
故答案为：（1）匀速；（2）不正确；（3）74.1%；（4）越高。
15．（2023春 新华区期末）小明设计了如图甲所示的滑轮组，将重为100N、棱长为10cm的正方体金属块匀速拉出水面，绳子自由端拉力F随时间的变化图象如图乙所示（金属块出水过程中，不考虑水面高度的变化）。已知：水的密度为1.0×103kg/m3。g取10N/kg。不考虑绳子重力、一切摩擦和阻力。求：
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力；
（2）金属块匀速上升时的速度；
（3）金属块浸没在水中匀速上升时，金属块所受拉力的功率；
（4）金属块出水后，滑轮组的机械效率。（保留一位小数）
【答案】（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力为10N；
（2）金属块匀速上升时的速度为0.1m/s；
（3）金属块浸没在水中匀速上升时，金属块所受拉力的功率为9W；
（4）金属块出水后，滑轮组的机械效率为66.7%。
【解答】解：（1）金属块浸没在水中时，；根据阿基米德原理，受到的浮力为：
。
（2）由图乙中3～4秒可知，金属块从刚露出水面到完全露出水面，不考虑水面的变化，金属块
运动的路程为正方体的棱长，s＝10cm＝0.1m，则金属块的速度为：
（3）分析金属块全部浸没在水中时的受力情况可知，金属块所受拉力为：
F＝G﹣F浮＝100N﹣10N＝90N；
金属块受到的拉力的功率为：
。
（4）金属块出水后，滑轮组由三段绳子承担重物和动滑轮的重，所以s'＝3h；滑轮组的机械效率：
。
答：（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力为10N；
（2）金属块匀速上升时的速度为0.1m/s；
（3）金属块浸没在水中匀速上升时，金属块所受拉力的功率为9W；
（4）金属块出水后，滑轮组的机械效率为66.7%。
1．甲、乙两物体分别在斜面上与水平地面上做匀速直线运动，已知：甲、乙的质量比为3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面倾角为30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一时间内，拉力对甲、乙两物体做功之比为（ ）
A．3：1 B．3：2 C．9：1 D．9：2
【答案】C
【解答】解：拉力对甲、乙做功之比。
故选：C。
2．（2023 渝北区校级自主招生）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是（ ）
A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
【答案】D
【解答】解：
A.动滑轮绳子的有效股数n＝2，由图乙可知，物块浸没时绳子的拉力F1＝1375N，
绳重和摩擦忽略不计，由F＝（G+G动﹣F浮）可得：1375N＝（G+G动﹣F浮）﹣﹣﹣﹣①
当物块完全离开水面后绳子的拉力F2＝2000N，
由F＝（G+G动）可得：2000N＝（G+G动）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：F浮＝1250N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F浮＝ρ液gV排可得，物块的体积：V＝V排＝＝＝0.125m3，
由V＝L3可得，物块的边长：L＝＝＝0.5m，故A错误；
B.绳重和摩擦忽略不计，物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%，即87.5%＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得：G＝3500N，G动＝500N，故B错误；
C.绳重和摩擦忽略不计，提升物块完全离开水面前，滑轮组的机械效率：
η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈81.8%，
则动滑轮的机械效率小于87.5%，故C错误；
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中，由图乙可知，物体上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，
绳子自由端移动的距离：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，
此过程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C．下列分析不正确的是（ ）
A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vc＜vB＜vA
B．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．整个过程只有重力对小球做功
【答案】D
【解答】解：A、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC，故A正确；
B、A、B两点高度相同，所以重力势能相等，速度不同，动能不同；在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，减小的动能全部用来克服摩擦力做功，所以小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功，故B正确；
C、小球在A、B两点的高度相同，质量相同，具有的重力势能相同；故C正确；
D、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故D错误；
故选：D。
4．小明为研究动能大小与哪些因素有关设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，实验中通过 反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度 （“越大”、“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与 有关；
【解答】解：
（1）小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大。所以，可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少；
（2）实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度越大时，小球达到水平面上的速度越大，弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与速度有关。
故答案为：弹簧被压缩的长度；越大；速度。
5．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h＝3m，底面积为S＝1.5×10﹣2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g＝10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升，求它的下表面受到水的最小压力是多少？
【答案】（1）物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力为900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，小明拉绳的功率为200W；
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力为100N。
【解答】解：（1）物件的重力：GA＝mg＝135kg×10N/kg＝1350N，
物件上表面未露出水面之前，物件浸没在水中，此时物件排开液体的体积：
V排＝VA＝Sh＝1.5×10﹣2m2×3m＝4.5×10﹣2m3，
则物件受到的浮力：
F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10﹣2m3＝450N，
连接物件的绳的拉力：F拉＝GA﹣F浮＝1350N﹣450N＝900N；
（2）由图知，承担重物绳子的段数n＝3，
绳端速度：v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
此时滑轮组的机械效率：η＝＝＝，
即：90%＝，解得绳端拉力：F＝N，
小明拉绳的功率：P＝＝＝Fv＝N×0.6m/s＝200W；
（3）不计绳重轮与轴的摩擦及水的阻力，由F＝（G﹣F浮+G动）可得，动滑轮的重力：
G动＝nF﹣G+F浮＝3×N﹣1350N+450N＝100N，
当小明的拉力达到最大450N时，物件受到的浮力：
F浮′＝G+G动﹣nF大＝1350N+100N﹣3×450N＝100N，
此时物件排开水的体积：
V排'＝＝＝10﹣2m3，
此时物件下表面浸入水中的深度：
h下＝＝＝m，
由p＝ρgh和p＝可得，物件下表面受到水的最小压力：
F小＝P下S＝ρ水gh下S＝1.0×103kg/m3×10N/kg×m×1.5×10﹣2m2＝100N。
答：（1）物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力为900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，小明拉绳的功率为200W；
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升求它的下表面受到水的最小压力为100N。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
11 功和功率 机械能
【课程标准】
1.力做功的两个必要因素，知道在那种情况下做了功和没做功
2.能用功的计算公式进行计算
3.功的原理，知道任何机械都不省功
4、动能、重力势能和弹性势能的含义。
5、动能、重力势能和弹性势能与那些因素有关。
【思维导图】
(
知识
●
逐点夯实
……
必备知识
系统梳理
基础
重落实
……
复习自修
)
功与功率
功：(1)定义：如果一个有力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
(2)做功的两个必要因素：A：有力作用在物体上；B：物体在力的方向上移动距离。注：力和距离必须对应，才能做功，如手用手平托物理课本，水平移动了10m,由于此种情况下力和距离并不对应，因此手对物理课本并不做功。
不做功的三种情况：
a：无距离无功：物体受到力的作用，但物体在该力的方向上没有移动距离。如图A，用力推物体，但物体推而未动，此时力F对物体不做功。
b：无力无功：物体移动距离，但在运动方向上不受力的作用。如图B，人将铅球推出去，球由于惯性继续运动，不计空气阻力，水平方向上没有力对物体做功。
C：力和速度方向不对应无功：物体受力的方向与物体运动方向不对应，如图C，力F对物体不做功。
功的计算：(1)定义：力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
(2)公式：W=F.S
(3)单位：牛·米，它有一个专门的名称叫焦耳，简称焦，符号是J，1 J＝1 N·m。
中考常考的功
将地面上的物理课本捡起放到桌子上，人对课本做的功约为2 J；从地上拿起一个鸡蛋，缓缓举过头顶做功大约为1 J；中学生走到三楼，重力做的功约为3 000 J。
中考常考的功率
人骑自行车时的功率为60～80 W；普通中学生以正常速度爬楼的功率为100 W；家用轿车发动机的功率为80 kW。
机械功原理：(1)内容：利用机械做功时，动力对机械所做的功与机械所做的功是相等的；即利用机械不省功，也就是说省力的机械必费距离，省距离的机械必费力。
(2)使用机械的好处：使用机械虽不能省功，但它或可省力或可省距离，或可改变力的方向，给人类工作带来很多方便。
(3)适用范围：功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。
功率 1. 物理意义：在物理学中，用功率表示做功的。
2. 定义：功与时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间所做的功。
3.公式：P=W/t=F.v
4.单位：基本单位是瓦特，简称瓦，符号是W，工程技术还常用千瓦，符号是kW。
单位换算：1 kW＝103W。
动、势能及机械能
1. 能量：物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能．能量的单位是焦耳。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
2. 动能：(1)定义：物体由于运动，而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。
(2)影响因素：动能只和物体的质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大；动能对应的计算公式E动=mv2/2
3. 势能：(1)常见的两种势能：重力势能和弹性势能。
(2)重力势能：定义：在地球表面附近，物体由于与地面的高度所决定的能，叫做重力势能。
影响因素：重力势能的大小只和物体的质量和位置有关。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大；重力势能对应的计算公式为E势=mgh.
（1）弹性势能：定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。（注：弹性形变是指，当撤掉外力时物体可以恢复原状）；
弹性势能的大小只和弹簧的弹性形变有关。物体的弹性形变越大，它力的弹性势能越大。
机械能及其转化
1：机械能：（1）一个物体只要能够做功我们就说物体具有能，应注意具有能的物体不一定正在做功，只要具有做功的本领和能力即可。
（2）物体的动能与势能统称机械能，但应注意机械能虽然是动、势能之和，但一个物体只具有动能或只具有势能均叫具有机械能。
（3）一个具有机械能的物体在一定条件下，物体的动、势能之间可以发生相互转化；如下落的物体通常是加速下落的，在此过程中动能增大，但重力势能减小，所以此过程中重力势能逐渐转化为动能；反之向上抛出的物体在上升过程中，通常是减速上升的，在此过程中，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能。
（4）在有些情况下具有机械能的物体，动、势能之间不一定能相互转化，如匀速上升或匀速下落的物体在匀速上升或匀速下降的过程中动能保持不变，因此匀速上升或匀速下降的物体动、势能之间不能相互转化，此种情况下减小的机械能通常转化为内能。
（5）在某些特殊情况下，物体的动、势能可以同增、减，如火箭发射升空过程中，由于它是加速升空的，因此它的动、势能同时增大，机械能也不断增大（质量不发生改变时），此过程中燃料燃烧产生的内能不断的转化成机械能。
（6）对于一个物体，在动、势能转化的过程中，如不计空气阻力及摩擦物体的机械能总量是不变的，若没有指明不计空气或不计接触面的阻力物体自身的机械能通常是减小，在运动过程中机械能通常转化为内能。
2. 机械能内部转化情况
机械能内部转化情况可用图表示：(不计能量损失)
判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变。
当物体的高度发生变化是通常物体之间会发生动、势能的转化，若不计能量损失，物体的机械能守恒；但匀速上升或下降的物体，动能一定不变，重力势能随物体的高度发生变化，因而其机械能总量随重力势能的变化而变化，如匀速下降的物体，动能不变，重力势能减小，机械能总量减小。
动、势能转化应注意的问题：
1. 斜面应选择光滑长木板
2.此实验采用了“ 转换法”(通过水平面上的物体被推动的距离远近来反映物体动能的大小，推动距离越远，动能越大)
3.此实验还运用了“控制变量法”：
(1)探究物体动能的大小与质量的关系(让质量不同的物体从斜面的同一高度释放,控制撞击速度相同)
(2)探究物体动能的大小与速度的关系(让同一物体从斜面的不同高度释放，控制物体的质量相同)
4．机械能转化(物体从斜面释放运动到水平面，重力势能转化为动能)，
实验结论：物体动能的大小与物体的质量和速度有关，质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。
(
课堂
●
分类突破
……
精选考点
典例
研
析
技法重悟通
……
考点
演练
)
题型一功与功率
[典例1]如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1匀速运动了距离s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2匀速运动了同样的距离，已知v2＞v1．比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是（ ）
A．W1＝W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＞P2
【对点训练1】在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC.如图所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，则W1 W2，P1 P2（两空均选填“＞”、“＜”或“＝”）。
题型二机械能及其转化
[典例2]如图所示，小邦在国色天乡玩蹦极，不考虑空气阻力，关于他在下降过程中的能量分析，下列说法正确的是（ ）
A．弹性绳绷直前，重力势能增大，动能减小
B．弹性绳绷直前，重力势能减小，动能不变
C．下降到最低点，动能最小，弹性势能最大
D．下降到最低点，重力势能最大，弹性势能最大
【对点训练2】如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度由静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．释放瞬间，两球的重力势能相等
B．甲球在Q点的机械能比在P点的大
C．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
D．从释放到着地，两球增加的动能都等于各自减少的重力势能
(
课时
●
过关检测
……
关键能力
分层施练
素养重提升
……
课后练习
)
1．（2023 朝阳区校级三模）在国际单位制中，功率的单位是（ ）
A．千克（kg） B．牛顿（N） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
2．（2023 盐池县二模）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体，使它在10s内匀速上升1m。已知所用的拉力F为400N。则在提升重物的过程中（不计绳重和摩擦），下列说法正确的是（ ）
A．拉力做的功为400J B．拉力做功的功率为90W
C．动滑轮的重力为300N D．机械效率为83%
3．（2023 昆都仑区校级三模）如图，木块随小车向右匀速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A．木块受到小车对它的摩擦力方向水平向左
B．小车受到桌面对它的摩擦力方向水平向右
C．小车的机械能不变
D．小车的机械能减小
4．（2023春 硚口区期末）2023年5月21日，武汉大学牵头研制的“珞珈二号01星”随长征二号丙运载火箭以“一箭三星”的方式发射升空，成功入轨。如图甲所示是卫星在随火箭加速上升的情景，如图乙所示是人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地运行的示意图。下列说法正确的是（ ）
A．图甲火箭加速上升过程中，动能转化为重力势能
B．卫星随火箭加速上升时机械能一直增大
C．图乙卫星在绕地球运行时，机械能不守恒
D．卫星从近地点运动到远地点，势能转化为动能
5．（2023 新乡模拟）用如图所示的滑轮组提升货物A，如果工人用大小为F的拉力，在时间t内将重为G的建材竖直匀速提高h，不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（ ）
A．该滑轮组可以省力但不能改变力的方向
B．绳端移动的速度为
C．滑轮组机械效率为
D．拉力的功率为
6．（2023春 晋江市期末）如图甲，小林用水平推力F推动水平地面上的木箱。此过程中，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的变化情况如图丙，则1s～3s，木箱受到的摩擦力为 N，3s～5s，推力做功的功率为 W。
（2023春 普陀区校级期末）如图所示，物体A在水平拉力F的作用下沿水平方向向左移动了5m，若弹簧测力计的示数为2牛（不计滑轮重和摩擦），物体A受到的摩擦力为
牛，拉力F做的功为 焦，此过程中重力做功为 焦。
8．（2023春 龙华区期末）如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验。甲、乙两人站在平衡板上，滑轮组将平衡板提升至一定高度后，两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量为55kg，乙的质量为45kg，平衡板质量为900kg且质量分布均匀、重心在点O。请回答：
（1）当平衡板放在水平地面上时，甲双脚站在平衡板上，当他抬起一只脚，甲对平衡板的压强 ，压力 （均选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，滑轮组将平衡板匀速提升至离地面5m的高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中，甲所受到的重力 （选填“变大”“变小”或“不变”），A点到O点的距离 B点到O点的距离（选填“＞”“＜”或“＝”），滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。甲、乙两人从图中位置同时向平衡板左、右两侧沿同一直线向相反方向缓慢挪动至C、D竖直站立时，平衡板也恰好处于水平平衡，则两人挪动的距离AC BD（选填“＞”“＜”或“＝”）。
9．（2023 新民市校级模拟）如图所示，摆球从A点静止释放，在A、C两点间来回摆动，B为最低点，不计空气阻力。小球摆到C点时速度为 ，处于 （平衡/非平衡）状态。
10．（2023 麒麟区校级模拟）运动的钢球打在木块上，木块被撞走，钢球对木块做了功，钢球能够做功，表明钢球具有能量。物体由于运动而具有的能，叫做动能，一切运动的物体都具有动能。动能的大小跟哪些因素有关呢？现提供如图所示实验装置，为了验证物体的动能大小与物体速度有关，应进行的操作是 ；如果观察到 的实验现象，则能初步说明物体的动能大小与物体速度有关。
11．（2023春 南安市期末）如图，将小球与固定在竖直墙壁上的轻质弹簧相连，小球可以在光滑的水平面上滑动。当小球在O点时，弹簧处于自然伸长状态。现将小球推至A点，松手后小球在AB间运动。小球在 点时，动能最大；若不考虑空气阻力小球最终 （选填“会”或“不会”）停下来。
12．（2023春 汉阳区期末）汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要“探究动能大小与质量、速度的关系”。实验过程如图，其中h1＜h2。
（1）三次实验应让小球由静止开始滚下。实验中，动能的大小是通过 来反映的；
（2）甲、乙两次实验探究的是动能与 的关系；
（3）进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA mB（选填“大于”“小于”或“等于”），与乙图实验进行比较，可以得出：
相同时，质量越大，动能越大。为了实验安全，与乙图实验对比，对丙图实验进行改进，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是 （填写正确选项前的字母）。
A.换用质量更小的钢球
B.给水平木板铺上毛巾
C.适当降低钢球B的高度
D.换用一个较重的木块
13．（2023春 新华区期末）小华通过查阅资料了解到如图甲所示的“之字形”盘山公路相当于斜面，也是一种机械，他想利用如图乙所示装置探究“影响斜面机械效率的因素”，实验步骤如下：
①小华利用弹簧测力计测量出木块的重力，并记录在表格中。
②利用刻度尺，测量出斜面的高度h和长度s，并记录在表格中。
③用弹簧测力计拉着木块，从斜面的底端运动到顶端，并记录弹簧测力计的示数。
④保持木块重力和斜面长度不变，只改变斜面高度。重复上述步骤，并记录实验数据如下表所示。
实验次数 木块重G/N 斜面高h/m 斜面长s/m 拉力 F/N 有用功W有/J 总功 W总/J 机械效率η
1 5.0 0.2 1 2.1 2.1 48%
2 5.0 0.5 1 3.5 2.5 3.5 71%
3 5.0 0.7 1 4.3 3.5 4.3
请回答下列问题：
（1）实验过程中小华应沿斜面 拉动木块。
（2）第1次实验，小华对木块的拉力做的有用功为 J。第3次实验，斜面的机械效率为 （结果保留整数）。
（3）比较三次实验的机械效率，可以得出：斜面倾斜程度越大，机械效率越 。
（4）分析上表中的数据，还可以得出： 。
14．（2023春 天山区期末）如图所示是某小组“测量滑轮组的机械效率”的实验装置，测得的实验数据如表。
实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）某同学发现边拉动边读弹簧测力计的示数不太方便，他认为可以在弹簧测力计提着绳静止不动时读数，他的这个想法是 （选填“正确”或“不正确”）的。
（3）根据表中实验数据可得第3次实验中滑轮组的机械效率为 %（结果精确到0.1%）。
（4）分析比较实验数据可知：同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率 （选填“越高”或“越低”）。
15．（2023春 新华区期末）小明设计了如图甲所示的滑轮组，将重为100N、棱长为10cm的正方体金属块匀速拉出水面，绳子自由端拉力F随时间的变化图象如图乙所示（金属块出水过程中，不考虑水面高度的变化）。已知：水的密度为1.0×103kg/m3。g取10N/kg。不考虑绳子重力、一切摩擦和阻力。求：
（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力；
（2）金属块匀速上升时的速度；
（3）金属块浸没在水中匀速上升时，金属块所受拉力的功率；
（4）金属块出水后，滑轮组的机械效率。（保留一位小数）
1．甲、乙两物体分别在斜面上与水平地面上做匀速直线运动，已知：甲、乙的质量比为3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面倾角为30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一时间内，拉力对甲、乙两物体做功之比为（ ）
A．3：1 B．3：2 C．9：1 D．9：2
2．（2023 渝北区校级自主招生）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是（ ）
A．物块的边长为0.6m
B．动滑轮重为300N
C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5%
D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
3．如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后到达最高点C．下列分析不正确的是（ ）
A．小球在A、B、C三点的速度大小关系是vc＜vB＜vA
B．小球在A、B两点的动能之差等于小球从A点到B点克服摩擦力做的功
C．小球在A、B两点具有的重力势能相同
D．整个过程只有重力对小球做功
4．小明为研究动能大小与哪些因素有关设计了如图实验，让小球静止从斜面上滚下后与固定在右端的弹簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，实验中通过 反映小球动能的大小；实验中让同一小球从斜面上不同高度滚下，当高度 （“越大”、“越小”）时，观察到弹簧被压缩得越短，说明小球动能大小与 有关；
5．如图所示，小明利用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升沉在水底的长方体物件，已知物件高为h＝3m，底面积为S＝1.5×10﹣2m2，质量为135kg。（不计绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力，取g＝10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前连接物件的绳的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑轮组的机械效率为90%，求小明拉绳的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力为450N，为保证物件匀速上升，求它的下表面受到水的最小压力是多少？
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
