初中科学浙教版 九年级上册 第三章 能量的转化与材料利用 1-4节小测
一、选择题
1．（2025九上·杭州月考）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的 （ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．体积
【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大，高处的物体高度高，所以重力势能大，高空抛物会造成危害。
故答案为：A。
2．（2025九上·东阳期末）如图是小科投掷实心球的过程示意图，实心球在b点离手，d点为落地点，最后滚到e点停止运动。在整个过程中，小科对实心球做功的是（ ）
A．ab段 B．bc段 C．cd段 D．de段
【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。【解答】A、在a到b的过程中，实心球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故小科对实心球做了功，故A符合题意；
BCD、bc段、cd段、de段小明没有力作用在实心球上，所以小科不做功，故BCD不符合题意。
故答案为：A。
3．（2025九上·镇海区期末）如图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法正确的是（ ）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功
C．从翻站到站立的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃站立的过程中，运动员对杠铃做功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。
【解答】A、从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故A错误；
B、从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故B正确；
C、从翻站到站立的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故C错误；
D、举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，但是杠铃静止不动，所以运动员没有对杠铃做功，故D错误。
故答案为：B。
4．（2025九上·海宁期中）2020年6月23日，我国成功发射第55颗北斗导航卫星，如图甲所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小
B．人造地球卫星运行时，重力势能变大，动能变大
C．人造地球卫星从近地点向远地点运动时，速度减小
D．图甲、乙中卫星的机械能都不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】A、北斗卫星上升过程中，高度变高，速度变大，重力势能变大，动能变大，故A错误；
B、人造地球卫星运行时，机械能守恒，所以当重力势能变大时，动能变小，故B错误；
C、人造地球卫星从近地点向远地点运动时，重力势能变大，则动能变小，可知速度变小，故C正确；
D、甲中卫星重力势能和动能都变大，可知机械能变大，乙中机械能守恒，故D错误。
故答案为：C。
5．（2024九上·杭州月考）如图所示，甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球，在离地同一高度处以大小相等的速度v，将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失，则（ ）
A．抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B．抛出后乙球的机械能先增大后减小
C．第一次落地时甲球的动能最大，丙球的动能最小
D．落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】A.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”；
B.根据“整个运动过程中不计能量损失”分析机械能的变化；
C.根据重力势能转化为动能判断；
D.比较第一次到达最高点时重力势能大小即可。
【解答】A．根据题意可知，三个小球的质量相同，抛出时的高度相同，则重力势能相等；速度相同，则它们的动能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，则它们的机械能是相同的，故A错误；
B.在整个运动过程中不计能量损失，则机械能保持不变，故B错误；C．第一次落地时，重力势能全部转化为动能，所以三个小球的动能相同，故C错误；
D．落地后第一次反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为0，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，故D正确。
故选D。
6．（2025九上·慈溪期末）如图甲所示，重为120N的物块在拉力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。已知该物块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。下列分析正确的是( )
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙壁受到滑轮组的拉力大小为16N
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力 F为5N
D．在10s内， 拉力 F做功的功率为1.2W
【答案】C
【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；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮组有几股绳子受力，绳子自由端移动的距离为滑轮移动距离的有效绳子股数倍。
【解答】A、物体在10s内移动的距离为1m，由图可知，滑轮组的有效绳子股数为3股，可知绳子自由端沿水平方向移动的距离为3m，故A错误；
BC、物体做匀速直线运动，受力平衡，压力等于摩擦力，则拉力为，机械效率为80%，则绳子自由端的拉力为5N，对左侧墙壁进行受力分析，左侧受到墙壁给的拉力，右侧受到滑轮组给的拉力，有四股绳子，可知总拉力为绳子自由端拉力的4倍，即总拉力为，故B错误，C正确；
D、10s内拉力F的功率为，故D错误。
故答案为：C。
7．（2025九上·杭州月考）如图，AC>BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC 分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中
A．两次推力做功大小相同
B．两次克服摩擦力做功大小相同
C．两次克服物体重力做功大小相同
D．两个斜面的支持力对物体做功大小不相等
【答案】C
【知识点】功；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功的计算公式：功W等于力F与在力的方向上移动的距离s
的乘积，即W=Fs；克服重力做功W=Gh（G是物体重力，h是物体上升的高度）；克服摩擦力做功与斜面的长度和摩擦力有关。
（2）力做功的条件：力的方向与物体移动方向垂直时，力不做功。
【解答】A、已知AC>BC，推力F相同，根据W=Fs，两次推力做功WAC =F×AC，W BC =F×BC，所以W AC >W BC，故该选项错误。
B、同一重物，斜面粗糙程度相同，斜面越陡（BC更陡），摩擦力越小，且AC>BC，根据克服摩擦力做功Wf =fs，两次克服摩擦力做功大小不同，故该选项错误。
C、同一重物，上升的高度h相同（都是从底部到顶端C的竖直高度），根据W=Gh，两次克服物体重力做功大小相同，故该选项正确。
D、斜面的支持力方向垂直于斜面，物体沿斜面移动，支持力方向与物体移动方向垂直，所以支持力对物体不做功，两次支持力做功都为0，大小相等，故该选项错误。
故答案为：C。
8．（2025九上·富阳月考）全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。如图，力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2。下列的大小比较一定正确的是 （ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【知识点】功；功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）根据功的计算公式W=Fs，完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s，可知W1=W2；
（2）完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动，物体在粗糙地面上受到摩擦力的作用，所以所受的合力较小，运动的速度较慢，则移动相同的距离s时，所用时间较多，故t1＞t2，根据，可知，P1＜P2。
【解答】 （1）因为F1=F2，s1=s2，根据计算公式W=Fs，可知W1=W2，故A错误、B正确；
（2）物体在粗糙地面上受到摩擦力的作用，所以所受的合力较小，运动的速度较慢，则移动相同的距离s时，所用时间较多，因为t1＞t2，根据可知，P1＜P2，故C、D错误。
故选：B。
9．（2025九上·杭州月考）如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块受到的摩擦力为2N。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（）
A．磁性平板对铁块的吸引力等于 8N
B．0~2s内铁块做匀速直线运动
C．2~6s 内拉力F做的功是120J
D．2~6s 内拉力F的功率是40W
【答案】C
【知识点】机械运动的分类；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
【解答】A、重力和吸引力不在同一直线上，根据题中信息，无法确定吸引力的大小，故A错误；
B、由图乙可知，0-2s内，铁块的速度逐渐变大，即铁块做加速运动，故B错误；
C、2-6s铁块速度不变，做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力加摩擦力，可知拉力大小为8N+2N=10N，拉力做功，故C正确；
D、 2~6s 内拉力F的功率，故D错误。
故答案为：C。
10．（2025九上·杭州月考）用摩擦力知识分析拔河比赛输赢情况。如图小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。爸爸与地面之间摩擦力最大540牛。为胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面摩擦力至少多大(不计滑轮重、绳重及其摩擦)（ ）
A．360牛 B．270牛 C．540牛 D．200牛
【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮静止，说明两侧的拉力大小相等，滑轮组上每股绳子的拉力大小相等。
【解答】小明静止，说明受力平衡。爸爸受到的最大摩擦力为540N，等于妈妈和小明的拉力之和。所有人都处于静止状态，受力平衡，可知爸爸受到的拉力为540N，即右侧滑轮受到爸爸水平向右、大小为540N的拉力，左侧有三根绳子，可知小明的拉力为。
左侧滑轮右边有两根绳子，每根绳子的拉力为180N，则两根绳子的拉力为360N，该滑轮左侧只受到妈妈的拉力，可知妈妈的拉力为360N，力的作用是相互的，所以妈妈受到360N的拉力，妈妈要静止，则需要地面给妈妈大小为360N的摩擦力。
故答案为：A。
11．（2025九上·江南月考）如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终沿水平方向的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中，动力F将（ ）
A．先变小后变大 B．逐渐变大
C．保持不变 D．逐渐减小
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。
【解答】杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错；
当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过转过一定角度后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐增大。
故答案为：B。
12．停放自行车时，若要从如图所示的四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是 ( )
A．A 点 B．B 点 C．C 点 D．D 点
【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最省力，必须使动力臂最长。
【解答】 根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂大小一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮转轴为支点，力的方向是竖直向上的，所以在D点施加竖直向上的力时，此时的力臂是最大的，根据杠杆的平衡条件可知，此时所用的力是最小的。
故选D。
13．（2025九上·杭州月考）如图，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2， 且 某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】功；功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）重力做功的计算公式：重力做功W=Gh，其中G是物体的重力，h是物体在重力方向上移动的距离。
（2）功率的计算公式：功率 ，表示做功的快慢，其中W是功，t是做功所用的时间。
【解答】 AB、从最高点下摆到最低点的过程中，小桂和小林的重力做功为分别为：W1=G1h，W2=G2h
因为h相同，且G1＜G2，则W1＜W2，故A、B错误。
CD、由可知小桂和小林的功率为：，
因为t相同，W1＜W2，所以P1＜P2，故C正确，D错误。
故答案为：C。
14．（2025九上·义乌竞赛）如图，用测力计将长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上)
A．(F1+F2) /2 B．F1+F2 C．F1/F2 D．F1×F2
【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系；在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系。
【解答】 在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件得，
F1×AB=G×OB----①
在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件得，
F2×AB=G×OA----②
①+②得，
F1+F2=G。
故答案为：B。
15．（2025九上·杭州月考）如图所示，轻质杠杆OA上悬挂一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡，下列叙述正确的是（ ）
A．沿竖直向上方向最省力
B．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
C．此杠杆的长度可能等于其动力臂长与阻力臂长之和
D．如果忽略杠杆自重及摩擦，利用杠杆把重物G提升相同的高度，动力臂越长动力做的功越小
【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的垂线线段的长；
（2）杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2；
根据杠杆的平衡条件知，阻力和阻力臂一定时，当动力臂最大时，动力最小；
（3）机械效率等于有用功与总功的比值。
【解答】 A、由图知，动力作用在A点时，以OA长为力臂时，动力臂最大，此时动力最小，故沿垂直OA向上的方向上时最省力时，故A错误；
B、沿OA方向用力时，力的作用线过支点O，此时动力臂是零，由杠杆的平衡条件知，此时杠杆无法平衡，故B错误；
C、由题只知道动力作用在A点，不知道动力的作用方向，所以也就不知道动力臂的大小，因此无法比较动力臂和阻力臂的大小关系，所以此杠杆的长度可能等于其动力臂长与阻力臂长之和，故C正确；
D、由杠杆平衡条件知，利用杠杆把重物G提升相同的高度，动力臂越长越省力；如果忽略杠杆自重及摩擦，即不做额外功，机械效率100%，说明机械效率与省力多少无关，故D错误。
故答案为：C。
二、填空题
16．（2025九上·义乌期中）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 点（选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 （选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能
（选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。
【答案】D；不能；大于
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 橡皮筋的弹性势能与它的形变量（拉伸或压缩的程度）有关，形变量越大，弹性势能越大。在罐子滚动的过程中：在A点：罐子静止释放，橡皮筋未被拉伸，弹性势能为0。滚下斜面时：罐子加速，小铁块由于惯性会滞后，拉伸橡皮筋，弹性势能逐渐增大。在D点：罐子停止，此时小铁块因惯性继续运动，橡皮筋被拉伸到最大，弹性势能最大。返回时：橡皮筋收缩，将弹性势能转化为罐子的动能，弹性势能减小。因此，橡皮筋在 D点 的弹性势能最大。
【解答】 做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 D 点（选填字母）的弹性势能最大，因为此时弹簧的形变量最大； 有橡皮筋和小铁块时：罐子滚动到D点时，橡皮筋储存的弹性势能可以转化为动能，使罐子返回斜面。若无橡皮筋和小铁块：罐子从A点滚下后，动能全部耗散（转化为内能等），无法储存能量，因此无法返回斜面。 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不能返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。机械能包括动能和势能。在第一次返回斜面的过程中：从D点到B点：罐子向上滚动，克服重力做功，动能转化为重力势能。由于存在摩擦和空气阻力，机械能逐渐减小。C点是斜面上的中间点，B点是最高点。从C到B的过程中，罐子继续向上滚动，机械能进一步减小（因摩擦耗散）。因此，C点的机械能 大于 B点的机械能。
故答案为：D；不能；大于
17．（2025九上·义乌竞赛）同一小球以同样的速度沿着与水平方向成角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示 小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能达到最高点的高度 h1 h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】 （1）机械能=动能+势能。弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。
【解答】 （1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
18．（2025九上·杭州月考）如图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与水平面平滑连接，BC段是粗糙程度相同的平面，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度(弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失)。第1次反弹后能沿着弧形槽上升到 处(不计空气阻力)。
（1）小球由A到B的过程中，机械能 (填“守恒”“不守恒”)。
（2）整个过程中，小球速度最大值 Vmax位于第一次经过 点(填“A、B、C、D”) 。
（3）小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功 (用相应的字母表示)。
【答案】（1）守恒
（2）B
（3）
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】（1）机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功。当物体在光滑表面运动时，若只有重力做功，机械能守恒。
（2）动能的大小与质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能的大小与质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大。分析小球在不同位置的受力和运动状态，判断动能的变化，从而确定速度最大的位置。
（3）功的计算可以根据能量的转化和守恒来分析，通过小球在不同过程中的机械能变化，求出克服摩擦力做的功。
【解答】 （1）AB为光滑弧形槽，不计空气阻力，小球由A到B的过程中，不受摩擦力阻力，机械能守恒，因而重力势能转化为动能，机械能的总量守恒。
（2）BC段是粗糙程度相同的平面，此过程由摩擦阻力，机械能减小，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度，弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失，从C到D到返回C，机械能的总量不变，然后C到B机械能减小，故第一次经过B点时机械能最大，重力势能没有改变，则B点的动能最大，速度最大。
（3）根据以上分析，只有在BC和CB上克服摩擦力做功，减小了机械能，两次的摩擦力和距离相同，克服摩擦力做功相同，因而小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功是减小的机械能的一半为。
19．（2025九上·富阳月考）蹦极是一种运动游戏。如图中A 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。已知OA 间的高度差为h1，AB间的高度差为h2，游戏者的重力为G，则从O位置到B位置游戏者的重力做功是 ，在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为 ，游戏者在B点时 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。(整个过程中不计能量损耗，不计绳重)。
【答案】G (h1+h2)；；不是
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】由W=Gh可求得从O位置到B位置游戏者的重力做功；在此过程中游戏者的重力势能转化为绳子的弹性势能，通过做功的方式实现能量的转化，据此分析。
【解答】 已知OA间的高度差为h1，AB间的高度差为h2，游戏者的重力为G，从O位置到B位置游戏者的重力做功：W=G×OB=G×（h1+h2），
在此过程中游戏者的重力势能转化为绳子的弹性势能，由于整个过程不计能量损失，根据机械能的转化和守恒定律可知在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为G×（h1+h2）。
游戏者在 B 点时，速度为零，但此时弹性绳的弹力大于重力，受力不平衡，所以不是处于平衡状态。
20．（2025九上·江南月考）如图所示，在A点分别作用的四个力中，能使杠杆处于平衡状态的最小力是 ，若作用力F始终沿竖直方向，则将杠杆抬到水平位置的过程中拉力F将 (填“增大”、“减小”或“不变’)。
【答案】F3；不变
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）杠杆最小力的原理：在杠杆中，当动力臂最长时，动力最小。动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，当动力的方向与杠杆垂直时，动力臂最长。
（2）杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。当作用力始终沿竖直方向时，需分析动力臂和阻力臂的变化关系，判断拉力的变化情况。
【解答】如图，要使杠杆处于平衡状态且力最小，需找到最长的动力臂。在 A 点的四个力中，F3 的方向与 OA 垂直，此时动力臂就是 OA 的长度，是最长的动力臂。根据杠杆平衡条件，动力臂最长时动力最小，所以能使杠杆处于平衡状态的最小力是F3。
作用力F始终沿竖直方向，将杠杆抬到水平位置的过程中，设阻力为物体的重力G，阻力臂为LG ，动力臂为LF 。由于动力和阻力都沿竖直方向，根据相似三角形原理，动力臂与阻力臂的比值保持不变（始终等于 OA 与阻力作用点到支点距离的比值）。由杠杆平衡条件
FLF =GLG，因为G不变，LF与LG 的比值不变，所以拉力F不变。
三、实验与探究题
21．（2025九上·义乌期中）某同学在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动。该同学想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，他发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。为进一步探究，他设计了下述实验方案，将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2。通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
（1）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能。
（2）vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2＝h1，则vB vA（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为该同学的设计是否还有价值？说出你的理由。 。
【答案】（1）动
（2）=
（3）有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】理想实验，又称假想实验或思想实验，是一种基于逻辑推理的理论研究方法，通过在抽象思维中构建理想化模型来探究自然规律。其区别于实物实验，属于逻辑推理的思维活动，需忽略次要因素并依据逻辑法则进行分析。该方法通过简化现实条件揭示现象间内在逻辑关系，例如伽利略通过无摩擦斜面推导惯性定律，爱因斯坦借助电梯思想实验构建广义相对论，海森堡以电子单缝衍射推导测不准关系。这些案例体现了理想实验突破经验局限的逻辑推演特征。科学史上，伽利略的惯性假说经牛顿发展为运动定律，爱因斯坦关于光线弯曲的预言通过天文观测验证。尽管理想实验无法替代真实实验，但其结论常成为实证研究的理论基础，为科学理论突破提供逻辑推导路径。
【解答】（1） B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得动 能。
（2） vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2＝h1，没有能量的损耗，小球回到了原来的高度，则vB= vA
（3） 实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为该同学的设计是否还有价值？说出你的理由。 有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
故答案为：（1）动（2）=（3）有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
22．（2025九上·杭州月考）图甲为《墨经》记载的斜面引重车：前轮矮小、后轮高大，两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动，来改变斜面倾斜程度。使用时，后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物，推动车辆时轮轴卷绳，将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验，探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响，多次匀速拉动物体并记录数据。
组别 斜面倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功 总功 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7%
2 较陡 5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1%
3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 4.0 4.3 93.0%
（1）第2次实验中“ ”处的斜面高度为 m；
（2）分析表格数据，可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ；
（3）根据实验结论，小阳认为要让引重车拉动重物时更省力，图甲中的引重车的前轮的位置应该向 (选填“A”或“B”) 调整。
【答案】（1）0.5
（2）斜面倾斜程度越陡，机械效率越大
（3）B
【知识点】功的计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】 （1）根据表格数据2，利用公司W=Gh求出斜面高度；
（2）根据表格数据分析斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系；
（3）由实验数据可知，斜面越平缓，所需拉力越小，据此分析可知引重车的前轮应该向哪侧移动。
【解答】 （1）根据表格数据2可知，此时物体重力为5N，拉力做的有用功为2.5J，则斜面高度为：；
（2）根据表格数据可知，组别3中写明最陡，且它的机械效率最高，那么得到结论：斜面倾斜程度越陡，机械效率越大；
（3）根据表格数据可知，当物体重力相同时，组别1中写明倾斜角度最小，拉力越小，所以引重车的前轮的位置应该向B调整。
23．（2025九上·普陀期中）如图是某同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，斜面及水平面上的木板、木块都相同。
（1）在斜面和水平面材料的选择上，最好选择（）
A．斜面和水平面都光滑 B．斜面光滑，水平面粗糙
C．斜面和水平面都粗糙 D．斜面粗糙，水平面光滑
（2）该同学得出“物体的动能大小与物体运动速度有关”的结论，其判断依据是 。
（3）在同一条高速公路上对不同车辆的限速一般不同，如图丁，其原因可用图甲乙丙中 两个实验来解释。
（4）如果探究“物体重力势能大小与哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，重力势能越大。
【答案】（1）B
（2）甲乙比较，S甲大于S乙
（3）甲丙
（4）高度
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能实验中斜面和水平面材料选择的知识点：探究物体动能大小与因素的关系时，斜面需要让物体能顺利下滑获得速度，若斜面光滑，物体下滑时不受摩擦力，能保证到达水平面时的速度仅由高度决定；水平面需要粗糙，这样物体撞击木块后，木块才能在摩擦力作用下移动，通过木块移动的距离来体现动能大小。
（2）动能与速度关系的知识点：动能的大小与物体的质量和速度有关，在探究动能与速度的关系时，需控制质量相同，改变速度（通过改变物体在斜面上的高度实现），观察木块被推动的距离，距离越远，动能越大。
（3）动能与质量关系的知识点：不同车辆限速不同，是因为质量不同的物体，在速度相同时，动能不同。探究动能与质量的关系时，需控制速度相同（物体在斜面上的高度相同），改变质量，观察木块被推动的距离。
（4）重力势能与高度关系的知识点：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究重力势能与高度的关系时，控制质量相同，改变高度，通过物体下落对其他物体做功的效果来体现重力势能大小。
【解答】（1）斜面光滑可使物体下滑时不受摩擦力，保证到达水平面的速度由高度决定；水平面粗糙能让木块在摩擦力下移动，从而通过木块移动距离体现动能大小，所以最好选择B。
（2）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中物体在斜面上的高度（2h）大于乙中高度（h），即甲中物体到达水平面时的速度更大，木块被推动的距离甲大于乙，说明质量相同时，速度越大，动能越大，故判断依据是甲乙比较，甲乙。
（3）甲、丙实验中，物体在斜面上的高度相同（速度相同），质量不同（甲为m，丙为2m），木块被推动的距离不同，说明速度相同时，质量越大，动能越大，这可以解释不同车辆限速不同的原因，故填甲丙。
（4）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中高度（2h）大于乙中高度（h），甲中物体下落对木块做功的效果更明显，说明质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
24．（2025九上·江南月考）在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小科提出如下猜想：弹性势能的大小与弹性形变程度有关。选用了弹簧、小球、木块、长木板等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如表：
序号 弹簧被压缩的长度/cm 木块移动距离s/cm
① 2 S1
② 5 S2
（1）本实验主要运用的科学方法是 (选填“类比法”或“转换法”)。
（2）若木板是光滑的，该实验 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
（3）若s1 s2(选填“>”或“<”)，则说明弹性形变越大，弹性势能就越大。
（4）小科换用不同规格的弹簧实验时，发现木块被撞出木板，影响“木块移动距离s”的测量。在不改变木板长度的条件下，提一条改进建议 。
【答案】（1）转换法
（2）不能
（3）＜
（4）增大木块的重力
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）转换法：转换法是指将不易直接观察或测量的物理量，通过其他容易观察或测量的物理量来间接体现。在本实验中，弹性势能的大小不易直接测量，通过木块移动的距离来反映弹性势能的大小，运用了转换法。
（2）牛顿第一定律的应用：若木板光滑，木块在水平方向不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块会做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较弹性势能的大小，所以不能达到探究目的。
（3）弹性势能与弹性形变的关系：在探究弹性势能与弹性形变程度的关系时，控制其他因素不变，改变弹性形变程度，若弹性形变越大，木块移动的距离越远，说明弹性势能越大。
【解答】（1）本实验中，弹性势能的大小通过木块移动的距离来体现，这种将不易直接测量的弹性势能转换为容易测量的木块移动距离的方法是转换法。
（2）若木板是光滑的，木块在水平方向不受摩擦力，会一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较弹性势能的大小，所以该实验不能达到探究目的。
（3）根据猜想，弹性形变越大，弹性势能越大，转化为木块的动能越大，木块移动的距离越远。因为实验中②的弹簧被压缩长度更大（弹性形变更大），所以若s1（4）为避免木块被撞出木板，在不改变木板长度的条件下，可以换用质量更大的木块（或减小弹簧的压缩程度等），这样木块受到的摩擦力相对变化不大，但移动距离会减小，从而能在木板上完成测量。
25．（2025九上·杭州月考）用如图“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，在水平位置平衡的目的是 。
（2）如图乙所示杠杆上的刻度均匀在A点挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应该在B点挂 个相同的钩码
（3）如图丙所示，在A 点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30度角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为1.2N，已知每个钩码重0.4牛，则在 A 点挂 个钩码。
【答案】（1）右；便于测量力臂大小
（2）6
（3）2
【知识点】杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件进行判断；
（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是OC，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数。
【解答】 （1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×4L=16GL，右侧6G×3L=18GL，因为16GL＜18GL，所以杠杆右端会下沉；
（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得，每个钩码重0.4N，故应在A点挂2个钩码。
26．（2025九上·义乌期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在曝光时刻的位置。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为T。启动相机，将小球从斜槽上某一位置自由释放，得到如图所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置。
（1）有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是 ；
（2）有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因；
（3）请在图3直角坐标图中画出小球从O点到Q点动能的大小变化情况 。
【答案】（1）相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同
（2）由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。
（3）
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能受物体的质量、速度的影响，质量大，速度快，动能大；弹性势能受物体弹性形变的影响；重力势能受物体被举高度和质量的影响，质量大，高度高，重力势能大。 动能和重力势能的相互转化 1、当物体由动能转化为重力势能时，物体的速度逐渐减小，动能减小，同时重力势能逐渐增大，高度在增加。 2、当物体由重力势能转化为动能时，物体的高度逐渐减小，重力势能减小，同时动能增大，速度在增加。
【解答】(1) 有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同；因为A拍摄水平方向上的运动情况；
(2) 有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因： 由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。
（3）因为先是斜向上运动，小球一部分的动能转化为小球的重力势能；下降运动时，小球的重力势能转化为其动能；
故答案为：（1）相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同（2）由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。（3）
四、综合题
27．（2024九上·温州期中） 千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”，游客无需步行上山，坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上，如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米，落差达100米，游客坐着“飞天魔毯”上山时，可以视为沿斜面匀速上升，模型图如图乙所示。
（1）上升过程中，传送带对游客的支持力对游客有无做功 答： (选填“有”或“无”)。
（2） 游客乘坐“飞天魔毯”上升时，判断游客机械能变化情况并说明原因 。
（3）游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg，不计空气阻力，请计算“飞天魔毯”运行过程中，传送带对该游客做功的功率。
【答案】（1）无
（2）机械能增大。人质量不变，速度不变，动能不变； 人匀速上升，高度增加，重力势能增大，故机械能增大； 传送带对人有沿传送带向上方向的力，人在力的方向上通过一段距离，摩擦力做功使人的机械能变大。
（3）从底部到顶部用时
人从底部到顶部，传送带对人做功 104J
传送带功率
【知识点】速度公式及其应用；力是否做功的判断；功率计算公式的应用；机械能守恒
【解析】【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离，二者缺一不可；动能和势能合称机械能，物体的质量越大，速度越大，动能越大；物体的质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】（1）上升过程中，传送带对游客的支持力的方向垂直斜面向上，在该方向上游客没有移动距离，所以上升过程中，传送带对游客的支持力对游客无做功；
（2）游客乘坐“飞天魔毯”上升时，游客匀速上升，动能不变，重力势能变大，机械能变。传送带对人有沿传送带向上方向的力，人在力的方向上通过一段距离，摩擦力做功使人的机械能变大。
（3）根据速度公式求出从底部上升到顶部的时间，根据W=Gh=mgh求传送带对游客做的功，根据P=算传送带对该游客做功的功率。
28．（2023九上·义乌月考）本届杭州亚运会科技满满，其中两只“呆萌”的四足机械狗成为亮点，它们变身铁饼“搬运工”，这是世界首次使用机械狗在赛场搬运体育器械。工作人员只需将铁饼放置在卡槽上，便可在第一时间操控机械狗将铁饼运输回起点处。
（1）机械狗在平地上运输铁饼，是将电能转化为 。
（2）已知机械狗的牵引力为100牛，将铁饼从65米的落地点径直运到起点用时13秒，求该机械狗的功率。
（3）机械狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼。已知机械狗自重12千克，现携带重为2千克的标准铁饼上五楼。试通过计算，求整个过程中机械狗克服重力所做的功。（每层楼高3米）
【答案】（1）动能
（2）W=FS=100牛×65米=6500焦，P==500瓦
（3）W=Gh=mgh=（12千克+2千克）×10牛/千克×4×3米=1680焦
【知识点】功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）用电器是将电能转化为其他形式的能的装置。
（2）根据W=Fs得到机械狗做的功，根据得到机械狗的功率。
（3）根据G=mg得到总重力，从一楼跑到五楼，上升高度为4层楼的高度，再利用W=Gh可求出克服重力做功。
【解答】（1）机械狗在平地上运输铁饼，消耗电能，产生机械能，是将电能转化为机械能；
（2）机器狗做的功：W=Fs=100N×65m=6500J，
机械狗的功率：；
（3）总重力：G=mg=（12kg+2kg）×10N/kg=140N，
从一楼到五楼，上升高度为h=4×3m=12m，
克服重力做的功：W'=Gh=140N×12m=1680J。
答：（1）机械能；（2）该机械狗的功率为500W；（3）整个过程中机械狗克服重力所做的功为1680J。
29．（2025九上·杭州月考）（1）如下图，在杠杆AB上挂了一个重为G的物体。为使杠杆在图中位置静止，请在杠杆上画出最小动力F1和动力臂L1的示意图(保留作图痕迹)
（2）如图乙，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度L。用手向下压钢球使弹簧长度压缩到 释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处。请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化大致关系图象。
（3）如图，完全相同两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，且弹簧长度小于细线长度。由静止释放后，两球运动到最低点速度分别为vA、vB，且恰好在同一水平面上，不计空气阻力和摩擦，两个小球速度vA vB(选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】（1）
（2）
（3）>
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；杠杆及其五要素；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）最省力的画图：连接支点和杠杆上与支点距离最远的点，作该连线的垂线，即为最省力的方向。
（2）当动力与物体的运动方向一致时，物体做加速运动；当动力与物体的运动方向相反时，物体做减速运动。
（3）机械能包括重力势能、动能和弹性势能，重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
【解答】（1）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最大力臂为OB连线，力与力臂垂直，可知最省力为与OB垂直方向的力，如图所示
。
（2）将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度L，此时钢球静止，受力平衡，弹力等于重力。从到L的过程中，弹力大于重力，钢球向上做加速运动；当弹簧长度为L时，弹力等于重力；当长度小于L时，弹力小于重力，将做减速运动，可知当弹力等于重力时，钢球有最大速度；当钢球到达最大高度时，速度刚好减为零，如图所示
。
（3）不计空气阻力和摩擦，机械能守恒。两个小球从相同高度由静止释放，刚开始机械能相同。由图可知，两个小球下落高度相同，即减小的重力势能相同，A球减小的重力势能全部转化为动能，而B小球减小的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，可知B小球的动能更小，两个小球质量相同，可知B的速度更小。
30．（2025九上·杭州月考）如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 (选填“A点”或“0点)；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是 牛。
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大 (列式计算，已知OB=6厘米，OA=4厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦)
【答案】（1）O点
（2）240
（3）杠杆平衡条件：剪刀可以看作一个杠杆，支点为O点。
根据杠杆平衡条件，有，
代入数据可得，解得。
绳子自由端的拉力为。
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析判断。
（2）滑轮上方有一股绳子，下方有三股绳子，滑轮受力平衡，可知上方绳子受到的拉力为下方绳子自由端受到拉力的三倍。
（3）结合杠杆平衡条件计算B点受到的拉力，自由端绳子的拉力为B点受到拉力的三分之一。
【解答】（1）高枝剪的工作原理类似于杠杆。为了更轻松地剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条靠近支点，以减小阻力臂，从而增大剪刀的剪切力。支点位于剪刀的固定点O，因此枝条应尽量靠近O点。
（2）由图可知，有效绳子股数为3股，可知B受到绳子的拉力为。
31．（2025九上·江南月考）小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。
（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 。(不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO=2BO。)
（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。
（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10N的重物提升1m 的过程中，则拉力F3做的功为多少 (不计绳重和摩擦)
【答案】（1）F1＞F2＞F3
（2）从支点O做动力F2作用的垂线，O到垂足的距离为动力臂L2，如图所示：
（3）在图丙中，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
滑轮组的机械效率：
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）动滑轮、杠杆、滑轮组的受力分析：
动滑轮：当动滑轮的动力作用在轴上时，费力，F=2G；
杠杆：根据杠杆平衡条件F1L1=F 2L2，动力臂与阻力臂的比值决定动力大小；
滑轮组：滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数n决定，动（不计绳重和摩擦）。
（2）力臂的画法：力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，画力臂时需过支点作力的作用线的垂线。
（3）功的计算：总功等于有用功与额外功之和，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，滑轮组的机械效率。
【解答】 （1）不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦：
甲图中使用的是动滑轮，动力作用在轴上，费力但省距离，F1=2G=2×10N=20N；
乙图中使用的是杠杆，动力臂与阻力臂的大小关系AO=2BO，
由杠杆平衡条件可知：F2×OA=G×BO，
F2×2BO=G×BO，
；
丙图中使用的是滑轮组，n=3，
拉力，
可见：F1＞F2＞F3；
（2）从支点O做动力F2作用的垂线，O到垂足的距离为动力臂L2，如图所示：
；
（3）在图丙中，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
滑轮组的机械效率：
32．（2025九上·杭州月考）如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，备受年轻人喜爱。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个质量分布均匀的整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以用10秒钟的时间收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体(包含床垫)质量为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：
（1）在收起床体启动瞬间，图乙中液压杆和床架构成了 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆；
（2）请在答卷上画出液压杆收起床体的过程中，液压杆对床体施加的力及 其力臂L1；
（3）计算液压杆收起床体过程中，对床体施加的力F1的大小。
【答案】（1）费力
（2）
（3）解：根据题意可知， 整个床体的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F×L1=G床L2；
即F×sin30°OB=800N×1.1m；
F××0.5m=800N×1.1m；
解得：F=3520N。
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据使用情形确定液压杆对床施加拉力的方向。力臂是从杠杆支点到力的作用线的垂直距离；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
【解答】（1）根据图片可知， 隐形床围绕O点转动，液压杆连接在床架上的B点和墙上的A点。 由于床启动瞬间处于水平位置，液压杆的力方向与床架垂直，因此动力臂小于OB= 0.5 m。 床体长度为2 m，质量均匀分布，重心在中点，即距离O点1 m处，因此L2 = 1 m。比较可知，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2） 根据题意可知，在收起床体的过程中，液压杆对床体的力F1方向沿液压杆方向，指向A点。 从O点向F1的作用线作垂线，这条线段的长度就是动力臂L1，如下图所示：
1 / 1初中科学浙教版 九年级上册 第三章 能量的转化与材料利用 1-4节小测
一、选择题
1．（2025九上·杭州月考）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的危害。因为高处的物体具有较大的 （ ）
A．重力势能 B．动能 C．重力 D．体积
2．（2025九上·东阳期末）如图是小科投掷实心球的过程示意图，实心球在b点离手，d点为落地点，最后滚到e点停止运动。在整个过程中，小科对实心球做功的是（ ）
A．ab段 B．bc段 C．cd段 D．de段
3．（2025九上·镇海区期末）如图为举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图，下列说法正确的是（ ）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功
C．从翻站到站立的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃站立的过程中，运动员对杠铃做功
4．（2025九上·海宁期中）2020年6月23日，我国成功发射第55颗北斗导航卫星，如图甲所示是北斗卫星在随火箭加速上升的情景。人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．北斗卫星上升过程中，重力势能变大，动能变小
B．人造地球卫星运行时，重力势能变大，动能变大
C．人造地球卫星从近地点向远地点运动时，速度减小
D．图甲、乙中卫星的机械能都不变
5．（2024九上·杭州月考）如图所示，甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球，在离地同一高度处以大小相等的速度v，将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出。若在整个运动过程中不计能量损失，则（ ）
A．抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B．抛出后乙球的机械能先增大后减小
C．第一次落地时甲球的动能最大，丙球的动能最小
D．落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
6．（2025九上·慈溪期末）如图甲所示，重为120N的物块在拉力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。已知该物块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。下列分析正确的是( )
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙壁受到滑轮组的拉力大小为16N
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力 F为5N
D．在10s内， 拉力 F做功的功率为1.2W
7．（2025九上·杭州月考）如图，AC>BC，用相同的推力沿粗糙程度相同的斜面AC和BC 分别将同一重物从底部推到顶端，则此过程中
A．两次推力做功大小相同
B．两次克服摩擦力做功大小相同
C．两次克服物体重力做功大小相同
D．两个斜面的支持力对物体做功大小不相等
8．（2025九上·富阳月考）全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s。如图，力F对A、B两物体做的功分别为W1和W2，功率分别为P1和P2。下列的大小比较一定正确的是 （ ）
A． B． C． D．
9．（2025九上·杭州月考）如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块受到的摩擦力为2N。铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（）
A．磁性平板对铁块的吸引力等于 8N
B．0~2s内铁块做匀速直线运动
C．2~6s 内拉力F做的功是120J
D．2~6s 内拉力F的功率是40W
10．（2025九上·杭州月考）用摩擦力知识分析拔河比赛输赢情况。如图小明和爸爸妈妈通过一个滑轮组进行拔河比赛。爸爸与地面之间摩擦力最大540牛。为胜过爸爸，小明能挺住不动，则妈妈与地面摩擦力至少多大(不计滑轮重、绳重及其摩擦)（ ）
A．360牛 B．270牛 C．540牛 D．200牛
11．（2025九上·江南月考）如图所示，重力为G的均匀木棒竖直悬于O点，在其下端施一始终沿水平方向的拉力F，让棒缓慢转到图中虚线所示位置。在转动的过程中，动力F将（ ）
A．先变小后变大 B．逐渐变大
C．保持不变 D．逐渐减小
12．停放自行车时，若要从如图所示的四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起。其中最省力的点是 ( )
A．A 点 B．B 点 C．C 点 D．D 点
13．（2025九上·杭州月考）如图，小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千，他们的重力分别是G1、G2， 且 某次从最高点下摆到最低点的过程中，他们重力做功的大小分别为W1、W2，重力做功的快慢分别为P1、P2。则( )
A． B． C． D．
14．（2025九上·义乌竞赛）如图，用测力计将长杆一端A微微抬离地面，测力计示数是F1；同理，用测力计将长杆的另一端B微微抬离地面，测力计示数是F2。则长杆的重力是(测力计保持竖直向上)
A．(F1+F2) /2 B．F1+F2 C．F1/F2 D．F1×F2
15．（2025九上·杭州月考）如图所示，轻质杠杆OA上悬挂一重物G，O为支点，在A端用力使杠杆平衡，下列叙述正确的是（ ）
A．沿竖直向上方向最省力
B．沿杆OA方向用力也可以使杠杆平衡
C．此杠杆的长度可能等于其动力臂长与阻力臂长之和
D．如果忽略杠杆自重及摩擦，利用杠杆把重物G提升相同的高度，动力臂越长动力做的功越小
二、填空题
16．（2025九上·义乌期中）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 点（选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 （选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能
（选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。
17．（2025九上·义乌竞赛）同一小球以同样的速度沿着与水平方向成角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示 小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 (选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能达到最高点的高度 h1 h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
18．（2025九上·杭州月考）如图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与水平面平滑连接，BC段是粗糙程度相同的平面，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度(弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失)。第1次反弹后能沿着弧形槽上升到 处(不计空气阻力)。
（1）小球由A到B的过程中，机械能 (填“守恒”“不守恒”)。
（2）整个过程中，小球速度最大值 Vmax位于第一次经过 点(填“A、B、C、D”) 。
（3）小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功 (用相应的字母表示)。
19．（2025九上·富阳月考）蹦极是一种运动游戏。如图中A 点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。已知OA 间的高度差为h1，AB间的高度差为h2，游戏者的重力为G，则从O位置到B位置游戏者的重力做功是 ，在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为 ，游戏者在B点时 (选填“是”或“不是”)处于平衡状态。(整个过程中不计能量损耗，不计绳重)。
20．（2025九上·江南月考）如图所示，在A点分别作用的四个力中，能使杠杆处于平衡状态的最小力是 ，若作用力F始终沿竖直方向，则将杠杆抬到水平位置的过程中拉力F将 (填“增大”、“减小”或“不变’)。
三、实验与探究题
21．（2025九上·义乌期中）某同学在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动。该同学想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，他发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象。为进一步探究，他设计了下述实验方案，将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h1，如图所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h2。通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
（1）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了 能。
（2）vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2＝h1，则vB vA（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为该同学的设计是否还有价值？说出你的理由。 。
22．（2025九上·杭州月考）图甲为《墨经》记载的斜面引重车：前轮矮小、后轮高大，两轮间设木板。前轮的轮轴可在AB两点之间移动，来改变斜面倾斜程度。使用时，后轮轴系绳索绕过高处滑轮连接重物，推动车辆时轮轴卷绳，将重物拉上斜面。小阳用图乙装置模拟实验，探究斜面倾斜程度对斜面省力程度与机械效率的影响，多次匀速拉动物体并记录数据。
组别 斜面倾斜程度 物重G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 有用功 总功 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1.0 1.0 2.4 41.7%
2 较陡 5 3.2 1.0 2.5 3.2 78.1%
3 最陡 5 0.8 4.3 1.0 4.0 4.3 93.0%
（1）第2次实验中“ ”处的斜面高度为 m；
（2）分析表格数据，可以得出机械效率与斜面倾斜程度的关系是 ；
（3）根据实验结论，小阳认为要让引重车拉动重物时更省力，图甲中的引重车的前轮的位置应该向 (选填“A”或“B”) 调整。
23．（2025九上·普陀期中）如图是某同学探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，斜面及水平面上的木板、木块都相同。
（1）在斜面和水平面材料的选择上，最好选择（）
A．斜面和水平面都光滑 B．斜面光滑，水平面粗糙
C．斜面和水平面都粗糙 D．斜面粗糙，水平面光滑
（2）该同学得出“物体的动能大小与物体运动速度有关”的结论，其判断依据是 。
（3）在同一条高速公路上对不同车辆的限速一般不同，如图丁，其原因可用图甲乙丙中 两个实验来解释。
（4）如果探究“物体重力势能大小与哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，重力势能越大。
24．（2025九上·江南月考）在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小科提出如下猜想：弹性势能的大小与弹性形变程度有关。选用了弹簧、小球、木块、长木板等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如表：
序号 弹簧被压缩的长度/cm 木块移动距离s/cm
① 2 S1
② 5 S2
（1）本实验主要运用的科学方法是 (选填“类比法”或“转换法”)。
（2）若木板是光滑的，该实验 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
（3）若s1 s2(选填“>”或“<”)，则说明弹性形变越大，弹性势能就越大。
（4）小科换用不同规格的弹簧实验时，发现木块被撞出木板，影响“木块移动距离s”的测量。在不改变木板长度的条件下，提一条改进建议 。
25．（2025九上·杭州月考）用如图“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）如图甲所示，杠杆左端下沉，则应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡，在水平位置平衡的目的是 。
（2）如图乙所示杠杆上的刻度均匀在A点挂四个钩码，要使杠杆在水平位置平衡，应该在B点挂 个相同的钩码
（3）如图丙所示，在A 点挂一定数量的钩码，用弹簧测力计在C点斜向上拉(与水平方向成30度角)杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为1.2N，已知每个钩码重0.4牛，则在 A 点挂 个钩码。
26．（2025九上·义乌期中）频闪摄影是研究物体运动的常用实验手段，照相机每隔一定时间曝一次光，在胶片上记录物体在曝光时刻的位置。如图1，是某实验小组探究斜抛运动规律的实验装置，分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处各安装一个频闪相机，调整相机快门，设定相机曝光时间间隔为T。启动相机，将小球从斜槽上某一位置自由释放，得到如图所示的频闪照片，P、Q、R分别为小球运动轨迹上的三个位置。
（1）有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是 ；
（2）有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因；
（3）请在图3直角坐标图中画出小球从O点到Q点动能的大小变化情况 。
四、综合题
27．（2024九上·温州期中） 千岛湖某景区配置了“飞天魔毯”，游客无需步行上山，坐在传送带上即可由“飞天魔毯”带至山上，如图甲所示。已知该“飞天魔毯”长度为400米，落差达100米，游客坐着“飞天魔毯”上山时，可以视为沿斜面匀速上升，模型图如图乙所示。
（1）上升过程中，传送带对游客的支持力对游客有无做功 答： (选填“有”或“无”)。
（2） 游客乘坐“飞天魔毯”上升时，判断游客机械能变化情况并说明原因 。
（3）游客坐在魔毯上从底部以1m/s的速度上升到顶部。已知该游客的质量为50kg，不计空气阻力，请计算“飞天魔毯”运行过程中，传送带对该游客做功的功率。
28．（2023九上·义乌月考）本届杭州亚运会科技满满，其中两只“呆萌”的四足机械狗成为亮点，它们变身铁饼“搬运工”，这是世界首次使用机械狗在赛场搬运体育器械。工作人员只需将铁饼放置在卡槽上，便可在第一时间操控机械狗将铁饼运输回起点处。
（1）机械狗在平地上运输铁饼，是将电能转化为 。
（2）已知机械狗的牵引力为100牛，将铁饼从65米的落地点径直运到起点用时13秒，求该机械狗的功率。
（3）机械狗除了能在平地上行走外，它还能进行负重登楼。已知机械狗自重12千克，现携带重为2千克的标准铁饼上五楼。试通过计算，求整个过程中机械狗克服重力所做的功。（每层楼高3米）
29．（2025九上·杭州月考）（1）如下图，在杠杆AB上挂了一个重为G的物体。为使杠杆在图中位置静止，请在杠杆上画出最小动力F1和动力臂L1的示意图(保留作图痕迹)
（2）如图乙，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度L。用手向下压钢球使弹簧长度压缩到 释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处。请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化大致关系图象。
（3）如图，完全相同两个小球A、B分别与轻质细线和轻质弹簧连接，将两球拉高使细线与弹簧在同一水平方向上，且弹簧长度小于细线长度。由静止释放后，两球运动到最低点速度分别为vA、vB，且恰好在同一水平面上，不计空气阻力和摩擦，两个小球速度vA vB(选填“>”、“<”或“=”)。
30．（2025九上·杭州月考）如图所示是高空修剪树枝的工具——高枝剪。当树枝进入两剪片形成的刀口中，拉动拉绳就能轻松剪断树枝。
（1）为了剪断较粗较硬的枝条，除了增大拉力外，还应尽量将枝条靠近 (选填“A点”或“0点)；
（2）用80N的拉力作用在绳子自由端时，B点受到绳子a的拉力是 牛。
（3）某时刻，弹簧处于原长，若修剪刀的刀口A点对树枝施加的力为540牛，此时绳子端需施加的力F为多大 (列式计算，已知OB=6厘米，OA=4厘米，滑轮中各股绳子视为平行，不计绳重、滑轮自重及摩擦)
31．（2025九上·江南月考）小科设计了三种提升重物的方式，均将10N的重物匀速提升了1m，如图所示。
（1）上述三个方式提升10N的重物时，人施加的力的大小关系为 。(不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦，AO=2BO。)
（2）请在图乙中画出作用在杠杆A端的动力F2的力臂。
（3）如图丙，每个滑轮重均为2N，则在将10N的重物提升1m 的过程中，则拉力F3做的功为多少 (不计绳重和摩擦)
32．（2025九上·杭州月考）如图甲所示的隐形床因美观且节约空间的特点，备受年轻人喜爱。将隐形床处于水平位置时的结构进行简化，可抽象成如图乙所示的模型。隐形床可围绕O点转动，把床架和床垫看成一个质量分布均匀的整体，床两侧各装一根液压杆连接在床架上B处和墙体上A处，通过控制液压杆的开关可以用10秒钟的时间收起床体。已知床架上B处与O点的距离为0.5m，床的长度为2m，整个床体(包含床垫)质量为80kg，整个床体厚度为0.2m。求：
（1）在收起床体启动瞬间，图乙中液压杆和床架构成了 (选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆；
（2）请在答卷上画出液压杆收起床体的过程中，液压杆对床体施加的力及 其力臂L1；
（3）计算液压杆收起床体过程中，对床体施加的力F1的大小。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】动能和势能的概念；势能的影响因素
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大，高处的物体高度高，所以重力势能大，高空抛物会造成危害。
故答案为：A。
2．【答案】A
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。【解答】A、在a到b的过程中，实心球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离，故小科对实心球做了功，故A符合题意；
BCD、bc段、cd段、de段小明没有力作用在实心球上，所以小科不做功，故BCD不符合题意。
故答案为：A。
3．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的条件：物体在力的方向上有移动距离。
【解答】A、从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故A错误；
B、从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故B正确；
C、从翻站到站立的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，同时杠铃向上移动了距离，所以运动员对杠铃做了功，故C错误；
D、举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，但是杠铃静止不动，所以运动员没有对杠铃做功，故D错误。
故答案为：B。
4．【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒；机械能守恒
【解析】【分析】重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。
动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。
【解答】A、北斗卫星上升过程中，高度变高，速度变大，重力势能变大，动能变大，故A错误；
B、人造地球卫星运行时，机械能守恒，所以当重力势能变大时，动能变小，故B错误；
C、人造地球卫星从近地点向远地点运动时，重力势能变大，则动能变小，可知速度变小，故C正确；
D、甲中卫星重力势能和动能都变大，可知机械能变大，乙中机械能守恒，故D错误。
故答案为：C。
5．【答案】D
【知识点】动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】A.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”；
B.根据“整个运动过程中不计能量损失”分析机械能的变化；
C.根据重力势能转化为动能判断；
D.比较第一次到达最高点时重力势能大小即可。
【解答】A．根据题意可知，三个小球的质量相同，抛出时的高度相同，则重力势能相等；速度相同，则它们的动能相同。根据“机械能=动能+重力势能”可知，则它们的机械能是相同的，故A错误；
B.在整个运动过程中不计能量损失，则机械能保持不变，故B错误；C．第一次落地时，重力势能全部转化为动能，所以三个小球的动能相同，故C错误；
D．落地后第一次反弹到最高点时，甲、乙的机械能是相同的，且动能都为0，所以甲、乙两球的重力势能相同，高度也相同，故D正确。
故选D。
6．【答案】C
【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；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮组有几股绳子受力，绳子自由端移动的距离为滑轮移动距离的有效绳子股数倍。
【解答】A、物体在10s内移动的距离为1m，由图可知，滑轮组的有效绳子股数为3股，可知绳子自由端沿水平方向移动的距离为3m，故A错误；
BC、物体做匀速直线运动，受力平衡，压力等于摩擦力，则拉力为，机械效率为80%，则绳子自由端的拉力为5N，对左侧墙壁进行受力分析，左侧受到墙壁给的拉力，右侧受到滑轮组给的拉力，有四股绳子，可知总拉力为绳子自由端拉力的4倍，即总拉力为，故B错误，C正确；
D、10s内拉力F的功率为，故D错误。
故答案为：C。
7．【答案】C
【知识点】功；功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）功的计算公式：功W等于力F与在力的方向上移动的距离s
的乘积，即W=Fs；克服重力做功W=Gh（G是物体重力，h是物体上升的高度）；克服摩擦力做功与斜面的长度和摩擦力有关。
（2）力做功的条件：力的方向与物体移动方向垂直时，力不做功。
【解答】A、已知AC>BC，推力F相同，根据W=Fs，两次推力做功WAC =F×AC，W BC =F×BC，所以W AC >W BC，故该选项错误。
B、同一重物，斜面粗糙程度相同，斜面越陡（BC更陡），摩擦力越小，且AC>BC，根据克服摩擦力做功Wf =fs，两次克服摩擦力做功大小不同，故该选项错误。
C、同一重物，上升的高度h相同（都是从底部到顶端C的竖直高度），根据W=Gh，两次克服物体重力做功大小相同，故该选项正确。
D、斜面的支持力方向垂直于斜面，物体沿斜面移动，支持力方向与物体移动方向垂直，所以支持力对物体不做功，两次支持力做功都为0，大小相等，故该选项错误。
故答案为：C。
8．【答案】B
【知识点】功；功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】 （1）根据功的计算公式W=Fs，完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动了相同的距离s，可知W1=W2；
（2）完全相同的A和B两物体，在相同的力F作用下分别沿粗糙地面和不计摩擦的光滑冰面移动，物体在粗糙地面上受到摩擦力的作用，所以所受的合力较小，运动的速度较慢，则移动相同的距离s时，所用时间较多，故t1＞t2，根据，可知，P1＜P2。
【解答】 （1）因为F1=F2，s1=s2，根据计算公式W=Fs，可知W1=W2，故A错误、B正确；
（2）物体在粗糙地面上受到摩擦力的作用，所以所受的合力较小，运动的速度较慢，则移动相同的距离s时，所用时间较多，因为t1＞t2，根据可知，P1＜P2，故C、D错误。
故选：B。
9．【答案】C
【知识点】机械运动的分类；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】平衡力的特点：大小相等、方向相反、作用在同一直线、同一物体上。
【解答】A、重力和吸引力不在同一直线上，根据题中信息，无法确定吸引力的大小，故A错误；
B、由图乙可知，0-2s内，铁块的速度逐渐变大，即铁块做加速运动，故B错误；
C、2-6s铁块速度不变，做匀速直线运动，受力平衡，拉力等于重力加摩擦力，可知拉力大小为8N+2N=10N，拉力做功，故C正确；
D、 2~6s 内拉力F的功率，故D错误。
故答案为：C。
10．【答案】A
【知识点】二力平衡的条件及其应用；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】滑轮静止，说明两侧的拉力大小相等，滑轮组上每股绳子的拉力大小相等。
【解答】小明静止，说明受力平衡。爸爸受到的最大摩擦力为540N，等于妈妈和小明的拉力之和。所有人都处于静止状态，受力平衡，可知爸爸受到的拉力为540N，即右侧滑轮受到爸爸水平向右、大小为540N的拉力，左侧有三根绳子，可知小明的拉力为。
左侧滑轮右边有两根绳子，每根绳子的拉力为180N，则两根绳子的拉力为360N，该滑轮左侧只受到妈妈的拉力，可知妈妈的拉力为360N，力的作用是相互的，所以妈妈受到360N的拉力，妈妈要静止，则需要地面给妈妈大小为360N的摩擦力。
故答案为：A。
11．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】先确定阻力臂、动力臂的变化，然后根据杠杆平衡的条件（动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂）分析动力的变化。
【解答】杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在竖直位置时，重力的力臂为0，转过一定角度后，重力力臂（阻力臂）逐渐增大，故B错；
当硬棒在竖直位置时，F的力臂是杠杆的长度，且力臂最长，当杠杆转过转过一定角度后，力与杠杆不再垂直，所以动力臂变小，根据杠杆平衡的条件可得，阻力与阻力臂的乘积增大，而动力臂减小，所以动力逐渐增大。
故答案为：B。
12．【答案】D
【知识点】杠杆的平衡条件
【解析】【分析】 根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最省力，必须使动力臂最长。
【解答】 根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知，在杠杆中的阻力、阻力臂大小一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将后轮略微提起，是围绕前轮转轴为支点，力的方向是竖直向上的，所以在D点施加竖直向上的力时，此时的力臂是最大的，根据杠杆的平衡条件可知，此时所用的力是最小的。
故选D。
13．【答案】C
【知识点】功；功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）重力做功的计算公式：重力做功W=Gh，其中G是物体的重力，h是物体在重力方向上移动的距离。
（2）功率的计算公式：功率 ，表示做功的快慢，其中W是功，t是做功所用的时间。
【解答】 AB、从最高点下摆到最低点的过程中，小桂和小林的重力做功为分别为：W1=G1h，W2=G2h
因为h相同，且G1＜G2，则W1＜W2，故A、B错误。
CD、由可知小桂和小林的功率为：，
因为t相同，W1＜W2，所以P1＜P2，故C正确，D错误。
故答案为：C。
14．【答案】B
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系；在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件求出拉力和重力的关系。
【解答】 在杠杆的右端竖直抬起时，B是支点，根据杠杆平衡条件得，
F1×AB=G×OB----①
在杠杆的左端竖直抬起时，A是支点，根据杠杆平衡条件得，
F2×AB=G×OA----②
①+②得，
F1+F2=G。
故答案为：B。
15．【答案】C
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；杠杆的应用
【解析】【分析】（1）力臂是支点到力的作用线的垂线线段的长；
（2）杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2；
根据杠杆的平衡条件知，阻力和阻力臂一定时，当动力臂最大时，动力最小；
（3）机械效率等于有用功与总功的比值。
【解答】 A、由图知，动力作用在A点时，以OA长为力臂时，动力臂最大，此时动力最小，故沿垂直OA向上的方向上时最省力时，故A错误；
B、沿OA方向用力时，力的作用线过支点O，此时动力臂是零，由杠杆的平衡条件知，此时杠杆无法平衡，故B错误；
C、由题只知道动力作用在A点，不知道动力的作用方向，所以也就不知道动力臂的大小，因此无法比较动力臂和阻力臂的大小关系，所以此杠杆的长度可能等于其动力臂长与阻力臂长之和，故C正确；
D、由杠杆平衡条件知，利用杠杆把重物G提升相同的高度，动力臂越长越省力；如果忽略杠杆自重及摩擦，即不做额外功，机械效率100%，说明机械效率与省力多少无关，故D错误。
故答案为：C。
16．【答案】D；不能；大于
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】 橡皮筋的弹性势能与它的形变量（拉伸或压缩的程度）有关，形变量越大，弹性势能越大。在罐子滚动的过程中：在A点：罐子静止释放，橡皮筋未被拉伸，弹性势能为0。滚下斜面时：罐子加速，小铁块由于惯性会滞后，拉伸橡皮筋，弹性势能逐渐增大。在D点：罐子停止，此时小铁块因惯性继续运动，橡皮筋被拉伸到最大，弹性势能最大。返回时：橡皮筋收缩，将弹性势能转化为罐子的动能，弹性势能减小。因此，橡皮筋在 D点 的弹性势能最大。
【解答】 做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 D 点（选填字母）的弹性势能最大，因为此时弹簧的形变量最大； 有橡皮筋和小铁块时：罐子滚动到D点时，橡皮筋储存的弹性势能可以转化为动能，使罐子返回斜面。若无橡皮筋和小铁块：罐子从A点滚下后，动能全部耗散（转化为内能等），无法储存能量，因此无法返回斜面。 若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子不能返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能。机械能包括动能和势能。在第一次返回斜面的过程中：从D点到B点：罐子向上滚动，克服重力做功，动能转化为重力势能。由于存在摩擦和空气阻力，机械能逐渐减小。C点是斜面上的中间点，B点是最高点。从C到B的过程中，罐子继续向上滚动，机械能进一步减小（因摩擦耗散）。因此，C点的机械能 大于 B点的机械能。
故答案为：D；不能；大于
17．【答案】（1）不变
（2）大于
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；机械能守恒
【解析】【分析】 （1）机械能=动能+势能。弹性势能、动能、重力势能之间是可以相互转化的；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以抛出时具有的动能相同，不考虑空气阻力，根据机械能守恒定律分析解答。
【解答】 （1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变；
（2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。
18．【答案】（1）守恒
（2）B
（3）
【知识点】动能和势能的概念；动能的影响因素；机械能守恒
【解析】【分析】（1）机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功。当物体在光滑表面运动时，若只有重力做功，机械能守恒。
（2）动能的大小与质量和速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；重力势能的大小与质量和高度有关，质量一定时，高度越高，重力势能越大。分析小球在不同位置的受力和运动状态，判断动能的变化，从而确定速度最大的位置。
（3）功的计算可以根据能量的转化和守恒来分析，通过小球在不同过程中的机械能变化，求出克服摩擦力做的功。
【解答】 （1）AB为光滑弧形槽，不计空气阻力，小球由A到B的过程中，不受摩擦力阻力，机械能守恒，因而重力势能转化为动能，机械能的总量守恒。
（2）BC段是粗糙程度相同的平面，此过程由摩擦阻力，机械能减小，CD段是光滑平面，一个质量为m的小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度，弹簧能恢复到原来位置，不计碰撞时的能量损失，从C到D到返回C，机械能的总量不变，然后C到B机械能减小，故第一次经过B点时机械能最大，重力势能没有改变，则B点的动能最大，速度最大。
（3）根据以上分析，只有在BC和CB上克服摩擦力做功，减小了机械能，两次的摩擦力和距离相同，克服摩擦力做功相同，因而小球第一次由B到C的过程中，克服摩擦力做功是减小的机械能的一半为。
19．【答案】G (h1+h2)；；不是
【知识点】功的计算公式的应用；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】由W=Gh可求得从O位置到B位置游戏者的重力做功；在此过程中游戏者的重力势能转化为绳子的弹性势能，通过做功的方式实现能量的转化，据此分析。
【解答】 已知OA间的高度差为h1，AB间的高度差为h2，游戏者的重力为G，从O位置到B位置游戏者的重力做功：W=G×OB=G×（h1+h2），
在此过程中游戏者的重力势能转化为绳子的弹性势能，由于整个过程不计能量损失，根据机械能的转化和守恒定律可知在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为G×（h1+h2）。
游戏者在 B 点时，速度为零，但此时弹性绳的弹力大于重力，受力不平衡，所以不是处于平衡状态。
20．【答案】F3；不变
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析
【解析】【分析】（1）杠杆最小力的原理：在杠杆中，当动力臂最长时，动力最小。动力臂是从支点到动力作用线的垂直距离，当动力的方向与杠杆垂直时，动力臂最长。
（2）杠杆的平衡条件：杠杆平衡时，动力 × 动力臂 = 阻力 × 阻力臂。当作用力始终沿竖直方向时，需分析动力臂和阻力臂的变化关系，判断拉力的变化情况。
【解答】如图，要使杠杆处于平衡状态且力最小，需找到最长的动力臂。在 A 点的四个力中，F3 的方向与 OA 垂直，此时动力臂就是 OA 的长度，是最长的动力臂。根据杠杆平衡条件，动力臂最长时动力最小，所以能使杠杆处于平衡状态的最小力是F3。
作用力F始终沿竖直方向，将杠杆抬到水平位置的过程中，设阻力为物体的重力G，阻力臂为LG ，动力臂为LF 。由于动力和阻力都沿竖直方向，根据相似三角形原理，动力臂与阻力臂的比值保持不变（始终等于 OA 与阻力作用点到支点距离的比值）。由杠杆平衡条件
FLF =GLG，因为G不变，LF与LG 的比值不变，所以拉力F不变。
21．【答案】（1）动
（2）=
（3）有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】理想实验，又称假想实验或思想实验，是一种基于逻辑推理的理论研究方法，通过在抽象思维中构建理想化模型来探究自然规律。其区别于实物实验，属于逻辑推理的思维活动，需忽略次要因素并依据逻辑法则进行分析。该方法通过简化现实条件揭示现象间内在逻辑关系，例如伽利略通过无摩擦斜面推导惯性定律，爱因斯坦借助电梯思想实验构建广义相对论，海森堡以电子单缝衍射推导测不准关系。这些案例体现了理想实验突破经验局限的逻辑推演特征。科学史上，伽利略的惯性假说经牛顿发展为运动定律，爱因斯坦关于光线弯曲的预言通过天文观测验证。尽管理想实验无法替代真实实验，但其结论常成为实证研究的理论基础，为科学理论突破提供逻辑推导路径。
【解答】（1） B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得动 能。
（2） vA表示碰撞前瞬间A球运动速度，vB表示B球被撞后开始运动的速度。若h2＝h1，没有能量的损耗，小球回到了原来的高度，则vB= vA
（3） 实际实验中，测出的h2总小于h1，若导致这一现象的原因轨道不光滑，那么在阻力不可避免的情况下，你认为该同学的设计是否还有价值？说出你的理由。 有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
故答案为：（1）动（2）=（3）有价值；在阻力无法避免的情况下，用光滑程度不同的轨道多次实验，轨道越光滑，h2越接近h1，即可推理得出：当无阻力时，h2=h1，即可判断vB=vA
22．【答案】（1）0.5
（2）斜面倾斜程度越陡，机械效率越大
（3）B
【知识点】功的计算公式的应用；斜面及其工作特点
【解析】【分析】 （1）根据表格数据2，利用公司W=Gh求出斜面高度；
（2）根据表格数据分析斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系；
（3）由实验数据可知，斜面越平缓，所需拉力越小，据此分析可知引重车的前轮应该向哪侧移动。
【解答】 （1）根据表格数据2可知，此时物体重力为5N，拉力做的有用功为2.5J，则斜面高度为：；
（2）根据表格数据可知，组别3中写明最陡，且它的机械效率最高，那么得到结论：斜面倾斜程度越陡，机械效率越大；
（3）根据表格数据可知，当物体重力相同时，组别1中写明倾斜角度最小，拉力越小，所以引重车的前轮的位置应该向B调整。
23．【答案】（1）B
（2）甲乙比较，S甲大于S乙
（3）甲丙
（4）高度
【知识点】动能和势能的大小变化；动能的影响因素
【解析】【分析】（1）动能实验中斜面和水平面材料选择的知识点：探究物体动能大小与因素的关系时，斜面需要让物体能顺利下滑获得速度，若斜面光滑，物体下滑时不受摩擦力，能保证到达水平面时的速度仅由高度决定；水平面需要粗糙，这样物体撞击木块后，木块才能在摩擦力作用下移动，通过木块移动的距离来体现动能大小。
（2）动能与速度关系的知识点：动能的大小与物体的质量和速度有关，在探究动能与速度的关系时，需控制质量相同，改变速度（通过改变物体在斜面上的高度实现），观察木块被推动的距离，距离越远，动能越大。
（3）动能与质量关系的知识点：不同车辆限速不同，是因为质量不同的物体，在速度相同时，动能不同。探究动能与质量的关系时，需控制速度相同（物体在斜面上的高度相同），改变质量，观察木块被推动的距离。
（4）重力势能与高度关系的知识点：重力势能的大小与物体的质量和高度有关，在探究重力势能与高度的关系时，控制质量相同，改变高度，通过物体下落对其他物体做功的效果来体现重力势能大小。
【解答】（1）斜面光滑可使物体下滑时不受摩擦力，保证到达水平面的速度由高度决定；水平面粗糙能让木块在摩擦力下移动，从而通过木块移动距离体现动能大小，所以最好选择B。
（2）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中物体在斜面上的高度（2h）大于乙中高度（h），即甲中物体到达水平面时的速度更大，木块被推动的距离甲大于乙，说明质量相同时，速度越大，动能越大，故判断依据是甲乙比较，甲乙。
（3）甲、丙实验中，物体在斜面上的高度相同（速度相同），质量不同（甲为m，丙为2m），木块被推动的距离不同，说明速度相同时，质量越大，动能越大，这可以解释不同车辆限速不同的原因，故填甲丙。
（4）甲、乙实验中，物体质量相同，甲中高度（2h）大于乙中高度（h），甲中物体下落对木块做功的效果更明显，说明质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
24．【答案】（1）转换法
（2）不能
（3）＜
（4）增大木块的重力
【知识点】势能的影响因素
【解析】【分析】（1）转换法：转换法是指将不易直接观察或测量的物理量，通过其他容易观察或测量的物理量来间接体现。在本实验中，弹性势能的大小不易直接测量，通过木块移动的距离来反映弹性势能的大小，运用了转换法。
（2）牛顿第一定律的应用：若木板光滑，木块在水平方向不受摩擦力，根据牛顿第一定律，木块会做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较弹性势能的大小，所以不能达到探究目的。
（3）弹性势能与弹性形变的关系：在探究弹性势能与弹性形变程度的关系时，控制其他因素不变，改变弹性形变程度，若弹性形变越大，木块移动的距离越远，说明弹性势能越大。
【解答】（1）本实验中，弹性势能的大小通过木块移动的距离来体现，这种将不易直接测量的弹性势能转换为容易测量的木块移动距离的方法是转换法。
（2）若木板是光滑的，木块在水平方向不受摩擦力，会一直做匀速直线运动，无法通过木块移动的距离来比较弹性势能的大小，所以该实验不能达到探究目的。
（3）根据猜想，弹性形变越大，弹性势能越大，转化为木块的动能越大，木块移动的距离越远。因为实验中②的弹簧被压缩长度更大（弹性形变更大），所以若s1（4）为避免木块被撞出木板，在不改变木板长度的条件下，可以换用质量更大的木块（或减小弹簧的压缩程度等），这样木块受到的摩擦力相对变化不大，但移动距离会减小，从而能在木板上完成测量。
25．【答案】（1）右；便于测量力臂大小
（2）6
（3）2
【知识点】杠杆的平衡条件；探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【分析】（1）调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
（2）设一个钩码重为G，杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件进行判断；
（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）动力臂是OC，根据杠杆的平衡条件求出弹簧测力计的读数。
【解答】 （1）调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
（2）设杠杆每个格的长度为L，每个钩码的重力为G，根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，即4G×3L=FB×2L，解得FB=6G，需挂6个钩码；
根据杠杆的平衡条件：FALA=FBLB，若A、B两点的钩码同时向远离支点的方向移动一个格，则左侧4G×4L=16GL，右侧6G×3L=18GL，因为16GL＜18GL，所以杠杆右端会下沉；
（3）当弹簧测力计在C点斜向上拉（与水平方向成30°角）杠杆，此时动力臂等于；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得，每个钩码重0.4N，故应在A点挂2个钩码。
26．【答案】（1）相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同
（2）由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。
（3）
【知识点】动能和势能的概念；动能和势能的大小变化；动能的影响因素；势能的影响因素；动能和势能的转化与守恒
【解析】【分析】动能受物体的质量、速度的影响，质量大，速度快，动能大；弹性势能受物体弹性形变的影响；重力势能受物体被举高度和质量的影响，质量大，高度高，重力势能大。 动能和重力势能的相互转化 1、当物体由动能转化为重力势能时，物体的速度逐渐减小，动能减小，同时重力势能逐渐增大，高度在增加。 2、当物体由重力势能转化为动能时，物体的高度逐渐减小，重力势能减小，同时动能增大，速度在增加。
【解答】(1) 有小组同学提出，不计空气阻力，小球在水平方向上不受力，应该做匀速运动，实验中支持该同学提出的观点的证据是相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同；因为A拍摄水平方向上的运动情况；
(2) 有同学提出图1中，O点到P点虚线表示小球运动的轨迹，即使不考虑小球运动过程中机械能的损耗，轨迹的最高点也将低于小球出发时在斜面上的高度，请从能量转化与守恒的角度解释其原因： 由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。
（3）因为先是斜向上运动，小球一部分的动能转化为小球的重力势能；下降运动时，小球的重力势能转化为其动能；
故答案为：（1）相机A拍出的照片相同时间小球移动的距离相同（2）由于小球抛出后轨迹最高点速度不为零，仍有动能，若不考虑机械能损失，轨迹最高点机械能与斜面上的最高点机械能相等，由于斜面上最高点动能为零，因此斜面最高点重力势能大于轨迹最高点重力势能，因此轨迹最高点低于小球出发时斜面上的高度。（3）
27．【答案】（1）无
（2）机械能增大。人质量不变，速度不变，动能不变； 人匀速上升，高度增加，重力势能增大，故机械能增大； 传送带对人有沿传送带向上方向的力，人在力的方向上通过一段距离，摩擦力做功使人的机械能变大。
（3）从底部到顶部用时
人从底部到顶部，传送带对人做功 104J
传送带功率
【知识点】速度公式及其应用；力是否做功的判断；功率计算公式的应用；机械能守恒
【解析】【分析】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离，二者缺一不可；动能和势能合称机械能，物体的质量越大，速度越大，动能越大；物体的质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】（1）上升过程中，传送带对游客的支持力的方向垂直斜面向上，在该方向上游客没有移动距离，所以上升过程中，传送带对游客的支持力对游客无做功；
（2）游客乘坐“飞天魔毯”上升时，游客匀速上升，动能不变，重力势能变大，机械能变。传送带对人有沿传送带向上方向的力，人在力的方向上通过一段距离，摩擦力做功使人的机械能变大。
（3）根据速度公式求出从底部上升到顶部的时间，根据W=Gh=mgh求传送带对游客做的功，根据P=算传送带对该游客做功的功率。
28．【答案】（1）动能
（2）W=FS=100牛×65米=6500焦，P==500瓦
（3）W=Gh=mgh=（12千克+2千克）×10牛/千克×4×3米=1680焦
【知识点】功的计算公式的应用；功率；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）用电器是将电能转化为其他形式的能的装置。
（2）根据W=Fs得到机械狗做的功，根据得到机械狗的功率。
（3）根据G=mg得到总重力，从一楼跑到五楼，上升高度为4层楼的高度，再利用W=Gh可求出克服重力做功。
【解答】（1）机械狗在平地上运输铁饼，消耗电能，产生机械能，是将电能转化为机械能；
（2）机器狗做的功：W=Fs=100N×65m=6500J，
机械狗的功率：；
（3）总重力：G=mg=（12kg+2kg）×10N/kg=140N，
从一楼到五楼，上升高度为h=4×3m=12m，
克服重力做的功：W'=Gh=140N×12m=1680J。
答：（1）机械能；（2）该机械狗的功率为500W；（3）整个过程中机械狗克服重力所做的功为1680J。
29．【答案】（1）
（2）
（3）>
【知识点】力与运动的关系；动能和势能的大小变化；杠杆及其五要素；杠杆中最小力问题
【解析】【分析】（1）最省力的画图：连接支点和杠杆上与支点距离最远的点，作该连线的垂线，即为最省力的方向。
（2）当动力与物体的运动方向一致时，物体做加速运动；当动力与物体的运动方向相反时，物体做减速运动。
（3）机械能包括重力势能、动能和弹性势能，重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。弹性势能与物体的形变量有关，形变量越大，弹性势能越大。
【解答】（1）由杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最大力臂为OB连线，力与力臂垂直，可知最省力为与OB垂直方向的力，如图所示
。
（2）将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度L，此时钢球静止，受力平衡，弹力等于重力。从到L的过程中，弹力大于重力，钢球向上做加速运动；当弹簧长度为L时，弹力等于重力；当长度小于L时，弹力小于重力，将做减速运动，可知当弹力等于重力时，钢球有最大速度；当钢球到达最大高度时，速度刚好减为零，如图所示
。
（3）不计空气阻力和摩擦，机械能守恒。两个小球从相同高度由静止释放，刚开始机械能相同。由图可知，两个小球下落高度相同，即减小的重力势能相同，A球减小的重力势能全部转化为动能，而B小球减小的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能，可知B小球的动能更小，两个小球质量相同，可知B的速度更小。
30．【答案】（1）O点
（2）240
（3）杠杆平衡条件：剪刀可以看作一个杠杆，支点为O点。
根据杠杆平衡条件，有，
代入数据可得，解得。
绳子自由端的拉力为。
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；滑轮组及其工作特点；滑轮组绳子拉力的计算
【解析】【分析】（1）根据杠杆平衡条件进行分析判断。
（2）滑轮上方有一股绳子，下方有三股绳子，滑轮受力平衡，可知上方绳子受到的拉力为下方绳子自由端受到拉力的三倍。
（3）结合杠杆平衡条件计算B点受到的拉力，自由端绳子的拉力为B点受到拉力的三分之一。
【解答】（1）高枝剪的工作原理类似于杠杆。为了更轻松地剪断较粗较硬的枝条，应尽量将枝条靠近支点，以减小阻力臂，从而增大剪刀的剪切力。支点位于剪刀的固定点O，因此枝条应尽量靠近O点。
（2）由图可知，有效绳子股数为3股，可知B受到绳子的拉力为。
31．【答案】（1）F1＞F2＞F3
（2）从支点O做动力F2作用的垂线，O到垂足的距离为动力臂L2，如图所示：
（3）在图丙中，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
滑轮组的机械效率：
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的动态平衡分析；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；滑轮组及其工作特点
【解析】【分析】（1）动滑轮、杠杆、滑轮组的受力分析：
动滑轮：当动滑轮的动力作用在轴上时，费力，F=2G；
杠杆：根据杠杆平衡条件F1L1=F 2L2，动力臂与阻力臂的比值决定动力大小；
滑轮组：滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数n决定，动（不计绳重和摩擦）。
（2）力臂的画法：力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，画力臂时需过支点作力的作用线的垂线。
（3）功的计算：总功等于有用功与额外功之和，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，滑轮组的机械效率。
【解答】 （1）不计杠杆、滑轮的重力，以及绳与滑轮间的摩擦：
甲图中使用的是动滑轮，动力作用在轴上，费力但省距离，F1=2G=2×10N=20N；
乙图中使用的是杠杆，动力臂与阻力臂的大小关系AO=2BO，
由杠杆平衡条件可知：F2×OA=G×BO，
F2×2BO=G×BO，
；
丙图中使用的是滑轮组，n=3，
拉力，
可见：F1＞F2＞F3；
（2）从支点O做动力F2作用的垂线，O到垂足的距离为动力臂L2，如图所示：
；
（3）在图丙中，不计绳重和摩擦，提升动滑轮做的功为额外功，
滑轮组的机械效率：
32．【答案】（1）费力
（2）
（3）解：根据题意可知， 整个床体的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N；
根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知：F×L1=G床L2；
即F×sin30°OB=800N×1.1m；
F××0.5m=800N×1.1m；
解得：F=3520N。
【知识点】杠杆的平衡条件；杠杆的分类；力臂的画法
【解析】【分析】（1）比较动力臂和阻力臂的大小，从而确定杠杆的分类；
（2）根据使用情形确定液压杆对床施加拉力的方向。力臂是从杠杆支点到力的作用线的垂直距离；
（3）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2列式计算即可。
【解答】（1）根据图片可知， 隐形床围绕O点转动，液压杆连接在床架上的B点和墙上的A点。 由于床启动瞬间处于水平位置，液压杆的力方向与床架垂直，因此动力臂小于OB= 0.5 m。 床体长度为2 m，质量均匀分布，重心在中点，即距离O点1 m处，因此L2 = 1 m。比较可知，此时动力臂小于阻力臂，为费力杠杆。
（2） 根据题意可知，在收起床体的过程中，液压杆对床体的力F1方向沿液压杆方向，指向A点。 从O点向F1的作用线作垂线，这条线段的长度就是动力臂L1，如下图所示：
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