中考冲刺必刷：功和能
一、选择题
1．（2023·泰州） 如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A．重力势能减小，机械能减小 B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能不变，机械能减小
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度减小，则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，小明的机械能减小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
2．（2022·云南）如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（ ）
A．经过10s建筑材料被提升4m
B．工人对绳子的拉力为300N
C．经过10s工人做的有用功为2280J
D．此过程中该滑轮组的机械效率为90%
【答案】B
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为
经过10s建筑材料被提升
A不符合题意；
B．工人对绳子的拉力为
B符合题意；
C．经过10s工人做的有用功为
C不符合题意；
D．此过程中该滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力，结合绳子股数计算拉力；根据力和距离的乘积计算做功多少；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
3．（2020·重庆B）如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
【答案】C
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
A不符合题意；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为 ，BD不符合题意；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和手机端比值计算功率；有用功和总的比值计算机械效率；
4．（2018·长沙模拟）下列关于功的说法正确的是（ ）
A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时，有力没有距离，推力对汽车不做功，A不符合题意；
B. 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直，所以吊车对重物不做功，B不符合题意；
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时，足球在重力的方向上没有移动距离，所以重力对足球不做功，C不符合题意；
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，杠铃在力的方向上移动了距离，故举重运动员对杠铃做了功，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离.三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直.
5．（2015·福州）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）
A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力等于弹力
【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：
A、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B、由图像可知，小球速度先变大，后变小．小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；
C、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．此过程中小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能变小，故C错误；
D、在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力．开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大．
随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零．小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球速度减小．由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大，故D正确．
故选D．
【分析】由图像可知，小球速度先变大，后变小．弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关．
机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；
在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力．
6．（2017·眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：A、卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故A错误；
B、卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故B错误；
C、卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故C正确；
D、卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故D错误．
故选C．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，势能越大．（3）在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒．
7．（2023·眉山）2023年5月30日9时31分，我国在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F火箭成功发射神舟十六号载人飞船，16时26分飞船与空间站顺利对接，标志中国空间站进入了应用和发展阶段。下列说法中正确的是（ ）
A．火箭升空时机械能守恒
B．空间站由于惯性绕地球运动
C．火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的密度小
D．火箭向下喷火使其升空，是由于力的作用是相互的
【答案】D
【知识点】机械能守恒条件；燃料的热值；力作用的相互性
【解析】【解答】A.火箭升空时，质量不变，速度增大，则动能增大；高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭的机械能增大，故A错误；
B.空间站由于受到地球的吸引力而绕地球运动，故B错误；
C.火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的热值大，故C错误；
D.火箭向下喷火使其升空，喷出的火焰对火箭施加向上的反作用力，是由于力的作用是相互的，故D正确。
故选D。
【分析】（1）分析动能和重力势能的变化即可；
（2）力是改变物体运动状态的原因；
（3）热值是表示燃料燃烧放热本领大小的物理量；
（4）根据力的作用的相互性分析。
8．（2023·成都）2023年5月10日在文昌航天发射场，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空，如图所示。在火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（ ）
A．“天舟六号”货运飞船的重力势能增大
B．“天舟六号”货运飞船的动能保持不变
C．“天舟六号”货运飞船的机械能不变
D．“天舟六号”货运飞船的动能转化为重力势能
【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，货运飞船质量不变，高度增大，则重力势能增大。质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，货运飞船的机械能增大。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能等于动能与重力势能之和。
9．（2023·常德）“低碳出行，骑行天下”，骑行越来越受到人们的青睐。下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是（ ）
A．上坡前加快蹬车是为了增大惯性
B．自行车的刹车把手是一个费力杠杆
C．自行车在水平路面快速行驶过程中，人和重力都做了功
D．自行车轮胎做得凹凸不平是为了增大摩擦
【答案】D
【知识点】惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法；杠杆的分类；是否做功的判断
【解析】【解答】A.上坡前加快蹬车，但是车的质量不变，则惯性不变，故A错误；
B.自行车的刹车把手，转轴为支点，拉线施加阻力，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故B错误；
C.自行车在水平路面快速行驶过程中，重力竖直向下，但是没有在这个方向上通过距离，因此重力不做功，故C错误；
D.自行车轮胎做得凹凸不平是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】（1）惯性大小与质量大小有关；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（4）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度。
10．（2022·眉山）小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
【答案】B
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为
拉力F做功为
故①错误；
②动滑轮的重力为
故②正确；
③拉力F做的额外功为
故③错误；
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为
故④正确，故综上所述，②④正确，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据拉力和距离的乘积计算做功多少；根据物体受到的重力和滑轮组绳子的拉力，可以计算动滑轮的重力；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．（2023·阿坝）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，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
【答案】D
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB.若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；
已知F1=F2，根据W=FS可知，W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式可知，P甲总＜P乙总．故A错误；
CD.已知F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；
甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，
不计绳重及摩擦，根据可知，乙中动滑轮的重力大小，则机械效率更小，故D正确。
故选D。
【分析】（1）（2）根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算出绳子自由端移动的距离，再根据W=Fs比较滑轮组做的总功的大小，根据比较功率的大小；
（3）比较绳子自由端拉力的大小，从而确定省力情况；
（4）根据比较滑轮组机械效率的大小
12．（2023·丹东）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．经过5s，物体被提升1m
B．经过5s，小潘做的有用功为5J
C．小潘对绳子的拉力F大小为4N
D．此过程中该动滑轮的机械效率为80%
【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A.绳子移动的距离s=vt=0.2m/s×5s=1m，则物体上升的高度：，故A错误；
B.做的有用功W有=Gh=8N×0.5m=4J，故B错误；
C.绳子上的拉力：，故C错误；
D.滑轮组做的总功W总=Fs=5N×1m=5J，
则滑轮组的机械效率：，故D正确。
故选D。
【分析】（1）首先根据s=vt计算绳子移动的距离，再根据计算物体上升的高度；
（2）根据W有=Gh计算做的有用功；
（3）根据计算绳子上的拉力；
（4）根据W总=Fs计算滑轮组做的总功，然后根据计算滑轮组的机械效率。
13．（2023·达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（ ）
A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0
B．推力所做的功是2500J
C．斜面的机械效率为80%
D．物体受到斜面的摩擦力为100N
【答案】A
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】物体在斜面上做匀速直线运动，它受到平衡力，即合力为0。它受到沿斜面向上的拉力，向下的摩擦力，斜面对它的支持力和自身的重力，故A错误符合题意；
推力做的总功：W总=Fs=500N×5m=2500J，故B正确不合题意；
推力做的有用功W有=Gh=1000N×2m=2000J；
斜面的机械效率：，
故C正确不合题意；
克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=2500J-2000J=500J；
则摩擦力为：，
故D正确不合题意。
故选A。
【分析】（1）对物体进行受力分析，确定受力的个数，根据物体的运动状态确定合力的数值。
（2）根据W总=Fs计算推力做的总功；
（3）根据W有=Gh计算推力做的有用功，再根据计算斜面的机械效率；
（4）首先根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，然后根据计算摩擦力。
14．（2021·深圳）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，(每个滑轮重相同)使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7W
C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N
【答案】A
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据甲图可知，承担重力的绳子段数为n=3，则绳端移动的距离为：s=nh=3×20cm=60cm，故A正确，C错误；
乙中，自由端移动的距离为：s'=n'h'=2×20cm=40cm；
自由端移动的速度：；
自由端拉力的功率：P'=F'v'=9N×0.2m/s=1.8W，故B错误；
乙中，根据得到：；
解得：G动=1N，故D错误。
故选A。
【分析】（1）根据s=nh计算；
（2）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力的功率；
（3）根据甲图确定承担重力的绳子条数；
（4）根据公式计算出动滑轮的重力。
15．（2020·丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力 ，斜面长 、斜面高 。下列说法正确的是（ ）
A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J
C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5%
【答案】C
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A．克服物体重力做功为
A不符合题意；
B．拉力做的总功为
则额外功为
B不符合题意；
C．由 得，物体受到的摩擦力为
C符合题意；
D．斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体重力和高度计算有用功，利用拉力和斜面长的乘积计算总功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率。
二、填空题
16．（2022·邵阳）我国现代农业已进人信息化和数字化时代，农用机械已能通过北斗导航系统实行精准作业，它们是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。如图，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它具有的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】电磁波；变小
【知识点】机械能及其转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；广播、电视、移动通信、卫星导航系统都是用电磁波传递信息的。
无人机正在喷洒农药，质量逐渐变小，速度不变，动能变小；高度不变，重力势能减小，机械能为动能和势能的和，机械能会减小。
【分析】北斗卫星利用电磁波传递信息；速度和高度一定时，质量减小，物体的动能和重力势能减小，机械能减小。
17．（2023·泸州） 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端点到斜面上点的距离为，点距水平地面高度为。沿斜面向上用的拉力将重为的木块匀速拉到点，用时，则这段过程中拉力做功的功率 ，斜面的机械效率 ，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力 。
【答案】0.32；62.5；0.3
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】根据拉力、距离计算总功W总=Fs=0.8N×0.8m=0.64J，结合时间，计算功率为；斜面上的有用功为W有=Gh=2N×0.2m=0.4J，斜面的机械效率为；斜面的额外功为W额=0.64J-0.4J=0.24J，摩擦力为。
【分析】根据力和距离的乘积计算功；功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值，计算机械效率。
18．（2022·淮安）如图所示，向上用 125N 的拉力，10s 内将重 200N
的物体，匀速提升 2m。此过程中，重物上升的速度为 m/s，拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率是 。
【答案】0.2；500；80%
【知识点】速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】重物上升的速度为
由图可知，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】根据距离和时间的比值， 计算速度；利用力和距离的乘积，计算做功多少；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
19．（2022·郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为 J，水平拉力对物体做功的功率为 W。
【答案】0；20
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。
物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为W=Fs=40N×5m=200J
拉力对物体做功的功率为
【分析】物体受力在力的方向上没有位置变化，力没有做功；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。
20．（2023·巴中）已知木箱重为1000N，在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s，地面对木箱的支持力做功 J，拉力F做功的功率为 W。
【答案】0；150
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】地面对木箱的支持力竖直向上，但是没有在向上的方向上通过距离，因此地面对木箱的支持力做功0J。
木箱受到的摩擦力f=0.3G=0.3×1000N=300N；
木块受到的拉力与摩擦力相互平衡，即二者大小相等，那么F=f=300N；
则拉力的功率P=Fv=300N×0.5m/s=150W。
【分析】根据W=Fs计算对木箱做的功，再根据P=Fv计算拉力的功率。
21．（2023·西藏自治区中考） 2023年5月30日上午9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射。飞船在上升过程中，它的重力势能越来越 ，飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过 传回到地面指挥中心的。
【答案】大；电磁波
【知识点】势能大小的比较；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1）飞船在上升过程中，它的质量不变，高度增大，则飞船重力势能越来越大；
（2）飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过电磁波传回到地面指挥中心的。
【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；
（2）根据电磁波的应用的知识解答。
22．（2024·万江模拟） 如甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F作用，其、的图象分别如乙、丙所示。由图可知，内，物体在做 运动（选填“加速”、“匀速”或“减速”），物体受到的滑动摩擦力为 N；内，推力F做的功是 J。
【答案】加速；6；54
【知识点】摩擦力的大小；功的计算及应用
【解析】【解答】 （1）由图乙、丙可知，9～12s内物体做匀速直线运动，此时摩擦力等于推力等于6N，3～6s内物体做加速直线运动，因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，也是6N；
（2）由图乙可知，9～12s内物体受到的推力为6N，由图丙可知，9～12s内物体的速度为3m/s，
9～12s内物体通过的距离为s=vt=3m/s×（12s-9s）=9m，
9～12s内，推力F做的功是W=Fs=6N×9m=54J。
故答案为：加速；6；54。
【分析】由图中信息可判断0～3s物体静止，3～6s物体做加速运动；6～9s物体做减速运动，9～12s物体做匀速直线运动，从而判断各阶段物体受到的摩擦力；
根据W=Fs计算9～12s内，推力F做的功。
23．（2024·娄星模拟） 小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为 J，拉力F做功的功率为 W。
【答案】3600；100
【知识点】功率的计算；功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】 第1空 ： 对于有用功，因为有用功等于克服重力做的功，即重力乘以物体上升的高度，所以有用功为 1200N×3m=3600J。故该空填“3600”；
第2空 ：对于拉力 F 做功的功率，先计算拉力做的总功，总功等于拉力乘以在斜面上移动的距离，即 500N×9m=4500J，然后根据功率等于功除以时间，可得功率为 4500J÷45s=100W。故该空填“100”；
【分析】计算有用功时，根据有用功的本质是克服重力提升物体做的功，用重力与提升高度相乘可得，即利用物体重力 1200N 乘以高台高度 3m 得出 3600J。计算拉力做功功率时，先算出拉力做的总功为拉力 500N 乘以木板长度 9m 得到 4500J，再用总功除以时间 45s 即可得到功率 100W。
24．（2023·雨花台模拟）如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知匀速吊起600kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，克服摩擦和绳重所做的功占总功的15%。5秒内使物体上升5m，所做有用功是 J，绳端拉力F是 N，拉力F的功率是 W，动滑轮重 N。
【答案】3×104；2500；7500；375
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】 根据重力公式可知，600kg的物体重力为G=mg=600kg×10N/kg=6000N； 滑轮组吊起物体上升5m，根据功的公式，求得滑轮组所做有用功为W有=Gh=6000N×5m=3×104J；
滑轮组的机械效率是80%，根据机械效率公式，可求拉力做功为；由图知，3根绳子承担物重，即n=3，所以绳子被拉出的长度为s=nh=3×5m=15m；根据功的公式，求得滑拉力；
已知用时5s，拉力做功3.75×104J，根据功率的定义式，可求拉力F的功率；
由于滑轮组的机械效率是80%，克服摩擦和绳重所做的功占总功的15%，则克服动滑轮做功占总功的1-80%-15%=5%，所以克服动滑轮做功W动=5%W总=5%×3.75×104J=1875J；根据功的公式，求得动滑轮重。
【分析】已知物体质量，根据重力公式，可求其重力；已知物体重力及上升高度，根据功的公式，可求滑轮组有用功；已知机械效率、克服摩擦和绳重所做功的占比、有用功，根据效率公式，可求总功和克服动滑轮重力做功；已知功、距离、时间，根据功的公式和功率公式，可求功率以及力的大小。
25．（2023·庆云模拟）如图，用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J，拉力F做功的功率是 W。
【答案】A；300；120
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，那么绳子自由端移动的距离s=3h，即相同时间内，自由端经过的距离是物体升高高度的2倍，则反映绳子自由端运动的图形是A；
（2）根据图像可知，3s内物体上升的距离为1.5m，则对物体做的有用功：W有=Gh=200N×1.5m=300J；
（3）根据乙图可知，绳子自由端的速度：，
那么拉力的功率：P=Fv=80N×1.5m/s=120W。
【分析】（1）根据s=nh比较绳子自由端移动距离和物体上升距离的大小即可；
（2）根据图像确定物体在3s内经过的距离，再根据W有=Gh计算对物体做的有用功；
（3）根据图像计算出拉力F的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
三、作图题
26．（2023·桂林模拟）如图所示，小球从a点由静止释放，请将小球动能最大的位置涂黑。
【答案】解：如图所示：
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】从a点摆至b点的过程中，铁球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，在此过程中重力势能转化为动能；从b点摆至c、d点的过程中，铁球的质量不变、高度增大、速度减小，则铁球的重力势能增大、动能减小，所以动能最大的点在b点，如图所示：
【分析】从最高点下降到最低点时，质量不变、高度减小、速度增大，动能增大。
27．（2024·贵州模拟）如图为小刚同学用手击飞排球到落地的过程，请画出排球离开手后在空中运行直到落地时其重力势能随时间变化的关系图象。设排球刚离开手时重力势能为
【答案】
【知识点】势能大小的比较；探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】重力势能 排球刚离开手时重力势能为E0，高度升高重力势能增大，到最高点后开始下落，重力势能减小直到为0。
【分析】 当排球飞出手后， 在排球下落的过程中，它的高度逐渐降低，根据重力势能的定义，物体的重力势能与它的高度成正比。因此，排球的重力势能会逐渐减小。具体来说，当排球出手时，它具有一定的重力势能，随着它下落，高度逐渐降低，重力势能逐渐转化为动能。当排球落地时，它的高度最低，重力势能最小。
四、实验探究题
28．（2023广西·中考真题）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 ；
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 ，钢球的动能就越 ；
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做匀速直线运动。
【答案】（1）动能
（2）多；大
（3）阻
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为动能。
（2）木块被撞击的越远，说明对木块做功越多。同时也证明钢球的动能越大。
（3）木块受到阻力才慢慢停下。
【分析】（1）从高处下落，重力势能转化为动能。
（2）通过木块被撞击的远近来判断动能的大小。
（3）物体在力的作用下，运动状态发生改变，木块停下来，是因为受到阻力的作用。
29．（2022·武威）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
【答案】（1）质量
（2）木块移动的距离；转换法
（3）速度
（4）匀速
（5）相同；错误
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
【分析】（1）不同物体从相同高度下落时，到达水平面时的速度相同，说明物体下落的速度和质量无关；
（2）通过运动的物体推动木块的距离可以反应动能的大小；利用了的方法是转换法；
（3）当质量相同时，速度变大，动能越大；
（4）运动的物体若不受力的作用，做匀速直线运动；
（5）弹簧的形变程度相同时，具有的弹性势能相等，转化的动能是相同的。
30．（2021·荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角 之间满足公式 ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数字）
【答案】（1）100J
（2）40
（3）3.33
【知识点】动能和势能的概念；动能大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）足球的射程是
（3）若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为 m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是 。
【分析】（1）根据物体的质量计算重力，力和距离的乘积计算做功多少，利用机械能和重力势能的差计算动能的大小；
（2）根据射程与速度、抛射角的关系，结合速度和角度，计算射程；
（3）根据物体的质量和速度计算动能的大小，利用机械能和动能计算重力势能的大小；利用重力势能和物体的质量，可以计算高度。
31．（2018·广东模拟）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mBhB)，推动小木块运动一段距离后静止.请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度 .小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患 .用来研究超载安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较.
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较.
【答案】（1）相等；越大；甲；丙
（2）甲；乙
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】（1）小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等；实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小，在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，安全隐患越大；超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量不同的甲和丙小球进行实验；
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，应选择质量相等，且到达水平面速度不同的甲与乙小球来研究超速安全隐患。
故答案为：（1）相等；越大；甲；丙；（2）甲；乙.
【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明的动能大这是一种转换的方法．
五、计算题
32．（2023·威海）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t，轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。（g=10N/kg）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
【答案】（1）解：小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
答：小轿车静止时对沙滩的压强是；
（2）解：如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
答：小轿车被匀速拉动通过的路程是；小轿车受到的拉力做功的功率是。
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）首先根据 计算车对沙滩的压力，再根据 计算车对沙滩的压强；
（2）根据乙图确定轿车被匀速拉动的速度和时间，根据s1=vt计算被拉动的路程，再根据s2=ns1计算车自由端移动的距离，根据 计算拉力做的总功，根据 计算拉力做的有用功，最后根据 计算拉力做功的功率。
33．（2023·眉山）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力，动滑轮重力。在工人用力作用下，重物匀速上升，达到规定高度处。不计绳重和机械之间的摩擦。求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是多少？
【答案】（1）解：承担物重的动滑轮上绳子的段数，不计绳重和机械之间的摩擦，拉力
拉力移动距离
拉力做功
拉力做功的功率
答：拉力做功的功率240W；
（2）解：滑轮组的有用功
机械效率
答：滑轮组的机械效率83.3％；
（3）解：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则
解得该重物的重力是。
答：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是1800N。
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据 计算绳子的拉力；再根据s=nh计算绳子移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据 计算拉力的功率。
（2）根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，然后根据 计算滑轮组的机械效率。
（3）根据公式 计算机械效率为90%时物体的重力。
34．（2023·山西）图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg）
（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度；
（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功；
（3）小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。
【答案】（1）小伟热身运动所用的时间
小伟热身运动的平均速度
（2）小伟所受的重力
小伟完成1次引体向上克服重力做的功
（3）小伟双脚鞋底与地面的接触面积约
小伟双脚站立时对水平地面的压力
小伟双脚站立时对水平地面的压强
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算平均速度；
（2）首先根据G=mg计算小伟受到的重力，再根据W=Gh计算克服重力做的功；
（3）首先根据F=G计算站立时对地面的压力，再根据 计算站立时对水平地面的压强。
六、科普阅读题
35．（2024·珠海模拟）阅读短文，回答问题。
隐形飞机一一第五代战斗机“歼一20”2021年8月9日，“西部 联合一2021”演习中，中方数架最先进的隐形战机“歼一20”（如图甲）亮相开幕式现场，这也是该型战机首次参与联合演习。
“歼一20”作为我国自主研制的第五代战斗机，融合了全球多种优秀战斗机的优点，具备很强的隐形性、机动性等性能。“歼一20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率。“歼-20”配备了大功率雷达，可发射电磁波对目标进行照射并接收回波，由此获得目标的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息；为解决雷达的散热问题，还采用了新一代液体冷却系统。该战机最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为10t，航行时所受阻力与速度的关系如下表。（已知“歼一20”发动机的效率是40%，航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10N/kg）
0.3×104
速度v/（m·s-1） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
战机利用测距传感器来判断离地高度，某测跑传感器的阻值R与离地高度的关系如图乙所示，图丙是离地高度的检测电路，其采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），R0是定值电阻，电路中高度表续实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大。
（1）“歼一20”战机表面能 （选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；战机在起飞过程中机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）下列说法中不正确的是____（填字母）
A．战机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B．为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂
C．当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用
（3）当战机以400 m/s的速度巡航时，发动机的输出功率为 kW。若战机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航，则战机的最大航程约为 km。（结果保留2位有效数）
（4）如图丙所示，高度表应安装在 （选填“1”“2”或“3”）位置，该高度表的示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】（1）吸收；变大
（2）C
（3）1.92×104；2.67×103
（4）3；不均匀
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）“歼-20"战机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；
机械能与质量、速度、高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，机械能变大。
（2）A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力，故A正确；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多，所以为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂，故B正确；
C.当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，运动状态不断改变，受到非平衡力的作用，故C错误。
故选：C。
（3）战机以400m/s的速度巡航时，由二力平衡得f=F，根据得发动机的输出功率为：
P1=f1v1=4.8x104Nx400m/s=1.92×107W=1.92×104kW。
若战机油箱中加满燃油，此燃油完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=10×103 kgx5×107J/kg=5x1011J
战机发动机做的有用功为：
W有=ηQ放=40%x5x1011J=2×1011 J
以500m/s的速度巡航，则战机的阻力7.5×104N；根据W=Fs公式 得此时战机巡航的航程：
（4）根据电路图丙和图乙分析可知：高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联，所以高度表应安装在3位置；
根据欧姆定律和串联电路的特点得电路的电流：，
此时R1两端的电压为：U1=IR1=UR0+R1R1=UR0R1+1=UR0b+kh+1，可见电压与高度h不是一次函数关系，所以该表的刻度不均匀。
【分析】（1） 隐形战机可以吸收部分电磁波，从而实现电磁隐身；机械能与质量、速度和高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，据此分析。
(2)A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多；
C、战机在滚装时运动状态改变，受到的力不平衡。
(3)根据计算发动机的输出功率；
根据Q=mq算出燃油完全燃烧放出的热量，由效率公式算战机发动机做的有用功，根据功的公式W=Fs算出战机的最大航程。
(4)根据欧姆定律和电路的组成进行分析。高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联；推导出U1与h的函数关系式，据此分析。
1 / 1中考冲刺必刷：功和能
一、选择题
1．（2023·泰州） 如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（ ）
A．重力势能减小，机械能减小 B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大 D．重力势能不变，机械能减小
2．（2022·云南）如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，则（ ）
A．经过10s建筑材料被提升4m
B．工人对绳子的拉力为300N
C．经过10s工人做的有用功为2280J
D．此过程中该滑轮组的机械效率为90%
3．（2020·重庆B）如图所示，是某建筑工地使用的一种起重机的滑轮组。一次提升货物A的质量为2.7×103kg，30s内货物A被匀速提升了3m，动滑轮的重力3×103N(不计起重机钢绳重和一切摩擦)。下列分析中正确的是（ ）
A．钢绳自由端的移动速度为0.1m/s
B．拉力F的功率为1.5×103W
C．滑轮组的机械效率为90%
D．钢绳的拉力F的大小为1.0×104N
4．（2018·长沙模拟）下列关于功的说法正确的是（ ）
A．小明用力推发生故障的汽车而未推动时，推力对汽车做了功
B．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，吊车的拉力对重物做了功
C．足球在水平地面上滚动一段距离时，重力对足球做了功
D．举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，举重运动员对杠铃做了功
5．（2015·福州）如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度△l之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球（ ）
A．受到的弹力始终不变 B．运动过程动能一直增大
C．运动过程机械能不变 D．在b点时重力等于弹力
6．（2017·眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
7．（2023·眉山）2023年5月30日9时31分，我国在酒泉卫星发射中心，利用长征二号F火箭成功发射神舟十六号载人飞船，16时26分飞船与空间站顺利对接，标志中国空间站进入了应用和发展阶段。下列说法中正确的是（ ）
A．火箭升空时机械能守恒
B．空间站由于惯性绕地球运动
C．火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的密度小
D．火箭向下喷火使其升空，是由于力的作用是相互的
8．（2023·成都）2023年5月10日在文昌航天发射场，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空，如图所示。在火箭加速升空过程中，下列说法正确的是（ ）
A．“天舟六号”货运飞船的重力势能增大
B．“天舟六号”货运飞船的动能保持不变
C．“天舟六号”货运飞船的机械能不变
D．“天舟六号”货运飞船的动能转化为重力势能
9．（2023·常德）“低碳出行，骑行天下”，骑行越来越受到人们的青睐。下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是（ ）
A．上坡前加快蹬车是为了增大惯性
B．自行车的刹车把手是一个费力杠杆
C．自行车在水平路面快速行驶过程中，人和重力都做了功
D．自行车轮胎做得凹凸不平是为了增大摩擦
10．（2022·眉山）小摩同学家里正在修建楼房，他通过调查了解到工人利用如图的装置，将重力为900N的物体匀速提升了6m，工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是（ ）
①拉力F做功为2850J
②动滑轮的重力为50N
③拉力F做的额外功为600J
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为95%。
A．①③ B．②④ C．①② D．③④
11．（2023·阿坝）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度，F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．乙滑轮组更省力，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．（2023·丹东）如图所示，小潘用动滑轮将重为8N的物体匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.2m/s，动滑轮的重力为2N，忽略绳重和摩擦。下列说法正确的是（ ）
A．经过5s，物体被提升1m
B．经过5s，小潘做的有用功为5J
C．小潘对绳子的拉力F大小为4N
D．此过程中该动滑轮的机械效率为80%
13．（2023·达州）搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢，常使用如图所示的装置把物体从斜面底端匀速推上顶端，已知斜面长5m，高2m，物体重1000N，沿斜面向上的推力为500N，则下列判定不正确的是（ ）
A．物体在斜面上运动的过程中受3个力的作用，合力为0
B．推力所做的功是2500J
C．斜面的机械效率为80%
D．物体受到斜面的摩擦力为100N
14．（2021·深圳）如图，两个滑轮组，提升一个重为17N的物体A，(每个滑轮重相同)使物体A在2s内拉升了20cm，拉力如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．甲中，绳端移动的距离为60cm B．乙中，拉力的功率为1.7W
C．甲中，动滑轮由两根绳子吊着 D．乙中，动滑轮的重力为2N
15．（2020·丹东）如图，在斜面上将一个重为15N的物体匀速从斜面底端拉到顶端，沿斜面向上的拉力 ，斜面长 、斜面高 。下列说法正确的是（ ）
A．克服物体重力做功7.2J B．额外功为1.8J
C．物体受到的摩擦力为2.25N D．斜面的机械效率为37.5%
二、填空题
16．（2022·邵阳）我国现代农业已进人信息化和数字化时代，农用机械已能通过北斗导航系统实行精准作业，它们是利用 （选填“超声波”或“电磁波”）来传递信息的。如图，水平匀速飞行的无人机正在喷洒农药，在此过程中，它具有的机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．（2023·泸州） 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端点到斜面上点的距离为，点距水平地面高度为。沿斜面向上用的拉力将重为的木块匀速拉到点，用时，则这段过程中拉力做功的功率 ，斜面的机械效率 ，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力 。
18．（2022·淮安）如图所示，向上用 125N 的拉力，10s 内将重 200N
的物体，匀速提升 2m。此过程中，重物上升的速度为 m/s，拉力做的功为 J，动滑轮的机械效率是 。
19．（2022·郴州）用40N水平拉力拉着重为100N的物体，在10s内由静止开始沿水平直线移动了5m。此过程中，重力对物体做的功为 J，水平拉力对物体做功的功率为 W。
20．（2023·巴中）已知木箱重为1000N，在水平拉力F的作用下向右以0.5m/s的速度做匀速直线运动，地面对木箱的摩擦力为重力的0.3倍。经过5s，地面对木箱的支持力做功 J，拉力F做功的功率为 W。
21．（2023·西藏自治区中考） 2023年5月30日上午9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭成功发射。飞船在上升过程中，它的重力势能越来越 ，飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过 传回到地面指挥中心的。
22．（2024·万江模拟） 如甲所示，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F作用，其、的图象分别如乙、丙所示。由图可知，内，物体在做 运动（选填“加速”、“匀速”或“减速”），物体受到的滑动摩擦力为 N；内，推力F做的功是 J。
23．（2024·娄星模拟） 小聪利用一长木板在地面和高台处搭建一个斜面，如图所示，高台高为3m，长木板长9m。小聪用大小为500N的拉力F将重为1200N的物体从地面拉上高台，用时45s。则小聪所做的有用功为 J，拉力F做功的功率为 W。
24．（2023·雨花台模拟）如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组。已知匀速吊起600kg的物体时，滑轮组的机械效率是80%，克服摩擦和绳重所做的功占总功的15%。5秒内使物体上升5m，所做有用功是 J，绳端拉力F是 N，拉力F的功率是 W，动滑轮重 N。
25．（2023·庆云模拟）如图，用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是 （选填“A”或“B”），3s内对物体做的有用功为 J，拉力F做功的功率是 W。
三、作图题
26．（2023·桂林模拟）如图所示，小球从a点由静止释放，请将小球动能最大的位置涂黑。
27．（2024·贵州模拟）如图为小刚同学用手击飞排球到落地的过程，请画出排球离开手后在空中运行直到落地时其重力势能随时间变化的关系图象。设排球刚离开手时重力势能为
四、实验探究题
28．（2023广西·中考真题）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，将静止在水平面上的木块撞出一段距离，如图所示：
（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为 ；
（2）实验表明，钢球质量越大，将木块撞得越远，对木块做功越 ，钢球的动能就越 ；
（3）在水平面上，被撞出的木块由于受到 力的作用而停下。假如水平面光滑且足够长，它将做匀速直线运动。
29．（2022·武威）如图所示，摆线的长度L相同，小球A、B的质量mA＜mB，悬线与竖直方向之间的夹角θ1＜θ2。
（1）图甲、乙中，同时由静止释放A、B两球，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的 无关；
（2）小强设计用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。小球按图示位置由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，恰好与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止，本实验中通过比较 反映小球撞击木块C前的动能大小，这种研究方法叫 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）根据乙、丙所示的探究过程，他观察到图丙中木块C撞得更远，可得出结论：小球的动能大小与 有关（选填“速度”、“高度”或“质量”）；
（4）若水平面绝对光滑且足够长，木块C被撞击后，它将做 直线运动（选填“减速”、“匀速”或”“加速”）；
（5）在探究小球动能与质量的关系时，有同学提议可以在水平面桌面上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块，撞击木块时小球的动能 （选填“相等”或“不相等”），该方案 （选填“正确”或“错误”）。
30．（2021·荆州）体育课上，小明在同一位置用相同的力多次将足球踢出，发现足球斜向上飞出的角度越大，球运动得越高，但并不能运动得越远。小明查阅资料后知道：足球所做的运动叫做斜抛运动，其运动轨迹如图所示。足球起始运动方向与水平方向的夹角叫做推射角，抛出点到落地点的水平距离叫做射程，射程与抛出速度和抛射角的大小有关。若物体的动能大小EK= mv2，重力势能大小Ep=mgh不计空气阻力，g=10N/kg，则：
（1）若将质量为0.4kg足球从地面踢出时，具有的动能是120J，踢出后能达至的最大高度是5m，则足球在最高点时具有的动能是 ；
（2）若足球的射程x与抛出速度、抛射角 之间满足公式 ，当足球以20m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，足球的射程是 ；
（3）足球运动的速度v可以分解成水平速度vx和竖直速度vy，三者可构成如图所示的矩形。足球在空中飞行时，水平速度保持不变，竖直速度先减小后增大。若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，此时足球距地面的高度是 m。（小数点后保留2位数字）
31．（2018·广东模拟）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小谢同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下(mA=mBhB)，推动小木块运动一段距离后静止.请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答以下问题：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度 .小球推动小木块运动的距离越大，安全隐患 .用来研究超载安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较.
（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择 、 两个图所示实验进行比较.
五、计算题
32．（2023·威海）五一假期，小明和爸爸自驾到海边游玩，小轿车不慎陷入水平沙滩无法行驶，请来救援车帮忙，如图甲所示，救援车固定不动，利用绞盘、绳子、轻质滑轮将车拉出沙滩。若小轿车的质量为1.2t，轮胎底部与沙滩接触的总面积为0.2m2，整个拉动过程中小轿车移动的速度随时间变化的图象如图乙所示，其中小轿车被匀速拉动时绞盘的拉力F恒为2×103N。（g=10N/kg）求：
（1）小轿车静止时对沙滩的压强是多少？
（2）小轿车被匀速拉动通过的路程是多少？在此过程中滑轮的机械效率为90%，则小轿车受到的拉力做功的功率是多少？（滑轮轮轴处摩擦不可忽略）
33．（2023·眉山）如图所示，工人用滑轮组提升重物，已知重物重力，动滑轮重力。在工人用力作用下，重物匀速上升，达到规定高度处。不计绳重和机械之间的摩擦。求：
（1）拉力做功的功率；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是多少？
34．（2023·山西）图是小伟同学在单杠上做引体向上时的情景，每次引体向上身体上升的高度为0.6m，求解下列问题。（小伟的质量为50kg，g取10N/kg）
（1）引体向上前小伟先进行了热身训练，他绕操场跑了600m用时5分钟，他热身运动的平均速度；
（2）小伟完成1次引体向上克服重力做的功；
（3）小伟做完引体向上运动后，双脚稳稳地站在水平地面上，请你估算他此时对地面的压强。
六、科普阅读题
35．（2024·珠海模拟）阅读短文，回答问题。
隐形飞机一一第五代战斗机“歼一20”2021年8月9日，“西部 联合一2021”演习中，中方数架最先进的隐形战机“歼一20”（如图甲）亮相开幕式现场，这也是该型战机首次参与联合演习。
“歼一20”作为我国自主研制的第五代战斗机，融合了全球多种优秀战斗机的优点，具备很强的隐形性、机动性等性能。“歼一20”表面平滑，机翼的外形做成流线型，它拥有良好的大仰角升力特性，较大的瞬时攻角与滚转率。“歼-20”配备了大功率雷达，可发射电磁波对目标进行照射并接收回波，由此获得目标的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息；为解决雷达的散热问题，还采用了新一代液体冷却系统。该战机最大航行速度达2.5倍声速，最大载油量为10t，航行时所受阻力与速度的关系如下表。（已知“歼一20”发动机的效率是40%，航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10N/kg）
0.3×104
速度v/（m·s-1） 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
战机利用测距传感器来判断离地高度，某测跑传感器的阻值R与离地高度的关系如图乙所示，图丙是离地高度的检测电路，其采用了“稳流电源”（电源输出的电流恒定），R0是定值电阻，电路中高度表续实质是电流表或电压表）的示数能随飞行高度的增大而增大。
（1）“歼一20”战机表面能 （选填“反射”或“吸收”）对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；战机在起飞过程中机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
（2）下列说法中不正确的是____（填字母）
A．战机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B．为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂
C．当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，受到平衡力的作用
（3）当战机以400 m/s的速度巡航时，发动机的输出功率为 kW。若战机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航，则战机的最大航程约为 km。（结果保留2位有效数）
（4）如图丙所示，高度表应安装在 （选填“1”“2”或“3”）位置，该高度表的示数刻度 （选填“均匀”或“不均匀”）。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；质量不变，高度减小，则重力势能减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知，小明的机械能减小，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能=动能+重力势能。
2．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A．两根绳子分担动滑轮重，故建筑材料移动的速度为
经过10s建筑材料被提升
A不符合题意；
B．工人对绳子的拉力为
B符合题意；
C．经过10s工人做的有用功为
C不符合题意；
D．此过程中该滑轮组的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据物体的重力和动滑轮的重力，结合绳子股数计算拉力；根据力和距离的乘积计算做功多少；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
3．【答案】C
【知识点】功率的计算；速度公式及其应用；机械效率的计算
【解析】【解答】A．由图可知，承担物重的绳子段数 ，绳子移动距离
绳子自由端移动速度
A不符合题意；
BD．货物A的重力为
钢绳的拉力F的大小是
拉力F做功
拉力F的功率为 ，BD不符合题意；
C．滑轮组做的有用功是
滑轮组的机械效率为 ，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据路程和时间的比值计算速度，结合绳子股数计算拉力的速度；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功，拉力和移动的距离的乘积计算总功，功和手机端比值计算功率；有用功和总的比值计算机械效率；
4．【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】A. 小明用力推发生故障的汽车而未推动时，有力没有距离，推力对汽车不做功，A不符合题意；
B. 吊车吊着重物使其沿水平方向匀速移动过程中，吊车的拉力与物体通过距离的方向垂直，所以吊车对重物不做功，B不符合题意；
C. 足球在水平地面上滚动一段距离时，足球在重力的方向上没有移动距离，所以重力对足球不做功，C不符合题意；
D. 举重运动员从地面将杠铃举起的过程中，杠铃在力的方向上移动了距离，故举重运动员对杠铃做了功，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二 是物体在力的方向上通过的距离.三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直.
5．【答案】D
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：
A、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，弹簧形变程度逐渐变大，所以小球受到弹力也逐渐变大，故A错误；
B、由图像可知，小球速度先变大，后变小．小球质量不变，所以小球动能先变大，后变小，故B错误；
C、小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．此过程中小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能变小，故C错误；
D、在小球向下运动过程中，受竖直向上的弹簧的弹力，竖直向下的重力．开始时，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大．
随弹簧压缩量的增大，弹力越来越大，当弹力与重力相等时，两力是一对平衡力，合力为零．小球再向下运动，弹力大于重力，合力向上，小球速度减小．由此可见，当重力G与弹力F是一对平衡力时，小球速度最大，故D正确．
故选D．
【分析】由图像可知，小球速度先变大，后变小．弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关．
机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；
在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力．
6．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】解：A、卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故A错误；
B、卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故B错误；
C、卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故C正确；
D、卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒．故D错误．
故选C．
【分析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．（2）势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，势能越大．（3）在大气层外，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒．
7．【答案】D
【知识点】机械能守恒条件；燃料的热值；力作用的相互性
【解析】【解答】A.火箭升空时，质量不变，速度增大，则动能增大；高度增大，则重力势能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，火箭的机械能增大，故A错误；
B.空间站由于受到地球的吸引力而绕地球运动，故B错误；
C.火箭利用液态氢做燃料，是因为液态氢的热值大，故C错误；
D.火箭向下喷火使其升空，喷出的火焰对火箭施加向上的反作用力，是由于力的作用是相互的，故D正确。
故选D。
【分析】（1）分析动能和重力势能的变化即可；
（2）力是改变物体运动状态的原因；
（3）热值是表示燃料燃烧放热本领大小的物理量；
（4）根据力的作用的相互性分析。
8．【答案】A
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，货运飞船质量不变，高度增大，则重力势能增大。质量不变，速度增大，则动能增大。根据“机械能=动能+重力势能”可知，货运飞船的机械能增大。
故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
【分析】动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，而机械能等于动能与重力势能之和。
9．【答案】D
【知识点】惯性及其现象；增大或减小摩擦的方法；杠杆的分类；是否做功的判断
【解析】【解答】A.上坡前加快蹬车，但是车的质量不变，则惯性不变，故A错误；
B.自行车的刹车把手，转轴为支点，拉线施加阻力，动力作用在手柄上，此时动力臂大于阻力臂，相当于省力杠杆，故B错误；
C.自行车在水平路面快速行驶过程中，重力竖直向下，但是没有在这个方向上通过距离，因此重力不做功，故C错误；
D.自行车轮胎做得凹凸不平是通过增大接触面粗糙程度的方式增大摩擦，故D正确。
故选D。
【分析】（1）惯性大小与质量大小有关；
（2）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（3）做功的要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离；
（4）增大摩擦力的方法：①增大压力；②增大接触面的粗糙程度。
10．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】①如图所示，一共有两段绳子分担动滑轮重，故绳子自由端移动的距离为
拉力F做功为
故①错误；
②动滑轮的重力为
故②正确；
③拉力F做的额外功为
故③错误；
④如用该装置匀速提升重力为950N的物体，则该滑轮组的机械效率为
故④正确，故综上所述，②④正确，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据拉力和距离的乘积计算做功多少；根据物体受到的重力和滑轮组绳子的拉力，可以计算动滑轮的重力；根据物体的重力和高度的乘积计算有用功；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
11．【答案】D
【知识点】功率的计算；动滑轮拉力的计算；滑轮（组）的机械效率
【解析】【解答】由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB.若重物上升高度为h，则两滑轮组中绳端移动的距离分别为：s甲=3h，s乙=4h；
已知F1=F2，根据W=FS可知，W甲总＜W乙总，故B错误；
已知时间相同，由公式可知，P甲总＜P乙总．故A错误；
CD.已知F1=F2，所以省力情况相同，故C错误；
甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，
不计绳重及摩擦，根据可知，乙中动滑轮的重力大小，则机械效率更小，故D正确。
故选D。
【分析】（1）（2）根据图片确定承担重力的绳子段数n，根据s=nh计算出绳子自由端移动的距离，再根据W=Fs比较滑轮组做的总功的大小，根据比较功率的大小；
（3）比较绳子自由端拉力的大小，从而确定省力情况；
（4）根据比较滑轮组机械效率的大小
12．【答案】D
【知识点】动滑轮拉力的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】A.绳子移动的距离s=vt=0.2m/s×5s=1m，则物体上升的高度：，故A错误；
B.做的有用功W有=Gh=8N×0.5m=4J，故B错误；
C.绳子上的拉力：，故C错误；
D.滑轮组做的总功W总=Fs=5N×1m=5J，
则滑轮组的机械效率：，故D正确。
故选D。
【分析】（1）首先根据s=vt计算绳子移动的距离，再根据计算物体上升的高度；
（2）根据W有=Gh计算做的有用功；
（3）根据计算绳子上的拉力；
（4）根据W总=Fs计算滑轮组做的总功，然后根据计算滑轮组的机械效率。
13．【答案】A
【知识点】机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】物体在斜面上做匀速直线运动，它受到平衡力，即合力为0。它受到沿斜面向上的拉力，向下的摩擦力，斜面对它的支持力和自身的重力，故A错误符合题意；
推力做的总功：W总=Fs=500N×5m=2500J，故B正确不合题意；
推力做的有用功W有=Gh=1000N×2m=2000J；
斜面的机械效率：，
故C正确不合题意；
克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=2500J-2000J=500J；
则摩擦力为：，
故D正确不合题意。
故选A。
【分析】（1）对物体进行受力分析，确定受力的个数，根据物体的运动状态确定合力的数值。
（2）根据W总=Fs计算推力做的总功；
（3）根据W有=Gh计算推力做的有用功，再根据计算斜面的机械效率；
（4）首先根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的额外功，然后根据计算摩擦力。
14．【答案】A
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据甲图可知，承担重力的绳子段数为n=3，则绳端移动的距离为：s=nh=3×20cm=60cm，故A正确，C错误；
乙中，自由端移动的距离为：s'=n'h'=2×20cm=40cm；
自由端移动的速度：；
自由端拉力的功率：P'=F'v'=9N×0.2m/s=1.8W，故B错误；
乙中，根据得到：；
解得：G动=1N，故D错误。
故选A。
【分析】（1）根据s=nh计算；
（2）首先根据s=nh计算出自由端移动的距离，再根据计算出自由端移动的速度，最后根据P=Fv计算出拉力的功率；
（3）根据甲图确定承担重力的绳子条数；
（4）根据公式计算出动滑轮的重力。
15．【答案】C
【知识点】斜面的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】A．克服物体重力做功为
A不符合题意；
B．拉力做的总功为
则额外功为
B不符合题意；
C．由 得，物体受到的摩擦力为
C符合题意；
D．斜面的机械效率为
D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物体重力和高度计算有用功，利用拉力和斜面长的乘积计算总功，总功和有用功的差计算额外功，有用功和总功的比值计算机械效率。
16．【答案】电磁波；变小
【知识点】机械能及其转化；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】电磁波的传播不需要介质，电磁波可以在固体、液体、气体中传播，也可以在真空中传播；广播、电视、移动通信、卫星导航系统都是用电磁波传递信息的。
无人机正在喷洒农药，质量逐渐变小，速度不变，动能变小；高度不变，重力势能减小，机械能为动能和势能的和，机械能会减小。
【分析】北斗卫星利用电磁波传递信息；速度和高度一定时，质量减小，物体的动能和重力势能减小，机械能减小。
17．【答案】0.32；62.5；0.3
【知识点】功率的计算；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】根据拉力、距离计算总功W总=Fs=0.8N×0.8m=0.64J，结合时间，计算功率为；斜面上的有用功为W有=Gh=2N×0.2m=0.4J，斜面的机械效率为；斜面的额外功为W额=0.64J-0.4J=0.24J，摩擦力为。
【分析】根据力和距离的乘积计算功；功和时间的比值，计算功率；有用功和总功的比值，计算机械效率。
18．【答案】0.2；500；80%
【知识点】速度公式及其应用；机械效率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】重物上升的速度为
由图可知，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
拉力做的有用功为
滑轮组的机械效率为
【分析】根据距离和时间的比值， 计算速度；利用力和距离的乘积，计算做功多少；有用功和总功的比值， 计算机械效率。
19．【答案】0；20
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】做功的两个要素是：一是要有作用在物体上的力；二是物体沿受力方向移动一段距离。物体受到的重力方向竖直向下，而物体是沿水平方向运动，所以重力没有做功。
物体受到的水平拉力F=40N，沿水平直线移动了5m，所以拉力对物体做的功为W=Fs=40N×5m=200J
拉力对物体做功的功率为
【分析】物体受力在力的方向上没有位置变化，力没有做功；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。
20．【答案】0；150
【知识点】功率的计算；功的计算及应用
【解析】【解答】地面对木箱的支持力竖直向上，但是没有在向上的方向上通过距离，因此地面对木箱的支持力做功0J。
木箱受到的摩擦力f=0.3G=0.3×1000N=300N；
木块受到的拉力与摩擦力相互平衡，即二者大小相等，那么F=f=300N；
则拉力的功率P=Fv=300N×0.5m/s=150W。
【分析】根据W=Fs计算对木箱做的功，再根据P=Fv计算拉力的功率。
21．【答案】大；电磁波
【知识点】势能大小的比较；电磁波在日常生活中的应用
【解析】【解答】（1）飞船在上升过程中，它的质量不变，高度增大，则飞船重力势能越来越大；
（2）飞船进入预定轨道后航天员的画面信息是通过电磁波传回到地面指挥中心的。
【分析】（1）重力势能与质量和高度有关；
（2）根据电磁波的应用的知识解答。
22．【答案】加速；6；54
【知识点】摩擦力的大小；功的计算及应用
【解析】【解答】 （1）由图乙、丙可知，9～12s内物体做匀速直线运动，此时摩擦力等于推力等于6N，3～6s内物体做加速直线运动，因为物体对水平地面的压力和水平面的粗糙程度不变，故摩擦力不变，也是6N；
（2）由图乙可知，9～12s内物体受到的推力为6N，由图丙可知，9～12s内物体的速度为3m/s，
9～12s内物体通过的距离为s=vt=3m/s×（12s-9s）=9m，
9～12s内，推力F做的功是W=Fs=6N×9m=54J。
故答案为：加速；6；54。
【分析】由图中信息可判断0～3s物体静止，3～6s物体做加速运动；6～9s物体做减速运动，9～12s物体做匀速直线运动，从而判断各阶段物体受到的摩擦力；
根据W=Fs计算9～12s内，推力F做的功。
23．【答案】3600；100
【知识点】功率的计算；功率计算公式的应用；功的计算及应用
【解析】【解答】 第1空 ： 对于有用功，因为有用功等于克服重力做的功，即重力乘以物体上升的高度，所以有用功为 1200N×3m=3600J。故该空填“3600”；
第2空 ：对于拉力 F 做功的功率，先计算拉力做的总功，总功等于拉力乘以在斜面上移动的距离，即 500N×9m=4500J，然后根据功率等于功除以时间，可得功率为 4500J÷45s=100W。故该空填“100”；
【分析】计算有用功时，根据有用功的本质是克服重力提升物体做的功，用重力与提升高度相乘可得，即利用物体重力 1200N 乘以高台高度 3m 得出 3600J。计算拉力做功功率时，先算出拉力做的总功为拉力 500N 乘以木板长度 9m 得到 4500J，再用总功除以时间 45s 即可得到功率 100W。
24．【答案】3×104；2500；7500；375
【知识点】功率的计算；滑轮（组）的机械效率；功的计算及应用；有用功和额外功
【解析】【解答】 根据重力公式可知，600kg的物体重力为G=mg=600kg×10N/kg=6000N； 滑轮组吊起物体上升5m，根据功的公式，求得滑轮组所做有用功为W有=Gh=6000N×5m=3×104J；
滑轮组的机械效率是80%，根据机械效率公式，可求拉力做功为；由图知，3根绳子承担物重，即n=3，所以绳子被拉出的长度为s=nh=3×5m=15m；根据功的公式，求得滑拉力；
已知用时5s，拉力做功3.75×104J，根据功率的定义式，可求拉力F的功率；
由于滑轮组的机械效率是80%，克服摩擦和绳重所做的功占总功的15%，则克服动滑轮做功占总功的1-80%-15%=5%，所以克服动滑轮做功W动=5%W总=5%×3.75×104J=1875J；根据功的公式，求得动滑轮重。
【分析】已知物体质量，根据重力公式，可求其重力；已知物体重力及上升高度，根据功的公式，可求滑轮组有用功；已知机械效率、克服摩擦和绳重所做功的占比、有用功，根据效率公式，可求总功和克服动滑轮重力做功；已知功、距离、时间，根据功的公式和功率公式，可求功率以及力的大小。
25．【答案】A；300；120
【知识点】功率的计算；滑轮组及其工作特点；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）根据图片可知，承担重力的绳子段数n=3，那么绳子自由端移动的距离s=3h，即相同时间内，自由端经过的距离是物体升高高度的2倍，则反映绳子自由端运动的图形是A；
（2）根据图像可知，3s内物体上升的距离为1.5m，则对物体做的有用功：W有=Gh=200N×1.5m=300J；
（3）根据乙图可知，绳子自由端的速度：，
那么拉力的功率：P=Fv=80N×1.5m/s=120W。
【分析】（1）根据s=nh比较绳子自由端移动距离和物体上升距离的大小即可；
（2）根据图像确定物体在3s内经过的距离，再根据W有=Gh计算对物体做的有用功；
（3）根据图像计算出拉力F的速度，再根据P=Fv计算拉力的功率。
26．【答案】解：如图所示：
【知识点】动能大小的比较；动能和势能的大小变化
【解析】【解答】从a点摆至b点的过程中，铁球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，在此过程中重力势能转化为动能；从b点摆至c、d点的过程中，铁球的质量不变、高度增大、速度减小，则铁球的重力势能增大、动能减小，所以动能最大的点在b点，如图所示：
【分析】从最高点下降到最低点时，质量不变、高度减小、速度增大，动能增大。
27．【答案】
【知识点】势能大小的比较；探究影响物体势能大小的因素
【解析】【解答】重力势能 排球刚离开手时重力势能为E0，高度升高重力势能增大，到最高点后开始下落，重力势能减小直到为0。
【分析】 当排球飞出手后， 在排球下落的过程中，它的高度逐渐降低，根据重力势能的定义，物体的重力势能与它的高度成正比。因此，排球的重力势能会逐渐减小。具体来说，当排球出手时，它具有一定的重力势能，随着它下落，高度逐渐降低，重力势能逐渐转化为动能。当排球落地时，它的高度最低，重力势能最小。
28．【答案】（1）动能
（2）多；大
（3）阻
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）在钢球从斜槽滚下的过程中，钢球的重力势能转化为动能。
（2）木块被撞击的越远，说明对木块做功越多。同时也证明钢球的动能越大。
（3）木块受到阻力才慢慢停下。
【分析】（1）从高处下落，重力势能转化为动能。
（2）通过木块被撞击的远近来判断动能的大小。
（3）物体在力的作用下，运动状态发生改变，木块停下来，是因为受到阻力的作用。
29．【答案】（1）质量
（2）木块移动的距离；转换法
（3）速度
（4）匀速
（5）相同；错误
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】（1）图甲、乙中，小球A、B的质量不同，但从相同的高度同时由静止释放，它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，说明两个小球在任一时刻速度相同，这表明两小球在摆动过程中任一时刻速度大小与小球的质量无关。
（2）小球与木块碰撞，小球动能越大，对木块做的功越多，木块移动的距离越大，所以通过比较木块移动的距离可以比较小球撞击木块C前的动能大小；通过木块移动的距离比较小球动能的大小，这种研究方法叫转换法。
（3）因为θ1＜θ2，所以图丙中小球比图乙中小球释放时的高度更高，小球摆动到竖直位置时的速度更大，把木块撞得更远，说明小球的动能大小与速度有关。
（4）若水平面绝对光滑，木块在水平方向不受外力作用，根据牛顿第一定律可知，木块C被撞击后，它将做匀速直线运动。
（5）将同一根弹簧压缩相同的程度，弹簧具有相同的弹性势能，弹出小球，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，那么不同质量的小球获得的动能也相等；因为动能大小与质量和速度有关，不同质量的小球的动能相同，小球的速度也不同，这里有两个变量，所以该方案是错误的。
【分析】（1）不同物体从相同高度下落时，到达水平面时的速度相同，说明物体下落的速度和质量无关；
（2）通过运动的物体推动木块的距离可以反应动能的大小；利用了的方法是转换法；
（3）当质量相同时，速度变大，动能越大；
（4）运动的物体若不受力的作用，做匀速直线运动；
（5）弹簧的形变程度相同时，具有的弹性势能相等，转化的动能是相同的。
30．【答案】（1）100J
（2）40
（3）3.33
【知识点】动能和势能的概念；动能大小的比较；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）不计空气阻力，那么机械能守恒，在最低处所具有的机械能为120J，在最高点处的机械能仍然为120J，则此时具有的重力势能为
故最高点的动能为
（2）足球的射程是
（3）若足球在地面以10 m/s的速度且与水平方向成45°角被踢出，则水平速度为10m/s，当足球的速度与水平方向夹角为30°角时，水平面的速度仍为10m/s，则速度的大小为 m/s ，则此时的动能为
在水平地面时，机械能为
故此时的重力势能为
此时足球距地面的高度是
足球距地面的高度是 。
【分析】（1）根据物体的质量计算重力，力和距离的乘积计算做功多少，利用机械能和重力势能的差计算动能的大小；
（2）根据射程与速度、抛射角的关系，结合速度和角度，计算射程；
（3）根据物体的质量和速度计算动能的大小，利用机械能和动能计算重力势能的大小；利用重力势能和物体的质量，可以计算高度。
31．【答案】（1）相等；越大；甲；丙
（2）甲；乙
【知识点】动能与势能的应用
【解析】【解答】（1）小球从同一高度释放，运动到水平面时，它们的速度相等；实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离，来比较小球动能的大小，在同样的平面上木块被撞得越远，小球的动能就越大，安全隐患越大；超载是指汽车的速度一定时，质量越大动能越大．选择到达水平面的速度相等，质量不同的甲和丙小球进行实验；
（2）超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，应选择质量相等，且到达水平面速度不同的甲与乙小球来研究超速安全隐患。
故答案为：（1）相等；越大；甲；丙；（2）甲；乙.
【分析】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明的动能大这是一种转换的方法．
32．【答案】（1）解：小轿车静止时对沙滩的压力为
小轿车静止时对沙滩的压强为
答：小轿车静止时对沙滩的压强是；
（2）解：如图乙所示，小轿车被匀速拉动通过的路程是
绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
根据得有用功为
小轿车受到的拉力做功的功率
答：小轿车被匀速拉动通过的路程是；小轿车受到的拉力做功的功率是。
【知识点】功率的计算；压强的大小及其计算；滑轮组绳子拉力的计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）首先根据 计算车对沙滩的压力，再根据 计算车对沙滩的压强；
（2）根据乙图确定轿车被匀速拉动的速度和时间，根据s1=vt计算被拉动的路程，再根据s2=ns1计算车自由端移动的距离，根据 计算拉力做的总功，根据 计算拉力做的有用功，最后根据 计算拉力做功的功率。
33．【答案】（1）解：承担物重的动滑轮上绳子的段数，不计绳重和机械之间的摩擦，拉力
拉力移动距离
拉力做功
拉力做功的功率
答：拉力做功的功率240W；
（2）解：滑轮组的有用功
机械效率
答：滑轮组的机械效率83.3％；
（3）解：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则
解得该重物的重力是。
答：若用该装置提升另一重物时，机械效率达到，则该重物的重力是1800N。
【知识点】功率计算公式的应用；滑轮（组）的机械效率；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据图片确定承担重力的绳子段数n，然后根据 计算绳子的拉力；再根据s=nh计算绳子移动的距离，根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据 计算拉力的功率。
（2）根据W有=Gh计算滑轮组做的有用功，然后根据 计算滑轮组的机械效率。
（3）根据公式 计算机械效率为90%时物体的重力。
34．【答案】（1）小伟热身运动所用的时间
小伟热身运动的平均速度
（2）小伟所受的重力
小伟完成1次引体向上克服重力做的功
（3）小伟双脚鞋底与地面的接触面积约
小伟双脚站立时对水平地面的压力
小伟双脚站立时对水平地面的压强
【知识点】速度公式及其应用；压强的大小及其计算；功的计算及应用
【解析】【分析】（1）根据公式计算平均速度；
（2）首先根据G=mg计算小伟受到的重力，再根据W=Gh计算克服重力做的功；
（3）首先根据F=G计算站立时对地面的压力，再根据 计算站立时对水平地面的压强。
35．【答案】（1）吸收；变大
（2）C
（3）1.92×104；2.67×103
（4）3；不均匀
【知识点】功率计算公式的应用；燃料的热值；欧姆定律及其应用；电路的动态分析；功的计算及应用
【解析】【解答】（1）“歼-20"战机表面能吸收对方雷达发射的电磁波，从而实现电磁隐身；
机械能与质量、速度、高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，机械能变大。
（2）A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力，故A正确；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多，所以为解决雷达的散热问题，应采用比热容大的液体作为冷却剂，故B正确；
C.当战机在做较大幅度的瞬时滚转时，运动状态不断改变，受到非平衡力的作用，故C错误。
故选：C。
（3）战机以400m/s的速度巡航时，由二力平衡得f=F，根据得发动机的输出功率为：
P1=f1v1=4.8x104Nx400m/s=1.92×107W=1.92×104kW。
若战机油箱中加满燃油，此燃油完全燃烧放出的热量为：
Q放=mq=10×103 kgx5×107J/kg=5x1011J
战机发动机做的有用功为：
W有=ηQ放=40%x5x1011J=2×1011 J
以500m/s的速度巡航，则战机的阻力7.5×104N；根据W=Fs公式 得此时战机巡航的航程：
（4）根据电路图丙和图乙分析可知：高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联，所以高度表应安装在3位置；
根据欧姆定律和串联电路的特点得电路的电流：，
此时R1两端的电压为：U1=IR1=UR0+R1R1=UR0R1+1=UR0b+kh+1，可见电压与高度h不是一次函数关系，所以该表的刻度不均匀。
【分析】（1） 隐形战机可以吸收部分电磁波，从而实现电磁隐身；机械能与质量、速度和高度有关，战机在起飞过程中速度和高度增加，据此分析。
(2)A、战机的机翼做成流线型是为了减小飞行过程中受到空气的阻力；
B、在质量和升高相同温度时，比热容大的物体吸收的热量多；
C、战机在滚装时运动状态改变，受到的力不平衡。
(3)根据计算发动机的输出功率；
根据Q=mq算出燃油完全燃烧放出的热量，由效率公式算战机发动机做的有用功，根据功的公式W=Fs算出战机的最大航程。
(4)根据欧姆定律和电路的组成进行分析。高度增大 ，R1增大，电路中的电流减小，R0两端的电压减小，R1两端的电压增大，电压表应该和电阻R1并联；推导出U1与h的函数关系式，据此分析。
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