2024年中考科学二轮 专题4：功和功率的综合应用
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| 名称 | 2024年中考科学二轮 专题4：功和功率的综合应用 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1016.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2024-05-18 16:41:33 | ||
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文档简介
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专题4：功和功率的综合应用
一、单选题
1．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N；
②0～1s内拉力F做的功为2.4J；
③1～2s内拉力F的功率为4W；
④此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。
A．①④ B．③ C．①③ D．②③④
2．如图甲所示，重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.4m/s的速度做匀速直线运动，再改用图乙所示的滑轮组拉物体，该物体在水平向右的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右匀速直线运动了0.5m{滑轮与绳子质量及滑轮与绳了的摩擦均不计）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F2的大小为60N
B．拉力F1的功率为24W
C．物体与水平面之间的摩擦力的大小为15N
D．拉力F2做的功为45J
3．甲、乙两铁块如图连接，吸附在竖直且足够长的固定磁板两侧，m甲=2.5 kg、m乙=3 kg，G动=5N，甲以0.2 m/s 的速度竖直向下匀速直线运动，磁性平板对甲、乙的磁力相同(细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同)。下列说法不正确的是（ ）
A．磁性平板对甲乙的摩擦力相同均为5N
B．甲所受拉力为20N
C．乙所受拉力的功率为1.5W
D．3s内甲、乙克服摩擦力做功不相等
4．如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（ ）
A．地面对A的摩擦力为3N
B．绳子拉物体A的功率为2W
C．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
5．“胜哥”做了一个打捞沉船的动画在微信公众号“胜哥课程”群发。打捞沉船时，电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度，下列表示此过程中绳子拉力的功率Р随沉船上升高度h变化的大致曲线，其中合理的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙P甲＝P乙 B．F甲＞F乙P甲＞P乙
C．F甲＞F乙P甲＝P乙 D．F甲＜F乙P甲＜P乙
7．如图所示，“胜哥”分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为G的物体，且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力小于乙的拉力
B．甲、乙绳子自由端移动的速度相等
C．甲、乙的机械效率相等
D．拉力甲的功率大于拉力乙的功率
8．如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（ ）
A．在0～1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B．在1s～2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C．在0～3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D．动滑轮重为100N
9．如图所示，用滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度，则下列分析不正确的是（ ）
A．F1小于F2 B．F2做功可能更快
C．甲做的有用功更多 D．乙的机械效率更高
10．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
11．“胜哥”分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组更省力
B．力F2做功的功率大
C．两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
12．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了斜面原理的课程后，对相关知识有了深刻的理解。
如图，重力为6N的物体在4N拉力F的作用下，以0.2m/ s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时，物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重，则（ ）
A．物体对斜面的压力为6N B．该装置的机械效率为75%
C．物体与斜面间的摩擦力为8N D．拉力F的功率为1.6W
二、填空题
13．“胜哥”到健身房健身，如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为 30°，重 100 N 的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，“胜哥”通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），“胜哥”对绳的拉力所做的功为2000 J ，克服弹簧拉力做功 800 J，则克服物块重力做的功为 ，物块与斜面之间摩擦力的大小为 。（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）
14．由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。
（1）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。此过程中克服箱梁所受重力做的功为 J；
（2）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式 （用字母表示）。
15．工人用如图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m，工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为 J，该装置的机械效率为 ，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，货物与斜面间的摩擦力为 N。
16．如图，一个重为G的物体在大小不变的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面，斜面倾角为，其中AB和CD段距离均为L。
（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是 。
（2）物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2（选填“＞”、““<”或“=”）
（3）若已知物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为 （用题中字母表示）。
17．长度均为20 cm的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为6N时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2s后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。则从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 J。
18．有一斜面长s＝5m，高h＝3m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。忽略弹簧秤自重，若该斜面的机械效率为80％，则
（1）物体的重力为 N，物体受到斜面的摩擦力为 N。
（2）使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”)，若其他条件不变，将斜面倾斜角度增加，则斜面的机械效率 80％(选填“大于”、“小于”、“不变”或“无法判断”)。
19． 如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1） 核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过 的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2） 人造太阳加热功率超过1×1012瓦，若利用人造太阳发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 J。
20．威马汽车智能制造基地是中国第一家实现全产业链数字化的车企。该汽车具有节能减排、绿色环保的特点，越来越受消费者的青睐。
车速v（米／秒） 10 20 30 40
空气阻力f（牛） 50 450 800
（1）汽车行驶时会受到空气阻力。经测试，该汽车在不同速度时受到空气阻力如表。当车速为20米／秒时，汽车所受空气阻力为 牛。
（2）汽车行驶过程中受到的总阻力来自两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，该阻力约为车重的0.05倍；二是空气对汽车的阻力。该电动汽车充满电后以最大允许质量、20米／秒的速度匀速直线行驶时，汽车所能行驶的最大距离为 米。
21．如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F＝3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N，在该时间段内拉力F做功的功率是 W。
三、解答题
22． 质量为 的工人用如图所示的滑轮组将重为 的货物运送上楼， 摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1） 若工人在 内将货物匀速向上提高了 ， 作用在钢绳上的拉力为 ， 拉力的功率是多大？
（2） 此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
23．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。
（1）求货车以10m/s的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；
（2）当货车以90kW的额定功率、25m/s的速度匀速行驶，求货车最多可装载多重的货物。
24．如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作，已知工作台的底面积为1.2m2，涂料和工具质量为10kg，工人的质量为60kg，当工人用200N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为250Pa；当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升（不计绳重及摩擦）。求：
（1）动滑轮和工作台的总重G；
（2）若工人在10s内，使工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，工人拉绳子所做的功W及拉力的功率P。
25．我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150A h，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】①由图丙可知，在第2s内A被匀速提升，由图乙可知第2s内拉力F大小。由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，根据F=（GA+G动）计算动滑轮重力；
②由图丙可知，0～1s内，A做匀加速运动，根据图示，结合三角形面积的求法可求出物体通过的路程，再根据自由端移动的距离为物体上升高度的2倍求出自由端移动的距离，再由图乙读出拉力F的大小，并利用W=Fs求出拉力做的功；
③由图丙可知，1～2s内，物体A做匀速运动，并得出其速度大小，再根据自由端移动速度等于A上升速度的2倍可知自由端的速度，最后利用P=Fv求出第1～2s内拉力F的功率；
④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC=（FB+G动），据此判断出B、C处的最大拉力，进一步求出最大物重，而此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据求出此装置提升重物的最大机械效率。
【解答】①由图丙可知，在1～2s内，A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N，
由图知，承担重力的绳子段数n=2，忽略绳重及摩擦，
根据拉力F=（GA+G动）得到，则动滑轮重力：G动=2F-GA=2×10N-10N=10N，故①错误；
②由图丙可知，0～1s内物体上升的距离：h=×0.2m/s×1s=0.1m，
则自由端移动的距离：s=2h=2×0.1m=0.2m，
由图乙可知，0～1s内拉力F=12N，
则0～1s内拉力F做的功：W=Fs=12N×0.2m=2.4J，故②正确；
③由图丙可知，A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Fv=10N×0.4m/s=4W，故③正确；
④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC=（FB+G动）=（FB+10N），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为110N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为55N；所以要以B处最大拉力为准，B处的拉力：FB=GA+G货物=100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物=FB-GA=100N-10N=90N；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率：
，故④正确。
那么正确的是②③④。
故选D。
2．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】C.根据图片确定图甲中承担拉力的绳子段n，再根据平衡力的知识计算物体受到的摩擦力；
AB.在乙图中，对左侧滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算出每段绳子上的拉力，根据v=nv物计算每段绳子上的速度，接下来再根据计算拉力F2的速度，最后根据P=Fv计算它的功率即可；
D..拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功，根据W=fs计算即可。
【解答】C.图甲中是一只动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力：f=2F1=2×30N=60N，故C错误；
AB.左侧滑轮由两段绳子承担，每段绳子的拉力：，
每段绳子的速度：v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s，
右侧滑轮由3段承担，右侧拉力：F2=3F=3×30N=90N，
F2的速度：
则拉力F2的功率：，故A错误，B正确；
D.拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功：W=fs=60N×0.5m=30J，故D错误。
故选B。
3．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（2）分别对甲、乙和动滑轮进行受力分析，并列出平衡关系式，再根据影响滑动摩擦力的因素确定两个摩擦力大小关系，进而计算出摩擦力、以及两个拉力的大小。
（3）由v甲=2v乙可求出乙运动的速度，根据P=Fv可求出乙的功率；
（4）由v=st可求出甲、乙两物体运动的路程，再根据W=fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功，即可判断它们的关系。
【解答】对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
甲受到的重力为：G甲=m甲g=2.5kg×10N/kg=25N，
乙受到的重力为：G乙=m乙g=3kg×10N/kg=30N，
因为甲、乙都做匀速直线运动，
则有：G甲=f甲+F甲，G乙+f乙=F乙，
磁性平板对甲和乙的磁力相同，则甲和乙受到的摩擦力相等，
即25N=f+F甲 ①，
30N+f=F乙 ②
对动滑轮进行受力分析得到：F乙+G动=2F甲；
即：F乙+5N=2F甲 ③；
①②③联立解得：f甲=f乙=5N，F甲=20N，F乙=35N；
故A、B正确不合题意；
由v甲=2v乙可知，乙运动的速度为：v乙=v甲=×0.2m/s=0.1m/s，
则乙所受拉力的功率为：P乙=F乙v乙=35N×0.1m/s=3.5W，故C错误符合题意；
D.甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m，
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m，
由W=fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：
W甲=f甲s甲=5N×0.6m=3J，
W乙=f乙s乙=5N×0.3m=1.5J，
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确不合题意。
故选C。
4．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AC.物体B相对于地面是静止的，对对B进行受力分析，根据二力平衡条件可知A对B的摩擦力大小和方向；根据物体间力的作用是相互的可知B对A的摩擦力大小；
对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡条件求出绳子上的拉力，A处于平衡状态，水平方向上受力平衡，根据力的平衡条件求出A受到地面的摩擦力大小；
B.根据P=Fv求出绳子拉动物体A的功率；
D.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，据此可知拉力增大时物体B受到摩擦力的变化，根据二力平衡条件可知测力计示数的变化。
【解答】AC.物体A在水平地面上匀速运动时，物体B相对于地面是静止的，即B处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A对它右向的摩擦力，由二力平衡条件可得，B受到的摩擦力f=F示=3N，方向水平向右；因物体间力的作用是相互的，则B对A的摩擦力方向水平向左，大小为3N。
图中的滑轮为动滑轮，2段绳子向左的拉力与F平衡，即2F绳=F，则F绳=F=×10N=5N；
A沿水平方向向右做匀速直线运动，A在水平方向上受力平衡，
则地面对A的摩擦力：f地=F绳-fB对A=5N-3N=2N，故A、C错误；
B.绳子拉物体A的功率：P=F绳v物=5N×0.4m/s=2W，故B正确；
D.在运动过程中若将拉力F增大，但是A、B间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A、B间的摩擦力大小不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
故选B。
5．【答案】B
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排分析这个过程中浮力的变化，再根据F拉=G-F浮分析绳子上的拉力变化，最后根据P=Fv分析绳子上拉力的功率变化即可。
【解答】①在沉船露出水面前，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知，它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮可知，它受到的拉力不变。根据P=Fv可知，拉力的功率不变；
②当沉船完全出水后，它排开水的体积为零，即不受浮力，此时拉力等于重力，即拉力保持不变。根据P=Fv可知，拉力的功率不变；
③从沉船开始露出水面到完全露出水面时，它排开水的体积不断增大，则它受到的浮力不断增大。根据阿基米德原理F拉=G-F浮可知，它受到的拉力不断增大。
此时绳子上的拉力F拉=G-F浮=G-ρ液体gV排，根据图片可知，沉船上大下小，则升高相同的高度时，它排开水的体积的增大速度逐渐减小，那么浮力的减下量也逐渐减小，那么绳子上拉力的增大量也逐渐减小。根据P=Fv可知，上升过程中功率的增大量也逐渐减小。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点比较拉力的大小和上升速度的大小，再根据P=Fv比较甲乙的功率大小。【解答】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，
甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲=2G；
乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙=G，故F甲＞F乙，A、D错误；
物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲=v物，v乙=2v物，
甲图拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G×v物=Gv物；
乙图拉力的功率：P乙=F乙v乙=G×2v物=Gv物，故P甲=P乙，C正确，B错误。
故选C。
7．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，不计绳重及摩擦，拉力F=（G+G动）比较两滑轮组拉力的大小关系；
（2）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的n倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；
（3）不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率，据此比较滑轮组的机械效率大小关系；
（4）利用P=Fv比较拉力做功功率大小关系。【解答】由题知，利用两个滑轮组提升相同的重物G，并且每个滑轮的质量、重力G轮相同，物体上升的速度v物相同。
A.由图知，承担物体重力的绳子段数n甲=2，n乙=3，
不计绳重及摩擦，则拉力分别为F甲=（G+G轮），F乙=（G+G轮），
所以甲的拉力大于乙的拉力，故A错误；
B.根据s=nh可知，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲=2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙=3v物，所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等，故B错误；
C.不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率。
因提升的重物G相同，且每个滑轮的重力G轮相同，所以两个滑轮组的机械效率相等，故C正确；
D.拉力做功的功率，
则拉力甲的功率：P甲=F甲v甲=（G+G轮）×2v物=（G+G轮）×v物；
拉力乙的功率：P乙=F乙v乙=（G+G轮）×3v物=（G+G轮）×v物；
可见，拉力甲的功率等于拉力乙的功率，故D错误。
故选C。
8．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）由图乙知，在0～1s内，电动机提供的拉力，由图丁知，吊篮上升上升的高度，根据s=nh和W=Fs计算拉力所做的功；
（2）从乙图中找出1～2s内对应的拉力，由丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，再根据计算电动机提供的拉力的功率；
（3）由图乙知，0～3s内电动机提供的拉力，由丙图知，1～3s内吊篮匀速上升，求出吊篮2∽3s上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，再根据计算电动机提供的拉力的功率；
（4）已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，一切摩擦和绳重均可忽略不计，根据、可以计算出动滑轮重。【解答】A.由图乙知，在0～1s内，电动机提供的拉力F1=550N。由图丁知，0～1s内吊篮上升上升的高度h1=0.5m，
由图甲知，承担重物绳子的段数n=4，所以s1=4h1，
拉力所做的功：W1=F1nh1=550N×4×0.5m=1100J，故A正确；
B.由图知，在1～2s内，电动机提供的拉力F2=500N。由丁图知，这段时间吊篮升高的高度h2=1.5m-0.5m=1m，
则s2=4h2=4×1m=4m，
则拉力F做的功W2=F2s2=500N×4m=2000J，
功率：，故B错误；
C.由乙图知，在1～3s内对应的拉力F=500N，
由丙图知，1～3s内吊篮匀速上升，2∽3s升高的高度h3=v3t3=1m/s×1s=1m，
则s3=4h3=4×1m=4m，
则拉力F做的功W3=Fs3=500N×4m=2000J，
在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+2000J+2000J=5100J，
功率，故C错误；
D.在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，
根据公式得到：
①
一切摩擦和绳重均可忽略不计，根据得到：
即：②
联立①②解得，G动=200N，G=1800N，故D错误。
故选A。
9．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据定滑轮和动滑轮的特点比较拉力大小；
B.根据比较做功的快慢；
C.根据W有=Gh比较有用功的大小；
D.根据比较机械效率大小。
【解答】A.根据甲图可知，拉力，拉力F2=G。一般情况下，动滑轮的重力都小于物体重力，则F1小于F2，故A正确不会题意；
B.甲中对动滑轮和物体做功，乙中只对物体做功，当上升高度相同时，拉力做功W1>W2。由于不知道做功时间的长短，根据可知，F2做功可能更快，故B正确不合题意；
C.根据W有=Gh可知，甲和乙做的有用功一样多，故C错误符合题意；
D.在不考虑摩擦的情况下，拉力做功W1>W2，而有用功相等，根据可知，乙的机械效率更高，故D正确不合题意。
故选C。
10．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据甲图确定承担拉力的绳子段数n，根据f=0.1G计算出物体A受到的摩擦力，最后根据列式计算；
（2）根据二力平衡的知识解答；
（3）根据s=nh计算；
（4）首先根据W=Fs计算出拉力做的功，再根据计算拉力的功率。
【解答】根据甲图可知，承担拉力的绳子段数n=3，物体A受到的摩擦力f=0.1G=0.1×120N=12N；
根据得到：；
解得：F=5N，故A正确；
以最左边的滑轮为受力对象分析，左边受到墙壁的拉力，右边受到绳子的拉力共4个。根据二力平衡的知识可知，左侧墙壁受到滑轮的拉力F拉=4F=4×5N=20N，故B错误；
根据乙图可知，10s内物体移动距离1m，则绳子自由端移动距离s=ns'=3×1m=3m，故C错误；
10s内拉力做的功W=Fs=5N×3m=15J，则拉力的功率，故D错误。
故选A。
11．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数，利用不计绳重和摩擦时求两个滑轮组中绳子自由端的拉力，比较判断哪个滑轮组更省力；
（2）绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求两个滑轮组中拉力做的总功，比较判断哪个滑轮组中拉力的功大，利用比较判断哪个滑轮组中拉力做功的功率更大；
（3）（4）利用W有=Gh求两个滑轮组中拉力做的有用功，利用求两个滑轮组的机械效率，比较判断哪个滑轮组的机械效率更高。【解答】A.由图可知，甲滑轮组中的动滑轮由一个滑轮组成，乙滑轮组中的动滑轮由两个滑轮组成，甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数分别为：n甲=2，n乙=3，
因为不计绳重和摩擦，所以两个滑轮组中绳子自由端的拉力分别为：
，
，
则F1>F2，即乙滑轮组更省力，故A错误；
B.两个滑轮组中绳子自由端移动的距离分别为：s1=2h，s2=3h，
两个滑轮组中拉力做的总功分别为：W1=F1s1=（G+G轮）×2h=（G+G轮）h，
W2=F2s2=（G+G轮）×3h=（G+G轮）h，
所以W1=W2，
由题意可知，时间t相同，根据可知，两个力做功的功率一样大，故B错误；
CD.由题意可知，物重G和提升的高度h相同，根据W有=Gh可知，两个滑轮组中拉力做的有用功相等，
又因为做的总功一样大，
由可知，两个滑轮组的机械效率相等，故C正确，D错误。
故选C。
12．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据物体对斜面压力的产生原因判断；
（2）根据动滑轮的特点可知绳子自由端移动的距离s=2s物，由拉力和绳子自由端移动的距离利用W总=Fs计算出总功，由物体的重力和物体上升的高度利用W有用=Gh计算出有用功，再根据计算出装置的机械效率；
（3）由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功，利用W额外=W总-W有用计算出额外功，再利用W额外=fs物计算摩擦力；
（4）绳子自由端的速度v=2v物，利用P=Fv求出拉力的功率。【解答】A.物体对斜面的压力小于物体的重力，故A错误；
B.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离：s=2s物=2×1.2m=2.4m，
拉力做的总功：W总=Fs=4N×2.4m=9.6J，
该装置做的有用功：W有用=Gh=6N×0.6m=3.6J，
所以该装置的机械效率：，故B错误；
C.由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功，所以W额外=W总-W有用=9.6J-3.6J=6J，
物体与斜面间的摩擦力，而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦，因此物体与斜面的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小，故C错误；
D.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，所以拉力F的功率P=
=Fv=4N×0.4m/s=1.6W，故D正确。
故选D。
13．【答案】500J；100N
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据三角函数的知识计算出物体上升的高度，然后根据W有=Gh计算克服重力做功。接下来根据W额=W总-W弹簧-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
【解答】斜面的倾角为30°，则物体沿斜面运动2m时上升的高度h=，那么克服重力做功：W有=Gh=1000N×1m=1000J，克服摩擦做功：W额=W总-W弹簧-W有=2000J-800J-1000J=200J，则物体受到的摩擦力为：
14．【答案】（1）6×106
（2）
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据题意确定箱梁在重力方向上通过的距离，然后根据W=Gh计算即可；
（2）根据图片确定杠杆的支点，动力和动力臂，阻力和阻力臂，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
【解答】（1）根据题意可知，箱梁在竖直方向上通过距离0.6m，
则此过程中克服箱梁所受重力做的功：W=G箱h=1.0×107N×0.6m=6×106J；
（2）以M点为支点，则支持力的力臂为LF=l1，重力的力臂为LG=l1-l2，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F×LF=G×LG，
F×L1=G×（L1-L2），
解得：。
15．【答案】4800；75%；100
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）使用定滑轮不省力、不省距离，且绳子自由端移动距离等于物体移动的距离；根据功的计算公式W总=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W有用=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出该装置的机械效率。
（2）根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据W额=fs变形后可求物体与斜面间的摩擦力f。
【解答】（1）此过程所做有用功为：W有=Gh=600N×6m=3600J；
图中使用的滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知，s绳=s物=12m，
拉力所做的总功为：W总=Fs=400N×12m=4800J；
该装置的机械效率为；
（2）此过程所做额外功为：W额=W总-W有=4800J-3600J=1200J；
由W额=fs可得，物体与斜面间的摩擦力为：。
16．【答案】（1）竖直向下
（2）>
（3）f=F-sinθ
【知识点】重力及其方向；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据重力方向的知识解答；
（2）比较AB段和CD段物体对接触面的压力大小，据此比较产生摩擦力的大小，最后根据W=fs比较克服摩擦做功大小；
（3）根据W=Fs，结合W总=W有+W额计算摩擦力的大小即可。
【解答】（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是竖直向下的。
（2）根据图片可知，AB段物体对接触面的压力等于重力，而CD段对接触面的压力小于重力，那么受到的摩擦力fAB>fCD。根据W=fs可知，克服摩擦做功WAB>WCD。
（3）在斜面上做的总功：W总=FL；
在斜面上做的有用功W有=Gh=G×L×sin30°；
在斜面上做的额外功：W额=fL；
根据W总=W有+W额得到：FL=G×L×sin30°+fL；
解得：f=F-sin30°G。
17．【答案】1.2
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功，分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功，最后将两个功相加即可。【解答】当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，
此时移动的距离s==10cm=0.1m；
木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，
所以推力F2=F1=3N；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
18．【答案】（1）4.8；0.72
（2）省力；大于
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）①由图读出弹簧测力计示数，由计算物体的重力；
②由W有=Gh计算有用功，W总=Fs计算总功，根据W额=W总-W有计算额外功，由W额=fs计算物体受到斜面的摩擦力；
（3）①比较拉力与物体重力关系可知斜面能否省力，比较有用功和总功关系可知斜面能否省功。
②当斜面倾斜角度增大后，首先分析斜面受到压力的变化，再根据影响滑动摩擦力的因素分析物体受到摩擦力的大小变化。根据W额=fs分析物体克服摩擦做额外功的大小变化，最终确定斜面机械效率的变化。
【解答】（1）①由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则示数为3.6N，
根据可得，物体的重力：；
②有用功W有=Gh=4.8N×3m=14.4J，
总功W总=Fs=3.6N×5m=18J，
克服物体与斜面间的摩擦做的额外功：W额=W总-W有=18J-14.4J=3.6J，
由W额=fs可得，物体受到斜面的摩擦力：。
（3）①因为F＜G，所以使用斜面能省力；因为W总＞W额，所以使用斜面不能省功。
②若其他条件不变，将斜面的倾斜角度增加，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力减小。根据W=fs可知，物体克服摩擦做的额外功减小，那么斜面的机械效率大于80%。
19．【答案】（1）轻核聚变
（2）2.16×1015
【知识点】功率计算公式的应用；核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）根据太阳的发热原理分析；
（2）首先根据Q=Pt计算出每小时发热量，再根据W=ηQ计算每小时的发电量。
【解答】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过轻核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）每小时人造太阳的发热量：Q=Pt=1×1012W×3600s=3.6×1015J；
每小时发电量为：W=ηQ=3.6×1015J×60%=2.16×1015J。
20．【答案】（1）200
（2）1.52×105
【知识点】功率计算公式的应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析表中的汽车阻力f与汽车行驶的速度v的数值关系，然后求出当该汽车速度为20m/s时，受到的空气阻力；
（2）由（1）可知空气阻力，汽车行驶过程中还受到地面摩擦力，汽车受到的总阻力等于空气阻力和路面阻力之和；
根据W=UIt计算出动力电池储存的能量；根据W=Fs计算汽车所能行驶的最大距离。【解答】（1）由表中数据第一组和三组数据可知，速度增大到原来的3倍时，空气阻力为原来阻力的9倍；比较第一组和第四组数据可知，速度增大到原来的4倍时，则空气阻力为原来的16倍；
可以看出，车速越大，汽车受到的阻力越大，且阻力与车速度的平方成正比，
用公式表示它们之间的关系为：f=kv2；
即：50N=k（10m/s）2，解得k=0.5N/（m/s）2；
所以当该汽车速度达到20m/s时，受到的空气阻力为：
f=kv2=0.5N/（m/s）2×（20m/s）2=200N；
（2）汽车行驶过程中还受到路面阻力：f=0.05G=0.05×mg=0.05×3200kg×10N/kg=1600N，
这辆汽车速度为20m/s时，所受的阻力约为：f总=F空阻+f=200N+1600N=1800N，
汽车匀速行驶时，由二力平衡可知，牵引力等于阻力，F=f总=1800N，
动力电池储存的能量：
W=UIt=380V×200A×3600s=2.736×108J，
由W=Fs可得，汽车所能行驶的最大距离为：。
21．【答案】1；0.6
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）对铁块进行受力分析，根据平衡力的知识计算铁块受到的摩擦力；
（2）根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）当铁块在竖直墙壁上做匀速直线运动时，它受到向上的拉力，向下的重力和摩擦力。根据平衡力的知识得到：F=f+G，即：3N=0.2kg×10N/kg+f，解得：f=1N。
（2）根据乙图可知，铁块的速度为v=0.2m/s，则拉力的功率为：P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W。
22．【答案】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端绳子移动的距离s=nh=6m×2=12m；
那么拉力做的功：W=Fs=400N×12m=4800J；
则拉力的功率：。
（2）当货物重力为400N时，根据得到：600N=，解得：G动=200N；
自由端的最大拉力等于人的重力，即F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；
根据得到：600N=，解得：m货物=100kg。
即能够拉起的最大重力为100kg。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算自由端移动的距离，然后根据W=Pt计算拉力做的功，最后根据计算拉力的功率。
（2）当货物重力为400N时，根据计算出动滑轮的重力。自由端产生的最大拉力等于人的重力，据此根据计算出能拉起货物的最大重力，根据计算拉起货物的最大质量。
23．【答案】（1）解：f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
W=FS=fs=2.5×103N×10m/s×10s=2.5×105J
（2）解：货车受到的阻力 ；
那么货车的总重力为：G总=；
则货物的重力为：G货=G总-G车=3.6×104N-2.5×104N=1.1×104N。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据f=0.1G计算货车受到的阻力，再根据平衡力的知识f=F计算牵引力，最后根据W=Fs计算牵引力做的功；
（2）首先根据计算货车受到的阻力，再根据G总=计算总重力，最后根据G货=G总-G车计算装置货物的重力。
24．【答案】（1）200N
（2）4500J，450W
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升，对工作台进行受力分析，根据平衡力的知识计算即可；
（2）首先根据s=nh求出拉力移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，最后利用功率公式求工人做功功率。
【解答】（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升，
根据受力平衡可得：G+G人+G工具=3F，
所以动滑轮和工作台的总重：G=3F-G人-G工具=3×300N-（60kg+10kg）×10N/kg=200N；
（2）工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，上升高度h=6m-1m=5m，
则s=3h=3×5m=15m，
工人拉绳子所做的功：W=F1s=300N×15m=4500J，
拉力的功率：。
25．【答案】（1）1188s
（2）小慈老师和汽车的总重力：G＝mg＝（60kg+2390kg）×10N/kg＝24500N，
汽车对地面的压力等于汽车的总重力，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则f＝0.02G＝0.02×24500N＝490N，
汽车匀速行驶时受到的牵引力等于阻力，则F＝f＝490N；
电动汽车做功：W′＝Fs＝490N×550000m＝269500000J，
该电动汽车的电动机效率：
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据W=UIt计算锂电池储存的电能，再根据公式计算充电时间。
（2）①首先根据G=m总g计算出车的总重力，再根据f=0.02G计算出受到的阻力，接下来根据二力平衡的知识F=f计算汽车受到的牵引力；
②首先根据W'=Fs计算出电动车做的功，再根据公式 计算电动机效率。
【解答】（1）锂电池充满电储存的能量：W=UIt=550V×150A×3600s=2.97×108J；
理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 ：。
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专题4：功和功率的综合应用
一、单选题
1．如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N；
②0～1s内拉力F做的功为2.4J；
③1～2s内拉力F的功率为4W；
④此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。
A．①④ B．③ C．①③ D．②③④
2．如图甲所示，重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力F1的作用下，在水平面上以0.4m/s的速度做匀速直线运动，再改用图乙所示的滑轮组拉物体，该物体在水平向右的拉力F2作用下，在相同的水平面上以相同的速度水平向右匀速直线运动了0.5m{滑轮与绳子质量及滑轮与绳了的摩擦均不计）。下列说法正确的是（ ）
A．拉力F2的大小为60N
B．拉力F1的功率为24W
C．物体与水平面之间的摩擦力的大小为15N
D．拉力F2做的功为45J
3．甲、乙两铁块如图连接，吸附在竖直且足够长的固定磁板两侧，m甲=2.5 kg、m乙=3 kg，G动=5N，甲以0.2 m/s 的速度竖直向下匀速直线运动，磁性平板对甲、乙的磁力相同(细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同)。下列说法不正确的是（ ）
A．磁性平板对甲乙的摩擦力相同均为5N
B．甲所受拉力为20N
C．乙所受拉力的功率为1.5W
D．3s内甲、乙克服摩擦力做功不相等
4．如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（ ）
A．地面对A的摩擦力为3N
B．绳子拉物体A的功率为2W
C．物体B受到的摩擦力为3N，方向水平向左
D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数也增大
5．“胜哥”做了一个打捞沉船的动画在微信公众号“胜哥课程”群发。打捞沉船时，电动机将沉船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度，下列表示此过程中绳子拉力的功率Р随沉船上升高度h变化的大致曲线，其中合理的是（ ）
A． B．
C． D．
6．如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别是P甲和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与P乙之间的大小关系是（ ）
A．F甲＜F乙P甲＝P乙 B．F甲＞F乙P甲＞P乙
C．F甲＞F乙P甲＝P乙 D．F甲＜F乙P甲＜P乙
7．如图所示，“胜哥”分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为G的物体，且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（ ）
A．甲的拉力小于乙的拉力
B．甲、乙绳子自由端移动的速度相等
C．甲、乙的机械效率相等
D．拉力甲的功率大于拉力乙的功率
8．如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C及其中的货物A和电动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，则下列说法中正确的是（ ）
A．在0～1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J
B．在1s～2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W
C．在0～3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W
D．动滑轮重为100N
9．如图所示，用滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度，则下列分析不正确的是（ ）
A．F1小于F2 B．F2做功可能更快
C．甲做的有用功更多 D．乙的机械效率更高
10．如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
11．“胜哥”分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲滑轮组更省力
B．力F2做功的功率大
C．两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
12．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了斜面原理的课程后，对相关知识有了深刻的理解。
如图，重力为6N的物体在4N拉力F的作用下，以0.2m/ s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高0.6m时，物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重，则（ ）
A．物体对斜面的压力为6N B．该装置的机械效率为75%
C．物体与斜面间的摩擦力为8N D．拉力F的功率为1.6W
二、填空题
13．“胜哥”到健身房健身，如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为 30°，重 100 N 的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，“胜哥”通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），“胜哥”对绳的拉力所做的功为2000 J ，克服弹簧拉力做功 800 J，则克服物块重力做的功为 ，物块与斜面之间摩擦力的大小为 。（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）
14．由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0×107N的箱梁运到铺设位置。
（1）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m，固定好后，载着箱梁水平向前运动了30m。此过程中克服箱梁所受重力做的功为 J；
（2）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中l1表示MN的水平距离，l2表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力F的表达式 （用字母表示）。
15．工人用如图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面长12m，高6m，工人的拉力为400N，此过程工人所做的总功为 J，该装置的机械效率为 ，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，货物与斜面间的摩擦力为 N。
16．如图，一个重为G的物体在大小不变的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面，斜面倾角为，其中AB和CD段距离均为L。
（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是 。
（2）物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1 W2（选填“＞”、““<”或“=”）
（3）若已知物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为 （用题中字母表示）。
17．长度均为20 cm的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为6N时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2s后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速直线运动直到掉落。则从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功 J。
18．有一斜面长s＝5m，高h＝3m，用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示。忽略弹簧秤自重，若该斜面的机械效率为80％，则
（1）物体的重力为 N，物体受到斜面的摩擦力为 N。
（2）使用斜面可以 (选填“省力”或“省功”)，若其他条件不变，将斜面倾斜角度增加，则斜面的机械效率 80％(选填“大于”、“小于”、“不变”或“无法判断”)。
19． 如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了近10秒。
（1） 核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过 的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2） 人造太阳加热功率超过1×1012瓦，若利用人造太阳发电，发电效率为60%，则每小时发电量达 J。
20．威马汽车智能制造基地是中国第一家实现全产业链数字化的车企。该汽车具有节能减排、绿色环保的特点，越来越受消费者的青睐。
车速v（米／秒） 10 20 30 40
空气阻力f（牛） 50 450 800
（1）汽车行驶时会受到空气阻力。经测试，该汽车在不同速度时受到空气阻力如表。当车速为20米／秒时，汽车所受空气阻力为 牛。
（2）汽车行驶过程中受到的总阻力来自两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，该阻力约为车重的0.05倍；二是空气对汽车的阻力。该电动汽车充满电后以最大允许质量、20米／秒的速度匀速直线行驶时，汽车所能行驶的最大距离为 米。
21．如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方向上拉力F＝3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受到的摩擦力为 N，在该时间段内拉力F做功的功率是 W。
三、解答题
22． 质量为 的工人用如图所示的滑轮组将重为 的货物运送上楼， 摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1） 若工人在 内将货物匀速向上提高了 ， 作用在钢绳上的拉力为 ， 拉力的功率是多大？
（2） 此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
23．一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104N。
（1）求货车以10m/s的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；
（2）当货车以90kW的额定功率、25m/s的速度匀速行驶，求货车最多可装载多重的货物。
24．如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷墙壁工作，已知工作台的底面积为1.2m2，涂料和工具质量为10kg，工人的质量为60kg，当工人用200N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为250Pa；当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升（不计绳重及摩擦）。求：
（1）动滑轮和工作台的总重G；
（2）若工人在10s内，使工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，工人拉绳子所做的功W及拉力的功率P。
25．我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池——“刀片电池”。如图所示为一种采用该锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V，容量为150A h，整车质量为2390kg。
（1）该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 。
（2）若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少（结果保留到0.1%）？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】①由图丙可知，在第2s内A被匀速提升，由图乙可知第2s内拉力F大小。由图知，n=2，忽略绳重及摩擦，根据F=（GA+G动）计算动滑轮重力；
②由图丙可知，0～1s内，A做匀加速运动，根据图示，结合三角形面积的求法可求出物体通过的路程，再根据自由端移动的距离为物体上升高度的2倍求出自由端移动的距离，再由图乙读出拉力F的大小，并利用W=Fs求出拉力做的功；
③由图丙可知，1～2s内，物体A做匀速运动，并得出其速度大小，再根据自由端移动速度等于A上升速度的2倍可知自由端的速度，最后利用P=Fv求出第1～2s内拉力F的功率；
④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC=（FB+G动），据此判断出B、C处的最大拉力，进一步求出最大物重，而此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据求出此装置提升重物的最大机械效率。
【解答】①由图丙可知，在1～2s内，A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N，
由图知，承担重力的绳子段数n=2，忽略绳重及摩擦，
根据拉力F=（GA+G动）得到，则动滑轮重力：G动=2F-GA=2×10N-10N=10N，故①错误；
②由图丙可知，0～1s内物体上升的距离：h=×0.2m/s×1s=0.1m，
则自由端移动的距离：s=2h=2×0.1m=0.2m，
由图乙可知，0～1s内拉力F=12N，
则0～1s内拉力F做的功：W=Fs=12N×0.2m=2.4J，故②正确；
③由图丙可知，A上升的速度vA=0.2m/s，拉力端移动速度v=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：P=Fv=10N×0.4m/s=4W，故③正确；
④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力FC=（FB+G动）=（FB+10N），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为110N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为55N；所以要以B处最大拉力为准，B处的拉力：FB=GA+G货物=100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物=FB-GA=100N-10N=90N；
此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率：
，故④正确。
那么正确的是②③④。
故选D。
2．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】C.根据图片确定图甲中承担拉力的绳子段n，再根据平衡力的知识计算物体受到的摩擦力；
AB.在乙图中，对左侧滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算出每段绳子上的拉力，根据v=nv物计算每段绳子上的速度，接下来再根据计算拉力F2的速度，最后根据P=Fv计算它的功率即可；
D..拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功，根据W=fs计算即可。
【解答】C.图甲中是一只动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2，物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对平衡力，则摩擦力：f=2F1=2×30N=60N，故C错误；
AB.左侧滑轮由两段绳子承担，每段绳子的拉力：，
每段绳子的速度：v=nv物=2×0.4m/s=0.8m/s，
右侧滑轮由3段承担，右侧拉力：F2=3F=3×30N=90N，
F2的速度：
则拉力F2的功率：，故A错误，B正确；
D.拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功：W=fs=60N×0.5m=30J，故D错误。
故选B。
3．【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）（2）分别对甲、乙和动滑轮进行受力分析，并列出平衡关系式，再根据影响滑动摩擦力的因素确定两个摩擦力大小关系，进而计算出摩擦力、以及两个拉力的大小。
（3）由v甲=2v乙可求出乙运动的速度，根据P=Fv可求出乙的功率；
（4）由v=st可求出甲、乙两物体运动的路程，再根据W=fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功，即可判断它们的关系。
【解答】对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
甲受到的重力为：G甲=m甲g=2.5kg×10N/kg=25N，
乙受到的重力为：G乙=m乙g=3kg×10N/kg=30N，
因为甲、乙都做匀速直线运动，
则有：G甲=f甲+F甲，G乙+f乙=F乙，
磁性平板对甲和乙的磁力相同，则甲和乙受到的摩擦力相等，
即25N=f+F甲 ①，
30N+f=F乙 ②
对动滑轮进行受力分析得到：F乙+G动=2F甲；
即：F乙+5N=2F甲 ③；
①②③联立解得：f甲=f乙=5N，F甲=20N，F乙=35N；
故A、B正确不合题意；
由v甲=2v乙可知，乙运动的速度为：v乙=v甲=×0.2m/s=0.1m/s，
则乙所受拉力的功率为：P乙=F乙v乙=35N×0.1m/s=3.5W，故C错误符合题意；
D.甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：
s甲=v甲t=0.2m/s×3s=0.6m，
s乙=v乙t=0.1m/s×3s=0.3m，
由W=fs可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：
W甲=f甲s甲=5N×0.6m=3J，
W乙=f乙s乙=5N×0.3m=1.5J，
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确不合题意。
故选C。
4．【答案】B
【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】AC.物体B相对于地面是静止的，对对B进行受力分析，根据二力平衡条件可知A对B的摩擦力大小和方向；根据物体间力的作用是相互的可知B对A的摩擦力大小；
对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡条件求出绳子上的拉力，A处于平衡状态，水平方向上受力平衡，根据力的平衡条件求出A受到地面的摩擦力大小；
B.根据P=Fv求出绳子拉动物体A的功率；
D.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，据此可知拉力增大时物体B受到摩擦力的变化，根据二力平衡条件可知测力计示数的变化。
【解答】AC.物体A在水平地面上匀速运动时，物体B相对于地面是静止的，即B处于平衡状态，水平方向上受到向左的拉力和A对它右向的摩擦力，由二力平衡条件可得，B受到的摩擦力f=F示=3N，方向水平向右；因物体间力的作用是相互的，则B对A的摩擦力方向水平向左，大小为3N。
图中的滑轮为动滑轮，2段绳子向左的拉力与F平衡，即2F绳=F，则F绳=F=×10N=5N；
A沿水平方向向右做匀速直线运动，A在水平方向上受力平衡，
则地面对A的摩擦力：f地=F绳-fB对A=5N-3N=2N，故A、C错误；
B.绳子拉物体A的功率：P=F绳v物=5N×0.4m/s=2W，故B正确；
D.在运动过程中若将拉力F增大，但是A、B间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A、B间的摩擦力大小不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，仍为3N，故D错误。
故选B。
5．【答案】B
【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；功率计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排分析这个过程中浮力的变化，再根据F拉=G-F浮分析绳子上的拉力变化，最后根据P=Fv分析绳子上拉力的功率变化即可。
【解答】①在沉船露出水面前，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮力=ρ液体gV排可知，它受到的浮力不变。根据F拉=G-F浮可知，它受到的拉力不变。根据P=Fv可知，拉力的功率不变；
②当沉船完全出水后，它排开水的体积为零，即不受浮力，此时拉力等于重力，即拉力保持不变。根据P=Fv可知，拉力的功率不变；
③从沉船开始露出水面到完全露出水面时，它排开水的体积不断增大，则它受到的浮力不断增大。根据阿基米德原理F拉=G-F浮可知，它受到的拉力不断增大。
此时绳子上的拉力F拉=G-F浮=G-ρ液体gV排，根据图片可知，沉船上大下小，则升高相同的高度时，它排开水的体积的增大速度逐渐减小，那么浮力的减下量也逐渐减小，那么绳子上拉力的增大量也逐渐减小。根据P=Fv可知，上升过程中功率的增大量也逐渐减小。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点
【解析】【分析】根据动滑轮的特点比较拉力的大小和上升速度的大小，再根据P=Fv比较甲乙的功率大小。【解答】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，
甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲=2G；
乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙=G，故F甲＞F乙，A、D错误；
物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲=v物，v乙=2v物，
甲图拉力的功率：P甲=F甲v甲=2G×v物=Gv物；
乙图拉力的功率：P乙=F乙v乙=G×2v物=Gv物，故P甲=P乙，C正确，B错误。
故选C。
7．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，不计绳重及摩擦，拉力F=（G+G动）比较两滑轮组拉力的大小关系；
（2）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n，绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的n倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；
（3）不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率，据此比较滑轮组的机械效率大小关系；
（4）利用P=Fv比较拉力做功功率大小关系。【解答】由题知，利用两个滑轮组提升相同的重物G，并且每个滑轮的质量、重力G轮相同，物体上升的速度v物相同。
A.由图知，承担物体重力的绳子段数n甲=2，n乙=3，
不计绳重及摩擦，则拉力分别为F甲=（G+G轮），F乙=（G+G轮），
所以甲的拉力大于乙的拉力，故A错误；
B.根据s=nh可知，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲=2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度v乙=3v物，所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等，故B错误；
C.不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率。
因提升的重物G相同，且每个滑轮的重力G轮相同，所以两个滑轮组的机械效率相等，故C正确；
D.拉力做功的功率，
则拉力甲的功率：P甲=F甲v甲=（G+G轮）×2v物=（G+G轮）×v物；
拉力乙的功率：P乙=F乙v乙=（G+G轮）×3v物=（G+G轮）×v物；
可见，拉力甲的功率等于拉力乙的功率，故D错误。
故选C。
8．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）由图乙知，在0～1s内，电动机提供的拉力，由图丁知，吊篮上升上升的高度，根据s=nh和W=Fs计算拉力所做的功；
（2）从乙图中找出1～2s内对应的拉力，由丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，再根据计算电动机提供的拉力的功率；
（3）由图乙知，0～3s内电动机提供的拉力，由丙图知，1～3s内吊篮匀速上升，求出吊篮2∽3s上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，再根据计算电动机提供的拉力的功率；
（4）已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，一切摩擦和绳重均可忽略不计，根据、可以计算出动滑轮重。【解答】A.由图乙知，在0～1s内，电动机提供的拉力F1=550N。由图丁知，0～1s内吊篮上升上升的高度h1=0.5m，
由图甲知，承担重物绳子的段数n=4，所以s1=4h1，
拉力所做的功：W1=F1nh1=550N×4×0.5m=1100J，故A正确；
B.由图知，在1～2s内，电动机提供的拉力F2=500N。由丁图知，这段时间吊篮升高的高度h2=1.5m-0.5m=1m，
则s2=4h2=4×1m=4m，
则拉力F做的功W2=F2s2=500N×4m=2000J，
功率：，故B错误；
C.由乙图知，在1～3s内对应的拉力F=500N，
由丙图知，1～3s内吊篮匀速上升，2∽3s升高的高度h3=v3t3=1m/s×1s=1m，
则s3=4h3=4×1m=4m，
则拉力F做的功W3=Fs3=500N×4m=2000J，
在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+2000J+2000J=5100J，
功率，故C错误；
D.在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，
根据公式得到：
①
一切摩擦和绳重均可忽略不计，根据得到：
即：②
联立①②解得，G动=200N，G=1800N，故D错误。
故选A。
9．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；机械效率的计算
【解析】【分析】A.根据定滑轮和动滑轮的特点比较拉力大小；
B.根据比较做功的快慢；
C.根据W有=Gh比较有用功的大小；
D.根据比较机械效率大小。
【解答】A.根据甲图可知，拉力，拉力F2=G。一般情况下，动滑轮的重力都小于物体重力，则F1小于F2，故A正确不会题意；
B.甲中对动滑轮和物体做功，乙中只对物体做功，当上升高度相同时，拉力做功W1>W2。由于不知道做功时间的长短，根据可知，F2做功可能更快，故B正确不合题意；
C.根据W有=Gh可知，甲和乙做的有用功一样多，故C错误符合题意；
D.在不考虑摩擦的情况下，拉力做功W1>W2，而有用功相等，根据可知，乙的机械效率更高，故D正确不合题意。
故选C。
10．【答案】A
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据甲图确定承担拉力的绳子段数n，根据f=0.1G计算出物体A受到的摩擦力，最后根据列式计算；
（2）根据二力平衡的知识解答；
（3）根据s=nh计算；
（4）首先根据W=Fs计算出拉力做的功，再根据计算拉力的功率。
【解答】根据甲图可知，承担拉力的绳子段数n=3，物体A受到的摩擦力f=0.1G=0.1×120N=12N；
根据得到：；
解得：F=5N，故A正确；
以最左边的滑轮为受力对象分析，左边受到墙壁的拉力，右边受到绳子的拉力共4个。根据二力平衡的知识可知，左侧墙壁受到滑轮的拉力F拉=4F=4×5N=20N，故B错误；
根据乙图可知，10s内物体移动距离1m，则绳子自由端移动距离s=ns'=3×1m=3m，故C错误；
10s内拉力做的功W=Fs=5N×3m=15J，则拉力的功率，故D错误。
故选A。
11．【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）由图可知甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数，利用不计绳重和摩擦时求两个滑轮组中绳子自由端的拉力，比较判断哪个滑轮组更省力；
（2）绳子自由端移动的距离s=nh，利用W总=Fs求两个滑轮组中拉力做的总功，比较判断哪个滑轮组中拉力的功大，利用比较判断哪个滑轮组中拉力做功的功率更大；
（3）（4）利用W有=Gh求两个滑轮组中拉力做的有用功，利用求两个滑轮组的机械效率，比较判断哪个滑轮组的机械效率更高。【解答】A.由图可知，甲滑轮组中的动滑轮由一个滑轮组成，乙滑轮组中的动滑轮由两个滑轮组成，甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数分别为：n甲=2，n乙=3，
因为不计绳重和摩擦，所以两个滑轮组中绳子自由端的拉力分别为：
，
，
则F1>F2，即乙滑轮组更省力，故A错误；
B.两个滑轮组中绳子自由端移动的距离分别为：s1=2h，s2=3h，
两个滑轮组中拉力做的总功分别为：W1=F1s1=（G+G轮）×2h=（G+G轮）h，
W2=F2s2=（G+G轮）×3h=（G+G轮）h，
所以W1=W2，
由题意可知，时间t相同，根据可知，两个力做功的功率一样大，故B错误；
CD.由题意可知，物重G和提升的高度h相同，根据W有=Gh可知，两个滑轮组中拉力做的有用功相等，
又因为做的总功一样大，
由可知，两个滑轮组的机械效率相等，故C正确，D错误。
故选C。
12．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据物体对斜面压力的产生原因判断；
（2）根据动滑轮的特点可知绳子自由端移动的距离s=2s物，由拉力和绳子自由端移动的距离利用W总=Fs计算出总功，由物体的重力和物体上升的高度利用W有用=Gh计算出有用功，再根据计算出装置的机械效率；
（3）由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功，利用W额外=W总-W有用计算出额外功，再利用W额外=fs物计算摩擦力；
（4）绳子自由端的速度v=2v物，利用P=Fv求出拉力的功率。【解答】A.物体对斜面的压力小于物体的重力，故A错误；
B.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离：s=2s物=2×1.2m=2.4m，
拉力做的总功：W总=Fs=4N×2.4m=9.6J，
该装置做的有用功：W有用=Gh=6N×0.6m=3.6J，
所以该装置的机械效率：，故B错误；
C.由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功，所以W额外=W总-W有用=9.6J-3.6J=6J，
物体与斜面间的摩擦力，而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦，因此物体与斜面的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小，故C错误；
D.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的速度v=2v物=2×0.2m/s=0.4m/s，所以拉力F的功率P=
=Fv=4N×0.4m/s=1.6W，故D正确。
故选D。
13．【答案】500J；100N
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先根据三角函数的知识计算出物体上升的高度，然后根据W有=Gh计算克服重力做功。接下来根据W额=W总-W弹簧-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据计算物体受到的摩擦力。
【解答】斜面的倾角为30°，则物体沿斜面运动2m时上升的高度h=，那么克服重力做功：W有=Gh=1000N×1m=1000J，克服摩擦做功：W额=W总-W弹簧-W有=2000J-800J-1000J=200J，则物体受到的摩擦力为：
14．【答案】（1）6×106
（2）
【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件
【解析】【分析】（1）根据题意确定箱梁在重力方向上通过的距离，然后根据W=Gh计算即可；
（2）根据图片确定杠杆的支点，动力和动力臂，阻力和阻力臂，最后根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
【解答】（1）根据题意可知，箱梁在竖直方向上通过距离0.6m，
则此过程中克服箱梁所受重力做的功：W=G箱h=1.0×107N×0.6m=6×106J；
（2）以M点为支点，则支持力的力臂为LF=l1，重力的力臂为LG=l1-l2，
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F×LF=G×LG，
F×L1=G×（L1-L2），
解得：。
15．【答案】4800；75%；100
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）使用定滑轮不省力、不省距离，且绳子自由端移动距离等于物体移动的距离；根据功的计算公式W总=Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W有用=Gh求出有用功；然后根据机械效率的计算公式可求出该装置的机械效率。
（2）根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据W额=fs变形后可求物体与斜面间的摩擦力f。
【解答】（1）此过程所做有用功为：W有=Gh=600N×6m=3600J；
图中使用的滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知，s绳=s物=12m，
拉力所做的总功为：W总=Fs=400N×12m=4800J；
该装置的机械效率为；
（2）此过程所做额外功为：W额=W总-W有=4800J-3600J=1200J；
由W额=fs可得，物体与斜面间的摩擦力为：。
16．【答案】（1）竖直向下
（2）>
（3）f=F-sinθ
【知识点】重力及其方向；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据重力方向的知识解答；
（2）比较AB段和CD段物体对接触面的压力大小，据此比较产生摩擦力的大小，最后根据W=fs比较克服摩擦做功大小；
（3）根据W=Fs，结合W总=W有+W额计算摩擦力的大小即可。
【解答】（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是竖直向下的。
（2）根据图片可知，AB段物体对接触面的压力等于重力，而CD段对接触面的压力小于重力，那么受到的摩擦力fAB>fCD。根据W=fs可知，克服摩擦做功WAB>WCD。
（3）在斜面上做的总功：W总=FL；
在斜面上做的有用功W有=Gh=G×L×sin30°；
在斜面上做的额外功：W额=fL；
根据W总=W有+W额得到：FL=G×L×sin30°+fL；
解得：f=F-sin30°G。
17．【答案】1.2
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从A掉落到B掉落这段路程做的功，分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功，最后将两个功相加即可。【解答】当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，
此时移动的距离s==10cm=0.1m；
木块A掉落前做的功W1=F1s=6N×0.1m=0.6J；
当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，
从A掉落到B掉落，一共移动距离s′=0.1m+0.1m=0.2m；
这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，
所以推力F2=F1=3N；
这段路程做功W2=F2s′=3N×0.2m=0.6J；
从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W=W1+W2=0.6J+0.6J=1.2J。
18．【答案】（1）4.8；0.72
（2）省力；大于
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）①由图读出弹簧测力计示数，由计算物体的重力；
②由W有=Gh计算有用功，W总=Fs计算总功，根据W额=W总-W有计算额外功，由W额=fs计算物体受到斜面的摩擦力；
（3）①比较拉力与物体重力关系可知斜面能否省力，比较有用功和总功关系可知斜面能否省功。
②当斜面倾斜角度增大后，首先分析斜面受到压力的变化，再根据影响滑动摩擦力的因素分析物体受到摩擦力的大小变化。根据W额=fs分析物体克服摩擦做额外功的大小变化，最终确定斜面机械效率的变化。
【解答】（1）①由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则示数为3.6N，
根据可得，物体的重力：；
②有用功W有=Gh=4.8N×3m=14.4J，
总功W总=Fs=3.6N×5m=18J，
克服物体与斜面间的摩擦做的额外功：W额=W总-W有=18J-14.4J=3.6J，
由W额=fs可得，物体受到斜面的摩擦力：。
（3）①因为F＜G，所以使用斜面能省力；因为W总＞W额，所以使用斜面不能省功。
②若其他条件不变，将斜面的倾斜角度增加，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力减小。根据W=fs可知，物体克服摩擦做的额外功减小，那么斜面的机械效率大于80%。
19．【答案】（1）轻核聚变
（2）2.16×1015
【知识点】功率计算公式的应用；核裂变与核聚变
【解析】【分析】（1）根据太阳的发热原理分析；
（2）首先根据Q=Pt计算出每小时发热量，再根据W=ηQ计算每小时的发电量。
【解答】（1）“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过轻核聚变的途径释放出巨大能量，从而获得高温。
（2）每小时人造太阳的发热量：Q=Pt=1×1012W×3600s=3.6×1015J；
每小时发电量为：W=ηQ=3.6×1015J×60%=2.16×1015J。
20．【答案】（1）200
（2）1.52×105
【知识点】功率计算公式的应用；电功计算公式的应用
【解析】【分析】（1）分析表中的汽车阻力f与汽车行驶的速度v的数值关系，然后求出当该汽车速度为20m/s时，受到的空气阻力；
（2）由（1）可知空气阻力，汽车行驶过程中还受到地面摩擦力，汽车受到的总阻力等于空气阻力和路面阻力之和；
根据W=UIt计算出动力电池储存的能量；根据W=Fs计算汽车所能行驶的最大距离。【解答】（1）由表中数据第一组和三组数据可知，速度增大到原来的3倍时，空气阻力为原来阻力的9倍；比较第一组和第四组数据可知，速度增大到原来的4倍时，则空气阻力为原来的16倍；
可以看出，车速越大，汽车受到的阻力越大，且阻力与车速度的平方成正比，
用公式表示它们之间的关系为：f=kv2；
即：50N=k（10m/s）2，解得k=0.5N/（m/s）2；
所以当该汽车速度达到20m/s时，受到的空气阻力为：
f=kv2=0.5N/（m/s）2×（20m/s）2=200N；
（2）汽车行驶过程中还受到路面阻力：f=0.05G=0.05×mg=0.05×3200kg×10N/kg=1600N，
这辆汽车速度为20m/s时，所受的阻力约为：f总=F空阻+f=200N+1600N=1800N，
汽车匀速行驶时，由二力平衡可知，牵引力等于阻力，F=f总=1800N，
动力电池储存的能量：
W=UIt=380V×200A×3600s=2.736×108J，
由W=Fs可得，汽车所能行驶的最大距离为：。
21．【答案】1；0.6
【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）对铁块进行受力分析，根据平衡力的知识计算铁块受到的摩擦力；
（2）根据P=Fv计算拉力的功率。
【解答】（1）当铁块在竖直墙壁上做匀速直线运动时，它受到向上的拉力，向下的重力和摩擦力。根据平衡力的知识得到：F=f+G，即：3N=0.2kg×10N/kg+f，解得：f=1N。
（2）根据乙图可知，铁块的速度为v=0.2m/s，则拉力的功率为：P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W。
22．【答案】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=2，则自由端绳子移动的距离s=nh=6m×2=12m；
那么拉力做的功：W=Fs=400N×12m=4800J；
则拉力的功率：。
（2）当货物重力为400N时，根据得到：600N=，解得：G动=200N；
自由端的最大拉力等于人的重力，即F大=G人=m人g=60kg×10N/kg=600N；
根据得到：600N=，解得：m货物=100kg。
即能够拉起的最大重力为100kg。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）首先根据s=nh计算自由端移动的距离，然后根据W=Pt计算拉力做的功，最后根据计算拉力的功率。
（2）当货物重力为400N时，根据计算出动滑轮的重力。自由端产生的最大拉力等于人的重力，据此根据计算出能拉起货物的最大重力，根据计算拉起货物的最大质量。
23．【答案】（1）解：f=0.1G=0.1×2.5×104N=2.5×103N
W=FS=fs=2.5×103N×10m/s×10s=2.5×105J
（2）解：货车受到的阻力 ；
那么货车的总重力为：G总=；
则货物的重力为：G货=G总-G车=3.6×104N-2.5×104N=1.1×104N。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据f=0.1G计算货车受到的阻力，再根据平衡力的知识f=F计算牵引力，最后根据W=Fs计算牵引力做的功；
（2）首先根据计算货车受到的阻力，再根据G总=计算总重力，最后根据G货=G总-G车计算装置货物的重力。
24．【答案】（1）200N
（2）4500J，450W
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升，对工作台进行受力分析，根据平衡力的知识计算即可；
（2）首先根据s=nh求出拉力移动的距离，利用W=Fs求拉力做功，最后利用功率公式求工人做功功率。
【解答】（1）当工人用300N的力竖直向下拉绳子时，工作台可匀速上升，
根据受力平衡可得：G+G人+G工具=3F，
所以动滑轮和工作台的总重：G=3F-G人-G工具=3×300N-（60kg+10kg）×10N/kg=200N；
（2）工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，上升高度h=6m-1m=5m，
则s=3h=3×5m=15m，
工人拉绳子所做的功：W=F1s=300N×15m=4500J，
拉力的功率：。
25．【答案】（1）1188s
（2）小慈老师和汽车的总重力：G＝mg＝（60kg+2390kg）×10N/kg＝24500N，
汽车对地面的压力等于汽车的总重力，已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则f＝0.02G＝0.02×24500N＝490N，
汽车匀速行驶时受到的牵引力等于阻力，则F＝f＝490N；
电动汽车做功：W′＝Fs＝490N×550000m＝269500000J，
该电动汽车的电动机效率：
【知识点】功的计算公式的应用；能量利用效率；电功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据W=UIt计算锂电池储存的电能，再根据公式计算充电时间。
（2）①首先根据G=m总g计算出车的总重力，再根据f=0.02G计算出受到的阻力，接下来根据二力平衡的知识F=f计算汽车受到的牵引力；
②首先根据W'=Fs计算出电动车做的功，再根据公式 计算电动机效率。
【解答】（1）锂电池充满电储存的能量：W=UIt=550V×150A×3600s=2.97×108J；
理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间为 ：。
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