5.3 功与机械效率—华东师大版九年级科学上册同步练习（含解析）

九上5.3同步练习
一、单选题
1.一位初三同学在体育考试时完成标准的引体向上10次，该同学总共克服重力做功大约为（?? ?）
A.?1000焦???????????????????????????????B.?3000焦???????????????????????????????C.?6000焦???????????????????????????????D.?9000焦
2.某同学背着书包去学校上学，因为书包中装的书较多，所以感觉累。该同学在背起书包、背着书包水平匀速行走、背着书包站立的过程中，对书包做功的是（?? ）

A.?背起书包时???????????????B.?背着书包行走时???????????????C.?背着书包站立时???????????????D.?背起书包和行走时
3.某人用力把一个重10N的冰块水平抛出，冰块在水平的冰面上滑行40m远停下来。则冰块在滑行过程中( ????)
A.?人对冰块做了400J的功???????????????????????????????????????B.?重力对冰块做了400J的功
C.?人和重力都没有对冰块做功????????????????????????????????D.?以上说法都不对?
4.对于功的理解，下列说法正确的是（　　）
A.?作用在物体上的力越大，做的功就越大
B.?物体移动的距离越长，做的功就越多
C.?有力作用在运动的物体上，该力必然对物体做功
D.?有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离才算力对物体做了功
5.在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m，2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向 上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（?? ）
A.?甲图中F做的功小于乙图中F做的功??????????????????B.?甲图中F做的功等于乙图中F做的功
C.?甲图中F做的功大于乙图中F做的功??????????????????D.?甲图中F做功的功率一定大于乙图中F做功的功率大
6.小刚和小明分别用沿斜面向上的力F甲、F乙把同一重物匀速拉到两个斜面的顶端，若两个斜面光滑、等高，甲斜面长4m，乙斜面长5m，所做的功分别是W甲、W乙 ， 则下列说法正确的是（?? ）
A.?使用甲斜面比使用乙斜面要省功?????????????????????????B.?甲斜面的机械效率比乙斜面的机械效率高
C.?拉力F甲与F乙之比为5∶4?????????????????????????????????????D.?两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5
7.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，如果汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是（?? ）
A.????????????B.????????????C.????????????D.?
8.如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是（?? ）
A.?η＝ GhfL ×100%???????????????????????????????????????????????B.?η＝ Gh(F?f)L ×100%
C.?η＝ Gh(F+f)L ×100%???????????????????????????????????D.?η＝ GhGh+fL ×100%
9.建筑工人用如图所示的滑轮组，在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中，所用的拉力大小为375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是（?? ）
A.?绳子自由端沿水平方向移动了6m????????????????????????B.?物体受到的拉力为750N
C.?拉力F的功率为750W??????????????????????????????????????????D.?滑轮组的机械效率为80%
46767752794010.如图所示的剪刀剪纸时的机械效率为80%，这表示（?? ）
A.?若作用在剪刀的动力是1N，则阻力是0.8N
B.?若作用在剪刀的阻力是1N，则动力是0.8N
C.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸
D.?若作用在剪刀的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸
11.如图所示，物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体，不计绳重及摩擦。若每个滑轮质量相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（?? ）
A.?甲更省力，甲机械效率大????????????????????????????????????B.?乙更省力，机械效率一样大
C.?乙更省力，乙机械效率大????????????????????????????????????D.?甲更省力，机械效率一样大
12.如图所示，用12N的水平力F拉滑轮，使重10N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重6N，弹簧测力计的示数为2N且不变。若不计滑轮重、弹簧测力计重及绳重和滑轮轴摩擦，则下列说法中正确的是(??? )

A.?B受到的摩擦力方向向右?????????????????????????????????????B.?滑轮移动的速度为0.4m/s
C.?2秒内水平拉力F做功4.8J????????????????????????????????????D.?地面受到的摩擦力为4N
13.2020年1月14日，宁波三官堂大桥最后一节超大节段钢结构焊接完成，标志着大桥实现合龙。合龙段焊接缝的精度要求为1cm，而结构长度受温度的影响很大，每变化1.5℃就会影响合龙段间隙1cm，所以必须要等到结构预制时计算的气温才可以精准合龙。为了等待最佳的“天时”，施工人员守候了整整3天。下图是当时的场景照片，结合所学知识，判断下列说法不正确的是(??? )
A.?? 气温是描述天气状况的因素之一
B.?拉住锻钢的滑轮组起到了省力杠杆的作用
C.?钢段向上运动时，滑轮组的机械效率不断提高
D.?锻钢离开船体后，船底部受到的液体压强比锻钢离开前小
14.如图所示，滑轮组在拉力F1的作用下，拉着重300N的物体A以1.5m/s的速度在水平面上匀速移动，滑轮组的机械效率为80%，物体A匀速运动时受的阻力为56N，拉力F1的功率为P1 ， 若滑轮组在拉力F2的作用下，拉着物体A以0.5m/s的速度在此水平面上匀速移动，拉力F2的功率为P2 ， 滑轮自重和绳重忽略不计，则下列说法正确的是（ ???）

A.?F1=168N，P1=225W??????B.?F2=210N，P2=30W??????C.?F2=3F1 ， P1=P2??????D.?F1=F2 ， P1=3P2
15.如图所示，当水平拉力F＝5N时，恰好可以使物体A沿水平地面向左做匀速直线运动。已知物体A重为30N，所受地面的摩擦力为9N，物体A水平移动了1m，下列说法正确的是( ???)

A.?该装置的机械效率为90%??????????B.?拉力F移动了0.5m??????????C.?拉力做功5J??????????D.?该滑轮为定滑轮
16.在水平地面上并排铺有n块相同的均质砖块，如图甲，每块砖的质量为m，长为a，宽为b，厚为c。若要将这n块砖按图乙所示叠放在最左边的砖块上，则至少要给砖块做的功(??? )

A.?n(n?1)2mgc???????B.?n(n+1)2mgc???????C.?n(n+1)(n?1)2mgc???????D.?n(n?1)2mg(a+c)
17.如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，做的功为W1 ， 功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2 ， 功率为P2 ． 则(??? )
A.?W1>W2??????????????????????????????B.?W1P2??????????????????????????????D.?P118.两个滑轮按图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端．使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列进项正确的是( ???)
A.?A是定滑轮，B是动滑轮??????????????????????????????????????B.?托力F做的功为5J
C.?拉力F的功率为1.8W???????????????????????????????????????????D.?滑轮组的机械效率为90%
19.如图甲所示，重为80N的物体在大小为10N，水平向左的拉力F1作用下，沿水平地面以3m/s的速度做匀速直线运动．如图乙所示，保持拉力F1不变，用水平向右的拉力F2 ， 拉物体匀速向右运动1m．若不计滑轮、绳的质量和轮与轴间的摩擦，则（? ）
A.?物体向左运动时，拉力F1的功率P1=30W???????B.?物体向右运动时，物体与地面之间的摩擦力f=10N
C.?物体向右运动时，拉力F2=10N??????????????????????D.?物体向右运动时，拉力F2所做的功W=40J
20.在做功冲程中,某汽油机燃气的平均压强是3×106?Pa,某柴油机燃气的平均压强是7×106?Pa。若汽油机和柴油机活塞面积和活塞移动的距离都相同,则汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是(?? )
A.?4∶3?????????????????????????????????????B.?3∶4?????????????????????????????????????C.?7∶3?????????????????????????????????????D.?3∶7
21.为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（?? ）
A.?两个滑轮在装置中起的作用相同
B.?拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C.?沿方向1与2匀速拉动配重，所用的力大小相等
D.?将配重提升相同高度，用该装置与直接提升所做的功相等
22.如图所示，物体在相同力F的作用下，分别在光滑水平面、粗糙水平面和粗糙斜面上沿着力的方向移动了相同的距离S，力F做的功分别为W1、W2、W3则下列说法中正确的是（?? ）
A.?W1= W2= W3?????????????????B.?W123.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（?? ）
A.?0.4J 83.3%???????????????????????B.?0.8J 91.7%???????????????????????C.?0.8J 83.3%???????????????????????D.?0.4J 91.7%
24.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，F的大小与时间t的关系如图乙所示；物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是（?? ）
A.?0～2s内物体受摩擦力的作用
B.?2～4s内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
C.?2～4s内物体做匀速直线运动
D.?4～6s内拉力做的功为16J
25.一根金属棒AB置于水平地面上，现通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起，如图甲所示。在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示。根据图像，下列说法中正确的是（?? ）
A.?该金属棒的长度L＝1.6m
B.?在B端拉起的过程中，当x1＝0.6m时，测力计的示数为F1＝1.5N
C.?当x2＝1.6m时，测力计的示数为F2＝5N
D.?金属棒的重心到A端的距离为0.6m
二、填空题
26.功率的单位是瓦特，简称________?，单位符号?________?，其他常用单位还有：千瓦、兆瓦。不同单位的换算关系1千瓦=________?瓦；1兆瓦=106瓦；1瓦=1焦/秒
27.在生产生活中，人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮，还有斜面。螺丝钉是一种类似________的机械（填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”），螺纹________（填“密”或“稀”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
28.近年来，我国高铁发展迅速，令世人瞩目。2015年12月，温州到金华的高铁建成通车。某列车以60米/秒的速度匀速行驶100秒，行驶中受到的阻力为1×105牛，这一过程中列车克服阻力做功________焦。
29.如图所示，某举重运动员在0.5秒内由支撑到起立将杠铃快速地举过头顶，运动员在这个过程中对杠铃________做功；运动员在起立状态保持3秒，在这3秒内运动员对杠铃________做功。(填“有”或“没有”)
30.如图所示的单摆，让小球从A点静止释放，小球从A点向B点摆动的过程中，小球受到的重力对小球________?功，细绳对小球的拉力________?功（均选填“做”或“不做”）．
31.新能源汽车因节能、环保等优点深受广大家庭的喜爱。小明爸爸驾驶电动汽车在平直公路上匀速行驶12km，用时10min。已知该车的总质量为1.6×103kg，行驶中阻力为车重的0.05倍，此过程中该车牵引力做功________J，功率为________kW(g取10N/kg)。
32.在自由下落过程中，物体运动速度会越来越快，一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC。如图所示，物体在AB段重力做功W1 ， 做功功率P1；在BC段重力做功W2 ， 做功功率P2 ， 则W1________W2 ， P1________P2。(均选填“＞”“＜”或“＝”)
33.如图所示，在水平地面上放置重300N的物体，不考虑绳的重力和绳与滑轮间的摩擦，匀速拉动物体时，水平拉力F为60N，则物体与地面的摩擦力为________N，若物体前进1米所用的时间为10秒，拉力F做功的功率为________瓦。

34.如图所示，不计滑轮重及摩擦，物体M为边长5cm、质量7.5千克的正方体，用三种不同方法拉动物体在相同的水平地面上做匀速直线运动，使物体以相等速度移动相同的距离。

（1）物体M放在水平地面上时对地面的压强为________帕；
（2）所用拉力分别是F1、F2、F3 ， 则F1：F2：F3=________?；
（3）拉力F1、F2、F3的功率分别为P1、P2、P3 ， 则P1：P2：P3=________。
35.如图甲，水平地面上的物体，受到始终保持水平的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图可知，9~12s内，物体克服摩擦力做的功是________J，推力对物体做功的功率是________W；t=4s时，物体所受摩擦力是________N.

三、实验探究题
36.在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义。提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法。某学习小组用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率η与哪些因素有关，得到如下数据:
实验序号
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离S/m
机械效率η
1
4
0.1
1.8
0.3
74%
2
8
0.1
3.1
0.3
86%
3
8
0.1
2.5
0.4
80%
（1）该学习小组研究的是机械效率与________的关系。
（2）通过比较1、2两次实验数据得出结论：________。
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是________。
37.小金猜想斜面的机械效率与被拉物体的重力有关，为了验证猜想他进行了如图所示的实验：
①用弹簧测力计测出木块的重力G，用刻度尺测出斜面的长度s和高度h。
②用弹簧测力计沿着该斜面把木块从底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计示数F。
③换用重力不同的木块，重复上述实验，共测出三组数据，记入下表中。
实验次数
木块重力G/N
斜面高度h/m
弹簧测力计示数F/N
斜面长度s/m
机械效率
1
4
0.3
2
1
?
2
8
0.3
4
1
?
3
12
0.3
6
1
?
（1）在第一次实验中，斜面的机械效率为________；
（2）在第二次实验中，木块所受斜面的摩擦力为________N；
（3）通过实验及数据分析可知，小金的猜想是________的(选填“正确”或“错误”)。
四、解答题
38.? 2019年4月15日起正式实施电动自行车新国家标准，下图是小明家新购买的电动自行车，整车质量为40kg。小明爸爸以18km/h的速度匀速骑行9km的过程中，车轮与地面的总接触面积为200cm2。小明爸爸的质量是60kg。假定电动自行车在水平骑行过程中受到的阻力始终为总重的0.1倍。求本次骑行过程中：
（1）骑行所用时间。
（2）车对地面的压强。
（3）电动自行车克服摩擦力做了多少功。
39.某建筑工地用升降机提升大理石的示意图如图所示。升降机货箱重为400N，g取10N/kg。不计滑轮和钢丝绳的重力，不计摩擦。试求：
已知大理石的密度是 2.8×103 kg/m3 ， 每块大理石的体积是1.0×10－2m3 ， 则每块大理石所受重力是多少？
如果每根钢丝绳上能承受的最大拉力是2000N，则该升降机一次最多能匀速提升多少块大理石？
某次提升中，升降机在1min内将货物匀速提升了15m，钢丝绳的拉力是2000N。则钢丝绳的拉力的功率是多少？
40.用下图所示的滑轮组将重G＝12N的物体匀速提升20cm。所用的拉力F＝7N，（忽略摩擦阻力和绳子的重）
求动滑轮的自重。
当改为匀速提升18N的重物20cm时，求拉力F所做的功。

现有滑轮组承重绳的条数为n，提升物体的高度为h，若不计摩擦阻力和绳自重，请证明：滑轮组机械效率η与n和h无关。
41.如图甲所示，水平放置的方形容器里有一个重为8N、边长为10cm的立方体物块M，M与容器底部不密合。以5mL/s的恒定水流向容器内注水，容器中水的深度h随时间t的变化关系如图乙所示。请解答下列问题：
当t＝140s时，物块M在水中收到的浮力是多少？
图乙中a的值是多少？
（3）在0～40s和40s～140s两个阶段，浮力对物体做功分别是多少？
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】一位初三同学体重为60kg，W=mgh=6000×0.5J=3000焦
2.【答案】 A
【解析
A、重力的方向竖直向下，背起书包的力竖直向上，在力的方向上移动了一定的距离，对书包做了功，A符合题意；
B、 背着书包行走，对书包有向上的力，没有在力的方向移动距离，对书包没有做功，B不合题意；
C、背着书包站立，对书包有向上的力，在力的方向没有移动距离，对书包没有做功，C不合题意；
D、背起书包时对书包做了功，行走时对书包不做功，D不合题意。
3.【答案】 C
【解析】本题考查做功的基本条件：（1）作用在物体上的力；（2）在力的方向上有距离；两者缺一不可，本题关键是要看清题干中的问题，是在冰块的滑行过程中，在这个过程中，运动方向和重力垂直，人对物体没有力的作用，所以两者都没有做功。
A人对物体没有力的作用，不做功。
B在冰块的滑行的过程中，运动方向与重力垂直，所以重力不做功。
C由AB得，两者都不做功，正确。
D由AB得，两者都不做功，C正确。所以选择C。
4.【答案】 D
【解析】
若物体在力的方向上没有通过距离，则力再大也没有做功；故A错误；
B、若力的方向与通过的距离的方向垂直，则距离再长也没有做功；故B错误；
C、有力作用在运动的物体上，如果力的方向与通过的距离的方向垂直，则该力没有对物体做功，故C说法错误；
D、根据做功的条件可知，有力作用在物体上，并且在这个力的方向上通过距离，那么这个力对物体做功了，故D说法正确。
5.【答案】 B
【解析】理解做功的必要条件：作用在物体上的力和在力方向上移动的距离，通过W=FS即可做出判断；功率的大小比较，可用公式P=W/t或者P=Fv进行比较。
?甲图中拉力F做的功W甲=FS，乙图中拉力F做的功W乙=FS
所以W甲=W乙。功率P=W/t，不知道做功时间，故无法比较两种情况下的功率大小。
6.【答案】 C
【解析】根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
如果斜面光滑，那么就没有摩擦力，不做额外功，则利用斜面提升物体所做的总功都等于有用功。
根据W有=Gh可知，两个拉力做的有用功相等，也就是总功相等，因此它们的机械效率相等，故B错误；
因为W甲=W乙 ， 所以二者做功之比为1：1，故D错误；
那么F甲S甲=F乙S乙；
即F甲F乙=s乙s甲=54 ， 故C正确。
7.【答案】 D
【解析】汽车在公路上行驶时阻力较小，在泥泞路面上行驶时阻力较大，因此汽车受到阻力的变化为：先变大后变小。根据公式P=Fv可知，当功率一定时，牵引力与速度成反比，因此汽车的速度先变小后变大，那么在s-t图像中，图像的倾斜角度先变小后变大，故D正确，而A、B、C错误。
8.【答案】 D
【解析】使用斜面提升物体时，克服重力做有用功，即W有=Gh；
拉力F做总功，即W总=FL；
那么斜面的机械效率为：η=W有W总=GhFL；
克服摩擦做额外功，那么W额=fL；
那么W总=W有+W额=Gh+fL；
因此斜面的机械效率为：η=W有W总=GhGh+fL。
9.【答案】 D
【解析】绳子自由端移动的距离：s=ns物=2×2m=4m，故A错误；
物体与地面之间的摩擦力f=0.4G=0.4×1500N=600N；
根据二力平衡的知识得到，物体受到的拉力F拉=f=600N，故B错误；
拉力做的总功W总=Fs=375×4m=1500J；、
拉力的功率：P=W总t=1500J4s=375W ， 故C错误；
滑轮组的机械效率η=fnF=600N2×375N=80% ， 故D正确。
10.【答案】 D
【解析】机械所做的有用功与总功的比值叫做机械效率；在使用剪刀时，作用在手柄上的力做总功，对纸片做有用功。如果作用在剪刀上的动力做功1J，那么作用在纸片上的有用功为：W有=W总×η=1J×80%=0.8J ， 故D正确，而A、B、C错误。
11.【答案】 B
【解析】使用滑轮组提升重物时，根据F=G总n比较拉力的大小，根据η=W有W总=GG+G动比较机械效率的大小。
（1）物体的质量相等，动滑轮的质量也相等，
根据G总=m总g可知，物理和动滑轮的总重力相等。
承担物体重力的绳子段数：n甲=2，n乙=3；
即n甲 根据公式F=G总n可知，绳子的拉力F甲>F乙；
那么乙更省力；
（2）物体的质量相等，动滑轮的质量也相等，
根据公式G=mg可知，物体的重力相等，且动滑轮的重力也相等。
根据η=W有W总=GG+G动可知，甲和乙的机械效率相等。
12.【答案】 D
【解析】A.当B保持静止状态时，它受到测力计的拉力和A的摩擦力相互平衡，那么二者相等方向相反，即fB=2N，且方向向左，故A错误；
B.滑轮的移动速度为：v=1nv物=12×0.2m/s=0.1m/s ， 故B错误；
C.2s内拉力F移动的距离为：s=vt=0.1m/s×2s=0.2m，那么拉力做的功为：W=Fs=12N×0.2m=2.4J，故C错误；
D.物体A受到的拉力为：FA=1nF=12×12N=6N ， B对A的摩擦力fB=2N，根据二力平衡的知识得到FA=fB+f地 ， 那么6N=2N+f地 ， 解得：f地=4N，故D正确。
13.【答案】 C
【解析】
A. ?气温是描述天气状况的因素之一，故A正确不合题意；
B.拉住锻钢的滑轮组起到了省力杠杆的作用，故B正确不合题意；
C.钢段向上运动时，由于动滑轮和物体重力保持不变，根据公式η=GG+G动可知，滑轮组的机械效率保持不变，故C错误符合题意；
D.锻钢离开船体后，船体的重力减小，根据F浮=G可知，船体受到的浮力减小；根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，船体排开水的体积变小，那么船底到水面的深度减小；根据公式p=ρ液gh可知，船底部受到的液体压强比锻钢离开前小，故D正确不合题意。
14.【答案】 D
【解析】动滑轮受到水平向右的拉力F、向左的拉力F拉共3个，那么3F拉=F。
当物体A做匀速直线运动时，它受到的摩擦力与拉力相互平衡，即滑轮对它的拉力F拉=f；
那么F=3f。
因为物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，
所以速度不同时摩擦力f相同，
因此拉力F相等，即F1=F2。
当物体A以1.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v1=13v物=13×1.5m/s=0.5m/s；
当物体A以0.5m/s速度运动时，拉力F1的速度为v2=13v物'=13×0.5m/s=0.53m/s；
根据公式P=Fv可知：P1：P2=F1v1：F2v2=v1：v2=3：1；
那么P1=3P2。
15.【答案】 A
【解析】
A.该装置的机械效率为：η=fnF=9N5N×2=90% ， 故A正确；
B.拉力F移动的距离为：s=ns物=2×1m=2m，故B错误；
C.拉力做的功为：W=Fs=5N×2m=10J，故C错误；
D.该滑轮跟随物体一起移动，是动滑轮，故D错误。
16.【答案】 A
【解析】如甲图所示，原来砖块的重心的高度为c2；
如乙图所示，后来砖块的重心的高度为：nc×12=nc2；
那么重心上升的高度为：h=h=nc2-c2=c2n-1；
砖块的总重力为：G=nmg；
那么至少要给砖块做功：W=Gh=nmg×c2n-1=nn-12mgc。
17.【答案】 C
【解析】
OP段所做的功为：W1=F1sOP=300N×4m=1200J；
PQ段所做的功为：W2=F2sOP=200N×6m=1200J；
因此W1=W2；
OP段做功的功率为：P1=F1v；
PQ段做功的功率为：P2=F2v；
因此P1>P2。
故C正确，而A、B、D错误。
18.【答案】 D
【解析】
滑轮B固定不动为定滑轮，A随物体一起运动为动滑轮，故A错误；
B.拉力F移动的距离为：s=ns'=2×1m=2m；
拉力F做的功为:W=Fs=5N×2m=10J，故B错误；
C.拉力F的功率为:P=Wt=10J5s=2W ， 故C错误；
D.滑轮组的机械效率为：η=fnF=9N2×5N=90% ， 故D正确
19.【答案】 D
【解析】A.甲图中，自由端的速度v=nv'=2×3m/s=6m/s；
那么拉力F1的功率为：P=Fv=10N×6m/s=60W，故A错误；
B.根据甲图可知，物体受到的摩擦力f=nF1=2×10N=20N；当物体向右运动时，它受到的摩擦力不变，还是20N，故B错误；
C.当物体向右运动时，它所受力的关系为：2F1+f=2F2 ， 即：2×10N+20N=2×F2 ， 解得：F2=20N，故C错误；
D.当物体向右运动时，拉力F2移动的距离为：s=ns'=2×1m=2m，做的功为：W=F2s=20N×2m=40m，故D正确。
20.【答案】 D
【解析】燃气对活塞的压力F=pS；
燃气对活塞做的功W=Fs=pSL；
那么汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是：
W汽油；W柴油=p汽油SL：p柴油SL=p汽油：p柴油= 3×106?Pa： 7×106?Pa =3：7。
21.【答案】 C
【解析】
下面的滑轮是动滑轮，上面的滑轮是定滑轮，二者的作用不同，故A错误；
B.因为动滑轮上有2段绳子承担物重，因此拉力移动的距离是配重移动距离的2倍，故B错误；
C.使用定滑轮不省力不费力，且拉力的大小与方向无关，故C正确；
D.将配重提升相同高度，直接做的功为W=Gh，用该装置做的功为：W=（G+G动）h，因此二者不同，故D错误。
22.【答案】 A
【解析】根据W=Fs可知，物体做功的大小只与受到的力和运动的距离有关。因为三种情况下物体受到的拉力和运动距离都相同，所以做的功相等，即W1=W2=W3。
23.【答案】 C
【解析】滑轮组做的有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J；
总功：W总=Fs=6N×（2×0.4m）=4.8J；
那么额外功：W额=W总-W有=4.8J-4J=0.8J；
滑轮组的机械效率η=W有W总=4J4.8J≈83.3%。
24.【答案】 D
【解析】根据丙图可知，0~2s内物体处于静止状态；根据乙图可知，此时物体不受拉力，它没有相对运动的趋势，因此不受摩擦力，故A错误；
根据丙图可知，2~4s内物体的速度不断增大，那么它做加速运动，没有处于平衡状态，即摩擦力和拉力不是平衡力，故B、C错误；
根据乙图可知，4~6s内物体受到的拉力为2N；根据丙图可知，4~6s内，物体的运动速度为4m/s，那么物体通过的距离为s=vt=4m/s×2=8m，做的功为W=Fs=2N×8m=16J，故D正确。
25.【答案】 C
【解析】由于拉力始终竖直向上，而杠杆的重力竖直向下，二者相互平行，
根据相似三角形的性质可知，动力臂与阻力臂之比不变。
由杠杆的平衡条件可知，杠杆的重力不变，那么拉力不变。
根据图乙可知，当拉起高度为1.2m后，拉力增大了，
那么此时A端肯定刚离地，
即金属棒长1.2米，故A错误；
由图乙可知，金属棒B端从0~1.2m时，拉力保持不变；
因此当x1=0.6m时，拉力F1=W1h1=3.6J1.2m=3N ， 故B错误；
根据乙图可知，当x2=1.2~1.6m的过程中，拉力保持不变；
金属棒的重力G=△W△h=5.6J-3.6J1.6m-1.2m=5N ，
根据二力平衡的知识可知，即F2=G=5N，故C正确；
由杠杆平衡条件得重心到A端的距离：d=3N×1.2m5N=0.72m ，
二、填空题
26.【答案】 瓦；W；1000
【解析】国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号是 W。它是为了纪念英国发明家瓦特而命名的。１瓦＝１焦／秒，实际应用中还常用千瓦、兆瓦作为功率的单位。1 千瓦＝ 1000 瓦，1兆瓦＝ 1×106瓦
27.【答案】 斜面；密
【解析】螺丝钉是一种类似斜面的机械，斜面越长就越省力，因此螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
28.【答案】 6×108
【解析】列车运动的距离是：s=vt=60m/s×100s=6000m，此时克服阻力做的功是：W=Fs=1×105N×6000m=6×108J.
29.【答案】 有；没有
【解析】举重运动员在0.5s内由支撑到起立将杠铃快速地举过头顶，运动员在这个过程中对杠铃施加了力的作用，杠铃在力的方向上通过了距离，所以运动员在这个过程中对杠铃有做功；运动员在起立状态保持3s，在这3s内运动员对杠铃施加了力的作用，但杠铃没有在力的方向上通过距离，所以在这3s内运动员对杠铃没有做功.
30.【答案】 做；不做
【解析】小球从A点向B点摆动的过程中，小球的高度降低，在重力的作用下沿重力的方向移动了距离，所以小球受到的重力对小球做了功；
细绳对小球的拉力方向与小球的运动方向垂直，小球没有在拉力的作用下移动距离，故细绳对小球的拉力没有做功．
31.【答案】 9.6×106；16
【解析】（1）汽车受到的阻力f=0.5G=0.5×（1.6×103kg×10N/kg）=8×103N；
根据二力平衡的知识得到，汽车的牵引力等于阻力，即F=f=8×103N；
那么牵引力做的功为：W=Fs=8×103N×12000m=9.6×106J；
（2）牵引力做功的功率：P=Wt=9.6×106J600s=16000W=16kW。
32.【答案】 ＝；＜
【解析】已知：hAB=hBC；GAB=GBC；
根据公式W=Gh可知，做功的大小关系：W1=W2；
因为物体的运动速度越来越快，
所以AB端的速度肯定小于BC段的速度，
即vAB 根据公式P=Fv=Gv可知，两段的功率大小：P133.【答案】 120；12
【解析】（1） 物体与地面的摩擦力为?f=nF=2×60N=120N；
（2）自由端前进的距离s=ns物=2×1m=2m；
拉力F做的功为：W=Fs=60N×2m=120J；
拉力F做功的功率为：P=Wt=120J10s=12W。
34.【答案】 （1）3x104
（2）2：1：4
（3）1：1：1
【解析】（1）物体M对地面的压力F=G=mg=7.5kg×10N/kg=75N；
它对地面的压强为：p=FS=75N0.05m2=3×104Pa；
（2）设物体M受到地面的摩擦力为f，
那么甲中：F1=f；
乙中：2F2=f ， 即F2=12f；
丙中：2f=F3。
那么 F1：F2：F3= f：12f：2f=2：1：4；
（3）不计滑轮重及摩擦，那么整个机械不做额外功，则拉力做的总功率等于直接拉动物体做功的功率。
根据P=Fv可知，拉力做功的功率相等，即 P1：P2：P3= 1：1：1。
35.【答案】 54；18；6
【解析】（1）根据丙图可知，在9~12s内，物体做匀速直线运动，此时速度为v=3m/s，那么物体通过的路程为：s=vt=3m/s×3s=9m；根据乙图可知，这段时间内受到的推力为6N，那么物体与地面的摩擦力f=F=6N；物体克服摩擦力做的功为：W=Fs=6N×9m=54J；
（2）推力对物体做功的功率为：P=Fv=6N×3m/s=18W；
（3）根据丙图可知，在t=4s时，物体做加速运动，但是它对接触面的压力和粗糙程度不变，因此摩擦力保持不变，还是f=6N。
三、实验探究题
36.【答案】 （1）物重、动滑轮组的个数
（2）同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高
（3）静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同
【解析】（1）根据图片可知，三次实验中，动滑轮的个数不同，且所挂钩码的重力不同，因此该学习小组研究的是机械效率与物重、动滑轮个数的关系；
（2）实验1和2中，动滑轮的个数相同，即为同一滑轮组，而钩码的重力不同，那么得到结论：同一滑轮提升重物，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（3）由于实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，有同学便建议应静止时读数，老师认为这样的做法会导致测出的机械效率与实际值不符，请问原因是：静止与拉动时所需克服绳子与滑轮间的摩擦力不同。
37.【答案】 （1）60%
（2）1.6
（3）错误
【解析】（1）在第一次实验中，斜面的机械效率为：η=W有W总=GhFs=4N×0.3m2N×1m=60%；
（2）在第二次实验中，总功W总=Fs=4N×1m=4J；
有用功W有=Gh=8N×0.3m=2.4J；
克服摩擦做的功W额=W总-W有=4J-2.4J=1.6J；
木块受到的摩擦力f=W额s=1.6J1m=1.6N；
（3）通过计算可知，三组实验中斜面的机械效率都是60%，因此得到结论：斜面的机械效率与物体的重力无关，因此小金的猜想是错误的。
四、解答题
38.【答案】 （1）骑行所用的时间：v=st=9km18km/h=0.5h
（2）车对地面得到压力：F=G总=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N；
车对地面的压强为：p=FS=1000N200×10-4m2=5×104Pa；
（3）电动自行车的牵引力为：F=f=0.1G总=0.1×1000N=100N;
电动自行车做的功为：W=Fs=100N×9000m= 9×105J 。
【解析】（1）已知路程和时间，根据公式v=st计算骑行的时间；
（2）车对地面的压力等于人和车的总重力，即F=G总 ， 然后根据公式p=FS计算车对地面的压强；
（3）首先根据f=0.1G总计算出摩擦力，然后根据二力平衡计算出电动车的牵引力，最后根据W=Fs计算做的功。
39.【答案】 （1）解：根据ρ＝m/V可得，每块大理石的质量m＝ρV＝2.8×103kg/m3×1.0× 10－2m3＝28kg，每块大理石所受重力G＝mg＝28kg×10N/kg＝280N。
（2）解：升降机一次能够提起的总重G总＝3×F最大＝3×2000N＝6000N，升降机一次能提起的大理石的总重G石＝G总－G0＝6000N－400N＝5600N，升降机一次最多能提起的大理石的块数n＝ G石G ＝ 5600N280N ＝20块。
（3）解：钢丝绳端移动的距离s＝3h＝3×15m＝45m，把货物提升15m拉力做的功W＝Fs＝2000N×45m＝9×104J，则钢丝绳的拉力的功率P＝ Wt ＝ 9×104J60s ＝1500W。
【解析】（1）首先根据m＝ρV计算处每块大理石的质量，再根据G=mg计算每块大理石的重力；
（2）首先根据G总=nF最大计算出货箱和大理石的总重力，再根据G石＝G总－G0计算能够提起大理石的总重力，最后根据n=G石G计算能提起大理石的块数。
（3）首先根据s=nh计算钢丝绳移动的距离，然后根据W=Fs计算拉力做的功，最后根据P=Wt计算拉力的功率。
40.【答案】 （1）G轮=3F-G=3×7N-12N=9N
（2）当改为匀速提升18N的重物20cm时，s=3h=3×20cm=60cm=0.6m，
忽略摩擦阻力和绳子的重，F′= 13 (G ， +G轮)= 13 （18N+9N）=9N，
拉力所做的功：W′=F′s=9N×0.6m=5.4J。
（3）η=W有W总×100%=G物hG物+G动nnh×100%=G物G物+G动×100%
所以滑轮组机械效率?与n和h无关
【解析】（1）当物体匀速上升时，整个装置处于平衡状态，即nF=G+G轮 ， 据此计算动滑轮的重力；
（2）首先根据s=nh计算拉力移动的距离，然后根据nF'=G+G轮计算出自由端的拉力F'，最后根据 W′=F′s 计算拉力做的功；
（3）首先根据W有=G物h计算出有用功，再根据F=G+G轮计算出拉力，根据s=nh计算出自由端移动的距离，并根据W总=Fs计算出总功，最后根据 η=W有W总×100%推导得到最终机械效率的简化式即可。
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41.【答案】 （1）漂浮时F浮＝G物＝8N
（2）深度为a时，物块受到的浮力刚好等于重力，
根据公式F浮＝ρ水gV排＝ρ水gSha得到：
此时水面高度ha=F浮ρ水gS=8N103kg/m3×10N/kg×（0.1m）2=0.08m=8cm；
（3）0～40s阶段：W＝F浮s＝F浮×0m＝0J(或物体没有运动，做功为0J)
40s～140s阶段：浮力恒为8N，浮力做功W′为
W′＝F浮′s′＝8N×(0.12m－0.08m)＝0.32J
【解析】根据密度公式ρ=mV计算出立方体的密度，然后与水的密度比较，确定最终木块在水中的状态。根据乙图可知，在0~40s内，立方体受到的浮力小于重力，它始终沉在底部，由于M占有部分空间，所以水面高度上升的较快；在40s~140s内，立方体受到的浮力等于重力，它在水面漂浮，跟随水面上升，由于底部不再有立方体占有空间，所以水面上升的速度减缓。
（1） 当t＝140s，物块M处于漂浮状态，根据二力平衡的知识计算出受到的浮力；
（2）深度为a时，物块受到的浮力刚好等于重力，根据公式V排=F浮ρ水g计算出排开水的体积，根据公式h=V排S计算即可；
（3）根据W=Fs计算即可。