九年级物理上册 第十一章 机械功与机械能测试（含解析）（打包5套）（新版）粤教沪版.zip

111.1 怎样才叫做功 一、单选题1．小青同学先后用同样大小的力 F，使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动的距离分别为 s，该力 F 在这三个过程中所做的功分别为 W 甲 、 W 乙 、W 丙 ，下列关于做功大小的说法正确的是A. W 甲 =W 乙 =W 丙 B. W 甲 =W 乙 W 乙 W 丙【答案】A【解析】功的大小等于力与在力的方向上通过的距离的乘积，即 W=Fs。由图知道，一个人先后用同样大小的力 F 使物体都沿力的方向移动相同的距离 s，所以，该力在这三个过程中所做的功的大小都等于 W=Fs，即 W 甲 =W 乙 =W 丙 ，故 A 正确、BCD 错误，故选A。2．关于力对物体做功的多少，下列说法中正确的是A. 作用在物体上的力越大，力对物体做的功就一定越多B. 物体移动的距离越大；力对物体做的功就一定越多C. 力一定时，物体通过的距离越大，力对物体做的功就一定越多D. 力一定时，物体在力的方向上通过的距离越大，力对物体做的功就一定越多【答案】D【解析】功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。若物体在力的方向上没有通过距离，则没有做功，故 A 错误；若力的方向与通过的距离垂直，则力也没有做功，故 B 错误；当力一定时，物体还要在这个力的方向上通过的距离越大，力对物体做的功才越多，故 C 错误， D 正确，故选 D。23．如图所示，用 10 N 的水平推力推着重为 60 N 的物体沿水平方向做直线运动，若推力对物体做了 60 J 的功，则在这一过程中A. 物体一定运动了 6 mB. 重力做的功一定为 360 JC. 物体一定受到 10 N 的摩擦力D. 物体受到的支持力做了 360 J 的功【答案】A【解析】因为用水平推力推着的物体沿水平方向做直线运动，由 W=Fs 知道，物体移动的距离是： s=W/F=60J/10N=6m，故 A 正确；根据题意知道，由于物体在重力和支持力的方向上都没有移动的距离，所以，重力、支持力做的功为 0J，故 BD 错误；由于物体的运动状态不确定，所以无法求得摩擦力，故 C 错误，故选 A。点睛：本题考查的是对功的公式的理解，注意做功的两个必要因素（力和距离）方向的一致性，难度不大。4．小刚是一名初中生，他从一楼跑到三楼的过程中，克服自己重力所做的功最接近下面哪个值A. 3 J B. 30 JC. 300 J D. 3000 J【答案】D【解析】根据生活经验知道，初中生的体重大约是 500N，即 G=500N，一层楼的高度大约是 3m，则从一楼跑到三楼上升的高度是： h=2×3m=6m，所以，该同学在此过程中克服自己重力所做的功大约是： W=Gh=500N×6m=3000J，故选 D。5．下列实例中，关于做功的说法正确的是A. 起重机竖直吊着物体水平移动，重力对物体做了功3B. 用力推汽车没推动，推力对汽车做了功C. 用力把皮球压瘪，压力对皮球做了功D. 足球在水平地面滚动，足球所受重力对它做了功【答案】C【解析】做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。起重机吊着重物水平移动，由于重力的方向是竖直向上，而重物移动的距离沿水平方向，所以重力没做功，故 A 错误；人用力推汽车没推动，是有力而无距离，所以，推力没有做功，故 B 错误；人用力把皮球压瘪，皮球在压力的作用下通过了一段距离，压力对皮球做了功，故 C 正确；足球在水平地面上滚动，足球受重力的作用，但是并没有在重力的方向上移动距离，所以重力没有对足球做功，故 D 错误，故选 C。6．在国际单位制中，功的单位是A. 牛顿 B. 帕斯卡C. 焦耳 D. 瓦特【答案】C【解析】在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是 J；牛顿是力的单位，帕斯卡是压强的单位，瓦特是功率的单位，故作用 C 符合题意，故选 C。7．用 200 牛顿的拉力，沿水平方向拉质量是 100 千克的大车和 50 千克的小车，它们都在力的方向上移动了 10 米，拉大车和小车所用的时间各不相同，则A. 拉大车做功多B. 拉小车做功多C. 拉大车、小车做功一样多D. 无法判断【答案】C【解析】根据题意知道，在两次的运动过程中，拉力的大小相等，在力的作用下物体4的移动的距离也相同，由功的公式 W=Fs 知道，两次拉力做功一样多，故 AB 错误，C正确；由于拉大车和小车所用的时间各不相同，所以由 P=W/t 知道功率不同，故 D 错误，故选 C。8．用 4 只完全相同的滑轮和 2 根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳的自由端用大小分别为 F1和 F2的拉力，将同一重物在相同的时间内，匀速提升相同的高度，两滑轮组绳子的自由端移动的速度分别为 v1和 v2．若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是A. 甲乙滑轮组绳子自由端移动的距离相同B. F1大于 F2C. v1大于 v2D. F1和 F2做的功不相等【答案】B【解析】A. 如图，甲滑轮组由两段绳子承担物重，则 F1移动的距离为： ；s1=2h乙滑轮组由三段绳子承担物重，则 F2移动的距离为： ，所以 ，故 A 错误；s2=3h s2s1B. 在不计绳重和摩擦时， ； ， 所以 F1大于 F2，故 B 正F1=12(G物 +G动 ) F2=13(G物 +G动 )确；C. 在相同的时间内，匀速提升相同的高度，由于 ，根据 得， v1小于 v2，故s2s1v=stC 错误；D. 在不计绳重和摩擦时， F1和 F2做的功都为： ，即做功相等，故 D 错W=(G物 +G动 )h5误；故选 B。9．工人师傅用拉力 F1将重物匀速搬运到 h 高处，对重物做的功是 W1；若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到 h 高处，拉力为 F2，对重物做的功是 W2（滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计） ，则下列说法正确的是A. F1=F2 B. F1W1 D. W2=W1【答案】D【解析】拉力直接对物体做功为： ， ；W1=F1h=GhF1=G工人改用动滑轮将该重物匀速提升到 h 高处，对重物做的功是： ；W2=Gh即 ，故 D 正确，C 错误；W2=W1但使用动滑轮时，可以省一半力，即 ，故 AB 错误；F2” 、 “”或“=” ） ．7【答案】 竖直向下 =【解析】因为重力的方向始终是竖直向下，又因为重力相同， AB=BC，由 W=Gh 可知，在两个阶段重力做功相同，即 W1 =W2。14．随着人们生活水平不断提高，小龙家最近也买了辆轿车．若轿车以 90 kW 的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度 v 与时间 t 的关系如图乙所示，则经过 10 s 轿车发动机所做的功是________J，当牵引力为________N 时轿车能保持匀速直线运动．【答案】 9×10 5 3×103【解析】轿车发动机的功率 P＝90kW＝9×10 4W，由 P＝ 得，轿车发动机所做的功：WtW＝Pt＝9×10 4W×10s＝9×10 5J.由图乙可知，轿车保持匀速直线运动的速度v＝30m/s，由 P＝ ＝Fv 得，轿车发动机的牵引力：F＝ ＝3×10 3N.Wt＝ Fst PV＝ 9×104W30m/s点睛：知道轿车发动机的功率和时间，根据 W＝Pt 求出轿车发动机所做的功；根据P＝ ＝Fv 的变形公式 F＝ 求出轿车发动机的牵引力。Wt＝ Fst PV15．功率是 10 kW 的拖拉机，它在 120 s 内能做功_________ J．【答案】1.2×10 68【解析】拖拉机的功率 P＝10kW＝10 4W，时间 t＝120s，由 P＝ 可得，拖拉机 120s 做Wt的功：W＝Pt＝10 4W×120s＝1.2×10 6J.点睛：根据 P＝ 求出拖拉机做的功。Wt16．用弹簧测力计水平拉动木块，使其做匀速直线运动，10s 内移动了 1m，则木块移动的速度为_____m/s．弹簧测力计的示数如图所示，大小为 ________N，拉力所做的功为 ________J．【答案】 0.1 2.4 2.4【解析】试题分析：木块移动的速度为 v=s/t=1m/10s=0.1m/s．该弹簧测力计的分度值为 0.2N，示数为 2.4N，拉力所做的功为 W=Fs=2.4N×1m=2.4J．考点：速度；弹簧测力计；功17．箱式电梯是一种以电动机驱动的垂直升降机，用于多层建筑乘人或载运货物．当电梯加速上升时，以________ 为参照物，乘客是静止的；电梯从一楼开始上升时，里面有很多乘客，在到达顶层的过程中，有乘客在不同楼层陆续离开电梯、但始终没有再上新的乘客，这一过程中，电梯的效率将________ （选填“逐渐提高” 、 “逐渐降低”或“保持不变” ） ．【答案】 电梯 逐渐降低 【解析】解答：静止站在加速上升的电梯中的乘客，和电梯之间的位置没发生变化，所以以电梯为参照物，乘客是静止的；电梯上升过程中,克服乘客重力做功为有用功,9克服电梯自身重做功为额外功,额外功一定,根据电梯的效率为 η ＝乘客减少，有用功越少，电梯效率越低，W有W总 ＝W有W有 +W额 ＝G人 hG人 h+G电 梯 h点睛：研究物体的运动情况时，首先要选取一个物体作为标准，这个被选作标准的物体叫做参照物．研究对象的运动情况是怎样的，就看它与参照物的相对位置是否变化；电梯上升过程中，克服乘客重力做功为有用功，克服电梯重做功为额外功；额外功一定的情况下，乘客重力越小，有用功越少，电梯效率越低．18．利用机械工作时，因为额外功是不可避免的，故总功总是 ________（选填“大于”“小于”或“等于” ）有用功，所有机械效率总是 ________（选填“大于” “小于”或“等于” ）1．【答案】 大于 小于【解析】机械工作时,因为额外功是不可避免的,而 W 总 ＝W 有 W 额 ，故总功总是大于有+用功。由机械效率公式 η＝ 可以看出：机械效率总是小于 1.W有W总点睛：机械效率是有用功占总功的百分比，而有用功和额外功的和等于总功，也就是有用功总比总功小，因此机械效率总小于 1．19．根据所学知识填空： （1）在水平地面上，用 50N 的力沿水平方向拉着重为 100N 的小车前进 5m，重力做功等于________J； （2）李磊家住在 4 楼，一天，他把质量为 2Kg 的物体从 1 楼提到家里，提的力做的功是________J（每层楼高为 3 米） ．【答案】 0 180【解析】分析：（1）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一段距离；（2）根据 可算出做功的多少。W=Gh=mgh解答：（1）重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平方向上移动了 5m，物体没有10在重力方向上移动距离，所以重力做功为 0J；（2）每层楼高为 3 米，把物体从 1 楼提到 4 楼，李磊实际爬楼的高度 h=3m×3=9m；则提物体的力做的功： 。W=Fs=Gh=mgh=2kg×10N/kg×9m=180J故答案为：（1）0；（2）180。【点睛】本题主要考查的是学生对功的计算公式和做功两个必要因素的了解和掌握，注意掌握重力做功的特点。20．小明同学积极参加社区服务活动，帮助邻居张奶奶将一袋 15kg 的米匀速背上 15m高的六楼，上楼共用时 3min．在此过程中，小明对这袋米做了 ________ J 的功， （g取 10N／kg）【答案】2250【解析】分析：已知物体的质量，根据公式 可求物体的重力；根据公式G=mg可求小明对这袋米做的功。 W=Gh解答：一袋米的重力 ；小明对这袋米做做功G=mg=15kg×10N/kg=150N。故答案为：2250； W=Gh=150N×15m=2250J【点睛】本题考查重力和做功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要细心。111.2 比较做功的快慢 一、单选题1．用 4 只完全相同的滑轮和 2 根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，在绳的自由端用大小分别为 F1和 F2的拉力，将同一重物在相同的时间内，匀速提升相同的高度，两滑轮组绳子的自由端移动的速度分别为 v1和 v2．若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是A. 甲乙滑轮组绳子自由端移动的距离相同B. F1大于 F2C. v1大于 v2D. F1和 F2做的功不相等【答案】B【解析】A. 如图，甲滑轮组由两段绳子承担物重，则 F1移动的距离为： ；s1=2h乙滑轮组由三段绳子承担物重，则 F2移动的距离为： ，所以 ，故 A 错误；s2=3h s2s1B. 在不计绳重和摩擦时， ； ， 所以 F1大于 F2，故 B 正确；F1=12(G物 +G动 ) F2=13(G物 +G动 )C. 在相同的时间内，匀速提升相同的高度，由于 ，根据 得， v1小于 v2，故 C 错误；s2s1v=stD. 在不计绳重和摩擦时， F1和 F2做的功都为： ，即做功相等，故 D 错误；W=(G物 +G动 )h故选 B。22．工人师傅用拉力 F1将重物匀速搬运到 h 高处，对重物做的功是 W1；若工人改用动滑轮将该重物匀速提升到 h 高处，拉力为 F2，对重物做的功是 W2（滑轮、绳的重力及摩擦力可忽略不计） ，则下列说法正确的是A. F1=F2 B. F1W1 D. W2=W1【答案】D【解析】拉力直接对物体做功为： ， ；W1=F1h=GhF1=G工人改用动滑轮将该重物匀速提升到 h 高处，对重物做的功是： ；W2=Gh即 ，故 D 正确，C 错误；W2=W1但使用动滑轮时，可以省一半力，即 ，故 AB 错误；F2F1故选 D。点睛：重点是理解直接对物体做功和使用机械对物体做功是相等的，因为使用机械对物体做的功为有用功，不同的是使用机械做功时，总功会大于有用功。3．甲、乙两人进行爬竿比赛，甲从某一位置匀速爬到竿顶是 9 秒，乙从同一位置匀速爬到同一竿顶用时10 秒，甲、乙两人体重之比是 5:6，则他们爬竿的功率之比 P 甲 :P 乙 是A. 5:6 B. 6:5C. 15:8 D. 25:27【答案】D【解析】甲、乙两同学从同一位置爬杆到顶端，爬杆上升的高度 h 相同，又 W＝Gh，甲、乙两同学的体重G 甲 ：G 乙 ＝5：6，则甲、乙两同学爬杆做功：W 甲 ：W 乙 ＝G 甲 h：G 乙 h＝G 甲 ：G 乙 ＝5：6，∵甲、乙两同学爬杆所用时间：t 甲 ：t 乙 ＝9s：10s＝9：10，∴甲、乙两同学爬杆做功功率：3× × ＝25:27，故选 D.P甲P乙 ＝W甲t甲W乙t乙＝ W甲W乙 t乙t甲 ＝ 56 109点睛：爬竿运动是克服自身重力做功，甲乙两人从同一位置匀速爬到竿顶则 h 相同，先计算出两同学爬杆做功的关系；又知道两同学的做功时间，根据功率公式得出他们的功率之比．4．某班准备组织一次爬楼比赛活动，规定从一楼登上五楼，比一比谁的功率最大．经讨论，同学们提出测量的物理量有：①一楼到五楼的高度 h；②从一楼到达五楼所用的时间 t；③每个同学的体重 G；④一楼到五楼楼梯的长度 L．则下面的比较方案中，能够分出胜负且最简单的比较方案是A. ②④比较 B. ①②③比较Lt GhtC. ②③比较 D. ①②比较Gt ht【答案】C【解析】由 P＝ 可知，需要知道每位同学所做的功 W 和爬楼的时间 t，而根据功的公式 W＝Gh，还要知道Wt每位同学的体重 G 的楼的高度 h，值得注意的是，每位同学都是从一楼登上五楼，其高度 h 是相同的，所以不去测量楼的高度也不会影响到实验的结果。这样我们只需要测量每个同学的体重、爬楼的时间，通过比较 就可以知道功率的大小了。故选 C.Gt点睛：要想比较功率的大小，应从公式的角度，通过公式分析出需要测量的量，并注意在爬楼过程中，这里不同的量是每位同学的体重 G 和爬楼的时间 t，而相同的量则是一楼到五楼的高度 h，因此，根据这一分析，可判断各选项中的说法哪一个能达到实验的目的，且更简便．5．下列说法中正确的是A. 做功越多，功率越大B. 做功越少的机械做功越慢4C. 功率大的所用时间少D. 功率大的机械做功一定快【答案】D【解析】A. 由公式 P＝ 可得， W＝Pt，所以做功的多少不仅与功率有关还与时间有关，故 A 错误；B. 由Wt公式 P＝ 可得，做功的快慢由功和时间共同决定，故 B 错误；C. 根据 P＝ 可知，做功相同时，功率大Wt Wt的所用时间少，故 C 错误；D. 功率越大，则单位时间内所做的功越多，则表示做功越快，故 D 正确。故选 D.点睛：（1）物体单位时间内所做的功叫功率；（2）功率的计算公式是 P＝ ，由公式可知，功率的大小Wt与做功多少和做功所需时间的长短有关，与其它因素无关．6．关于功和功率的说法正确的是A. 做功越多，功率越大B. 功率越大，做功时间越短C. 做功本领越大，功率越大D. 功率越小，做功越慢【答案】D【解析】A. 由 P＝ 可知，功率与功和时间都有关系，只知道做功多不能表示功率一定大，故 A 错误；B. Wt由公式 W＝Pt 可知，只有在做功一定时，功率越大，做功时间才越短，故 B 错误；C. 功率表示做功的快慢，并不是做功本领大，功率就大，故 C 错误；D. 功率是表示做功快慢的物理量，功率越小，做功越慢，故 D 正确。故选 D.点睛：（1）功等于力与距离的乘积；（2）功率是单位时间内做功的多少，是表示做功快慢的物理量．功5率的大小与做功多少和所用时间都有关系。7．以下单位中，表示功率的是A. 牛顿 B. 瓦特 C. 千克 D. 米【答案】B【解析】在国际单位制中，A. 牛顿是力的主单位。故 A 错误；B. 瓦特是功率的主单位。故 B 正确；C. 千克是质量的主单位。故 C 错误；D. 米是长度的主单位。故 D 错误。故选 B.点睛：根据对常见物理量及其单位的掌握作答．8．下面四个单位中，哪个是用来表示声音强弱的单位（ ）A. 纳米 B. 分贝 C. 赫兹 D. 焦耳【答案】B【解析】分析：人们以分贝为单位来表示声音的等级，0dB 是人刚能听到的最微弱的声音，30～40dB 是理想的安静环境，超过 50dB 影响睡眠，超过 70dB 影响工作效率，超过 90dB 影响听力，在 150dB 环境中，失去听力。解答：声音的强弱等级用分贝为单位来划分，0dB 是人能听到的最微弱的声音。纳米是长度的单位、赫兹是频率的单位、焦耳是功和能的单位，均不合题意。故选：B。【点睛】声音的强弱是指声音的响度，要知道其单位是分贝。9．如图所示，物体 A 在 F=5N 的拉力作用下，在 10s 的时间内沿水平地面上向左匀速移动了 2m。已知物体A 受到水平地面的摩擦力大小是 12N，则下列说法正确的是A. 拉力 F 的功率大小是 1W B. 滑轮组的机械效率为 80%6C. 绳子自由端移动的距离是 4m D. 物体 A 受到的力是平衡力，其运动速度是 0.6m/s【答案】B【解析】 由图可知, n＝3,绳子自由端移动的速度： v 绳 ＝3 v 物 ＝3× m/s＝0.6 m/s， 拉力 F 的功率： P 210＝ Fv 绳 ＝5 N×0.6m/s＝3 W，故 A 错误； 根据 s＝ vt 可得,2 s 内绳子自由端移动的距离： s 绳 ＝ v 绳t＝0.6 m/s×2s＝1.2 m，故 C 错误；滑轮组水平放置，克服摩擦力做的功为有用功，拉力 F 所做的功为总功，该滑轮组的机械效率： η ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 80%，故 B 正确；由题意可知物体 A 受到的W有W总fs物Fs绳fs物Fns物 12N3×5N力不是平衡力，v 物 = =0.2m/s 故 D 错误，故选 B. st=2m10s10．如图，A、B、C 三个物体的质量关系是 mA＞m B＞m C ， 它们在同样大的力 F 作用下，并沿力的方向移动相同的距离 S，则力 F 对三个物体所做的功（ ）A. 一样多 B. 对 A 做的功最多 C. 对 B 做的功最多 D. 对 C 做的功最多【答案】A【解析】由题，作用在 A、B、C 三个物体上的拉力 F 相同，并沿力的方向移动相同的距离 s，根据功的计算公式 W=Fs，则力 F 对三个物体所做的功一样多，故 A 正确为答案。选项 BCD 错误。点睛：正确理解功的概念和计算公式 W=Fs 是解答的关键。二、填空题711．用 100 N 的拉力水平作用在 100 kg 的物体上，则在拉力的作用下物体沿水平方向向右移动了 10 m，拉力对物体做的功是_______ J，如果物体的运动为匀速直线运动，这时摩擦力的大小是_______ N，力的方向___________．【答案】 1 000 100 水平向左【解析】根据题意知道，拉力的大小是 F=100N,物体水平移动的距离是 s=10m，所以，拉力做功是：W=Fs=100N×10m=1000J；又因为在拉力的作用下物体沿水平方向匀速向右移动，所以摩擦力与拉力是一对平衡力，即摩擦力与拉力大小相等，方向相反，故摩擦力的大小是 100N，方向是水平向左。点睛：本题考查的是功的计算和摩擦力的方向，解题的关键是知道物体做匀速运动时，拉力与摩擦力是平衡力。12．马拉着质量为 2 000 kg 的小车在水平路面上前进了 400 m，做了 3×105 J 的功，马的水平拉力是________，在这个过程中重力做功为_________．【答案】 750 N 0【解析】根据题意知道，小车在水平面上移动距离是： s=400m，拉力做功是： W=3×105 J，由 W=Fs 可知，拉力的大小是： F=W/S=3×105J/400m=750N，由于小车在水平面上前进，没有在重力的方向上通过距离，所以重力做功为 0。点睛：本题考查的是功的计算公式的应用，是一道基础题，较为简单。13．功率是 10 kW 的拖拉机，它在 120 s 内能做功_________ J．【答案】1.2×10 6【解析】拖拉机的功率 P＝10kW＝10 4W，时间 t＝120s，由 P＝ 可得，拖拉机 120s 做的功：WtW＝Pt＝10 4W×120s＝1.2×10 6J.点睛：根据 P＝ 求出拖拉机做的功。Wt14．如图所示，在水平桌面上放一个重 300N 的物体，物体与桌面的摩擦力为 60N，若不考虑绳的重力和绳8的摩擦，使物体以 0.1m/s 速移动时，水平拉力 F 功率的大小为_____W。【答案】6【解析】因为物体在水平桌面上匀速运动,所以物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,即 F 拉＝f＝60N；从图可知，此滑轮组有三股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力和绳的摩擦，绳子自由端的水平拉力为：F＝ F 拉 ＝ ×60N＝20N；水平拉力的功率： P＝ ＝Fv＝F×3×v 物13 13 Wt＝ Fst＝20N×3×0.1m/s＝6W.点睛：（1）由图知，拉物体的力是由三股绳子承担．由于物体在水平桌面上匀速运动，物体受的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，故绳子自由端的力是对物体拉力的三分之一；（2）根据 P＝Fv＝Fnv 物计算拉力的功率。15．根据所学知识填空： （1）在水平地面上，用 50N 的力沿水平方向拉着重为 100N 的小车前进 5m，重力做功等于________J； （2）李磊家住在 4 楼，一天，他把质量为 2Kg 的物体从 1 楼提到家里，提的力做的功是________J（每层楼高为 3 米） ．【答案】 0 180【解析】分析：（1）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一段距离；（2）根据 可算出做功的多少。W=Gh=mgh解答：（1）重力的方向是竖直向下的，而物体是在水平方向上移动了 5m，物体没有在重力方向上移动距离，所以重力做功为 0J；（2）每层楼高为 3 米，把物体从 1 楼提到 4 楼，李磊实际爬楼的高度 h=3m×3=9m；则提物体的力做的功：。W=Fs=Gh=mgh=2kg×10N/kg×9m=180J9故答案为：（1）0；（2）180。【点睛】本题主要考查的是学生对功的计算公式和做功两个必要因素的了解和掌握，注意掌握重力做功的特点。16．小明同学积极参加社区服务活动，帮助邻居张奶奶将一袋 15kg 的米匀速背上 15m 高的六楼，上楼共用时 3min．在此过程中，小明对这袋米做了 ________ J 的功， （g 取 10N／kg）【答案】2250【解析】分析：已知物体的质量，根据公式 可求物体的重力；根据公式 可求小明对这袋米做G=mg W=Gh的功。 解答：一袋米的重力 ；小明对这袋米做做功 。G=mg=15kg×10N/kg=150N W=Gh=150N×15m=2250J故答案为：2250； 【点睛】本题考查重力和做功的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，解题过程中要细心。17．物体做功的两个必要因素，一个是________，另一个是________．机械功的计算公式是________．【答案】 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 W=Fs【解析】分析：功的两个必要因素是力和距离，计算功时，功等于力与距离的乘积，据此解答。解答：根据对功的概念的了解可知，物体做功的两个必要因素，一个是作用在物体上的力，另一个是物体在力的方向上通过的距离。机械功等于力与距离的乘积，其计算公式是 。W=Fs故答案为： (1). 作用在物体上的力 (2). 物体在力的方向上通过的距离 (3). W=Fs【点睛】本题主要考查了对做功的两个必要因素的了解，以及对机械功的公式的掌握，属基础知识的考查。18．如图所示，B 在 A 的拉动下向右做匀速直线运动，A 的质量为 mA ， B 的质量为 mB ， 当 A 下落的距离为 s 时，绳子的拉力对 B 所做的功为________（忽略滑轮摩擦，均用所给的字母表示） ．10【答案】m Ags【解析】分析：由图可知，滑轮为定滑轮，A 下落的距离和 B 移动的距离相等，B 受到的拉力和物体 A 的重力相等，根据 求出绳子的拉力对 B 所做的功。W=Fs解答：由图可知，滑轮为定滑轮，当 A 下落的距离为 s 时，物体 B 运动的距离也为 s；B 在 A 的拉动下向右做匀速直线运动时，则绳子的拉力： ，绳子的拉力对 B 所做的功： 。F=GA=mAg W=Fs=mAgs故答案为： 。mAgs【点睛】本题考查了功的计算，要注意同一根绳子的拉力相等，即绳子对 B 的拉力和 A 的重力相等。19．功率是表示________的物理量．________叫做功率．功率的计算公式是________，其中 P 表示________，W 表示________，t 表示________．在国际单位制中，功率的单位是________．【答案】 物体做功快慢 单位时间完成的功 功率 功 时间 W【解析】功率是表示物体做功快慢的物理量；单位时间完成的功，即功与时间的比叫功率；功率的计算公式是 ，其中 P 表示功率，W 表示功，t 表示时间；P=Wt在国际单位制中，功率的单位是 W，20．举重运动员在 5 s 内将 1500 N 的杠铃匀速举高了 2 m，则可知他对杠铃做的功为________，功率是________.11【答案】 3000 J 600 W【解析】对杠铃做的功 W＝Gh＝1500N×2m＝3000J.功率 P＝ ＝600W.Wt＝ 3000J5s点睛：已知杠铃的重力和举高的高度，根据公式 W＝Gh 可求对杠铃做的功，还知时间，根据公式 P＝ 可Wt求功率。三、实验题21．学校新购了一箱物理器材，小青将它从一楼搬到三楼，小红想测定小青搬动器材过程中对箱子做功的功率．（实验器材）_______________________________；（实验原理）________________；（实验步骤）A．测出箱子的质量 m；B．测出楼梯的总长度 L；C．测出一楼到三楼的竖直高度 h；D．测出小青上楼所用的时间 t；E．计算出小青搬运箱子的功率 P．小红的实验步骤中多余的是：________． （填写步骤前的字母即可）12【答案】 台秤、卷尺、停表 BP=mght【解析】 (1)要测量搬动器材过程中对箱子做功的功率,其实验原理为：P＝ ；m 为箱子的质Wt＝ Ght＝ mght量，h 为一楼到三楼的竖直高度，t 为上楼所用的时间。所以，需要用台秤测量箱子的质量 m，用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度 h，用秒表测量上楼所用的时间 t.(2)由以上分析可知并不需要测量楼梯的总长度，故选 B.点睛：搬箱子上楼就是克服箱子的重力做功，做的功除以做功的时间就是功率；所以该实验的原理是：P＝ ，据此选择所需的器材和设计实验步骤。Wt＝ Ght＝ mght22．如图所示，小军同学从一楼跑到三楼，他想通过登楼梯来估测自己的功率。为此： （1）测量所需要的器材有____________________________________。（2）小军同学设计的测量步骤如下，其中多余的是（_____）A．测出自己的体重B．测出楼梯的总长度C．测出一楼到三楼的竖直高度D．测出自己从一楼登上三楼所用的时间E．算出自己登楼梯的功率（3）下表是小军设计的实验记录表格，根据要记录的数据，请把表格补充完整________。13【答案】 刻度尺、停表、磅称 B 【解析】(1)测量上楼的功率，功率公式为 P＝ ，其中 m 为箱子的质量，h 为一楼到三楼的竖直高度，mghtt 为上楼所用的时间。所以需要台秤测量箱子的质量 m、用卷尺测量一楼到三楼的竖直高度 h，用秒表测量上楼所用的时间 t.(2)由(1)可知，实验不需要测量楼梯的总长度，故 B 是多余的。(3)实验数据的记录表格包括体重、登楼梯高度、登楼时间、功率这四个内容，如下表点睛：（1）实验的原理是：P＝ ，据此选择所需的器材和设计实验步骤以及得出功率的表达Wt＝ Ght＝ mght式。 （2）设计实验记录表格就是要把实验中所涉及的数据画成表格的形式记录下来。四、计算题23．工人师傅用 300 N 的水平推力推着一辆车匀速直线运动了 6 m．求：（1）车受到的阻力；（2）工人做的功．【答案】 （1）300 N （2）1800 J【解析】 （1）因为车在水平方向上做匀速直线运动，所以，物体受到的是平衡力，由力的平衡条件知道，阻力等于水平推力，即 f=F=300N，方向与车的运动方向相反；（2）由公式 W=Fs 知道，推力做的功是： W=Fs=300N×6m=1800J。14点睛：本题考查的是平衡力和功的计算，解题的关键是知道物体做功的条件是有力作用在物体上和物体在力的方向上移动距离。24．2015 年 5 月 30 日，中国运动员苏炳添在国际田联钻石联赛中以 9.99s 的成绩获得百米比赛季军，成为第一位突破“百米十秒”大关的亚洲本土选手． （1）求苏炳添在比赛全程的平均速度___（计算结果精确到个位） ． （2）设苏炳添奔跑过程受到的平均阻力与平均速度的关系是 f=kv， 若 k=15N/（m•s -1） ，求比赛全程苏炳添克服阻力所做的功_____．【答案】 10m/s 1.5×10 4J【解析】试题分析：（1）根据速度公式 ；（2）根据题意知道 f=kv=15N/（m•s -1）×10m/s=150N，克服阻力做功 W=fs=150N×100m=15000J【考点定位】速度 功的计算111.3 如何提高机械效率 一、单选题1．如图所示，物体 A 在 F=5N 的拉力作用下，在 10s 的时间内沿水平地面上向左匀速移动了 2m。已知物体A 受到水平地面的摩擦力大小是 12N，则下列说法正确的是A. 拉力 F 的功率大小是 1W B. 滑轮组的机械效率为 80%C. 绳子自由端移动的距离是 4m D. 物体 A 受到的力是平衡力，其运动速度是 0.6m/s【答案】B【解析】 由图可知, n＝3,绳子自由端移动的速度： v 绳 ＝3 v 物 ＝3× m/s＝0.6 m/s， 拉力 F 的功率： P 210＝ Fv 绳 ＝5 N×0.6m/s＝3 W，故 A 错误； 根据 s＝ vt 可得,2 s 内绳子自由端移动的距离： s 绳 ＝ v 绳t＝0.6 m/s×2s＝1.2 m，故 C 错误；滑轮组水平放置，克服摩擦力做的功为有用功，拉力 F 所做的功为总功，该滑轮组的机械效率： η ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 80%，故 B 正确；由题意可知物体 A 受到的W有W总fs物Fs绳fs物Fns物 12N3×5N力不是平衡力，v 物 = =0.2m/s 故 D 错误，故选 B. st=2m10s2．如图所示，小明用 20N 的力 F 将重为 30N 的物体在 5s 时间内匀速提升 1m，在此过程中（忽略绳重及摩擦） （ ）2A. 小明做的有用功为 40J B. 滑轮的机械效率为 75%C. 拉力做功的功率为 4W D. 滑轮的重力为 5N【答案】B【解析】A. 小明做的有用功 W 有 ＝Gh＝30N 1m＝30J，故 A 错误；B. 由图可知，滑轮组由 2 段绳子承担，×则绳子自由端被拉下 s＝2h＝2 1m＝2m，W 总 ＝Fs＝20N 2m＝40J,滑轮组的机械效率 η＝ 100%＝× ×W有W总 ×100%＝75%，故 B 正确；C. 拉力 F 的功率 P＝ ＝8W；故 C 错误；D. 在不计绳子重与摩擦的30J40J× W总t ＝ 40J5s情况下,F＝ (G 物 G 动 )，所以动滑轮的重力为 G 动 ＝nF−G＝2 20N−30N＝10N，故 D 错误。故选 B.1n + ×点睛：（1）根据 W＝Gh 可求得有用功；（2）绳子自由端被拉下 2h；根据 W＝Fs 可求得总功，根据 η＝可求得滑轮组的机械效率；（3）利用 P＝ 可求得拉力 F 的功率；（4）在不计绳子重与摩擦的情况W有W总 W总t下，已知物重、拉力和承担物重的绳子段数，利用 G0＝nF G 可得出动滑轮的重。-3．用 100N 的力沿机械效率为 60%的斜面拉一个重 400N 的物体匀速前进，据此可知斜面的高与长之比为（ ）A. 3：20 B. 1：4 C. 4：1 D. 20：3【答案】A【解析】∵η＝ ，∴斜面的高与长之比： ＝ .故选 A.GhFs hs ηFG＝ 60%×100N400N ＝ 320点睛：知道物重和拉力，根据 η＝ 求出斜面高和长之比。GhFs4．如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为 600N 的物体匀速提升 2m，所用的时间为 40s，人所用的拉力是 400N，不计绳重与摩擦，则（ ）3A. 此滑轮组的机械效率为 50% B. 动滑轮的重力为 100NC. 拉力所做的总功为 800J D. 工人的功率为 40W【答案】D【解析】做的有用功：W 有用 ＝Gh＝600N×2m＝1200J；又因为动滑轮上绳子段数 n＝2；所以s＝nh＝2×2m＝4m；所以总功为 W 总 ＝Fs＝400N×4m＝1600J；所以工人做功的功率根据P＝ ＝40W．机械效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝75%．因为 F＝ （G G 动 ）,W总t ＝ 1600J40sW有W总 1200J1600J 1n +400N＝ （600N G 动 ）所以动滑轮得为 G 动 ＝200N．分析比较以上结果可知：A、B、C 错误，D 正确。故选：12 +D．点睛：已知物重和物体被提升高度，根据公式 W 有 ＝Gh 可计算出有用功；已知拉力和物体升高的高度，还有动滑轮上绳子段数，根据 s＝nh，W 总 ＝Fs 可求总功；则工人做功的功率根据 P＝ 可得．机械效率利W总t用 η＝ 可求．动滑轮重根据公式 F＝ （G G 动 ）可得。W有W总 1n +5．以下说法正确的是（ ）A. 根据 c= （△t 为物体升高的温度）可知：物体吸热越多，它的比热容就越大Q吸mΔtB. 根据 R= 可知：导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟电流成反比UIC. 根据 q= （q 为燃料的热值）可知，燃料的质量越大，其热值就越小Q吸m4D. 根据 η= 可知：有用功占总功的比例越大，机械效率就越大W有W总【答案】D【解析】A. 比热容是物质的一种属性，只与物质的种类和状态有关，与物体吸热的多少无关，故根据 c＝，不能得出物体吸热越多，它的比热容就越大，故 A 错误;B.导体的电阻是导体的一种属性，与导体的Q吸mΔt材料、长度和横截面积有关，与导体两端的电压和导体中的电流无关，故 B 错误;C.热值是燃料的一种属性, 只与燃料的种类有关,根据 q＝ 不能得出燃料的质量越大,其热值就越小，故 C 错误;D.机械效率是Q吸m指有用功占总功的比值,因此根据 η＝ 可知有用功占总功的比例越大,机械效率就越大,故 D 正确。故选W有W总D.点睛：根据对比热容、热值概念的了解，以及对欧姆定律、机械效率的理解，可结合选项中的说法逐一做出判断。6．骑自行车上陡坡时，有经验的同学会沿“s”型路线骑行，这样做的目的是（ ）A. 缩短上坡过程中所走的路程 B. 减少上坡过程中所做的功C. 缩短上坡过程中所用的时间 D. 减小上坡过程中所施加的力【答案】D【解析】 A. 上坡时，自行车上升的高度不变，走 S 形路线所走的路线较长，A 不正确，不符合题意；B. 使用任何机械都不省功，B 不正确，不符合题意；C. 速度一定，走 S 形路线所走的路线较长，所用的时间较长．C 不正确，不符合题意． D. 上坡时，走 S 形路线所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，斜面越长越省力。D 正确，符合题意；故选 D．点睛：本题由斜面模型及功的原理进行分析．①使用任何机械都不省功；②斜面坡度越小越省力，即斜面高度一定，斜面越长越省力.7．如图所示，用滑轮组提升重物时，重 800N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为5500N，则提升重物的过程中（ ）A. 做的有用功是 800J B. 拉力 F 的功率是 80WC. 绳子自由端被拉下 3m D. 滑轮组的机械效率是 60﹪【答案】A【解析】 解答：A. W 有用 ＝ Gh＝800 N×1m＝800 J，故 A 正确；B. W 总 ＝ Fs＝500 N×2m＝1000 J,P＝＝100 W，故 B 错；C. 由图知， n＝2， s＝2 h＝2×1 m＝2 m，故 C 错；D. 滑轮组的机械效 η ＝W总t ＝ 1000J10s＝80%，故 D 错。故选 A. W有W总 ＝ 800J1000J点睛：A、已知物重和物体被提升高度，根据公式 W＝Gh 可计算出有用功；B、已知拉力大小，求出拉力端移动距离，利用 W＝Fs 可求总功，知道做功时间，利用求出拉力 F 的功率；C、由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数 n＝2，则 s＝2h；D、利用公式求滑轮组的机械效率．8．关于图中的两类滑轮甲和乙，下列说法正确的是（ ）A. 甲能改变拉力的方向 B. 甲是等臂杠杆 C. 甲比乙省力 D. 甲比乙效率高【答案】C【解析】解答：A. B. C 甲滑轮的轴随物体一起运动，是动滑轮，本质是省力杠杆，所以使用甲滑轮可以省力但不能改变力的方向，同时费距离，故 A 不符合题意， C 符合题意；乙滑轮的轴是固定的，所以是定滑轮，定滑轮是等臂杠杆，使用乙滑轮不能够省力，但可以改变力的方向，故 B 不符合题意；D. 定滑轮6的机械效率比动滑轮的机械效率高，故 D 不符合题意。故选 C. 点睛：解决此题要知道定滑轮的特点：使用定滑轮不省力但能改变力的方向；动滑轮的特点：动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但费9．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把质量相同的物体匀速升高相同的高度，两者相比，甲升降机（ ）A. 做的总功较少 B. 做的总功较多C. 提升重物做的有用功较少 D. 提升重物做的有用功较多【答案】A【解析】由题中： 把质量相同的物体匀速升高相同的高度可知根据 W 有用 ＝Gh＝mgh 可知有用功相同，故CD 错误；A、有用功相同，甲的机械效率高，根据公式 η＝ ，甲升降机做的总功较少，故 A 正确 B 错W有W总误；故选 A.点睛：甲装置的机械效率高说明所做的有用功占的比值大，把相同质量的物体提高相同的高度所做的有用功相同，所以甲升降机电动机做的总功较少．10．如图所示的剪刀剪纸机械效率为 80%，这表示（ ）A. 若作用在剪刀的动力是 1N，则阻力是 0.8NB. 若作用在剪刀的阻力是 1N，则动力是 0.8NC. 若作用在剪刀的动力做功 1J，则有 0.2J 的功用于剪纸7D. 若作用在剪刀的动力做功 1J，则有 0.8J 的功用于剪纸【答案】D【解析】解答： AB、剪刀可以看做是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件 F1L1＝ F2L2知，要比较动力或阻力大小，必须知道动力臂和阻力臂. A、 B 选项都错误； CD、利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为 80%知，如果动力做功 1J，有 0.8J 是用于剪纸. C 选项错误， D 选项正确。故选 D. 点睛：在使用机械时，为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的比值是机械效率．剪刀剪纸机械效率为 80%表示：在剪纸过程中，有 80%的功用来剪纸，20%克服摩擦是额外功．二、填空题11．由相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度．若不计绳重及摩擦，则 F1 ________F2；拉力做功 W1 ________W2；滑轮组效率 η 1 ________ η 2 ． （选填“＞”“＜” “=”）【答案】 = =【解析】分析：由滑轮组的结构，承担物重的绳子股数 n1=2 和 n2=3；（1）不计绳重与机械间摩擦，用同样的滑轮组，提升相同的物重，根据F=1n（ G物 +G动 ）分析拉力的大小关系；（2）根据 可知有用功的关系；根据 可知额外功的关系；即可根据 判断W有 =Gh W额 =G动 h W总 =W有 +W额8总功的关系；（3）根据效率公式 分析。η=W有W总解答：（1）根据图示可知，绳子股数 n1=2 和 n2=3；由于动滑轮重相同，重物相同，则所以，F 1＞F 2；F1=12（ G物 +G动 ）， F2=13（ G物 +G动 ），（2）由 可知， ；由 可知，额外功 ；根据 可知：W有 =Gh W1有 =W2有 W额 =G动 h W1额 =W2额 W总 =W有 +W额总功 W1=W2；（3）由 可知：η 1=η 2。η=W有W总故答案为： (1). (2). = (3). =【点睛】这类题的关键是绳子段数的判断以及滑轮组所做有用功、额外功是否相等，知道不计绳重及摩擦时拉力 是关键。F=1n（ G物 +G动 ）12．在某建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为 1200 N 的建筑材料从地面运到高 20 m 的楼上，手竖直向上的拉力是 500 N，在这个过程中，工人做了_________J 的额外功，滑轮组的机械效率是____。【答案】 6000 80%【解析】解答：已知：建筑材料重力 G＝1200N，高度 h＝20m，拉力 F＝500N，n＝3求：（1）工人做的额外功 W 额 ＝？（2）滑轮组的机械效率 η＝？（1）有用功：W 有用 ＝Gh＝1200N×20m＝24000J；拉力移动距离：s＝3h＝3×20m＝60m，总功：W 总 ＝Fs＝500N×60m＝30000J，额外功：W 额 ＝W 总 -W 有用 ＝30000J-24000J＝6000J；9（2）滑轮组的机械效率：η＝ ＝80%．W有W总 ＝ 24000J30000J点睛：根据 W＝Gh 求出有用功，根据 s＝3h 求出拉力移动距离，根据 W＝Fs 求出总功，减去有用功即为额外功；根据求出机械效率．13．某人用平行于斜面的拉力，把一个重为 800N 的木箱，沿着长 4m、高 1m 的斜面由底端匀速拉到顶端，如果拉力的大小为 250N，则拉力所做的有用功为______J，此斜面的机械效率为_______。【答案】 800 80%【解析】解答：拉力所做的有用功 W 有用 ＝Gh＝800N×1m＝800J；总功 W 总 ＝FS＝250N×4m＝1000J；机械效率 η＝ ＝80%；W有W总 ＝ 800J1000J点睛：已知物体的重力和提升的高度，根据公式 W＝Gh 可求拉力所做的有用功；还知拉力的大小和斜面的长度，根据公式 W＝FS 可求拉力所做的总功；有用功与总功的比值就是斜面的机械效率．14．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图所示，吊臂上的滑轮组，可用 F =104N的拉力将重为 2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高 10 m。则拉力 F 做功 J，滑轮组的机械效率是 【答案】3×10 5 80%【解析】分析：已知物体移动距离和动滑轮绳子段数可求拉力移动距离，已知拉力可求做的功就是总功．已知物重和物体移动距离，可求有用功，从而求出机械效率．解答：解：由图知：与动滑轮相连的绳子共有三段，则拉力 F 移动的距离 S 与物体升高的距离 h 之间的关系为：S=3h；W 总 =FS=104N×3×10m=3×105J．W 有用 =Gh=2.4×104N×10m=2.4×105J10η= = =80%W有用W总2.4×105J3×105J故答案为：3×10 5； 80%15．如图所示，用动滑轮将重为 10N 的物块竖直向上匀速提升 20cm，拉力为 6N。此过程中拉力做的功为__J，动滑轮的机械效率为__。物块在上升过程中，机械能增大。 【答案】 2.4 83.3%【解析】解答：由图可知，n＝2，拉力端移动的距离：s＝2h＝2×20cm＝40cm＝0.4m，拉力做功：W 总＝Fs＝6N×0.4m＝2.4J，W 有用 ＝Gh＝10N×0.2m＝2J，η＝ ≈83.3%．物体在被匀速提升的过程中，W有W总 ＝ 2J2.4J质量不变、速度不变，动能不变；质量不变、高度增大，重力势能增大．因为物体的机械能等于物体的动能和重力势能之和，因此物体的机械能增大． 点睛：图中使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数 n＝2，则 s＝2h；知道拉力大小，利用 W＝Fs 求拉力做功；利用 W＝Gh 求有用功；再利用效率公式求动滑轮的机械效率；动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势能之和．据此分析回答．16．如图所示，工人利用定滑轮将重 500N 的物体匀速提升 4m，在此过程中有用功是_____J,使用定滑轮可以改变力的___。【答案】 2000 方向11【解析】解答：重物上升时克服重力所做的功为有用功， W＝ Gh＝500 N×4m＝2000 J；定滑轮的本质是等臂杠杆，因此使用定滑轮并不省力，但可以改变力的方向。点睛：使用定滑轮，拉力移动的距离 s＝h．已知物体的重力和升高的高度，则由功的公式即可求得有用功；由定滑轮的特点可知定滑轮不能省力，但可以改变力的方向．17．某一动滑轮在使用时的机械效率为 80%，则此时 W 额外 ：W 有 =________，额外功占总功的________，造成机械效率小于 1 的原因有：________，________．【答案】 1：4 20% 克服自身重力做功 克服零件间摩擦力做功【解析】解：某一动滑轮在使用时的机械效率为 80%，即有用功占总功的 80%，额外功为 1﹣80%=20%．所以 W 额外 ：W 有 =20%：80%=1：4； 机械做功就要做额外功，额外功主要包括克服机械自身的重力做功和克服零件间的摩擦做功，所以机械效率总小于 1。18．如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个________ 杠杆（省力/费力/等臂） ；若动力臂是阻力臂的 3 倍，物体和车总重 G 为 1200N，抬起车把的力 F=500N，则此杠杆的机械效率为________．【答案】 省力 80%【解析】解：（1）由人抬起独轮车车把的简化示意图可知，独轮车在使用时动力臂大于阻力臂，所以它属于省力杠杆；（2）根据图示可知，L 1：L 2=s：h=3：1，则杠杆的机械效率：η=W有W总 =GhFs=1200N×1500N×3×100%=80%点睛：先根据动力臂和阻力臂的关系求出在拉力方向上移动的距离和物体上升到高度关系，然后根据12即可求出杠杆的机械效率。η=W有W总 =GhFs19．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，若物体重 6N．实验时应沿竖直方向______ 拉动弹簧测力计，若物体上升高度为 10cm，此时弹簧测力计的示数如图所(1)示，则滑轮组的机械效率是______ ．若仅增加物体的重力 不计摩擦 ，该滑轮组的机械效率将______ ．(2) ( )【答案】 匀速 增大83.3%【解析】解：(1)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样弹簧测力计处于平衡状态，弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小；由图示滑轮组可知，承重绳子的有效股数：n=3，由图示可知，弹簧测力计的分度值为 0.2N，弹簧测力计的示数为 2.4N，W 有 =Gh=6N×0.1m=0.6J，由于重物有 3 段绳子承担，则绳子自由端移动的距离：s=3h=3×0.1m=0.3m，总功：W 总 =Fs=2.4N×0.3m=0.72J，滑轮组机械效率：(2)整个滑轮组保持不变，即额外功不变；因为对重物做的功为有用η=W有W总 ×100%=0.6J0.72J×100%≈83.3%功，增加重物的重力，有用功增加，机械效率会增大。点睛： (1)只有在匀速拉动时，弹簧测力计的示数才和拉力的大小相等；由图中滑轮组的结构可知承担物重的绳子股数 n=3，重物上升 h，则拉力端移动的距离 s=3h，读出弹簧测力计的示数即拉力大小，又知道钩码总重，可以求出有用功、总功，根据机械效率的公式求滑轮组的机械效率；（2）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加重物的重力，有用功增加，因此机械效率会变大。20． （题文）如图所示，用平行于斜面的拉力 F，将重为 2N 的物体沿斜面从底端匀速拉至顶端．若不考虑物体与斜面间的摩擦，则拉力 F 为______N；若斜面的机械效率为 80%，则此时拉力 F 为______N．13【答案】 1 1.25【解析】 (1)不考虑物体与斜面间的摩擦,直接将物体提高做的功 W 直 ＝Gh＝2N×0.2m＝0.4J,使用斜面做的功 W 机 ＝Fs，由于使用任何机械都不省功,即 W 直 ＝W 机 ，则拉力 F＝ ＝ ＝1N；(2)直接对物体做的W直s 0.4J0.4m是有用功：W 有 ＝W 直 ＝0.4J，机械效率 η＝80%，由 η＝ 得总功：W 总 ＝ ＝ ＝0.5J，则拉力 F＝w有w总 w有η 0.4J0.8＝ ＝1.25N.w总s 0.5J0.4m点睛：（1）不考虑物体与斜面间的摩擦，则用手做的功和用机械所做的功相等．可由 Gh＝Fs 求出拉力。（2）已知有用功和机械效率，可由机械效率变形公式求出总功．再由 W 总 ＝Fs 求出拉力。 三、实验题21．在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图甲、乙滑轮组进行测量，测得数据如表． （1）如表中数据中有一组采用的滑轮组与其他不同，这组数据是第________次实验的结果，相对应的滑轮组是________（填“甲”或“乙” ） ． 14（2）实验中应沿竖直方向向上________拉动弹簧测力计．才能正确读数． （3）根据表格数据可知：①处数据应为________；编号②数据应为________ N． （4）小明分析数据得出了以下结论，请你判断正确的结论是_______（不定项选择） ． A. 由表中第 1、2 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关B. 由表中第 3、4 组数据可知，同一滑轮组的机械效率与被提升的物重有关C. 由表中第 4、5 组数据可知，机械越省力，它的机械效率越高（5）小明最后用甲滑轮组又测了一组数据：G=5N；h=0.1m；F=1.6N；s=0.3m，结果发现竟然机械效率算出来超过了 100%，请问导致小明犯错原因最可能是________．【答案】 4、5 乙 匀速 66.7 1.6 AB 拉力 F 读错【解析】 （1）由表中 5 组数据中有一组采用的滑轮组，与其他 4 组不同，这组数据是第 4、5 次实验的结果，相对应的滑轮组是乙。 （2） 实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；（3） ＝ ×100% 66.7%，表中数据可知此时的机械效率 50 ；解得 F＝1.6N;(4) η＝ W有W总 ＝ GhFs 4N×0.1m2N×0.3m ≈ η＝ %第 1、2 组数据，动滑轮重，钩码重相同，钩码被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；B.3、4 组数据，动滑轮、钩码被提升的高度相同，被提升的钩码重不同，机械效率不同。可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的重物有关；C.由表中数据可知，第 5 组滑轮组由五段绳子承担物重， 50 ；第五组比第四组更省力，但机械效率更低，所以机械越省力它的机械效η＝ %率越高的说法不正确。 （5）实验时，对测力计读数有误，或提升物体高度读数有误，或没有沿竖直方向匀速拉动测力计都会造成滑轮组效率不同，甚至错误，由“G＝5N；h＝0.1m；F＝1.6N；s＝0.3m”可知，导致小明犯错的原因可能是拉力 F 读错。点睛：（1）根据实验的结果中的动力数值，可知相对应的滑轮组；（2）为准确地测出拉力，需竖直向上匀速拉动测力计；（3）根据公式 η＝ ×100%＝＝ ×100%计算①的机械效率和②的读数；（4）分析W有W总 GhFs机械效率的变化及前面物理量的变化得出结论，机械效率与物体被提升的高度无关；分析 3、4 中机械效率和物理量的变化，得出机械效率与被提升的物重之间的关系；计算出第 5 组数据与前面的几组机械效率比较，得出结论． （5）实验时由于操作或读数错误会导致所测滑轮组效率错误。15四、计算题22．如图，用一个动滑轮，把重 100N 的物体匀速提高 3m，作用在绳子自由端的拉力为 60N，求： （1）动滑轮的机械效率； （2）若用该动滑轮来提升重为 180N 的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）【答案】 （1）83.3%；（2）100N 90%．【解析】解：（1）由题可知使用的是动滑轮，通过动滑轮绳子段数 n=2， 动滑轮的机械效率：η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%≈83.3%；（2）不计绳重及摩擦，F= （G 轮 +G 物 ） ， 提起 100N 物体时，60N= ×（G 轮 +100N）所以 G 轮 =20N，当提升重为 180N 的物体时，绳子自由端的拉力：F′= ×（20N+180N）=100N，此时的机械效率：η′= ×100%= ×100%=90%．23．如图所示，用滑轮组匀速提起一个重为 400N 的物体，物体在 10s 内竖直上升了 1m，人拉绳的力为16试问：250N.人拉绳子做功的功率为多少？(1)滑轮组的机械效率为多少？(2)【答案】 25W； ．(1) (2) 80%【解析】 由图可知，滑轮组有 2 股绳子承担物重，即 ，物体上升高度 ，时间 ，拉绳的(1) n=2 h=1m t=10s力为 ，绳子末端移动的距离： ，拉力做功： ，拉力F=250N s=2h=2×1m=2m W总 =Fs=250N×2m=500J做功功率为： ； 物体的重力为 ，对物体做有用功：P=Wt =500J10s=25W(2) G=400N，滑轮组的机械效率： ．W有 =Gh=400N×1m=400Jη=W有W总 ×100%=400J500J×100%=80%点睛：知道物体的匀速上升高度，根据滑轮组的特点，计算绳子末端移动的距离；又知道拉力大小，根据功的公式和功率公式求人拉绳做功的功率；(2)知道物体重和上升的高度，利用功的公式计算有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率。本题综合考查了有用功、额外功和总功的计算、功率的计算、机械效率的计算，利用好 s=2h 是本题的突破口。24．搬运工人用如图所示的滑轮组，在 5s 内将一个重 120N 的物体匀速提升 3m，所用的拉力 F 为 50N，不计绳重及摩擦。求：（1）拉力 F 做功的功率；（2）滑轮组的机械效率；（3）提升 480N 重物时的拉力。17【答案】 90W 80% 170N【解析】 （1）由图可知，n＝3，则拉力端移动的距离 s＝3h＝3×3m＝9m。拉力做的总功：W 总＝Fs＝50N×9m＝450J，拉力 F 做功的功率：P＝ ＝90W；（2）有用功：W 有用W总t ＝ 450J5s＝Gh＝120N×3m＝360J，滑轮组的机械效率：η＝ ×100%＝80%；（3）不计绳重及摩擦，拉力W有W总 ＝ 360J450JF＝ （G G 动 ） ，则动滑轮的重： G 动 ＝3F﹣G＝3×50N﹣120N＝30N；若用该滑轮组提升 G′＝480N 重物时，13 +此时的拉力：F′＝ （G′ G 动 ）＝ （480N 30N）＝170N 。13 + 13 +点睛：（1）由图可知，n=3，则拉力端移动的距离 s=3h，利用 W=Fs 求拉力做的总功，利用 P= 求拉力 FWt做功的功率；（2）利用 W=Gh 求有用功，滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；（3）不计绳重及摩擦，拉力 F= （G G 动 ） ，据此求动滑轮的重；若用该滑轮组提升 480N 重物，再利用 F= （G G 动 ）求此时13 + 13 +的拉力。