参考答案
1. D 2. C 3. B 4. A 5. A 6. A 7. D 8. B
9. 弹性势 动
10. 6×108
11. 400 20
12. ③ ⑤ ②
13. 6×103 80%
14. 距离 两次实验中未保持木块初始位置相同 增大
15. (1)省 (2)55.6% (3)斜面倾斜程度 斜面粗糙程度 (4)大于
16. (1)控制变量法 (3)①甲、丙(或乙、丁) 相等 ②甲、乙(或丙、丁) 正确
17. 解：(1)G＝3000N，h＝3m，起重机做的有用功：W有用＝Gh＝3000N×3m＝9000J。
(2)因为F＝2000N，s＝2h＝2×3m＝6m，起重机提升材料所做的总功：W总＝Fs＝2000N×6m＝12000J；起重机在提升这件材料中的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%。
(3)不计钢绳重和摩擦，起重机只对动滑轮做额外功，W外＝W总－W有用＝12000J－9000J＝3000J，起重机提升两件材料做的有用功：W有用′＝G′h＝6000N×3m＝18000J；起重机提升两件材料拉力做的功：W总′＝W有用′＋W外＝18000J＋3000J＝21000J；起重机提升两件材料拉力的功率：P＝＝＝1400W。
18. 解：(1)货物的重力G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N，滑轮组做的有用功W有用＝Gh＝2000N×5m＝1.0×104J，拉力通过的距离s＝3h＝3×5m＝15m，拉力F做的功W总＝Fs＝800N×15m＝1.2×104J，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈83.3%。
(2)由功率公式可得，卷扬机做功的功率P＝＝＝600W。
沪粤版物理九年级上册第十一章《机械功与机械能》
复习巩固专讲专练
章 末 知 识 复 习
类型一 动能和势能的转化
要点简介：(1)机械能的认识；(2)动能、势能的认识；(3)影响动能、势能大小的因素；(4)动能、势能的相互转化及机械能的变化。
经典例题1 如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则运动员在下落过程中( )
A．重力势能转化为动能，机械能增大 B．重力势能转化为动能，机械能不变
C．动能转化为重力势能，机械能增大 D．动能转化为重力势能，机械能减小
解析：运动员在下落过程中质量不变，速度增大，高度减小，故重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。不计空气阻力，机械能不变。
答案：B
注意：(1)首先明确决定动能、势能大小的影响因素，再看动能和势能如何变化；(2)注意动能和势能相互转化过程中能量的损失和增加，如果除重力和弹力外，没有其他外力做功，则动能和势能转化过程中机械能不变。
类型二 功、功率、机械效率的综合计算
要点简介：(1)功的计算；(2)功率的计算；(3)机械效率的计算；(4)功、功率和机械效率的综合计算和运用。
经典例题2 如图所示，用F为40N的拉力，通过滑轮组拉着重为300N的物体A在水平面上以0.4m/s的速度向左做匀速直线运动。物体A受到的摩擦力是物重的0.3倍，滑轮组的机械效率是________，拉力的功率是________W。
解析：(1)摩擦力f＝0.3G＝0.3×300N＝90N，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%＝75%。
(2)拉力移动速度v＝3v物＝3×0.4m/s＝1.2m/s，拉力的功率P＝＝＝Fv＝40N×1.2m/s＝48W。
答案：75% 48
类型三 探究机械装置机械效率的实验
要点简介：(1)滑轮和滑轮组机械效率的探究；(2)斜面、杠杆等其他机械的机械效率探究。
经典例题3 小李和同学们进行测量滑轮组机械效率的实验：
(1)他们按照如图所示的顺序进行实验，其中甲、乙实验用的是同一滑轮组。在实验过程中，应________拉动弹簧测力计。
(2)他们记录的数据如下表所示，丙实验中滑轮组的机械效率为________。
实验序号
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
弹簧测力计的示数F/N
绳子自由端移动的距离s/m
机械效率η
甲
1.0
0.1
0.5
0.3
67%
乙
2.5
0.1
1.0
0.3
83%
丙
1.0
0.1
0.5
0.4
(3)对比分析实验甲、乙，可得出：同一滑轮组，提升的钩码________，机械效率越高。
解析：因为滑轮组的机械效率是指使用滑轮组提升物体时的效率，所以测量滑轮组的机械效率时，不能在物体静止时读取弹簧测力计的示数，而又因为只有做匀速直线运动的物体受力才平衡，因此实验中必须匀速竖直向上拉弹簧测力计，以保证物体匀速上升；丙实验中滑轮组的机械效率为η＝×100%＝×100%＝×100%＝50%；由实验数据可知，对于同一滑轮组，提升的钩码越重，机械效率越高。
答案：(1)竖直向上匀速 (2)50% (3)越重
注意：对于机械效率的计算，我们要紧紧抓住动滑轮提升钩码时，绳子自由端移动的距离和钩码上升高度的倍数关系，从而利用公式η＝×100%＝×100%来求解机械效率。对于实验探究结论的分析和归纳，我们要利用“控制变量”的思想，从中找到“变化量”对“研究量”的影响，从而归纳出结论。
综 合 测 评
一、选择题
1. 下列情况中做功一定为1焦的是( )
A. 将重为1牛的物体移动1米
B. 将重为1牛的物体竖直向上移动1米
C. 用1牛的力使物体移动1米
D. 用竖直向上的1牛的力使受力物体竖直向上移动1米
2. 如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一水平高度，则下列说法中错误的是( )
A. 小球从a到c加速下滑，重力势能转化为动能
B. 小球从c到d减速上坡，动能转化为重力势能
C. 小球在b和d时重力势能和动能都相等
D. 小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能
第2题 第3题
3. 如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做匀速直线运动，两次拉动木块得到的s－t关系图像如图乙所示，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，下列判断正确的是( )
A. F1>F2、P1>P2 B. F1＝F2、P1>P2
C. F1>F2、P1＝P2 D. F1
4. 学习了功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动。他们设计了四套方案，其中不可行的是( )
A. 测量出各自体重、爬楼高度，算出爬楼做的功并进行比较
B. 测量出各自体重、爬楼所用时间和爬楼高度，算出爬楼的功率并进行比较
C. 控制爬楼时间相同，测量出各自体重、爬楼高度，算出爬楼做的功并进行比较
D. 控制爬楼高度相同，测量出各自体重、爬楼时间，算出体重和时间的比值并进行比较
5. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是( )
A. 甲图省力，机械效率一样大 B. 甲图省力，机械效率甲图大
C. 乙图省力，机械效率一样大 D. 乙图省力，机械效率乙图大
第5题 第6题
6. 如图甲所示，邻居大叔正吃力地把一重物搬上高台，放学回家的小勇看见后急忙前去帮忙。他找来一块木板，搭成如图乙所示的斜面，结果非常轻松地把同样的重物推到了高台上。关于这两种方法，下列说法正确的是( )
A. 乙种情况下更省力 B. 乙种情况的机械效率高
C. 两人做同样多的额外功 D. 小勇做功的功率要大些
7. 如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是( )
A. 小球从A点摆动到B点的过程中动能转化为重力势能
B. 小球摆动到最低点B点时动能为零
C. 小球摆动到C点时重力势能最小
D. 小球在整个过程中的机械能守恒
第7题 第8题
8. 如图所示，滑轮组下端用细线吊着边长为0.2m的正方体物块，物块放在水平地面上。若用F1＝120N的力竖直向下拉绳子的自由端时，物块对地面的压强为6500Pa；若用力F2竖直向下拉绳子的自由端时，物块以0.1m/s的速度匀速上升，滑轮组的机械效率为80%。不计绳重和轮与轴的摩擦。则( )
A. 动滑轮重150N
B. 物块的质量为40kg
C. 若以0.2m/s的速度匀速提升物块，滑轮组的机械效率大于80%。
D. 若以0.2m/s的速度匀速提升物块，竖直向下的拉力大于F2
二、填空题
9. “弓开如满月，箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形，那么在这个过程中弓的 能转化为箭的 能。
10. 近年来，我国高铁发展迅速，令世人瞩目。某列车以60m/s的速度匀速行驶100s，行驶中受到的阻力为1×105N，这一过程中列车克服阻力做功 J。
11. 重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下，向右匀速运动了10m，所用时间为20s，则拉力做的功是 J，拉力做功的功率为 W。
12. 如图所示，一个静止的小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能 ，小球的重力势能 ，小球的机械能 。(均选填序号)
①保持不变 ②一直减小 ③先增大后减小 ④一直增大 ⑤先减小后增大
第12题 第13题
13. 一辆汽车不慎陷入泥坑，人们用如图所示的装置将汽车拖出，在此过程中汽车沿水平方向匀速移动了2m，已知水平拉力F是1.5×103N，汽车受到地面的摩擦力是2.4×103N，则拉力F做的功为 J，该装置的机械效率为 。
三、实验题
14. 在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上，该实验是通过比较木块在木板上滑行的 来比较小球动能大小的，图中错误的操作是 。改正后进行实验，发现木块会从木板右侧滑出，则可以通过 (选填“增大”或“减小”)木块的质量来加以改进。
15. 某课外兴趣小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，如图所示，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
实验
次数
斜面的倾
斜程度
物块重
G/N
斜面高
度h/m
拉力
F/N
斜面长
度s/m
机械效
率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)分析表中的数据可得出：斜面越缓越 (选填“省”或“费”)力。
(2)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为 。
(3)把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与 和
有关。
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力 (选填“大于”“小于”或“等于”)物块所受的摩擦力。
16. 某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了—些猜想，小组对猜想进行验证。
(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称为 。
(2)下列A、B是同学们提出的两个猜想：
猜想A：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组绕线的绕法有关。
猜想B：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关；
(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、乙、丙和丁的滑轮组进行实验。
甲 乙 丙 丁
①按图 滑轮组做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两个滑轮组的机械效率大小 (选填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想A是错误的。
②按图 滑轮组做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是 (选填“正确”或“错误”)的。
(4)接着，小组进行了实验验证。
四、计算题
17. 建筑工地上，施工人员用起重机吊起建筑材料，如图所示，每件材料重均为3000N，施工台距离地面的高度h为3m。起重机沿竖直方向匀速提升一件材料时，钢绳的拉力F为2000N，不计钢绳重和摩擦。求：
(1)起重机提升一件材料时，对材料做的有用功是多少？
(2)起重机在提升这件材料时的机械效率是多大？
(3)在施工安全的前提下，为了加快施工进度，起重机同时将两件材料在15s内匀速提到施工台上。求钢绳自由端拉力F的功率是多大？
18. 如图甲是一台汽车起重机的示意图，起重钩的升降使用的是滑轮组，如图乙所示，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的。某次作业中，起重机将质量为200kg的货物由地面起吊到5m的高度，所用时间为20s，钢丝绳的拉力F为800N，求起吊过程中：
甲 乙
××牌起重机
车辆型号 LTM－8 整车质量 9600kg
发动机型号 D2508 最大额定起重量 5t
发动机最大功率 500kW
丙
(1)起重机起吊货物的机械效率；
(2)卷扬机在此过程中做功的功率；
(3)图丙为该起重机的铭牌，其中有一个重要的参数是“最大额定起重量”，运用你学过的物理知识，分析说明起重机设计时，该参数的确定需要考虑哪些因素？
