【精品解析】华师大版初中科学九上5.3 功与机械效率同步练习

华师大版初中科学九上5.3 功与机械效率同步练习
一、单选题
1．（2021·慈溪模拟）悠悠球是除洋娃娃之外世界上最古老的玩具，它由轮与轴(含绕轴上的线)两部分组成(如图甲)。一悠悠球，轮半径为R，轴半径为r，线为细线，如图乙是玩悠悠球的两种不同方式，小科用拉力F使球在水平方向匀速运动距离s，则下列说法正确的是（　　）

A．两种方式拉力F做功均为Fs
B．a方式拉力F所做的功大于b方式拉力F所做的功
C．a方式拉力F所做的功小于b方式拉力F所做的功
D．无法判断
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（a）图受力F后悠悠球将向前滚动，利用W=Fs求F做功的大小；（b）图受力F后悠悠球将向前滚动，滚动s后求滚动的圈数，再乘以轴周长得出拉力移动的距离，再利用W=Fs求F做功的大小，最后比较做功的大小即可。
【解答】当悠悠球向前滚动的距离为s时，轮滚动的圈数为：；
轴滚动的圈数与轮相同，
则轴向前滚动的距离为：；
（a）图，拉力作用在轴的下端时，轴向前滚动会使细线“收缩”，
拉力端实际移动的距离为：s1=s-s′=；
F做功大小为：W1=F s1=；
（b）图，拉力F作用在轴的上端，轴向前滚动会使细线“拉长”，
拉力端实际移动的距离：s2=s+s′=；
F做功大小：W2=F s2=；
则a方式拉力做的功小于b方式拉力做的功。
故选C。
2．（2021九下·杭州开学考）某九年级同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋，从1楼走到家里大约用了1分钟,下列估算不合理的是（　　）
A．他提鸡蛋的力做的功约为200J
B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C．他爬楼做的功约为6×103J
D．他爬楼做功的功率约为1×103W
【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出对鸡蛋做的功；
（2）根据公式计算出对鸡蛋做功的功率；
（3）根据W总=G总h计算出爬楼做的功；
（4）根据公式计算出对鸡蛋做功的功率；
【解答】30个鸡蛋的重力大约为15N，1楼到5楼大约高h=（5-1）×3m=12m，
那么它对鸡蛋做功：W=Gh=15N×12m=180J≈200J，故A不合题意；
它对鸡蛋做功的功率，故B不合题意；
他的体重大约500N，那么它爬楼做功：W总=G总h=（500N+15N）×12m=6180J≈6000J，故C不合题意；
他爬楼的功率大约，故D符合题意。
故选D。
3．（2020九上·镇海期末）斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　）
A．乙、丙省力情况相同 B．乙更省力
C．丙更省力 D．乙、丙都能省功
【答案】B
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】根据斜面省力的原理，结合图片进行分析判断。
【解答】使用任何机械都不能省功，这是功的原理，故D错误；
根据W=Fs可知，斜面的长度越大，斜面越省力。根据图像可知，在相同的距离内，乙的螺纹比丙更密集，即展开后斜面更长，因此乙更省力，故B正确，而A、C错误。
故选B。
4．（2020九上·余杭期末）如图，用大小为10N的作用力F将重为5N的物体竖直向上提起（不计空气阻力），相继经过A、B，C三点，已知AB= BC，F在AB段做功为W1，功率为P1；在BC段做功为W2，功率为P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1C．W1=W2 P1>P2 D．W1>W2 P1>P2
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较做功的大小，根据P=Fv比较功率的大小。
【解答】已知AB=BC，且F1=F2，根据W=Fs可知，做的功W1=W2；
因为拉力F>G，所以合力向上，因此物体向上做加速运动，那么两段的平均速度v1故选B。
5．（2020九上·嘉兴期末）为早日实现“建设美丽嘉兴，打造江南水乡典范”的目标，各项工程建设正在我市如火如荼的开展。如图为正在施工的工程车，下列关于工程车的说法正确的是（　　）
A．做的功越多，效率越高 B．做功多的工程车，功率大
C．延长工作时间，可提高效率 D．做功越快的工程车，功率越大
【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据分析；
（2）根据分析；
（3）根据机械效率的定义判断；
（3）根据功率的意义判断。
【解答】A.根据可知，机械效率的大型与有用功和总功比值大小有关，与做功的多少无关，故A错误；
B.根据可知，功率的大小由功和时间大小决定，故B错误；
C.机械效率表示机械性能的好坏，与时间无关，故C错误；
D.功率表示做功的快慢，即做功越快，功率越大，故D正确。
故选D。
6．（2020九上·西湖月考）下列关于做功的判断正确的是（　　）
A．小刘提着一桶水从三楼走廊走过20米，拉力做了功
B．小李用力擦黑板，小李对黑板擦做了功
C．小沈高高跳起用力扣篮，小沈对篮球不做功
D．小王高举着实心球准备投掷，小王对实心球做了功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.拉力竖直向上，而水桶在竖直方向上没有通过距离，因此拉力不做功，故A错误；
B.小李给板擦一个推力，板擦在推力的方向上通过距离，因此对板擦做功，故B正确；
C.扣篮时，小沈对篮球施加向下的压力，篮球向下运动距离，因此对篮球做功，故C错误；
D.小王对实心球有支持力，但是实心球并没有在支持力的方向上移动距离，因此对实心球不做功，故D错误。
故选B。
7．（2020九上·江北月考）如图所示，在水平地面上，小聪用150N的力拉着箱子，使箱子移动一段距离；小明用200N力推箱子，但箱子没有移动。下面关于两人做功的分析，正确的是（　　）。
A．小明用了力，他对箱子做了功
B．小聪对箱子做了功
C．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功
D．小明、小聪都没有对箱子做功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.箱子受到小明的力，但是没有一定距离，因此小明不做功，故A错误；
B.箱子受到小聪向左的拉力，且箱子向左移动了距离，因此小聪对箱子做功，故B正确，D错误；
C.箱子的重力竖直向下，但是箱子在水平方向移动，因此重力不做功，故C错误。
故选B。
8．（2020九上·绍兴月考）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
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先对中学生的体重和每次上升的高度进行估测，然后根据公式W总=nGh对做的功进行估算。
【解答】普通中学生的体重大约50kg，那么它的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N；
一次引体向上的上升高度相当于胳膊的长度，约为h=60cm=0.6m；
那么10次引体向上做的功为：W总=nGh=500N×0.6m×10=3000J。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
9．（2020九上·杭州月考）如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（　　）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
【答案】B
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】已知高度相同，根据公式W=Gh可求有用功的大小，还知道拉力的大小和通过的路程大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；根据比较机械效率的大小。
【解答】同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功相同；
因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知，F2做的功多；
有用功相同，F2做的总功多，由可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故C、D错误。
影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；
物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC，故B正确，A错误。
故选B。
10．（2020九上·苍南期中）2019 年 9 月 29 日女排世界杯夺冠 11 连胜的消息振奋人心。下图是排球扣球的几个环节，其中运动员有对排球做功的是（　　）
A．助跑起跳 B．手往后伸 C．空中击球 D．双脚落地
【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.助跑起跳时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故A错误；
B.手往后伸时，仍然没有力作用在排球上，对排球不做功，故B错误；
C.空中击球时，运动员给排球一个力，且排球在力的方向上通过一段距离，因此对排球做功，故C正确；
D.双脚落地时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故D错误。
故选C。
11．（2020九上·西湖月考）一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh比较有用功的大小，根据公式比较总功的大小。
【解答】同一物体的重力相等，提升相同的高度h，根据公式W有=Gh可知，有用功不变；根据公式可知，当有用功相同时，机械效率与总功成反比。因为滑轮组的机械效率提高了，所以总功减少了，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
12．（2020九上·温州期中）图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中不正确的是（　　）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃做功
D．举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，运动员对杠铃做功
【答案】D
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离，据此分析判断。
【解答】A.从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故A正确不合题意；
B.从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故B正确不合题意；
C.从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故C正确不合题意；
D.举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，杠铃受到竖直向上的力，但是杠铃保持静止状态，没有在向上的方向上通过距离，因此运动员对杠铃没有做功，故D错误符合题意。
故选D。
13．（2020九上·婺城期中）一根金属棒AB置于水平地面上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至虚线位置，下图能表示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的关系的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据相似三角形的性质和杠杆的平衡原理分析测力计示数的变化，再根据W=Fs分析做功W与B点离开地面的高度X的关系。
【解答】金属棒AB的重心位于中点上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时，A为支点，则重力的力臂为AD，弹簧测力计拉力F的力臂为AC，如下图所示：
因△AED∽△ABC，
所以由相似三角形对应边成比例可知， ，
由杠杆的平衡状态可得：G×AD=F×AC，
则弹簧测力计的拉力，
即将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时弹簧测力计的拉力不变，
由W=Fx可知，W与x成正比例，图象是过原点的斜直线，故ABD错误，而C正确。
故选C。
14．（2020九上·婺城期中）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　）
A．W1=W2【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】设物体移动的距离为s，拉力都为F，
左：使用定滑轮，不省力不费力，物体移动的距离等于拉力F1移动的距离，那么做功W1=Fs；
中：拉力F2做的功为：W2=Fs；
右：使用动滑轮，省力费距离，物体上升s，那么拉力F3移动的距离为2s，做功：W3=F×2s=2Fs。
那么W1=W2故选A。
15．（2020九上·拱墅期中）小明用100牛力踢一个重5牛的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20米。在球离开后的滚动过程中（　　）
A．小明和重力对足球做功都是0焦 B．重力对足球做功100 焦
C．小明对足球做功2100焦 D．小明对足球做功2000焦
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】球离开脚后虽然向前滚动了20m的距离，但是小明没有施加力在球上，因此小明对球做功0J；足球重力的方向竖直向下，而在水平方向上通过距离，因此重力对足球也不做功，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
16．（2020九上·温州期中）台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　）
A．白球滚动时，白球受到的重力对它做了功
B．推杆时，手对球杆做了功
C．白球滚动时，桌面对白球的支持力做了功
D．击打白球时，手对白球做了功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功要满足两个要素：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
【解答】A.白球在水平面上滚动，而重力沿竖直方向，二者方向不一致，那么白球的重力没有做功，故A错误；
B.推杆时，手对球杆施加向前的力，而球杆在向前的方向通过距离，所以手对球杆做功，故B正确；
C.桌面对白球的支持力在竖直方向上，而白球在水平方向滚动，所以支持力不做功，故C错误；
D.击打白球时，手对白球没有施加力的作用，不对白球做功，故D错误。
故选B。
17．（2020九上·温州期中）科学中常用数学方法表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量的是（　　）
A． 力 B． 功率
C． 路程 D． 时间
【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】长方形的面积公式：S=ab，即等于长×宽，结合常见物理量的计算公式分析即可。
【解答】A.根据公式W=Fs可知，功等于力和距离的乘积，而不是力等于功和距离的乘积，故A错误；
B.根据P=Fv可知，功率等于力和速度的乘积，故B正确；
C.根据s=vt可知，路程等于速度和时间的乘积，而不是功和时间的乘积，故C错误；
D.根据W=Pt可知，功等于功率和时间的乘积，而不是时间等于功和功率的乘积，故D错误。
故选B。
18．（2020九上·浙江期末）如图所示，在水平地面上，小聪用力拉着箱子，使箱子移动一段距离；小明用力推箱子，但箱子没有移动。下面关于两人做功的分析，正确的是（　　）
A．小明用了力，他对箱子做了功
B．小聪使箱子移动了，她对箱子做了功
C．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功
D．小明、小聪都没有对箱子做功
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs分析即可。
【解答】小聪对箱子施加水平向左的拉力，箱子向左移动了距离，根据公式W=Fs可知，小聪对箱子做了功；小明对箱子施加了推力，但是箱子没有在推力的方向上移动距离，因此小明对箱子没有做功，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
19．（2020九上·长兴期中）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．W1＜W2=W3 C．W1＜W2＜W3 D．W1=W2＜W3
【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的计算式W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知，功的大小由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，与其它因素无关，因此力F做的功相等，即W1=W2=W3，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
20．（2020九上·下城期中）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　）
A． 人用力搬石头没有搬动
B． 人将货物从地面拉到高处
C． 人推一块大石头没推动
D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.人对石头有向上的举力，但是石头没有在向上的方向上通过距离，因此不做功，故A错误；
B.人对货物的拉力数值向上，物体在向上的方向上通过距离，因此拉力做功，故B正确；
C.人推石头有向左的推力，而石头没有移动距离，因此推力不做功，故C错误；
D.人对箱子的支持力竖直向上，而箱子在水平方向上通过距离，因此人对箱子不做功，故D错误。
故选B。
二、填空题
21．（2021·温州模拟）如图所示，甲、乙各用150N的力，在30s内共同使一辆总重为200N的小车从一个倾角为30°长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端。甲乙两人对小车有用功　 　J，两人对小车做功的总功率为　 　W。
【答案】6000；300
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据三角函数的知识计算出斜面的高度h，再根据公式W=Gh计算对小车做的有用功；
（2）首先根据W总=Fs计算出推力做的功，再根据计算出对小车做功的功率。
【解答】（1）斜面的高度h=60m×sin30°=30m；
小车做的有用功W=Gh=200N×30m=6000J；
（2）推力做的功W总=Fs=150N×60m=9000J；
对小车做功的功率：。
22．（2021九下·鄞州月考）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重为10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h=4米，长度L=8米，则拉力所做的有用功是　 　焦；若在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为　 　牛。
【答案】40；6.25
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）克服物体重力做有用功，即W有=Gh；
（2）首先根据W额=fs计算出额外功，再根据W总=W有+W额计算总功，最后根据计算拉力F。
【解答】（1）拉力做的有用功为：W有=Gh=10N×4m=40J；
（2）做的额外功W额=fs=1.25N×8m=10J；
总功W总=W有+W额=40J+10J=50J；
拉力。
23．（2021九下·滨江开学考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为　 　，斜面对物体的摩擦力是　 　。
【答案】80%；100N
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W有=Gh计算有用功，根据计算机械效率；
（2）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据计算斜面对物体的摩擦力。
【解答】（1）对物体做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；
对物体做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
那么斜面的机械效率为：。
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；
斜面对物体的摩擦力：。
24．（2020九上·拱墅期末）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重为10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h=4米，长度L=8米，则拉力所做的有用功是　 　焦；若在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为　 　牛。
【答案】40；6.25
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算拉力做的有用功，再根据W额=fs计算出克服摩擦做的额外功，最后根据W总=W有+W额计算出拉力做的总功；
（2）根据计算拉力的大小。
【解答】（1）拉力做的有用功W有=Gh=10N×4m=40J；
（2）克服摩擦做的额外功W额=fs=1.25N×8m=10J；
拉力做的总功：W总=W有+W额=40J+10J=50J。
拉力的大小。
25．（2020九上·柯桥月考）为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，建筑工人搭建了如图所示的长12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向用了400N的拉力在30s内，将重物匀速运送到楼顶，该过程中工人的总功率为　 　W，物体受到的摩擦力为　 　N。

【答案】160；100
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算出拉力做的总功，再根据计算总功率；
（2）首先根据W有=Gh计算出做的有用功，再根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据计算出摩擦力。
【解答】（1）拉力做的总功W总=Fs=400N×12m=4800J；
工人的总功率：。
（2）工人做的有用功W有=Gh=600N×6m=3600J；
工人做的额外功：W额=W总-W有=4800J-3600J=1200J；
物体受到的摩擦力。
26．（2020九上·西湖月考）如图所示，斜面长20m、高10m.固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上50N的拉力，在20s内把重70N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m.物体匀速斜向上时受到的滑动摩擦力为　 　N用该斜面拉动物体的机械效率等于　 　,若物体沿斜面向下运动的过程中，机械能转化为内能，但是相反的过程不会自发的发生，表明能量的转化有一定的　 　
【答案】15N；70％；方向性
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据W总=Fs计算出总功，再根据W有=Gh计算出有用功，接下来根据W额=W总-W有计算出额外功，最后根据计算出摩擦力，根据计算出鞋面的机械效率；
（2）根据能量转化和转移的方向性解答。
【解答】（1）拉动物体做的总功W总=Fs=50N×20m=1000J；
拉动物体做的有用功：W有=Gh=70N×10m=700J；
拉动物体做的额外功：W额=W总-W有=1000J-700J=300J；
物体受到的摩擦力：；
拉动物体的机械效率：。
（2）若物体沿斜面向下运动的过程中，机械能转化为内能，但是相反的过程不会自发的发生，表明能量的转化有一定的方向性。
27．（2020九上·镇海月考）如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150N。忽略绳子重力，该过程拉力F做的功　 　J；该斜面的机械效率是　 　；货物箱在斜面上受的摩擦力大小　 　N。
【答案】225；66.7%；50
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算出拉力做的总功，根据W有=Gh计算出拉力做的有用功，根据计算斜面的机械效率；
（2）斜面克服摩擦做额外功，首先根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据计算出摩擦力。
【解答】（1）拉力做的总功W总=Fs=150N×1.5m=225J；
拉力做的有用功W有=Gh=500N×0.3m=150J；
斜面的机械效率；
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=225J-150J=75J；
货物箱受到的摩擦力。
28．（2020九上·慈溪月考）同学用如图所示的实验装置对杠杆进行探究。实验时始终竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计），重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升的垂直距离为0.3m时，动力作用点C上升的垂直距离为0.5m，此过程该装置的机械效率为　 　。同学又进一步研究，仍用该实验装置，将钩码移动到B点，再次匀速提升杠杆使动力作用点C上升0.5m。则人的拉力F所做的功与第一次相比　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】75%；变小
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据计算出杠杆的机械效率；
（2）钩码移动到B点后，分析钩码上升高度的变化，分析有用功的变化和额外功的变化，进而根据W总=W有+W额判断总功的变化。
【解答】（1）杠杆的机械效率；
（2）钩码移动到B点后，当C点提升的高度仍然为0.5m时，重物上升的高度小于0.3m。根据W有=Gh可知，有用功变小；杠杆克服自身重力做额外功，根据W额=G杠杆h可知，额外功不变；根据公式W总=W有+W额可知，人的拉力做的功变小了。
29．（2020九上·温岭期中）某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是　 　J，10s内做功的功率为　 　W。
【答案】240；120
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算做一次“引体向上”克服重力做的功；
（2）首先根据W总=nW计算出10s做的总功，再根据公式计算做功的功率。
【解答】（1）做一次“引体向上”克服重力做的功W=Gh=60kg×10N/kg×0.4m=240J；
（2）10s内做功的功率：。
30．（2020九上·越城期中）如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1；若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1　 　W2，P1　 　P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
【答案】=；＞
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据影响滑动摩擦力的因素分析物体受到摩擦力的大小是否改变，然后根据二力平衡的知识比较两个拉力的大小，最后根据公式W=Fs比较做功的大小；
（2）根据公式P=Fv比较两个功率的大小。
【解答】（1）在两次运动中，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此受到的摩擦力相等。前后两次物体都做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可知，物体受到的拉力都等于摩擦力，因此两个拉力相等。因为两次物体运动的距离都是10m，根据公式W=Fs可知，两次做的功相等，即W1=W2；
（2）在两次运动中，拉力相等，但速度前者大于后者，根据公式P=Fv可知，做功的功率P1＞P2。
三、实验探究题
31．（2021·嘉善模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 某科学兴趣小组开展以下探究·
【查阅资料】斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小越省力。
【建立假设】
假设1：与斜面的表面材料有关：
假设2：与斜面的倾斜程度有关：
假设3：与物体受到的重力大小有关。
【收集证据】小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用物块的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角θ/度 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.36 1.48
【得出结论】分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关-
【拓展】⑴已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
⑵分析表中数据，若要提高斜面的机械效率可采取的措施有　 　。
【答案】倾斜程度、表面材料；80；增大倾斜程度，减小表面粗糙程度
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】【得出结论】根据控制变量法的要求，选择对比实验，根据数据确定斜面省力情况的影响因素；
【拓展】（1）根据斜面的机械效率计算即可；
（2）根据表格数据确定影响斜面机械效率的因素，进而确定提高机械效率的方法。
【解答】【得出结论】①比较实验3、4可知，当斜面倾角和材料相同时，拉力与物重的比值都是，那么：斜面的省力情况与物重的大小无关；
②比较实验1、2可知，当斜面倾角和物重相同时，毛巾比木板更粗糙，那么拉力和物重的比值越大，即越费力；
③比较实验5、6可知，当斜面材料和物重相等时，斜面倾角越大，拉力和物重的比值越大，即越费力。
综上所述，斜面的省力情况与倾斜程度和表面材料有关。
【拓展】（1）第1次实验中斜面的机械效率是；
（2）根据表格数据可知，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；斜面的粗糙程度越小，斜面的机械效率越高，因此提高斜面机械效率的措施：增大倾斜程度，减小表面粗糙程度。
32．（2021九下·杭州开学考）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
（1）本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是　 　。
（2）该杠杆机械效率的表达式是　 　。（用题中给出的字母表示）
（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将　 　（填变大、变小、不变）。请简要说明理由　 　。
【答案】（1）杠杆自身重力
（2）η= Gh1/Fh2×100%
（3）变大；有用功一样，但杠杆重心上升高度变低了，克服杠杆重力做功减少了，即额外功减少了，所以效率变大
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）在实验中，由于杠杆的重心不在支点的正上方，因此杠杆的自重会对杠杆的平衡产生影响。在使用杠杆的过程中，需要克服杠杆的重力做额外功。
（2）提升杠杆的拉力做总功，克服物体的重力做有用功，根据公式计算机械效率。
（3）分析钩码在移动过程中有用功和克服杠杆重力做的额外功的变化，然后根据机械效率的公式分析即可。
【解答】（1）次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身重力。
（2）提升杠杆的拉力做总功：W总=Fh2；
克服物体的重力做有用功：W有=Gh1；
杠杆的机械效率：
（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大，理由是：有用功一样，但杠杆重心上升高度变低了，克服杠杆重力做功减少了，即额外功减少了，所以效率变大。
33．（2021九下·西湖开学考）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 动滑轮重N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 /
3 6 0.8 5 / 15 /
（1）在实验操作中应该使钩码　 　(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约　 　。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是_________。
A． B． C． D．
【答案】（1）缓慢
（2）83.3%
（3）A
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）在实验操作中，只有让钩码做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数才等于绳子上的拉力。而保证钩码匀速上升的最好方法就是减缓上升的速度。
（2）根据W总=Fs计算出总功，根据W有=Gh计算出有用功，根据公式计算机械效率；
（3）根据机械效率的公式分析判断。
【解答】（1）在实验操作中应该使钩码缓慢匀速上升。
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数为2.2N，
做的总功W总=Fs=2.4N×0.15m=0.36J；
做的有用功W有=Gh=6N×0.05m=0.3J；
滑轮组的机械效率为：。
（3）根据机械效率的公式得到：，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
34．（2020九上·镇海期末）风车是利用风力做功的装置。小科制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、　 　和　 　；
（2）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度 h、所用的时间 t、回形针的总质量 m，则风车做功的功率 P＝　 　（表达式中的物理量均用符号表示）；
（3）如果选用较　 　（填“粗重”或“细轻）的线做实验，则测得风车的功率值将偏小；风车做功过程中，回形针获得了动能和　 　能。
【答案】（1）刻度尺；秒表
（2）
（3）粗重；重力势
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）风车旋转，将下面的重物吊起，克服重物的重力做功。根据W=Gh=mgh可知，要计算出风车做的功必须测量物体的质量和上升高度；根据可知，要计算出风车做功的功率，就必须测量重物上升的时间，据此确定所需器材；
（2）根据功的计算式W=Gh=mgh和功率的计算式分析推导即可；
（3）当风车旋转时，风车对重物和细线都做功，即W总=W线+W物。如果细线的重力较大，那么对细线做的功就较大，而对重物做功变小，自然计算出的功率就变小。回形针向上运动具有动能，位置升高而具有重力势能，据此分析解答。
【解答】（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、刻度尺和秒表；
（2）风车克服回形针的重力做功，那么W=Gh=mgh；
风车做功的功率为：。
（3）如果选用较粗重的线做实验，则测得风车的功率值将偏小；风车做功过程中，回形针获得了动能和重力势能。
四、解答题
35．（2021九下·台州开学考）如图所示，斜面长S＝10m，高h＝4m，用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小。
【答案】（1）解：运动过程中克服物体的重力做的功；
W＝Gh＝100N×4m＝400J；
答：运动过程中克服物体的重力做的功为400J
（2）解：η＝ ×100%＝ ×100%＝80%；
答：斜面的机械效率为80%；
（3）解：由W＝Fs得，F＝ ＝ ＝50N。
答：推力F的大小为50N。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算克服物体重力做的功；
（2）克服摩擦力做额外功，根据W总=W有+W额计算出总功，再根据公式 计算斜面的机械效率；
（3）已知总功和斜面的长度，根据公式 计算推力大小。
36．（2020九上·江北期末） 2020年12月23日，宁波轨道交通4号线正式通车，4号线起自江北区慈城镇慈城站，终于鄞州区东钱湖站，开通后大大方便了江北市民的出行。若4号线列车空载时总质量约198t，列车设计最高速度为80km/h，列车运行时受到的阻力约为车重的0.04倍。空载运行时，平均速度为36km/h，每公里耗电40kW h。
（1）若列车运行的平均速度保持不变，则满载时每公里耗电量 　 　40kW h。
（2）求 4 号线列车以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率。
【答案】（1）＞
（2）列车受到的牵引力F=f=0.04G=0.04×（198×103kg×10N/kg）=7.92×104N；
此时牵引力的功率：P=Fv=7.92×104N×=1.76×106W。
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据F=f=0.04G分析满载时列车受到阻力的变化，再跟家P=Fv分析满载时列车功率的变化，最后根据W=Pt分析耗电量的变化；
（2）首先根据F=f=0.04G计算出列车受到的牵引力，再根据P=Fv计算此时的功率。
【解答】（1）满载时列车的重力增大，根据F=f=0.04G可知，此时阻力增大，列车的牵引力增大。根据P=Fv可知，当速度不变时，列车的牵引力的功率增大。根据W=Pt可知，当时间相同时，每公里的耗电量增大；
（2）列车受到的牵引力F=f=0.04G=0.04×（198×103kg×10N/kg）=7.92×104N；
此时牵引力的功率：P=Fv=7.92×104N×=1.76×106W。
37．（2020九上·拱墅月考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
（1）推力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）斜面对物体的摩擦力。
【答案】（1）解：由题可知，推力F=500N，物体的重力G=800N，斜面长度s=3m，斜面高度h=1.5m，
推力做的功： =Fs=500N×3m=1500J；
答：推力做的功为1500J
（2）（2）克服物体重力做的有用功： =Gh=800N×1.5m=1200J，
斜面的机械效率：
答：斜面的机械效率为80%；
（3）所做的额外功： = - =1500J- 1200J=300J，因为 =fs，所以斜面对物体的摩擦力：f= =100N。
答：斜面对物体的摩擦力为100N。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据公式W总=Fs计算推力做的功；
（2）首先根据W有用=Gh计算出克服重力做的有用功，再根据公式 计算鞋面的机械效率。
（3）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据公式计算物体受到的摩擦力。
38．（2020九上·镇海月考）2019年9月30日新昌首批“小马骑行”共享电单车（如图）正式投入使用。其部分参数如表所示。假定共享电单车在水平骑行过程中受到的阻力始终为40牛。
项 目 参数
整车质量（千克） 20
共享电单车最大功率（瓦） 200
（1）小科在水平地面骑行时，共享电单车重力做功为　 　J？
（2）小科在水平公路上骑共享电单车，匀速行驶1千米过程中牵引力做了多少功？
（3）若小科骑行过程中共享电单车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少千米/时？
【答案】（1）0
（2）解：因共享电单车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则共享电单车受到的牵引力
F=f=40N
匀速行驶1千米过程中牵引力做的功
答：匀速行驶1千米过程中牵引力做了4×104J的功
（3）解：根据 可知，匀速行驶时的车速
答：若小敏骑行过程中共享电单车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为18km/h。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式W=Gh计算重力做的功；
（2）首先根据二力平衡的知识计算出共享电单车受到的牵引力，再根据W=Fs计算牵引力做的功。
（3）根据功率的计算公式计算出共享电单车的最大车速。
【解答】（1）小科在水平地面骑行时，电单车的重力竖直向下，而通过的距离在水平方向，即在竖直方向上通过的距离为0m，根据W=Gh可知，共享电单车重力做功0J。
（2）共享电单车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，
即它受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
则共享电单车受到的牵引力F=f=40N；
匀速行驶1千米过程中牵引力做的功： 。
（3）根据表格可知，电单车的最大功率为200W，牵引力F=40N，
那么以最大功率输出时的车速为： 。
39．（2020九上·绍兴月考）阳光动力2号太阳能飞机，是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机，飞行所需能量完全由太阳能电池提供，其翼展达到72米，仅次于体积最大的商用客机A380（79.75米）但重量只有约2300公斤，与一辆半家用汽车相当。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。求：
（1）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以30m/s的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力为多少？
（2）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大
【答案】（1）发动机的牵引力为：
（2）发动机输出的能量为：W=Pt=6×104W×3600s=2.16×108J
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据功率的公式P=Fv计算出发动机的牵引力即可；
（2）根据W=Pt计算发动机输出的能量。
1 / 1华师大版初中科学九上5.3 功与机械效率同步练习
一、单选题
1．（2021·慈溪模拟）悠悠球是除洋娃娃之外世界上最古老的玩具，它由轮与轴(含绕轴上的线)两部分组成(如图甲)。一悠悠球，轮半径为R，轴半径为r，线为细线，如图乙是玩悠悠球的两种不同方式，小科用拉力F使球在水平方向匀速运动距离s，则下列说法正确的是（　　）

A．两种方式拉力F做功均为Fs
B．a方式拉力F所做的功大于b方式拉力F所做的功
C．a方式拉力F所做的功小于b方式拉力F所做的功
D．无法判断
2．（2021九下·杭州开学考）某九年级同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋，从1楼走到家里大约用了1分钟,下列估算不合理的是（　　）
A．他提鸡蛋的力做的功约为200J
B．他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C．他爬楼做的功约为6×103J
D．他爬楼做功的功率约为1×103W
3．（2020九上·镇海期末）斜面是一种简单机械。螺丝钉是被拧成圆柱形的斜面，螺丝钉上的螺纹就像图甲中形成的纹路，一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度。仔细观察如图乙、丙所示的两个螺丝钉，则（　　）
A．乙、丙省力情况相同 B．乙更省力
C．丙更省力 D．乙、丙都能省功
4．（2020九上·余杭期末）如图，用大小为10N的作用力F将重为5N的物体竖直向上提起（不计空气阻力），相继经过A、B，C三点，已知AB= BC，F在AB段做功为W1，功率为P1；在BC段做功为W2，功率为P2，则下列关系正确的是（　　）
A．W1C．W1=W2 P1>P2 D．W1>W2 P1>P2
5．（2020九上·嘉兴期末）为早日实现“建设美丽嘉兴，打造江南水乡典范”的目标，各项工程建设正在我市如火如荼的开展。如图为正在施工的工程车，下列关于工程车的说法正确的是（　　）
A．做的功越多，效率越高 B．做功多的工程车，功率大
C．延长工作时间，可提高效率 D．做功越快的工程车，功率越大
6．（2020九上·西湖月考）下列关于做功的判断正确的是（　　）
A．小刘提着一桶水从三楼走廊走过20米，拉力做了功
B．小李用力擦黑板，小李对黑板擦做了功
C．小沈高高跳起用力扣篮，小沈对篮球不做功
D．小王高举着实心球准备投掷，小王对实心球做了功
7．（2020九上·江北月考）如图所示，在水平地面上，小聪用150N的力拉着箱子，使箱子移动一段距离；小明用200N力推箱子，但箱子没有移动。下面关于两人做功的分析，正确的是（　　）。
A．小明用了力，他对箱子做了功
B．小聪对箱子做了功
C．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功
D．小明、小聪都没有对箱子做功
8．（2020九上·绍兴月考）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
9．（2020九上·杭州月考）如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC，斜面两边的摩擦力分别为fB和fC，则下列判断正确的是（　　）
A．fB＞fC B．fB＜fC C．ηB＜ηC D．ηB=ηC
10．（2020九上·苍南期中）2019 年 9 月 29 日女排世界杯夺冠 11 连胜的消息振奋人心。下图是排球扣球的几个环节，其中运动员有对排球做功的是（　　）
A．助跑起跳 B．手往后伸 C．空中击球 D．双脚落地
11．（2020九上·西湖月考）一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
12．（2020九上·温州期中）图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中不正确的是（　　）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃做功
D．举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，运动员对杠铃做功
13．（2020九上·婺城期中）一根金属棒AB置于水平地面上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至虚线位置，下图能表示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的关系的是（　　）
A． B．
C． D．
14．（2020九上·婺城期中）如下图的三种场景中，拉力F1、F2、F3大小相等，在拉力的作用下物体移动的距离相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3，下列关于它们大小关系的判断中正确的是（　　）
A．W1=W215．（2020九上·拱墅期中）小明用100牛力踢一个重5牛的足球，球离脚后在水平草地上向前滚动了20米。在球离开后的滚动过程中（　　）
A．小明和重力对足球做功都是0焦 B．重力对足球做功100 焦
C．小明对足球做功2100焦 D．小明对足球做功2000焦
16．（2020九上·温州期中）台球比赛中，选手推动球杆前进，击打白球，使白球水平向前撞击红球，向前撞击红球，对这一过程的分析正确的是（　　）
A．白球滚动时，白球受到的重力对它做了功
B．推杆时，手对球杆做了功
C．白球滚动时，桌面对白球的支持力做了功
D．击打白球时，手对白球做了功
17．（2020九上·温州期中）科学中常用数学方法表示某些量的关系。下列图像中能用阴影面积表示相应的量的是（　　）
A． 力 B． 功率
C． 路程 D． 时间
18．（2020九上·浙江期末）如图所示，在水平地面上，小聪用力拉着箱子，使箱子移动一段距离；小明用力推箱子，但箱子没有移动。下面关于两人做功的分析，正确的是（　　）
A．小明用了力，他对箱子做了功
B．小聪使箱子移动了，她对箱子做了功
C．小聪在拉箱子的过程中，箱子的重力做了功
D．小明、小聪都没有对箱子做功
19．（2020九上·长兴期中）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．W1＜W2=W3 C．W1＜W2＜W3 D．W1=W2＜W3
20．（2020九上·下城期中）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　）
A． 人用力搬石头没有搬动
B． 人将货物从地面拉到高处
C． 人推一块大石头没推动
D． 人使箱子沿水平方向做匀速直线运动
二、填空题
21．（2021·温州模拟）如图所示，甲、乙各用150N的力，在30s内共同使一辆总重为200N的小车从一个倾角为30°长为60m的斜坡底端匀速运动到顶端。甲乙两人对小车有用功　 　J，两人对小车做功的总功率为　 　W。
22．（2021九下·鄞州月考）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重为10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h=4米，长度L=8米，则拉力所做的有用功是　 　焦；若在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为　 　牛。
23．（2021九下·滨江开学考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为　 　，斜面对物体的摩擦力是　 　。
24．（2020九上·拱墅期末）如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重为10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h=4米，长度L=8米，则拉力所做的有用功是　 　焦；若在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为　 　牛。
25．（2020九上·柯桥月考）为了将重为600N的物体运送到6m高的楼顶上，建筑工人搭建了如图所示的长12m、高6m的斜面。工人沿斜面方向用了400N的拉力在30s内，将重物匀速运送到楼顶，该过程中工人的总功率为　 　W，物体受到的摩擦力为　 　N。

26．（2020九上·西湖月考）如图所示，斜面长20m、高10m.固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上50N的拉力，在20s内把重70N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m.物体匀速斜向上时受到的滑动摩擦力为　 　N用该斜面拉动物体的机械效率等于　 　,若物体沿斜面向下运动的过程中，机械能转化为内能，但是相反的过程不会自发的发生，表明能量的转化有一定的　 　
27．（2020九上·镇海月考）如图所示，斜面长s=1.5m，高h=0.3m。建筑工人将重G=500N的货物箱，用绳子从地面匀速拉到顶端时，沿斜面向上的拉力F=150N。忽略绳子重力，该过程拉力F做的功　 　J；该斜面的机械效率是　 　；货物箱在斜面上受的摩擦力大小　 　N。
28．（2020九上·慈溪月考）同学用如图所示的实验装置对杠杆进行探究。实验时始终竖直向上拉动杠杆，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升（支点和杠杆的摩擦不计），重为5N的钩码挂在A点时，人的拉力F为4N，钩码上升的垂直距离为0.3m时，动力作用点C上升的垂直距离为0.5m，此过程该装置的机械效率为　 　。同学又进一步研究，仍用该实验装置，将钩码移动到B点，再次匀速提升杠杆使动力作用点C上升0.5m。则人的拉力F所做的功与第一次相比　 　（填“变大”、“变小”或“不变”）。
29．（2020九上·温岭期中）某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm。该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是　 　J，10s内做功的功率为　 　W。
30．（2020九上·越城期中）如图所示，一物体在水平向右的拉力F1作用下以3m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1；若该物体在水平向右的拉力F2作用下以2m/s的速度在同一水平地面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2，则W1　 　W2，P1　 　P2（选填“＞”、“＜”或“=”）。
三、实验探究题
31．（2021·嘉善模拟）斜面是一种简单机械，在生活和生产中使用斜面的好处是可以省力。那么斜面的省力情况与哪些因素有关呢 某科学兴趣小组开展以下探究·
【查阅资料】斜面的省力情况可以通过比较沿斜面拉力F与物体重力G的比值大小来判定，比值越小越省力。
【建立假设】
假设1：与斜面的表面材料有关：
假设2：与斜面的倾斜程度有关：
假设3：与物体受到的重力大小有关。
【收集证据】小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中所用物块的材料及表面粗糙程度相同，在沿斜面拉力的作用下，在斜面上做匀速直线运动。实验中相关的记录如表。
实验序号 1 2 3 4 5 6
斜面倾角θ/度 30 30 30 30 35 40
斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板
物块重G/N 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0
沿斜面拉力F/N 1.25 1.45 2.50 3.75 1.36 1.48
【得出结论】分析上述数据，斜面的省力情况与　 　有关-
【拓展】⑴已知实验中，斜面长均为1.2m、第1次实验中斜面高为0.6m，则第1次实验中斜面的机械效率是　 　%。
⑵分析表中数据，若要提高斜面的机械效率可采取的措施有　 　。
32．（2021九下·杭州开学考）某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：
①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；
②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2。
回答下列问题：
（1）本次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是　 　。
（2）该杠杆机械效率的表达式是　 　。（用题中给出的字母表示）
（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将　 　（填变大、变小、不变）。请简要说明理由　 　。
33．（2021九下·西湖开学考）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下：
次数 钩码重/N 动滑轮重N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 /
3 6 0.8 5 / 15 /
（1）在实验操作中应该使钩码　 　(选填“快速”或“缓慢”)匀速上升。
（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约　 　。
（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G/，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是_________。
A． B． C． D．
34．（2020九上·镇海期末）风车是利用风力做功的装置。小科制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、　 　和　 　；
（2）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度 h、所用的时间 t、回形针的总质量 m，则风车做功的功率 P＝　 　（表达式中的物理量均用符号表示）；
（3）如果选用较　 　（填“粗重”或“细轻）的线做实验，则测得风车的功率值将偏小；风车做功过程中，回形针获得了动能和　 　能。
四、解答题
35．（2021九下·台州开学考）如图所示，斜面长S＝10m，高h＝4m，用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小。
36．（2020九上·江北期末） 2020年12月23日，宁波轨道交通4号线正式通车，4号线起自江北区慈城镇慈城站，终于鄞州区东钱湖站，开通后大大方便了江北市民的出行。若4号线列车空载时总质量约198t，列车设计最高速度为80km/h，列车运行时受到的阻力约为车重的0.04倍。空载运行时，平均速度为36km/h，每公里耗电40kW h。
（1）若列车运行的平均速度保持不变，则满载时每公里耗电量 　 　40kW h。
（2）求 4 号线列车以最高速度空载匀速运行时牵引力的功率。
37．（2020九上·拱墅月考）工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m．求：
（1）推力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）斜面对物体的摩擦力。
38．（2020九上·镇海月考）2019年9月30日新昌首批“小马骑行”共享电单车（如图）正式投入使用。其部分参数如表所示。假定共享电单车在水平骑行过程中受到的阻力始终为40牛。
项 目 参数
整车质量（千克） 20
共享电单车最大功率（瓦） 200
（1）小科在水平地面骑行时，共享电单车重力做功为　 　J？
（2）小科在水平公路上骑共享电单车，匀速行驶1千米过程中牵引力做了多少功？
（3）若小科骑行过程中共享电单车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为多少千米/时？
39．（2020九上·绍兴月考）阳光动力2号太阳能飞机，是一架长航时、不必耗费一滴燃油便可昼夜连续飞行的太阳能飞机，飞行所需能量完全由太阳能电池提供，其翼展达到72米，仅次于体积最大的商用客机A380（79.75米）但重量只有约2300公斤，与一辆半家用汽车相当。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。求：
（1）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以30m/s的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力为多少？
（2）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（a）图受力F后悠悠球将向前滚动，利用W=Fs求F做功的大小；（b）图受力F后悠悠球将向前滚动，滚动s后求滚动的圈数，再乘以轴周长得出拉力移动的距离，再利用W=Fs求F做功的大小，最后比较做功的大小即可。
【解答】当悠悠球向前滚动的距离为s时，轮滚动的圈数为：；
轴滚动的圈数与轮相同，
则轴向前滚动的距离为：；
（a）图，拉力作用在轴的下端时，轴向前滚动会使细线“收缩”，
拉力端实际移动的距离为：s1=s-s′=；
F做功大小为：W1=F s1=；
（b）图，拉力F作用在轴的上端，轴向前滚动会使细线“拉长”，
拉力端实际移动的距离：s2=s+s′=；
F做功大小：W2=F s2=；
则a方式拉力做的功小于b方式拉力做的功。
故选C。
2．【答案】D
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算出对鸡蛋做的功；
（2）根据公式计算出对鸡蛋做功的功率；
（3）根据W总=G总h计算出爬楼做的功；
（4）根据公式计算出对鸡蛋做功的功率；
【解答】30个鸡蛋的重力大约为15N，1楼到5楼大约高h=（5-1）×3m=12m，
那么它对鸡蛋做功：W=Gh=15N×12m=180J≈200J，故A不合题意；
它对鸡蛋做功的功率，故B不合题意；
他的体重大约500N，那么它爬楼做功：W总=G总h=（500N+15N）×12m=6180J≈6000J，故C不合题意；
他爬楼的功率大约，故D符合题意。
故选D。
3．【答案】B
【知识点】斜面及其工作特点
【解析】【分析】根据斜面省力的原理，结合图片进行分析判断。
【解答】使用任何机械都不能省功，这是功的原理，故D错误；
根据W=Fs可知，斜面的长度越大，斜面越省力。根据图像可知，在相同的距离内，乙的螺纹比丙更密集，即展开后斜面更长，因此乙更省力，故B正确，而A、C错误。
故选B。
4．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs比较做功的大小，根据P=Fv比较功率的大小。
【解答】已知AB=BC，且F1=F2，根据W=Fs可知，做的功W1=W2；
因为拉力F>G，所以合力向上，因此物体向上做加速运动，那么两段的平均速度v1故选B。
5．【答案】D
【知识点】功率计算公式的应用；机械效率
【解析】【分析】（1）根据分析；
（2）根据分析；
（3）根据机械效率的定义判断；
（3）根据功率的意义判断。
【解答】A.根据可知，机械效率的大型与有用功和总功比值大小有关，与做功的多少无关，故A错误；
B.根据可知，功率的大小由功和时间大小决定，故B错误；
C.机械效率表示机械性能的好坏，与时间无关，故C错误；
D.功率表示做功的快慢，即做功越快，功率越大，故D正确。
故选D。
6．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.拉力竖直向上，而水桶在竖直方向上没有通过距离，因此拉力不做功，故A错误；
B.小李给板擦一个推力，板擦在推力的方向上通过距离，因此对板擦做功，故B正确；
C.扣篮时，小沈对篮球施加向下的压力，篮球向下运动距离，因此对篮球做功，故C错误；
D.小王对实心球有支持力，但是实心球并没有在支持力的方向上移动距离，因此对实心球不做功，故D错误。
故选B。
7．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.箱子受到小明的力，但是没有一定距离，因此小明不做功，故A错误；
B.箱子受到小聪向左的拉力，且箱子向左移动了距离，因此小聪对箱子做功，故B正确，D错误；
C.箱子的重力竖直向下，但是箱子在水平方向移动，因此重力不做功，故C错误。
故选B。
8．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】首先对中学生的体重和每次上升的高度进行估测，然后根据公式W总=nGh对做的功进行估算。
【解答】普通中学生的体重大约50kg，那么它的重力为：G=mg=50kg×10N/kg=500N；
一次引体向上的上升高度相当于胳膊的长度，约为h=60cm=0.6m；
那么10次引体向上做的功为：W总=nGh=500N×0.6m×10=3000J。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
9．【答案】B
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】已知高度相同，根据公式W=Gh可求有用功的大小，还知道拉力的大小和通过的路程大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；根据比较机械效率的大小。
【解答】同一物体升高的高度相同，根据公式W有=Gh可知，有用功相同；
因为CA＞BA，拉力相同，根据公式W总=Fs可知，F2做的功多；
有用功相同，F2做的总功多，由可知，其机械效率低，即ηB＞ηC，故C、D错误。
影响滑动摩擦力大小的因素有两个：压力大小和接触面的粗糙程度；
物体分别沿斜面BA和CA运动，可认为接触面的粗糙程度相同，斜面越陡，则压力越小，滑动摩擦力越小，则fB＜fC，故B正确，A错误。
故选B。
10．【答案】C
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.助跑起跳时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故A错误；
B.手往后伸时，仍然没有力作用在排球上，对排球不做功，故B错误；
C.空中击球时，运动员给排球一个力，且排球在力的方向上通过一段距离，因此对排球做功，故C正确；
D.双脚落地时，没有力作用在排球上，对排球不做功，故D错误。
故选C。
11．【答案】D
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】根据W有=Gh比较有用功的大小，根据公式比较总功的大小。
【解答】同一物体的重力相等，提升相同的高度h，根据公式W有=Gh可知，有用功不变；根据公式可知，当有用功相同时，机械效率与总功成反比。因为滑轮组的机械效率提高了，所以总功减少了，故D正确，而A、B、C错误。
故选D。
12．【答案】D
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：作用在物体上的力与物体在力的方向上通过的距离，据此分析判断。
【解答】A.从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故A正确不合题意；
B.从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故B正确不合题意；
C.从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃的力向上，杠铃向上运动，因此运动员对它做功，故C正确不合题意；
D.举着杠铃稳定站立等待裁判亮灯的过程中，杠铃受到竖直向上的力，但是杠铃保持静止状态，没有在向上的方向上通过距离，因此运动员对杠铃没有做功，故D错误符合题意。
故选D。
13．【答案】C
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据相似三角形的性质和杠杆的平衡原理分析测力计示数的变化，再根据W=Fs分析做功W与B点离开地面的高度X的关系。
【解答】金属棒AB的重心位于中点上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时，A为支点，则重力的力臂为AD，弹簧测力计拉力F的力臂为AC，如下图所示：
因△AED∽△ABC，
所以由相似三角形对应边成比例可知， ，
由杠杆的平衡状态可得：G×AD=F×AC，
则弹簧测力计的拉力，
即将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时弹簧测力计的拉力不变，
由W=Fx可知，W与x成正比例，图象是过原点的斜直线，故ABD错误，而C正确。
故选C。
14．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据W=Fs分析判断。
【解答】设物体移动的距离为s，拉力都为F，
左：使用定滑轮，不省力不费力，物体移动的距离等于拉力F1移动的距离，那么做功W1=Fs；
中：拉力F2做的功为：W2=Fs；
右：使用动滑轮，省力费距离，物体上升s，那么拉力F3移动的距离为2s，做功：W3=F×2s=2Fs。
那么W1=W2故选A。
15．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】球离开脚后虽然向前滚动了20m的距离，但是小明没有施加力在球上，因此小明对球做功0J；足球重力的方向竖直向下，而在水平方向上通过距离，因此重力对足球也不做功，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
16．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功要满足两个要素：一是物体要受力的作用，二是物体要在力的方向上通过一定的距离。
【解答】A.白球在水平面上滚动，而重力沿竖直方向，二者方向不一致，那么白球的重力没有做功，故A错误；
B.推杆时，手对球杆施加向前的力，而球杆在向前的方向通过距离，所以手对球杆做功，故B正确；
C.桌面对白球的支持力在竖直方向上，而白球在水平方向滚动，所以支持力不做功，故C错误；
D.击打白球时，手对白球没有施加力的作用，不对白球做功，故D错误。
故选B。
17．【答案】B
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】长方形的面积公式：S=ab，即等于长×宽，结合常见物理量的计算公式分析即可。
【解答】A.根据公式W=Fs可知，功等于力和距离的乘积，而不是力等于功和距离的乘积，故A错误；
B.根据P=Fv可知，功率等于力和速度的乘积，故B正确；
C.根据s=vt可知，路程等于速度和时间的乘积，而不是功和时间的乘积，故C错误；
D.根据W=Pt可知，功等于功率和时间的乘积，而不是时间等于功和功率的乘积，故D错误。
故选B。
18．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】根据公式W=Fs分析即可。
【解答】小聪对箱子施加水平向左的拉力，箱子向左移动了距离，根据公式W=Fs可知，小聪对箱子做了功；小明对箱子施加了推力，但是箱子没有在推力的方向上移动距离，因此小明对箱子没有做功，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
19．【答案】A
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】根据功的计算式W=Fs分析判断。
【解答】根据W=Fs可知，功的大小由作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离决定，与其它因素无关，因此力F做的功相等，即W1=W2=W3，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
20．【答案】B
【知识点】力是否做功的判断
【解析】【分析】做功的两个要素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离。
【解答】A.人对石头有向上的举力，但是石头没有在向上的方向上通过距离，因此不做功，故A错误；
B.人对货物的拉力数值向上，物体在向上的方向上通过距离，因此拉力做功，故B正确；
C.人推石头有向左的推力，而石头没有移动距离，因此推力不做功，故C错误；
D.人对箱子的支持力竖直向上，而箱子在水平方向上通过距离，因此人对箱子不做功，故D错误。
故选B。
21．【答案】6000；300
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据三角函数的知识计算出斜面的高度h，再根据公式W=Gh计算对小车做的有用功；
（2）首先根据W总=Fs计算出推力做的功，再根据计算出对小车做功的功率。
【解答】（1）斜面的高度h=60m×sin30°=30m；
小车做的有用功W=Gh=200N×30m=6000J；
（2）推力做的功W总=Fs=150N×60m=9000J；
对小车做功的功率：。
22．【答案】40；6.25
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）克服物体重力做有用功，即W有=Gh；
（2）首先根据W额=fs计算出额外功，再根据W总=W有+W额计算总功，最后根据计算拉力F。
【解答】（1）拉力做的有用功为：W有=Gh=10N×4m=40J；
（2）做的额外功W额=fs=1.25N×8m=10J；
总功W总=W有+W额=40J+10J=50J；
拉力。
23．【答案】80%；100N
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算对物体做的总功，根据W有=Gh计算有用功，根据计算机械效率；
（2）根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据计算斜面对物体的摩擦力。
【解答】（1）对物体做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J；
对物体做的有用功W有=Gh=800N×1.5m=1200J；
那么斜面的机械效率为：。
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=1500J-1200J=300J；
斜面对物体的摩擦力：。
24．【答案】40；6.25
【知识点】功的计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据W有=Gh计算拉力做的有用功，再根据W额=fs计算出克服摩擦做的额外功，最后根据W总=W有+W额计算出拉力做的总功；
（2）根据计算拉力的大小。
【解答】（1）拉力做的有用功W有=Gh=10N×4m=40J；
（2）克服摩擦做的额外功W额=fs=1.25N×8m=10J；
拉力做的总功：W总=W有+W额=40J+10J=50J。
拉力的大小。
25．【答案】160；100
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算出拉力做的总功，再根据计算总功率；
（2）首先根据W有=Gh计算出做的有用功，再根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据计算出摩擦力。
【解答】（1）拉力做的总功W总=Fs=400N×12m=4800J；
工人的总功率：。
（2）工人做的有用功W有=Gh=600N×6m=3600J；
工人做的额外功：W额=W总-W有=4800J-3600J=1200J；
物体受到的摩擦力。
26．【答案】15N；70％；方向性
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）首先根据W总=Fs计算出总功，再根据W有=Gh计算出有用功，接下来根据W额=W总-W有计算出额外功，最后根据计算出摩擦力，根据计算出鞋面的机械效率；
（2）根据能量转化和转移的方向性解答。
【解答】（1）拉动物体做的总功W总=Fs=50N×20m=1000J；
拉动物体做的有用功：W有=Gh=70N×10m=700J；
拉动物体做的额外功：W额=W总-W有=1000J-700J=300J；
物体受到的摩擦力：；
拉动物体的机械效率：。
（2）若物体沿斜面向下运动的过程中，机械能转化为内能，但是相反的过程不会自发的发生，表明能量的转化有一定的方向性。
27．【答案】225；66.7%；50
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W总=Fs计算出拉力做的总功，根据W有=Gh计算出拉力做的有用功，根据计算斜面的机械效率；
（2）斜面克服摩擦做额外功，首先根据W额=W总-W有计算出额外功，再根据计算出摩擦力。
【解答】（1）拉力做的总功W总=Fs=150N×1.5m=225J；
拉力做的有用功W有=Gh=500N×0.3m=150J；
斜面的机械效率；
（2）克服摩擦做的额外功W额=W总-W有=225J-150J=75J；
货物箱受到的摩擦力。
28．【答案】75%；变小
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据计算出杠杆的机械效率；
（2）钩码移动到B点后，分析钩码上升高度的变化，分析有用功的变化和额外功的变化，进而根据W总=W有+W额判断总功的变化。
【解答】（1）杠杆的机械效率；
（2）钩码移动到B点后，当C点提升的高度仍然为0.5m时，重物上升的高度小于0.3m。根据W有=Gh可知，有用功变小；杠杆克服自身重力做额外功，根据W额=G杠杆h可知，额外功不变；根据公式W总=W有+W额可知，人的拉力做的功变小了。
29．【答案】240；120
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算做一次“引体向上”克服重力做的功；
（2）首先根据W总=nW计算出10s做的总功，再根据公式计算做功的功率。
【解答】（1）做一次“引体向上”克服重力做的功W=Gh=60kg×10N/kg×0.4m=240J；
（2）10s内做功的功率：。
30．【答案】=；＞
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据影响滑动摩擦力的因素分析物体受到摩擦力的大小是否改变，然后根据二力平衡的知识比较两个拉力的大小，最后根据公式W=Fs比较做功的大小；
（2）根据公式P=Fv比较两个功率的大小。
【解答】（1）在两次运动中，物体对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，因此受到的摩擦力相等。前后两次物体都做匀速直线运动，根据二力平衡的知识可知，物体受到的拉力都等于摩擦力，因此两个拉力相等。因为两次物体运动的距离都是10m，根据公式W=Fs可知，两次做的功相等，即W1=W2；
（2）在两次运动中，拉力相等，但速度前者大于后者，根据公式P=Fv可知，做功的功率P1＞P2。
31．【答案】倾斜程度、表面材料；80；增大倾斜程度，减小表面粗糙程度
【知识点】机械效率的计算；斜面及其工作特点
【解析】【分析】【得出结论】根据控制变量法的要求，选择对比实验，根据数据确定斜面省力情况的影响因素；
【拓展】（1）根据斜面的机械效率计算即可；
（2）根据表格数据确定影响斜面机械效率的因素，进而确定提高机械效率的方法。
【解答】【得出结论】①比较实验3、4可知，当斜面倾角和材料相同时，拉力与物重的比值都是，那么：斜面的省力情况与物重的大小无关；
②比较实验1、2可知，当斜面倾角和物重相同时，毛巾比木板更粗糙，那么拉力和物重的比值越大，即越费力；
③比较实验5、6可知，当斜面材料和物重相等时，斜面倾角越大，拉力和物重的比值越大，即越费力。
综上所述，斜面的省力情况与倾斜程度和表面材料有关。
【拓展】（1）第1次实验中斜面的机械效率是；
（2）根据表格数据可知，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高；斜面的粗糙程度越小，斜面的机械效率越高，因此提高斜面机械效率的措施：增大倾斜程度，减小表面粗糙程度。
32．【答案】（1）杠杆自身重力
（2）η= Gh1/Fh2×100%
（3）变大；有用功一样，但杠杆重心上升高度变低了，克服杠杆重力做功减少了，即额外功减少了，所以效率变大
【知识点】机械效率的计算
【解析】【分析】（1）在实验中，由于杠杆的重心不在支点的正上方，因此杠杆的自重会对杠杆的平衡产生影响。在使用杠杆的过程中，需要克服杠杆的重力做额外功。
（2）提升杠杆的拉力做总功，克服物体的重力做有用功，根据公式计算机械效率。
（3）分析钩码在移动过程中有用功和克服杠杆重力做的额外功的变化，然后根据机械效率的公式分析即可。
【解答】（1）次实验中，若提升的钩码重一定，不计装置的摩擦，则影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身重力。
（2）提升杠杆的拉力做总功：W总=Fh2；
克服物体的重力做有用功：W有=Gh1；
杠杆的机械效率：
（3）若将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大，理由是：有用功一样，但杠杆重心上升高度变低了，克服杠杆重力做功减少了，即额外功减少了，所以效率变大。
33．【答案】（1）缓慢
（2）83.3%
（3）A
【知识点】机械效率的测量实验
【解析】【分析】（1）在实验操作中，只有让钩码做匀速直线运动，那么弹簧测力计的示数才等于绳子上的拉力。而保证钩码匀速上升的最好方法就是减缓上升的速度。
（2）根据W总=Fs计算出总功，根据W有=Gh计算出有用功，根据公式计算机械效率；
（3）根据机械效率的公式分析判断。
【解答】（1）在实验操作中应该使钩码缓慢匀速上升。
（2）第3次实验中，弹簧测力计的示数为2.2N，
做的总功W总=Fs=2.4N×0.15m=0.36J；
做的有用功W有=Gh=6N×0.05m=0.3J；
滑轮组的机械效率为：。
（3）根据机械效率的公式得到：，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
34．【答案】（1）刻度尺；秒表
（2）
（3）粗重；重力势
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）风车旋转，将下面的重物吊起，克服重物的重力做功。根据W=Gh=mgh可知，要计算出风车做的功必须测量物体的质量和上升高度；根据可知，要计算出风车做功的功率，就必须测量重物上升的时间，据此确定所需器材；
（2）根据功的计算式W=Gh=mgh和功率的计算式分析推导即可；
（3）当风车旋转时，风车对重物和细线都做功，即W总=W线+W物。如果细线的重力较大，那么对细线做的功就较大，而对重物做功变小，自然计算出的功率就变小。回形针向上运动具有动能，位置升高而具有重力势能，据此分析解答。
【解答】（1）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、刻度尺和秒表；
（2）风车克服回形针的重力做功，那么W=Gh=mgh；
风车做功的功率为：。
（3）如果选用较粗重的线做实验，则测得风车的功率值将偏小；风车做功过程中，回形针获得了动能和重力势能。
35．【答案】（1）解：运动过程中克服物体的重力做的功；
W＝Gh＝100N×4m＝400J；
答：运动过程中克服物体的重力做的功为400J
（2）解：η＝ ×100%＝ ×100%＝80%；
答：斜面的机械效率为80%；
（3）解：由W＝Fs得，F＝ ＝ ＝50N。
答：推力F的大小为50N。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据W=Gh计算克服物体重力做的功；
（2）克服摩擦力做额外功，根据W总=W有+W额计算出总功，再根据公式 计算斜面的机械效率；
（3）已知总功和斜面的长度，根据公式 计算推力大小。
36．【答案】（1）＞
（2）列车受到的牵引力F=f=0.04G=0.04×（198×103kg×10N/kg）=7.92×104N；
此时牵引力的功率：P=Fv=7.92×104N×=1.76×106W。
【知识点】功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）首先根据F=f=0.04G分析满载时列车受到阻力的变化，再跟家P=Fv分析满载时列车功率的变化，最后根据W=Pt分析耗电量的变化；
（2）首先根据F=f=0.04G计算出列车受到的牵引力，再根据P=Fv计算此时的功率。
【解答】（1）满载时列车的重力增大，根据F=f=0.04G可知，此时阻力增大，列车的牵引力增大。根据P=Fv可知，当速度不变时，列车的牵引力的功率增大。根据W=Pt可知，当时间相同时，每公里的耗电量增大；
（2）列车受到的牵引力F=f=0.04G=0.04×（198×103kg×10N/kg）=7.92×104N；
此时牵引力的功率：P=Fv=7.92×104N×=1.76×106W。
37．【答案】（1）解：由题可知，推力F=500N，物体的重力G=800N，斜面长度s=3m，斜面高度h=1.5m，
推力做的功： =Fs=500N×3m=1500J；
答：推力做的功为1500J
（2）（2）克服物体重力做的有用功： =Gh=800N×1.5m=1200J，
斜面的机械效率：
答：斜面的机械效率为80%；
（3）所做的额外功： = - =1500J- 1200J=300J，因为 =fs，所以斜面对物体的摩擦力：f= =100N。
答：斜面对物体的摩擦力为100N。
【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算
【解析】【分析】（1）根据公式W总=Fs计算推力做的功；
（2）首先根据W有用=Gh计算出克服重力做的有用功，再根据公式 计算鞋面的机械效率。
（3）首先根据W额=W总-W有计算出克服摩擦做的额外功，再根据公式计算物体受到的摩擦力。
38．【答案】（1）0
（2）解：因共享电单车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，则共享电单车受到的牵引力
F=f=40N
匀速行驶1千米过程中牵引力做的功
答：匀速行驶1千米过程中牵引力做了4×104J的功
（3）解：根据 可知，匀速行驶时的车速
答：若小敏骑行过程中共享电单车以最大功率输出，匀速行驶时的车速为18km/h。
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据公式W=Gh计算重力做的功；
（2）首先根据二力平衡的知识计算出共享电单车受到的牵引力，再根据W=Fs计算牵引力做的功。
（3）根据功率的计算公式计算出共享电单车的最大车速。
【解答】（1）小科在水平地面骑行时，电单车的重力竖直向下，而通过的距离在水平方向，即在竖直方向上通过的距离为0m，根据W=Gh可知，共享电单车重力做功0J。
（2）共享电单车在水平的路面上匀速行驶时，处于平衡状态，
即它受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
则共享电单车受到的牵引力F=f=40N；
匀速行驶1千米过程中牵引力做的功： 。
（3）根据表格可知，电单车的最大功率为200W，牵引力F=40N，
那么以最大功率输出时的车速为： 。
39．【答案】（1）发动机的牵引力为：
（2）发动机输出的能量为：W=Pt=6×104W×3600s=2.16×108J
【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用
【解析】【分析】（1）根据功率的公式P=Fv计算出发动机的牵引力即可；
（2）根据W=Pt计算发动机输出的能量。
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