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专题03 能量探索之机械与内能 考点清单
清单1 功和功率
考点一 力学中的功
1.功：物体在 的方向上移动了一段 ，表示物体做了功。
2.做功的两个必要因素：⑴作用在物体上的 ⑵物体在这个力的方向上移动的 。这两者缺一不可。
3.三种不做功的情况
⑴有 无 （不劳无功）
⑵有 无 （劳而无功）
⑶力与移动方向 （垂直无功）
考点二 功的计算
1.功的计算公式：W= 。
2.功的单位：牛·米（N·m）或 ，简称 ，符号是 ，1J=1N·m。
3.对做功的两种表述
（1）力的方向与物体移动方向一致，称为 做功。
（2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为 做功。
考点三 功率
1.功率的定义式： 。
2.功率的单位：焦耳/秒（J/s）或 ，简称 ，符号为 ，即1W=1J/s
功率的常用单位还有千瓦（ ）、兆瓦（ ）。1kW=103W，1MW=106W。
3.功率计算的推导公式：
学以致用
1．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（ ）
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2
2．如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（ ）
A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W
C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W
3．如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v关系如图乙所示。求：
（1）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做了多少功？
（2）该机器人在水平地面上以0.5m/s的速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？
4．电动履带式爬楼机被称为载人载物的爬楼神器，因其具有“大载重”“便捷使用”等特点，被人们广泛使用，如图所示，爬楼机直立时与地面的总接触面积为10cm2，部分参数如表所示，求：（g取10N/kg）
名称 电动履带式爬楼机 输出功率 800W/500W
设备净重 40kg 上升速度 快挡：35台阶/分钟 慢挡：24台阶/分钟
最大载重 260kg 满电爬楼 约1800个台阶
（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强。
（2）空载测试时，爬楼机以慢挡在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为自重的0.1倍，爬楼机的行驶速度。
（3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功。（已知每个台阶的高度约15cm）
清单2 机械能
考点一 动能和势能
1.能量的概念及单位
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有 ，简称 。
（2）在国际单位制中，能量的单位是 （J）。
2.对能的理解：物体做功过程实质上是 转化的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越 。
3.能与功的区别与联系
区别 功是一个 量，能是一个 量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量
具有能量的物体 做功，而正在做功的物体 具有能量
联系 功是能量变化的
考点二 动能
物体由于 而具有的能叫做 。一切运动的物体都具有 。
考点三 势能
1.重力势能
重力势能：在地球表面附近，物体由于受到 并处在 时所具有的能，叫做重力势能。
2.弹性势能
（1）弹性势能的定义：物体由于发生 而具有的 叫做弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：物体的 和 。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越 。
考点四 机械能及其转化
1.机械能： 、 、 统称为机械能。
2.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能 。
学以致用
如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
B．到达B点时，弹性绳处于原长位置
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A到B的过程中，人的重力势能和动能以及机械能都增加
3．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。不计空气阻力，小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，弹簧的弹性势能最小
B．小球在B点时，动能最大
C．小球在O点时，动能最大
D．小球在B点时，弹簧的弹性势能最小
4．某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法正确的是（ ）
A．小滑块下滑过程中机械能总量减小
B．小滑块上升过程中重力势能转化为动能
C．小滑块从A点静止滑下，能上升到高于B点的高度
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
5．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小蛟由静止开始自由落下的起始位置，C点是小蛟到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽略空气阻力），则下列说法正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小蛟的机械能增大
B．整个过程中小蛟动能增大的时间段只有0～t3
C．乙图中的t2时刻对应甲图的C点
D．在t4时刻时小蛟所受的重力和跳床对他的弹力相等
清单3 杠杆
考点一 杠杆
1.杠杆是一根硬棒，在 的作用下能绕着固定点O转动，可以是直的，也可以是 或其他形状。
2.杠杆五要素
五要素 物理含义及表示方法
支点 杠杆绕着转动的点，用“ ”表示
使杠杆转动的力，用“F1”表示
阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示
从支点到动力作用 的距离，用“l1”表示
从支点到动力作用 的距离，用“l2”表示
考点二 杠杆平衡条件
1.杠杆平衡：当杠杆处于 或 时，说明杠杆处于平衡状态。
2.杠杆的平衡条件：
考点三 生活中的杠杆
1.杠杆的分类
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂的大小关系
力的大小关系
特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离
应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板
学以致用
1.（2023秋 杭州期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．乙球受到的浮力为10N
B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N
D．乙球的密度为2×103kg/m3
2.（2023秋 义乌市校级期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。
（3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些 。
A.该密度秤的刻度不均匀
B.该密度秤的刻度左大右小
C.秤砣质量变小密度秤的精度变高
D.秤砣质量变大密度秤的量程变大
3．用杆秤称鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态（如图所示）．已知AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg．下列说法错误的是（ ）
A．鱼的质量是1.5kg
B．刻度为3kg的秤星与秤纽O点间的距离是60cm
C．如果秤锤磨损，则被测鱼的质量比实际质量要偏大
D．如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，则称出的鱼质量会偏小
4．小科同学设计了如图所示的装置进行实验，利用小量程弹簧秤测金属的密度，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），OA：OB＝1：3。他实验的步骤如下：
步骤一：用一细绳将体积为180cm3的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。
步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为12N。请根据题目求出以下信息：
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力。
（3）被测金属块密度。
5．在刚刚落幕的校第76届运动会上，同学们努力拼搏，携手奋进，展现了“致偶像志少年”的校运精神。根据所学内容回答下面小题。运动会期间工作人员运送东西，将长为L质量不计的木棒置在肩上C点，木棒A端挂一个重为G的物体，他用手压住B端使木棒保持水平平衡，用手压B端不动，移动木棒，改变CB的长度记为x，则木棒对肩膀的压力F随x的变化关系图像为（ ）
A． B．
C． D．
6．下面四种生活中常见的工具，以如图所示的方式使用，属于省力杠杆的是（ ）
A．食品夹 B．筷子
C．核桃夹 D．鱼竿
清单4 滑轮与斜面
考点一 定滑轮和动滑轮
1.定滑轮和动滑轮的实质
种类 实质 示意图 特点
定滑轮 能够连续转动的 杠杆 不省力但可以改变方向
动滑轮 动力臂是阻力臂 倍的杠杆 不能改变方向，能省一倍的力，费距离
考点二 滑轮组
1.滑轮组：滑轮组既可以 力，又可以改变力的 ，但要费 。
2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。
3.滑轮组的计算：n= .
考点三 斜面
(1)斜面是一种可以省 的简单机械，但费 。
(2)特点：在理想情况下，不考虑斜面摩擦， ，即在斜面高度一定时，斜面越长越省 。
学以致用
1.（2023秋 鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（ ）
A．箱子对水平地面的压强是2500Pa
B．将箱拉高1m所做的有用功是500J
C．上移过程中拉力做功的功率35W
D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N
2．图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则以下说法正确的个数是（ ）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
3．如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（ ）
A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2
4．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，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）。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
5．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物运送上楼，摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大？
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
清单5 机械效率
考点一 有用功、额外功各总功
1.有用功、额外功和总功
(1)有用功：用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有 。
(2)额外功：用表示W额。额外功是对人们 。
(3)总功：用W总表示，W总= 。
考点二 机械效率
1.机械效率
定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示
公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示）
物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越
可变性 机械效率不是固定不变的，有用功不同，机械效率也会
特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于 ,只有在理想情况下机械效率才为
注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等
2.机械效率的计算
机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下：
装置图 计算公式
杠杆
滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时：
水平匀速拉动物体
斜面 （1）；（2）
4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
影响因素 分析 改进措施（提高效率）
被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越 ，机械效率越 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的
动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的 功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
学以致用
1．如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（ ）
A．本次吊升过程中的有用功是8×103J
B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0%
C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率
D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率
2．某建筑工地用如图1所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g取10N/kg。下列分析与计算正确的是（ ）
A．重物A的质量为60kg
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．匀速提升108kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为1.5m
D．若电动机拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率降低
3．如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N的物品一起匀速升高了1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.2m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力F做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
4．为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量3t的故障车拖出公路，已知地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力F为1×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m，g取10N/kg。求：
（1）故障车受到地面的阻力；
（2）拉力F的功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
5．墙壁吊（如图甲）是一种安装在墙壁或立柱上的起重设备，具有空间利用率高、稳定性强等优点。图乙是虚线框里的滑轮组模型，滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该设备将质量为240千克的物体匀速提升2米，此时绳子自由端的拉力为1000牛，不计绳的质量、滑轮与轴的摩擦。
求：
（1）动滑轮的重力。
（2）绳子自由端的拉力做的功。
（3）该设备提升物体时的机械效率。
清单6 内能
考点一 内能
1.内能
(1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能 。
(2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有 。
(3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的 ，俗称 ，内能的单位是 ( J)。
(4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能 ；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能 。
2.物体内能的改变： 和
考点二 温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义不同 宏观上：表示物体的 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的 的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低
考点三 比热容和热量的计算
1.比热容
(1)定义及单位：单位质量的某种物质， 叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作 。
(2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是 。
(3)水的比热容的特点和应用：用水作为降温物质或用来取暖；沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。
（二）热量的计算公式
(1)吸热公式：
。
(2)放热公式：
。
(3)热量计算的一般式： Q=cm△t
物体吸收或放出热量的多少由 这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
(4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。
考点四 热机
（一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
（二）热机的特点：通过做功把 转化为 。
（三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。
（四）汽油机
(1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是 。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动 圈，对外做功 次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为 ，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
考点五 燃料的热值
1.定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2.单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示 3.能量转化：化学能转化为内能。
4.热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。
5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。
学以致用
1.（2023秋 拱墅区期末）如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（ ）
A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度
B．由图乙可知：比热容cA＞cB
C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1
D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同
2．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中（ ）
A．气体对外界做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能减小
D．外界对气体做功，气体内能增大
3．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大
4．某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
5．将质量、底面积都相同的甲、乙实心圆柱体金属块加热到相同的温度，放到表面平整的冰块上，一段时间后冰块停止熔化时的情形如图所示，此时金属块与冰块温度相同。试回答：
（1）甲、乙金属块的密度大小：ρ甲 ＞ （选填“＞”、“＜”或“＝”）ρ乙。
（2）甲、乙金属块中比热较大的是 乙 。
一站到底（真题演练）
1.（2023秋 鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．发射前，飞船重力势能为零
B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能
C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
2.（2023秋 柯桥区期末）如图，甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛，乙以相同的速度v，与水平面成θ角向右上方抛出，有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能（不计空气阻力），说法正确的是（ ）
A．动能：E甲＜E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
3.（2023秋 杭州期末）在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，相关数据的图象分别如图（1）、（2）所示。根据图像（空气阻力忽略不计），下列结论正确的是（ ）
A．甲车的动能大于乙车的动能
B．甲车的功率小于乙车的功率
C．甲车牵引力大于乙车牵引力
D．甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力
4.（2022秋 鄞州区期末）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2
C.W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2
5.（2022秋 瓯海区期末）面积很大的水池。水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止。如图甲。现用力F将木块匀速下压，运动时，F随木块底面深度H变化如图乙，则下列正确的是（ ）
A．正方体木块的密度为水的
B．在木块匀速下沉过程中，F最大值是
C．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是
D．木块漂浮时，下表面受到水的压力为
6.（2023秋 鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（ ）
A．F甲＝400N，施力处向上移动2m
B．F甲＝200N，施力处向上移动1m
C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m
D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m
7.（2023秋 义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
8.（2023秋 滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
9.（2023秋 德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
10.（2023秋 德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（ ）
A．拉力F做功功率为40瓦
B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体A受到B的摩擦力是5牛
D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力
11.（2023秋 慈溪市期末）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．0℃的冰没有内能
B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变
12.（2023秋 温州期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（ ）
A．甲球对乙球做功，乙球内能增大
B．甲球对乙球做功，乙球内能减小
C．乙球对甲球做功，乙球内能增大
D．乙球对甲球做功，乙球内能减小
13.（2023秋 长兴县期末）能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 。
A.笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 （选填“增大”或“减小”）。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑
B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究
D．对科学的认识是不断修正完善的过程
14.（2023秋 义乌市校级期末）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 。
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）。
④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
（4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC＝10cm、OA＝5cm、OD＝55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。
15.（2022秋 玉环市期末）汽车在平直公路上以最大速度匀速行驶，此时动力系统输出的有用功率P＝50千瓦，驾驶员发现前方有路口，且绿灯显示所剩时间不多，就立刻松开油门进行减速运动，汽车行驶了31.25米，正好停在路口，汽车在整个行驶过程中所受阻力均为2000牛，则：
（1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是多大？
（2）上述过程中，汽车克服阻力做了多少功？
16.（2022秋 衢江区校级期末）疫情期间推出的一款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力F随时间t的变化情况如图甲所示，消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图乙所示。
（1）机器人在运动过程中受到的阻力大小为 。
（2）求在3～5s内，牵引力做的功。
（3）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率。
17.（2023秋 绍兴期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成图乙的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小明的重心在A点。已知小明的体重为600N，OA长为1m，AB长为0.2m。
（1）此类杠杆属于 （选填“省力杠杆”或“费力杠杆”）。图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，则F1为多少牛？ 。
（2）图丙是小明手扶支架做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，支架对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。则F1 F2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
18.（2022秋 永康市期末）植树造林既可以优化生态环境，又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦，如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收，可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度？
[干泥土的比热容为0.8×103焦/（千克 ℃）]
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专题03 能量探索之机械与内能
考点清单
清单1 功和功率
考点一 力学中的功
1.功：物体在力的方向上移动了一段距离，表示物体做了功。
2.做功的两个必要因素：⑴作用在物体上的力⑵物体在这个力的方向上移动的距离。这两者缺一不可。
3.三种不做功的情况
⑴有距离无力（不劳无功）
⑵有力无距离（劳而无功）
⑶力与移动方向垂直（垂直无功）
考点二 功的计算
1.功的计算公式：W=Fs。
2.功的单位：牛·米（N·m）或焦耳，简称焦，符号是J，1J=1N·m。
3.对做功的两种表述
（1）力的方向与物体移动方向一致，称为力对物体做功。
（2）力的方向与物体运动方向相反，可以称为克服某个力做功。
考点三 功率
1.功率的定义式： 。
2.功率的单位：焦耳/秒（J/s）或瓦特，简称瓦，符号为W，即1W=1J/s
功率的常用单位还有千瓦（kW）、兆瓦（MW）。1kW=103W，1MW=106W。
3.功率计算的推导公式：P=Fv
学以致用
1．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（ ）
A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2
【答案】B
【解答】解：
CD、由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1＝f2，故CD错误；
AB、由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1＝f；
在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，
因F2＞F1，sAO＝sOB，根据W＝Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。
故选：B。
2．如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（ ）
A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W
C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W
【答案】A
【解答】解：晓明上半身重力：Gmg50kg×10N/kg＝300N，
每仰卧起坐，克服重力做的功：W0＝Gh＝300N×0.3m＝90J，
则他在1min内克服重力做的总功：W＝50×W0＝50×90J＝4500J，
他在1min内克服重力做功的功率：P75W，故A正确。
故选：A。
3．如图甲所示的地面清洁机器人，质量为3kg。机器人在水平地面运动时，所受推力F与速度v关系如图乙所示。求：
（1）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做了多少功？
（2）该机器人在水平地面上以0.5m/s的速度匀速直线运动时，水平推力的功率是多大？
【答案】（1）水平推力做的功为900J；
（2）水平推力的功率为75W。
【解答】解：（1）该机器人所提供的水平推力为300N时，匀速直线运动3m，水平推力做的功：
W＝Fs＝300N×3m＝900J；
（2）该机器人在水平地面上以0.5 m/s速度匀速直线运动时，由图乙可知此时的推力F′＝150 N，则水平推力的功率：
PF′v＝150 N×0.5 m/s＝75 W。
答：（1）水平推力做的功为900J；
（2）水平推力的功率为75W。
4．电动履带式爬楼机被称为载人载物的爬楼神器，因其具有“大载重”“便捷使用”等特点，被人们广泛使用，如图所示，爬楼机直立时与地面的总接触面积为10cm2，部分参数如表所示，求：（g取10N/kg）
名称 电动履带式爬楼机 输出功率 800W/500W
设备净重 40kg 上升速度 快挡：35台阶/分钟 慢挡：24台阶/分钟
最大载重 260kg 满电爬楼 约1800个台阶
（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强。
（2）空载测试时，爬楼机以慢挡在水平地面上匀速直线行驶，若受到的阻力为自重的0.1倍，爬楼机的行驶速度。
（3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功。（已知每个台阶的高度约15cm）
【答案】（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强4×105Pa。
（2）空载测试时，爬楼机的行驶速度12.5m/s。
（3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功8.1×105J。
【解答】解：（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，压力F＝G＝mg＝40kg×10N/kg＝400N；
对地面的压强p4×105Pa。
（2）空载测试时，爬楼机以慢挡在水平地面上匀速直线行驶，功率P＝500W；
牵引力F＝f＝0.1G＝0.1×400N＝40N；
爬楼机的行驶速度v12.5m/s。
（3）爬楼机上升的高度：h＝1800×15cm＝27000cm＝270m，
爬楼机做的功：W货物＝G总h＝m总gh＝（40kg+260kg）×10N/kg×270m＝8.1×105J，
答：（1）爬楼机空载直立静止在水平地面上时，对地面的压强4×105Pa。
（2）空载测试时，爬楼机的行驶速度12.5m/s。
（3）估算爬楼机以最大载重满电爬楼时克服重力最多做功8.1×105J。
清单2 机械能
考点一 动能和势能
1.能量的概念及单位
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。
2.对能的理解：物体做功过程实质上是能量转化的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。
3.能与功的区别与联系
区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对 物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量
具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量
联系 功是能量变化的量度
考点二 动能
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。
考点三 势能
1.重力势能
重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。
2.弹性势能
（1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：物体的弹性形变程度和物体本身的材料。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
考点四 机械能及其转化
1.机械能：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。
2.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能守恒。
学以致用
（2023秋 上城区期末）如图是2023年杭州亚运会女子跳水10米跳台决赛掠影，跳水运动员在起跳向上运动的过程中（忽略空气阻力）（ ）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能增大，机械能增大
C．重力势能增大，机械能不变
D．动能减少，机械能减少
【解答】解：跳水运动员向上运动过程中，运动员的质量不变，速度变小，动能变小；高度变大，重力势能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变，故C正确，ABD错误。
故选：C。
（2023秋 义乌市校级期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大
B．到达B点时，弹性绳处于原长位置
C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同
D．人从A到B的过程中，人的重力势能和动能以及机械能都增加
【解答】解：A、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故A错误；
B、人在B点时速度最快，此时弹力与人的重力相等，此时弹性绳对人还有弹力，则不是绳的原长位置，故B错误；
C、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故C错误；
D、从A到B的过程中，人的质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，所以机械能增大，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。不计空气阻力，小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球在A点时，弹簧的弹性势能最小
B．小球在B点时，动能最大
C．小球在O点时，动能最大
D．小球在B点时，弹簧的弹性势能最小
【答案】C
【解答】解：A、小球在A点时，弹簧被压缩最大，所以弹性势能最大，故A错误；
B、小球在B点时，弹簧被拉伸，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以此时动能为零，故B错误；
C、O点是弹簧保持原长时小球的位置，所以小球在O点时，弹簧的弹性势能为零，小球的动能最大，故C正确；
D、小球在B点时，弹簧拉伸程度最大，所以弹性势能最大，故D错误。
故选：C。
4．某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法正确的是（ ）
A．小滑块下滑过程中机械能总量减小
B．小滑块上升过程中重力势能转化为动能
C．小滑块从A点静止滑下，能上升到高于B点的高度
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
【答案】D
【解答】解：A、忽略空气阻力，小滑块下滑过程中机械能总量不变，故A错误；
B、小滑块上升过程中动能转化为重力势能，故B错误；
C、忽略空气阻力，小滑块下滑过程中机械能总量不变，小滑块从A点静止滑下，因为A和B点的高度相同，故小滑块能上升到B点的高度，但不能高于B点，故C错误；
D、小滑块起始位置越高，到达斜面底端时，重力势能转变成动能越大，故速度越大，故D正确。
故选：D。
5．蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动，深受广大青少年喜爱。图甲为蹦床运动简化示意图，O点是小蛟由静止开始自由落下的起始位置，C点是小蛟到达的最低点。从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化的图象如图乙所示（速度为负值，表示运动方向向上，整个过程忽略空气阻力），则下列说法正确的是（ ）
A．从O点下落到A点的过程中，小蛟的机械能增大
B．整个过程中小蛟动能增大的时间段只有0～t3
C．乙图中的t2时刻对应甲图的C点
D．在t4时刻时小蛟所受的重力和跳床对他的弹力相等
【答案】D
【解答】解：A、从O点下落到A点的过程中，由于忽略空气阻力，小蛟的重力势能全部转化为动能，机械能不变，故A错误；
B、根据图像小蛟整个过程中速度增大的时间段为0～t2，t3～t4，动能的影响因素是质量与速度，所以动能增大的时间段为0～t2，t3～t4，故B错误；
C、乙图中的t4时刻对应甲图的C点，故C错误；
D、在t4时刻时小蛟所受的重力和蹦床对他的弹力相等，故D正确。
故选：D。
清单3 杠杆
考点一 杠杆
1.杠杆是一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点O转动，可以是直的，也可以是弯的或其他形状。
2.杠杆五要素
五要素 物理含义及表示方法
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F1”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F2”表示
动力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l1”表示
阻力臂 从支点到动力作用线的距离，用“l2”表示
考点二 杠杆平衡条件
1.杠杆平衡：当杠杆处于静止状态或匀速绕支点转动状态时，说明杠杆处于平衡状态。
2.杠杆的平衡条件：F l =F l .
考点三 生活中的杠杆
1.杠杆的分类
省力杠杆 费力杠杆 等臂杠杆
示意图
力臂的大小关系 L1>L2 L1力的大小关系 F1F2 F1=F2
特点 省力但费距离 费力但省距离 即不省力也不省距离，既不费力也不费距离
应用 撬棒、开酒瓶的起子、扳手、钢丝钳等 钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪子等。 托盘天平、跷跷板
学以致用
1.（2023秋 杭州期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA：OB＝1：2，甲物块重400N，乙球体积为1×10﹣2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．乙球受到的浮力为10N
B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N
D．乙球的密度为2×103kg/m3
【解答】解：A、根据阿基米德原理，乙球浸没在水中受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×10﹣2m3＝100N，故A错误；
B、杠杆B端所受的拉力为F′，杠杆恰好水平平衡。根据杠杆的平衡条件：G甲×OA＝F′×OB；即F′200N，故B错误；
C、杠杆B端所受的拉力为F′，根据物体间力的作用是相互的，则乙球受到杠杆B端的拉力大小也为F′，乙球浸没在水中时处于平衡状态，G乙＝F′+F浮＝200N+100N＝300N，故C正确；
D、由C我们知道G乙＝300N，根据密度的公式：ρ乙3×103kg/m3，故D错误。
故选：C。
2.（2023秋 义乌市校级期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为25cm3的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，AO＝5cm，BO＝10cm。把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处。
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 kg/m3。
（3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些 。
A.该密度秤的刻度不均匀
B.该密度秤的刻度左大右小
C.秤砣质量变小密度秤的精度变高
D.秤砣质量变大密度秤的量程变大
【解答】解：（1）已知OA＝5cm＝0.05m，OB＝10cm＝0.1m，
假设秤杆的重心到O点的距离为L，则有：G铁OA＝G秤杆L+G秤砣OB，
即0.2kg×10N/kg×0.05m＝G秤杆L+0.1kg×10N/kg×0.1cm，
解得：G秤杆L＝0，则可知秤杆的重心在O点处；
如图甲所示，铁块没有浸在任何液体中，即可视为其测量的液体密度为0，则此时秤砣所处的位置B点即为该密度秤的0刻度处；
（2）当铁块浸没在液体中时，铁块排开液体的体积为V排＝V铁＝25cm3＝2.5×10﹣5m3；
秤砣移到了C处，则OC＝10cm﹣1.5cm＝8.5cm＝0.085m；
根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理有：（G铁﹣F浮）OA＝G秤砣OC，
即（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×10N/kg×0.085m，
解得：ρ液＝1.2×103kg/m3；
（3）设秤砣到O点的距离为L′，液体的密度为ρ液′，液体所受的浮力为F浮′，
则有：（G铁﹣F浮′）OA＝G秤砣L′，即（0.2kg×10N/kg﹣ρ液′×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝0.1kg×10N/kg×L′，
解得：ρ液′＝8×103kg/m3﹣8×104kg/m4L′，
由此可知密度秤的刻度是均匀的，该密度秤的刻度左大右小，故A错误，B正确；
根据（G铁﹣F浮′）OA＝（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝G秤砣L′可知秤砣质量变小密度秤的精度变高，故C正确；
根据（G铁﹣F浮′）OA＝（0.2kg×10N/kg﹣ρ液×10N/kg×2.5×10﹣5m3）×0.05m＝G秤砣L′可知秤砣质量变大密度秤的量程变大，故D正确。
故答案为：（1）10。（2）1.2×103kg/m3；（3）BCD。
3．用杆秤称鱼的质量，当秤钩挂在A点，绳纽挂在O点（支点），秤锤挂在B点时杆秤处于平衡状态（如图所示）．已知AO是10cm，BO是30cm，秤锤的质量是0.5kg．下列说法错误的是（ ）
A．鱼的质量是1.5kg
B．刻度为3kg的秤星与秤纽O点间的距离是60cm
C．如果秤锤磨损，则被测鱼的质量比实际质量要偏大
D．如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，则称出的鱼质量会偏小
【答案】D
【解答】解：A、由杠杆平衡条件可得：m鱼gLOA＝m秤锤gLOB，即：m鱼×10cm＝0.5kg×30cm，m鱼＝1.5kg；故A正确；
B、由杠杆平衡条件可得：m物gLOA＝m秤锤gL，即3kg×10cm＝0.5kg×L，L＝60cm；故B正确；
C、秤锤磨损，秤锤的质量m秤锤变小，在m物与LOA一定时，由杠杆平衡条件可知，L变大，由于L越大，称的刻度示数越大，因此被测鱼的质量比实际质量偏大。故C正确；
D、如果秤杆的右端由于不小心弄断了一小段，右侧的重力减小了，重力的力臂也减小了，故L变大，称的刻度示数越大，则称出的鱼质量会偏大，故D错误。
故选：D。
4．小科同学设计了如图所示的装置进行实验，利用小量程弹簧秤测金属的密度，其中杠杆OAB支点为O（杠杆OAB质量不计），OA：OB＝1：3。他实验的步骤如下：
步骤一：用一细绳将体积为180cm3的金属块悬挂于A点，然后向容器中加水，使金属块浸没在水中。
步骤二：使杠杆OAB在水平位置静止，读出弹簧测力计此时的读数为12N。请根据题目求出以下信息：
（1）金属块浸没在水中时受到的浮力。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力。
（3）被测金属块密度。
【答案】（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为1.8N。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力为36N。
（3）被测金属块密度为2.1×104kg/m3。
【解答】解：（1）金属块浸没在水中，故V排＝V物＝180cm3＝1.8×10﹣4m3，
此时受到的浮力F浮＝ρgV排＝1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10﹣4m3＝1.8N；
（2）根据杠杆平衡条件可得：根据杠杆平衡条件得到：FB×OB＝FA×OA，
得：36N；
（3）A浸没V排＝V物＝180cm3，A受到的浮力为F浮＝ρgV排＝1×103kg/m3×10N/kg×180×10﹣6m3＝1.8N；
对A进行受力分析可得：GA＝F浮+FA＝1.8N+36N＝37.8N，
2.1×104kg/m3。
答：（1）金属块浸没在水中时受到的浮力为1.8N。
（2）绳子作用在杠杆A上的拉力为36N。
（3）被测金属块密度为2.1×104kg/m3。
5．在刚刚落幕的校第76届运动会上，同学们努力拼搏，携手奋进，展现了“致偶像志少年”的校运精神。根据所学内容回答下面小题。运动会期间工作人员运送东西，将长为L质量不计的木棒置在肩上C点，木棒A端挂一个重为G的物体，他用手压住B端使木棒保持水平平衡，用手压B端不动，移动木棒，改变CB的长度记为x，则木棒对肩膀的压力F随x的变化关系图像为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解答】解：由题图可知，以B为支点，阻力的大小等于物体的重力，阻力的作用点在杠杆上，物体的重力作用点在物体的重心，使杠杆沿逆时针转动，此时肩膀对木棒的支持力F′为动力，
根据杠杆的平衡条件动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂，则有：F′×CB＝G×AB，
根据力的作用是相互的可知：木棒对肩膀的压力F与肩膀对木棒的支持力F′大小相等，且CB的长度记为x，则：F＝F′，因G与AB是定值，由此可知：木棒对肩膀的压力F与x成反比，故D正确。
故选：D。
6．下面四种生活中常见的工具，以如图所示的方式使用，属于省力杠杆的是（ ）
A．食品夹 B．筷子
C．核桃夹 D．鱼竿
【答案】C
【解答】解：A、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故B错误；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C正确；
D、鱼竿在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D错误。
故选：C。
清单4 滑轮与斜面
考点一 定滑轮和动滑轮
1.定滑轮和动滑轮的实质
种类 实质 示意图 特点
定滑轮 能够连续转动的等臂杠杆 不省力但可以改变方向
动滑轮 动力臂是阻力臂二倍的杠杆 不能改变方向，能省一倍的力，费距离
考点二 滑轮组
1.滑轮组：滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，但要费距离。
2.滑轮组确定承担物重绳子段数n的方法
在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔离开，只计算绕在动滑轮上的绳子段数，在图甲中，有两段绳子吊着动滑轮，n=2，图乙中有三段绳子吊着动滑轮，n=3。
3.滑轮组的计算：
考点三 斜面
(1)斜面是一种可以省力的简单机械，但费距离。
(2)特点：在理想情况下，不考虑斜面摩擦， ，即在斜面高度一定时，斜面越长越省力。
学以致用
1.（2023秋 鄞州区期末）如图甲所示，重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上。现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。下列说法错误的是（ ）
A．箱子对水平地面的压强是2500Pa
B．将箱拉高1m所做的有用功是500J
C．上移过程中拉力做功的功率35W
D．箱子受到斜面对它的摩擦力为150N
【解答】解：A.重500N、底面积为0.2m2的箱子放在水平地面上，箱子对水平地面的压强p2500Pa；故A正确；
BC.现用一块直木板将该箱子匀速拉上平台（图乙）。已知拉力为350N，箱子沿板移动了2m，升高1m，用时20s。有用功W有＝Gh＝500N×1m＝500J；
拉力做功W总＝Fs＝350N×2m＝700J；
拉力做功的功率P35W；故B、C正确；
D.将该箱子匀速拉上平台做的额外功W额＝700J﹣500J＝200J；克服斜面摩擦做的功是额外功，W额＝fs，物体受到的摩擦力f100N；故D错误。
故选：D。
2．图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧，R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图并处于平衡状态。则以下说法正确的个数是（ ）
①有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
②有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态
③有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
④有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态。
A．一个 B．二个 C．三个 D．四个
【答案】B
【解答】解：（1）对于弹簧N，因上端与绳子连接，因为绳子只能承受拉力而不能承受压力，故弹簧N可能处于拉伸或原长，不可能处于压缩状态，故②错误；
（2）以a为研究对象，若N处于拉伸状态，则a受绳子向上的拉力，M可能拉伸、可能压缩也可能处于原长，故①④正确；
（3）若N处于原长，则绳子对a无拉力，则M一定处于压缩状态，故③错误。
因此正确的说法有①④，正确的说法有两个。
故选：B。
3．如图所示，不计滑轮质量和摩擦，且m1＝m2，在匀速提升重物的过程中，悬挂两定滑轮的绳中张力TA：TB为（ ）
A．1：1 B．4：9 C．9：4 D．3：2
【答案】B
【解答】解：甲图滑轮组的绳子股数为n＝3，则绳子的拉力FAG1，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TA＝2FA＝2G1G1；
乙图滑轮组的绳子股数为n＝2，则绳子的拉力FBG2，对图中的定滑轮来说，根据受力平衡可得：TB＝3FB＝3G2G2；
由于m1＝m2，则根据G＝mg可知：G1＝G2，
则TA：TBG1：G2。
故选：B。
4．甲、乙两铁块通过滑轮组用细绳连接，吸附在竖直放置且足够长的固定磁性平板两侧，m甲＝1.8kg、m乙＝2kg，如图所示。甲以0.2m/s的速度竖直向下做匀速直线运动，磁性平板对甲的摩擦力大小为4N，对乙的摩擦力大小为2N（细绳足够长且始终处于竖直拉伸状态，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）。下列说法不正确的是（ ）
A．动滑轮质量为0.6kg
B．甲所受拉力为22N
C．乙所受拉力的功率为2.2W
D．3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等
【答案】B
【解答】解：对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示：
AB.甲受到的重力为：G甲＝m甲g＝1.8kg×10N/kg＝18N，
乙受到的重力为：G乙＝m乙g＝2kg×10N/kg＝20N，
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，
则：F甲＝G甲﹣f甲＝18N﹣4N＝14N，故B错误；
则：F乙＝G乙+f乙＝20N+2N＝22N，
而对于动滑轮有：2F甲＝G动+F乙，则：G动＝2F甲﹣F乙＝2×14N﹣22N＝6N，
由G＝mg可知，动滑轮的质量为：m动0.6kg，故A正确；
C.由v甲＝2v乙可知，乙运动的速度为：v乙v甲0.2m/s＝0.1m/s，
由PFv可知，乙所受拉力的功率为：P乙＝F乙v乙＝22N×0.1m/s＝2.2W，故C正确；
D.由v可知，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＝4N×0.6m＝2.4J，
W乙＝f乙s乙＝2N×0.3m＝0.6J，
所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确。
故选：B。
5．质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物运送上楼，摩擦力及绳重忽略不计。求：
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是多大？
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？
【答案】（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是80W；
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为100kg的货物。
【解答】解：（1）由图可知，n＝2，绳子通过的距离：
s＝nh＝2×6m＝12m，
拉力做得总功：W总＝Fs＝400N×12m＝4800J，
拉力的功率：P80W；
（2）不考虑绳重和摩擦，拉力F（G+G轮），则动滑轮重力：
G轮＝2F﹣G＝2×400N﹣600N＝200N，
工人的重力：
G人＝m人g＝60kg×10N/kg＝600N，
工人施加的最大拉力：
F最大＝G人＝600N，
由F（G+G轮）得拉起的最大物重：
G最大＝2F最大﹣G轮＝2×600N﹣200N＝1000N，
其质量：
m最大100kg；
答：（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，拉力的功率是80W；
（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为100kg的货物。
清单5 机械效率
考点一 有用功、额外功各总功
1.有用功、额外功和总功
(1)有用功：用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有=Gh。
(2)额外功：用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功。
(3)总功：用W总表示，W总=W有+W额。
考点二 机械效率
1.机械效率
定义 物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示
公式 （机械效率是一个比值，它没有单位，通常用百分数表示）
物理意义 机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大
可变性 机械效率不是固定不变的，有用功不同，机械效率也会不同
特点 因为使用机械时，不可避免地要做额外功，故任何机械的机械效率都小于1,只有在理想情况下机械效率才为1
注意 机械效率的高低与是否省力、滑轮组绳子的绕法、物体被提升的高度及速度等无关
2.机械效率的计算
机械效率的表达式为，三种简单机械的机械效率总结如下：
装置图 计算公式
杠杆
滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时：
水平匀速拉动物体
斜面 （1）；（2）
4.影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
影响因素 分析 改进措施（提高效率）
被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
学以致用
1．如图甲是工人使用升降平台进行高空玻璃幕墙清洗的场景，该平台结构简图如图乙所示。其中吊篮和动滑轮总质量为30kg，吊篮由电动机控制升降。在某次吊升过程中，两名工人及所带工具总质量200kg，20s内吊篮匀速上升4m，电动机对钢丝绳的拉力为750N。下列说法错误的是（ ）
A．本次吊升过程中的有用功是8×103J
B．本次吊升过程中的机械效率约为87.0%
C．可以通过减少吊篮和动滑轮的重力来提高该平台使用时的机械效率
D．可以通过增加工人和工具重力来提高该平台使用时的机械效率
【答案】B
【解答】解：A、两名工人及所带工具的总重力：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，则本次吊升过程中的有用功：W有＝Gh＝2000N×4m＝8×103J，故A正确；
B、由图可知n＝4，本次吊升过程中的机械效率：η100%≈66.7%，故B错误；
C、减少吊篮和动滑轮的重力，由W额外＝G动h可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有不变，额外功W额外减小，由η可知，机械效率增大，故C正确；
D、增加工人和工具重力，由W有＝Gh可知，吊篮上升相同的高度时，有用功W有增大，额外功W额外几乎不变，由η可知，机械效率增大，故D正确。
故选：B。
2．某建筑工地用如图1所示的装置提升重物A，电动机拉动绳子的功率保持不变，电动机对绳子的拉力F与绳子自由端的移动速度v的关系如图2所示。当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重与摩擦，g取10N/kg。下列分析与计算正确的是（ ）
A．重物A的质量为60kg
B．电动机对绳子的拉力为600N
C．匀速提升108kg的重物B时，重物B在30s上升的高度为1.5m
D．若电动机拉动绳子的功率减小，滑轮组的机械效率降低
【答案】C
【解答】解：AB、由图1可知，n＝3，当重物A以0.1m/s的速度匀速上升时，绳子自由端的移动速度为v绳＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，由图2可知，F＝200N，
根据η可知，重物A的重力为：
G＝ηnF＝80%×3×200N＝480N，
则重物A的质量为：
m48kg，故AB错误；
C、电动机的功率为：
PFv绳＝200N×0.3m/s＝60W；
不计绳重与摩擦，根据F（G+G动）可知，动滑轮重为：
G动＝nF﹣G＝3×200N﹣480N＝120N；
当匀速提升108kg的重物B时的拉力F'为：
F'（G'+G动）（m'g+G动）（108kg×10N/kg+120N）＝400N，
因电动机拉动绳子的功率保持不变，重物B移动的速度为：
vB0.05m/s，
则重物B在30s上升的高度为：
h＝vBt＝0.05m/s×30s＝1.5m，故C正确；
D、电动机拉动绳子的功率减小，说明电动机拉动绳子做功慢，跟滑轮组的机械效率的高低没有直接的关系，故D错误。
故选：C。
3．如图为某学生用所做的升降电梯模型模拟电梯的工作情况，电动机的拉力为F，动滑轮重为5N，在10s内将重20N的轿箱连同内部5N的物品一起匀速升高了1m，忽略绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．与电动机相连的绳端移动的速度为0.2m/s
B．与电动机相连的绳端拉力大小为12.5N
C．拉力F做功的功率为1.5W
D．滑轮组的机械效率为83.3%
【答案】A
【解答】解：A、由图可知，n＝2，绳子自由端移动的速度为：
v绳＝nv物0.2m/s，故A正确；
B、忽略绳重和摩擦，与电动机相连的绳端拉力大小为：
F（G+G箱+G动）（5N+20N+5N）＝15N，故B错误；
C、拉力F做功的功率为：
PFv绳＝15N×0.2m/s＝3W，故C错误；
D、该滑轮组的机械效率为：
η100%≈16.7%，故D错误。
故选：A。
4．为了尽快疏通道路，抢险救援人员利用如图所示的滑轮组将质量3t的故障车拖出公路，已知地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍，在水平拉力F为1×103N作用下车辆在30s内沿水平方向匀速直线移动了3m，g取10N/kg。求：
（1）故障车受到地面的阻力；
（2）拉力F的功率；
（3）该滑轮组的机械效率。
【答案】（1）故障车受到地面的阻力为2.4×103N；
（2）拉力F的功率为300W；
（3）该滑轮组的机械效率为80%。
【解答】解：（1）故障车的重力：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N，
由题意可知，故障车受到地面的阻力：f＝0.08G＝0.08×3×104N＝2.4×103N；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：s＝ns物＝3×3m＝9m，
拉力做的总功：W总＝Fs＝1×103N×9m＝9×103J，
拉力F做功的功率：P300W；
（3）拉力做的有用功：W有＝fs物＝2.4×103N×3m＝7.2×103J，
滑轮组的机械效率：η100%100%＝80%。
答：（1）故障车受到地面的阻力为2.4×103N；
（2）拉力F的功率为300W；
（3）该滑轮组的机械效率为80%。
5．墙壁吊（如图甲）是一种安装在墙壁或立柱上的起重设备，具有空间利用率高、稳定性强等优点。图乙是虚线框里的滑轮组模型，滑轮组绳子的自由端由电动机拉动。用该设备将质量为240千克的物体匀速提升2米，此时绳子自由端的拉力为1000牛，不计绳的质量、滑轮与轴的摩擦。
求：
（1）动滑轮的重力。
（2）绳子自由端的拉力做的功。
（3）该设备提升物体时的机械效率。
【答案】（1）动滑轮的重力为600N；
（2）绳子自由端的拉力做的功为6000J；
（3）该设备提升物体时的机械效率为80%。
【解答】解：（1）由图可知，n＝3，不计绳的质量、滑轮与轴的摩擦，根据F（mg+G动）可知，动滑轮的重力为：
G动＝nF﹣mg＝3×1000N﹣240kg×10N/kg＝600N；
（2）绳子自由端的拉力做的功为：
W总＝Fs＝Fnh＝1000N×3×2m＝6000J；
（3）有用功为：
W有＝Gh＝mgh＝240kg×10N/kg×2m＝4800J，
该设备提升物体时的机械效率为：
η100%＝80%。
答：（1）动滑轮的重力为600N；
（2）绳子自由端的拉力做的功为6000J；
（3）该设备提升物体时的机械效率为80%。
清单6 内能
考点一 内能
1.内能
(1)分子动能：分子永不停息地做无规则运动，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高,分子具有的动能越大。
(2)分子势能：由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间也具有势能。
(3)物体的内能：物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳( J)。
(4)影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
2.物体内能的改变：热传递和做功
考点二 温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义不同 宏观上：表示物体的冷热程度 微观上：反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低
考点三 比热容和热量的计算
1.比热容
(1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。
(2)水的比热容表示的物理意义意义：水的比热容为4.2x103焦/(千克.℃ ),它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2x103焦。
(3)水的比热容的特点和应用：用水作为降温物质或用来取暖；沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。
（二）热量的计算公式
(1)吸热公式： Q吸=cm( t-to)。
(2)放热公式：Q放=cm (to-t)。
(3)热量计算的一般式： Q=cm△t
物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
(4)两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量,温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放(热平衡方程)。
考点四 热机
（一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
（二）热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。
（三）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。
（四）汽油机
(1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作过程分析：大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
考点五 燃料的热值
1.定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2.单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。
3.能量转化：化学能转化为内能。
4.热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。
5.燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。
学以致用
1.（2023秋 拱墅区期末）如图甲所示，规格相同的玻璃杯装了相同质量的水，将阻值不同的两段电热丝与电源、开关接成电路，忽略散热，得到图乙所示的水温与加热时间的图线，下列说法正确的是（ ）
A．加热相同时间，两杯水吸收相同热量，升高相同的温度
B．由图乙可知：比热容cA＞cB
C．对于A、B杯中的两个加热器，R2＜R1，P2＞P1
D．A杯水在2 min内吸收的热量与B杯水在3 min内吸收的热量相同
【解答】解：A、实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两杯水吸收的热量不同，根据图象知两杯水升高的温度不相同，故A错误；
B、由题可知，甲、乙两容器中都是水，且状态相同，则两杯水的比热容相同，故B错误；
C、根据图象乙知甲的温度升高快，说明吸热多，根据Q＝I2Rt知，在电流和通电时间相同时，甲的电阻大，根据P＝I2R知甲的功率大，即R2＜R1，P2＜P1，故C错误；
D、由图乙可知，甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同，且两杯水的质量相同，根据Q吸＝cmΔt可知，它们吸收的热量相同，故D正确。
故选：D。
2．图为某种椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中（ ）
A．气体对外界做功，气体内能增大
B．外界对气体做功，气体内能减小
C．气体对外界做功，气体内能减小
D．外界对气体做功，气体内能增大
【答案】D
【解答】解：由题意可知，当人坐上椅子，在M向下滑动的过程中，压缩密闭的空气，对气体做功，使气体的内能增大，温度升高。
故选：D。
3．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大
【答案】C
【解答】解：A、导弹飞行时需要大量的能量，因此所用的燃料需要具有较高的热值，故A错误；
B、导弹升空，通过燃料燃烧把化学能转化为内能，气体膨胀做功，把内能转化为机械能，故B正确；
C、导弹与大气剧烈摩擦产生热量，通过做功的方式使其表面温度急剧升高，故C正确；
D、导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功，部分机械能转化为内能，因此机械能逐渐变小，故D错误。
故选：C。
4．某校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，用两个相同的容器分别装有质量都是200g的沙子和水，用两只完全相同的酒精灯在相同环境下分别加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）．加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精。那么请问：
（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）给水加热持续了10min时间，消耗的酒精如果完全燃烧将放出多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，
从公式△t可知，沙子温度升得多。
（2）∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，
∴加热10min时间消耗的酒精为：
m＝0.8g×10＝8g＝8×10﹣3kg，
Q放＝mq＝8×10﹣3kg×3.0×107J/kg＝2.4×105J；
（3）由图b知，在2min时间内，△t水＝70℃﹣20℃＝50℃，
Q水吸＝C水m水△t水＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝42000J，
∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量
∴在2分钟的时间内，
Q沙吸＝Q水吸＝42000J，
由图a知加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，
△t沙＝250℃﹣20℃＝230℃，m沙＝200g＝0.2kg
∴C沙0.91×103J/（kg ℃）。
答：（1）a图，沙子的比热容小于水，相同质量的水和沙子吸收相同的热量，沙子温度升得高；
（2）消耗的酒精如果完全燃烧将放出2.4×105J的热量；
（3）沙子的比热容为0.91×103 J/（kg ℃）。
5．将质量、底面积都相同的甲、乙实心圆柱体金属块加热到相同的温度，放到表面平整的冰块上，一段时间后冰块停止熔化时的情形如图所示，此时金属块与冰块温度相同。试回答：
（1）甲、乙金属块的密度大小：ρ甲 ＞ （选填“＞”、“＜”或“＝”）ρ乙。
（2）甲、乙金属块中比热较大的是 乙 。
【答案】＞；乙。
【解答】解：（1）由图所知，甲、乙两金属块质量相同，乙的体积大于甲的体积，由ρ所知，ρ甲＞ρ乙；
（2）由图所知，甲、乙两金属块，质量和初温相同，降低到与冰的温度相同，降低温度相同，乙金属块放出热量多，乙的比热容更大；
故答案为：＞；乙。
一站到底
1.（2023秋 鄞州区期末）2023年5月30日，搭载“神舟十六号”载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．发射前，飞船重力势能为零
B．火箭加速上升过程中，燃料化学能全部转化成重力势能
C．火箭加速上升过程中，飞船动能增大
D．在整个发射过程中，火箭机械能守恒
【解答】解：A、发射前，飞船有一定的高度，重力势能不为零，故A错误；
B、火箭加速上升过程中，利用内能做功，燃料化学能转化内能，内能转化为火箭的动能和重力势能，没有全部转化为重力势能，故B错误；
C、火箭加速上升过程中，飞船质量不变，速度增大，动能增大，故C正确；
D、在整个发射过程中，火箭动能和重力势能都在增大，机械能不守恒，故D错误。
故选：C。
2.（2023秋 柯桥区期末）如图，甲、乙是处于同一水平面上两个完全相同的小球。甲以速度v竖直上抛，乙以相同的速度v，与水平面成θ角向右上方抛出，有关小球达到最高点时具有的动能和重力势能（不计空气阻力），说法正确的是（ ）
A．动能：E甲＜E乙 B．动能：E甲＝E乙
C．重力势能：E甲＜E乙 D．重力势能：E甲＝E乙
【解答】解：（1）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，速度相同，则动能大小相同；
甲小球到达最高点时，速度为0，则动能为0，乙小球到达最高点时，在水平方向上速度不为0，则动能大于0，
所以甲小球的动能小于乙小球的动能，即E甲＜E乙，故A正确、B错误；
（2）甲、乙是完全相同的小球，质量相同，开始时，高度为0，所以重力势能都为0；
不计空气阻力，小球的机械能守恒，甲、乙两个小球都到达最高点时，机械能相等，
甲小球的动能小于乙小球的动能，
所以甲小球的重力势能大于乙小球的重力势能，故CD错误。
故选：A。
3.（2023秋 杭州期末）在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，相关数据的图象分别如图（1）、（2）所示。根据图像（空气阻力忽略不计），下列结论正确的是（ ）
A．甲车的动能大于乙车的动能
B．甲车的功率小于乙车的功率
C．甲车牵引力大于乙车牵引力
D．甲车受到摩擦力小于乙车受到摩擦力
【解答】解：A、由图象知，甲的速度为v甲5m/s，乙的速度为v乙＝3m/s，
已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能，故A正确。
BCD、甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动，两车对地面的压力相等，接触面的粗糙程度相同，则两车受到的摩擦力相等，两车均做匀速直线运动，摩擦力和牵引力是一对平衡力，所以两车的牵引力相等；甲车的速度大于乙车的速度，根据PFv可知，甲车的功率大于乙车的功率，故BCD错误。
故选：A。
4.（2022秋 鄞州区期末）如图所示，一个物体由A点自由下落时，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，物体在AB段重力做功W1，功率P1；在BC段重力做功W2，功率P2，则下列关系正确的是（ ）
A．W1＝W2 P1＜P2 B．W1＝W2 P1＝P2
W1＝W2 P1＞P2 D．W1≠W2 P1≠P2
5.（2022秋 瓯海区期末）面积很大的水池。水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止。如图甲。现用力F将木块匀速下压，运动时，F随木块底面深度H变化如图乙，则下列正确的是（ ）
A．正方体木块的密度为水的
B．在木块匀速下沉过程中，F最大值是
C．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是
D．木块漂浮时，下表面受到水的压力为
【解答】解：（1）木块的体积V木＝a3，
由图可知，木块底面深度Ha时，压力F＝0，则浸没在水中的体积：
V排＝a×aaa3，
由F浮＝ρgV排和F浮＝G＝mg＝ρVg可得：
F浮＝ρ水gV排＝ρ木V木g，即ρ水ga3＝ρ木a3g，
解得：ρ木ρ水，故A错误；
（2）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，
所以，木块完全浸没后的浮力：
F浮′＝ρ水gV排′＝ρ水gV木ρ木gV木mg，
因木块浸没时受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、压力，
所以，由力的平衡条件可得，手对木块的压力（最大压力）：
F压＝F浮′﹣G木mg﹣mgmg，故B错误；
（3）木块开始下沉到恰好浸没的过程中，由图可知物体重心下降a，
则重力对木块做功：
W＝G木h＝mgamga，故C正确；
（4）木块漂浮时，
因F浮＝F下﹣F上，且上表面受到的压力F上＝0，
所以，下表面受到水的压力：
F下＝F浮＝G木＝mg，故D错误。
故选：C。
6.（2023秋 鄞州区期末）如图所示，小宁组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝400N（不计绳重、滑轮重和摩擦）。将物体竖直匀速提升1m，下列说法正确的是（ ）
A．F甲＝400N，施力处向上移动2m
B．F甲＝200N，施力处向上移动1m
C．F乙＝400N，施力处向上移动0.5m
D．F乙＝800N，施力处向上移动0.5m
【解答】解：AB.如图可知，G物＝400N，将物体竖直匀速提升1m，甲为省力动滑轮，n＝2，F甲200N；绳端通过的距离s＝2h＝2×1m＝2m；故 AB错误；
CD.乙为费力动滑轮。n＝2，F乙＝2G＝2×200N＝400N；绳端通过的距离sh0.5m；故C错误，D正确。
故选：D。
7.（2023秋 义乌市期末）用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．物体A上升的速度为0.4m/s
B．滑轮组的有用功为2000J
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为80%
【解答】解：
A、物体A上升的速度为：v0.2m/s，故A错误；
B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误；
C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F（G物+G动）（800N+200N）＝500N；
拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m，
拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J；
拉力做功功率：P200W，故C错误；
D、动滑轮提升物体A的机械效率：η100%100%＝80%。
故选：D。
8.（2023秋 滨江区期末）如图所示为《墨经》中记载的古代提升重物工具“车梯”，车梯工作时相当于滑轮组。假设利用此车梯匀速提升重为500牛的物体上升4米，不计摩擦和滑轮自重，下列说法不正确的是（ ）
A．图中①所指的部件相当于滑轮组中的动滑轮
B．提升物体过程中绳端移动的距离为16米
C．提升物体时人对绳子的拉力为250牛
D．提升物体过程中人拉绳子做功2000焦
【解答】解：
A、由图知，当用车梯提升重物时，部件①会随重物上升，所以其相当于滑轮组中的动滑轮，故A正确；
B、由图知，承担重物绳子的段数n＝4，绳端移动距离：s＝nh＝4×4m＝16m，故B正确；
C、不计摩擦和滑轮自重，提升物体时人对绳子的拉力：FG500N＝125N，故C错误；
D、提升物体过程中人拉绳子做功：W＝Fs＝125N×16m＝2000J，故D正确。
故选：C。
9.（2023秋 德清县期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆AB焊接于A点后悬挂于竖直墙壁的B点，轻杆的延长线过球心O，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
【解答】解：铁球的重力G＝mg＝1.2kg×10N/kg＝12N；
由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如图所示：
由图知，球的重力方向竖直向下，力臂为LG，由图知：LG＝R；
F的力臂等于杆的长度与球的直径之和，则LF＝R+2R＝3R；
根据杠杆的平衡条件可得：G LG＝F LF；
代入数据：12N×R＝F×3R，
解得F＝4N。
故选：B。
10.（2023秋 德清县期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（ ）
A．拉力F做功功率为40瓦
B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体A受到B的摩擦力是5牛
D．物体A受到地面水平向右5牛的摩擦力
【解答】解：不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，用20N的力F沿水平方向拉滑轮，则每根绳子对滑轮的拉力为：F拉'10N，
物体B处于静止状态，物体B受到弹簧测力计水平向右的拉力和A对B水平向左的摩擦力，所以B所受的水平向左的摩擦力为：f＝F拉＝5N，因为物体间力的作用是相互的，所以B受到A水平向右的摩擦力也为5N，物体A向左匀速运动，水平面对物体A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件可得：F拉A'＝f+f地，则物体A受到地面水平向右的摩擦力为：f地＝F拉'﹣f＝10N﹣5N＝5N，
因拉力F作用在动滑轮的轴上，费力但省一半的距离，所以拉力端的移动速度（滑轮移动的速度）等于物体A移动速度的一半，即滑轮移动的速度为：v0.5m/s，
拉力F做功功率为：：P＝Fv＝20N×0.5m/s＝10W，
故A错误，BCD正确。
故选：A。
11.（2023秋 慈溪市期末）关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．0℃的冰没有内能
B．冰熔化时虽然温度保持不变，但它的内能增加
C．物体的温度越高，所含的热量越多
D．只要物体的温度不变，物体的内能就一定不变
【解答】解：A、任何物体在任何温度下都具有内能，0℃的冰也有内能。故A错误。
B、冰是晶体，晶体熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确；
C、描述热量的术语只能用”吸收”或“放出“，不能用“具有、所含”，故C错误；
D、内能的大小与物体的质量、状态和温度都有关系，所以单凭温度不变，不能确定物体的内能就不变，故D错误。
故选：B。
12.（2023秋 温州期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。据此回答下面小题。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（ ）
A．甲球对乙球做功，乙球内能增大
B．甲球对乙球做功，乙球内能减小
C．乙球对甲球做功，乙球内能增大
D．乙球对甲球做功，乙球内能减小
【解答】解：由题意可知，甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，乙球内能增大，温度升高。
故选：A。
13.（2023秋 长兴县期末）能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。
材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。
材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过400多次的实验，于1849年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。
（1）材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 。
A.笛卡尔
B.莱布尼兹
C.达朗贝尔
（2）如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 （选填“增大”或“减小”）。
（3）结合材料分析，以下观点正确的是 。（可多选）
A．面对前人的观点要敢质疑
B．时间久远的理论是没有科学价值的
C．测量工具的发展有助于科学理论研究
D．对科学的认识是不断修正完善的过程
【解答】解：（1）功是力和力的方向上通过的距离的乘积，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度，所以科学家达朗贝尔的观点与“功”概念相符合，故选C；
（2）通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能增大。
（3）A．面对前人的观点要敢质疑，有自己的见解，故A正确；
B．时间久远的理论是有科学价值的，故B错误；
C．测量工具的发展有助于科学理论研究，故C正确；
D．对科学的认识是不断修正完善的过程，故D正确。
故选ACD。
故答案为：（1）C；（2）增大；（3）ACD。
14.（2023秋 义乌市校级期末）项目学习小组在使用密度计时发现由于刻度不均匀，估读时误差较大，由此准备制作一个刻度均匀的密度计。
【小组讨论】
液体密度计是根据排开液体的体积变化判断密度大小；根据密度公式ρ，想到是否可以通过密度与质量之间的关系来制作刻度均匀的密度。经过查阅资料及深入讨论最后确定了制作方案。
【查阅资料】杆秤是我国古老的质量称量工具（如图甲），刻度是均匀的。使用时先把被测物体挂在秤钩处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，秤砣悬挂点对应的数值即为物体的质量。
（1）杆秤的工作原理是 。
【产品制作】
器材：木棒、塑料杯、细线、刻度尺、金属块（代替秤砣）。
步骤：
①模仿杆秤结构，用杯子代替秤钩，先自制一根无刻度“密度秤”。
②杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度。
③杯中加水200cm3至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，将此时秤砣的悬挂点B标记为“1”刻度（单位g/cm3）。
④以AB两点之间长度的为标准，在整根秤杆上均匀地标上刻度。
（2）在制作过程中，秤杆出现左低右高现象（如图丙），要调至水平位置平衡，秤砣应往 侧移动。
【产品检验】用多种密度已知的液体对“密度秤”刻度准确度进行检验。
【产品升级】
（3）为了制作出精确度更高的“密度秤”，下列改进措施可行的是 。
A．把秤纽位置往远离秤钩一侧移动
B．减小秤砣的质量
C．减少加入杯中的液体体积
D．换用更细的秤杆
（4）小科同学通过测量图乙中的以下数据，OC＝10cm、OA＝5cm、OD＝55cm、秤砣（金属块）的质量为100g，计算出该杆秤D点的密度为 kg/m3。
【解答】解：（1）通过图示的模型结合杠杆的定义，即可确定它用到的相关知识，杆秤的工作原理是杠杆平衡原理，即F1L1＝F2L2；
（2）秤杆出现左低右高现象，根据杠杆平衡原理，右侧的动力和动力臂的乘积小于左侧阻力和阻力臂的乘积，所以向右移动秤砣，增大动力臂，可以达到水平平衡；
（3）A、把秤纽位置往远离秤钩一侧移动，说明阻力臂增大，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力和阻力不变，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，密度秤会更精确，故A正确；
B、减小秤砣的质量，说明动力减小，根据杠杆平衡原理F1L1＝F2L2，动力臂也要随着增大，AB两点之间长度增大，分度值更小，密度秤会更精确，故B正确；
C、杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，G0×L1＝G砣×LA；
杯中加水至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时，（G0+G水）×L1＝G砣×LB；联立两式可得G水；
杯中加某种液体至a处，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在AB中某一点E处，水平位置平衡时，可得G液；
；当液体体积和水的体积相同时，液体和水的密度比就是重力比，也为长度比；如果减少加入杯中的液体体积，则不能通过密度秤得到液体的密度大小，故C错误；
D、由上述计算可知，秤杆的重力不影响最后的密度结果，故D错误；
（4）杯中不加液体，提起秤纽，移动秤砣，当秤杆在水平位置平衡时（如图乙），将此时秤砣的悬挂点A标记为“0”刻度，此时m秤砣gLOA＝G桶LOC，
解得：G桶0.5N；
设该杆秤D点的密度为ρ，此时杠杆平衡，由杠杆的平衡条件得：（ρVg+G桶）LOD＝m秤砣gLOD，
代入数据得：（ρ×200×10﹣6m3×10N/kg+0.5N）×10cm＝100×10﹣3kg×10N/kg×55cm，
解得：ρ＝2.5×103kg/m3。
故答案为：（1）F1L1＝F2L2；（2）右；（3）AB；（4）2.5×103。
15.（2022秋 玉环市期末）汽车在平直公路上以最大速度匀速行驶，此时动力系统输出的有用功率P＝50千瓦，驾驶员发现前方有路口，且绿灯显示所剩时间不多，就立刻松开油门进行减速运动，汽车行驶了31.25米，正好停在路口，汽车在整个行驶过程中所受阻力均为2000牛，则：
（1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是多大？
（2）上述过程中，汽车克服阻力做了多少功？
【解答】解：
（1）因汽车在平直公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车受到的牵引力F＝f＝2000N，
由PFv可得汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度：
v25m/s；
（2）在减速过程中，克服阻力做的功：
W＝fs＝2000N×31.25m＝6.25×104J。
答：（1）该汽车在平直公路上匀速行驶的最大速度是25m/s；
上述过程中，汽车克服阻力做了6.25×104J的功。
16.（2022秋 衢江区校级期末）疫情期间推出的一款消毒机器人，可在无人控制的情况下，对需要消毒场所进行智能消毒。消毒完毕后，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上沿直线返回。此过程中，牵引力F随时间t的变化情况如图甲所示，消毒机器人前进的速度v的大小随时间t的变化情况如图乙所示。
（1）机器人在运动过程中受到的阻力大小为 。
（2）求在3～5s内，牵引力做的功。
（3）求该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率。
【解答】解：（1）由图乙可知机器人在3～5s内做匀速直线运动，由图甲可知此过程中机器人的牵引力F＝200N，
由二力平衡条件可知，机器人受到的阻力：f＝F＝200N；
（2）由图乙可知，3～5s内机器人做匀速直线运动，其速度大小为1.0m/s，
由v可知，机器人运动的距离：s＝vt＝1.0m/s×（5s﹣3s）＝2m，
则牵引力做功：W＝Fs＝200N×2m＝400J。
（3）该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率：P200W。
答：（1）200N；
（2）在3～5s内，牵引力做功为400J；
（3）该机器人在匀速直线运动时，牵引力的功率为200W。
17.（2023秋 绍兴期末）俯卧撑是一项常见的健身项目，采用不同的方式做俯卧撑，健身效果通常不同。图甲是小明在水平地面上做俯卧撑保持静止时的情境，他的身体与地面平行，可抽象成图乙的杠杆模型，地面对脚的力作用在O点，对手的力作用在B点，小明的重心在A点。已知小明的体重为600N，OA长为1m，AB长为0.2m。
（1）此类杠杆属于 （选填“省力杠杆”或“费力杠杆”）。图乙中，地面对手的力F1与身体垂直，则F1为多少牛？ 。
（2）图丙是小明手扶支架做俯卧撑保持静止时的情境，此时他的身体姿态与图甲相同，只是身体与水平地面成一定角度，支架对手的力F2与他的身体垂直，且仍作用在B点。则F1 F2（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【解答】解：（1）做俯卧撑运动时，可以将人看成是一个杠杆，支点为O，地面对手的支持力为动力，人的重力为阻力，由图可知，动力臂OB＝OA+OB＝1m+0.2m＝1.2m，阻力臂OA＝1m，则动力臂大于阻力臂，所以此时人相当于一个省力杠杆；
如图1所示，O为支点，重力的力臂为LA，F1的力臂为LB，
由杠杆的平衡条件可得：F1LB＝GLA，
则：F1500N；
（2）小京手扶栏杆做俯卧撑保持静止时，抽象成杠杆模型如图2所示，O为支点，重力的力臂为LA′，F2的力臂为LB′，
由杠杆的平衡条件可得：F2LB′＝GLA′，由图可知LA′＜LA，LB′＝LB，因此F2＜F1，即F1＞F2。
故答案为：（1）省力杠杆；500N；（2）＞。
18.（2022秋 永康市期末）植树造林既可以优化生态环境，又可以调节气温。假设10000米2的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×105焦，如果这些太阳能被初温为26℃、质量为50千克的干泥土全部吸收，可使这些干泥土的温度升高到多少摄氏度？
[干泥土的比热容为0.8×103焦/（千克 ℃）]
【解答】解：由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，干泥土升高到的温度：tt026℃＝29℃。
答：可使这些干泥土的温度升高到29℃。
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