2025初中总复习优化设计物理配人教第三单元　功和机械能　简单机械单元检测三　功和机械能　简单机械

2025初中总复习优化设计物理配人教第三单元功和机械能简单机械单元检测三功和机械能简单机械单元检测三功和机械能简单机械(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分)1.如图所示,使用时属于费力杠杆的是()答案:A2.如图所示,物体A、B的重力分别为20N、10N,滑轮和绳子的重力忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动。若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则()A.F=20NB.F=10NC.F=5ND.F=30N答案:B解析:由题图知,此滑轮组由2段绳子承担物重,所以FA=12GB=12×10N=5N;在水平方向A受到的摩擦力和绳对A的拉力平衡,所以Ff=FA=5N,方向水平向左;若使物体A向左做匀速直线运动,则A受到的摩擦力Ff'水平向右,且Ff'=Ff=5N,则F'=FA+Ff'=5N+5N=103.用如图所示的滑轮组在10s内将300N的重物匀速提升3m,已知动滑轮重30N,不计摩擦,则()A.利用滑轮组所做的有用功是450JB.绳子自由端移动的速度是0.9m/sC.拉力的功率是99WD.滑轮组的机械效率是80%答案:C4.蹦极运动的简化示意图如图所示,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力),下列说法正确的是()A.从O点到C点运动员速度一直减小B.从O点到C点运动员的机械能一直在增大C.从O点到C点运动员的机械能一直在减小D.从O点到A点运动员的机械能不变答案:D解析:从O点到B点的过程中,重力大于绳的拉力,运动员的速度一直增大,从B点到C点的过程中,重力小于绳的拉力,运动员的速度一直减小,故从O点到C点的过程中,运动员的速度先增大后减小,选项A错误;忽略空气阻力,在整个过程中,只有动能和势能的相互转化,机械能不变,故选项B、C错误,选项D正确。5.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的目的是()A.增大阻力臂,减小动力移动的距离B.减小动力臂,减小动力移动的距离C.增大动力臂,省力D.减小阻力臂,省力答案:D解析:由题图可知,修剪树枝的剪刀使用时是省力杠杆,把树枝尽量往剪刀轴O靠近,目的是减小阻力臂,从而更省力。6.关于功、功率、机械效率,下列说法正确的是()A.功率越大,做功越快,机械效率越大B.做功越少,功率越小,机械效率越小C.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关D.机械效率越大,表明它做的功越多答案:C解析:功率是单位时间内做的功的多少,是表示做功快慢的物理量,大小与做功多少和时间有关;机械效率是有用功与总功的比值。功率大,说明做功快,但不能说明机械效率越大,故选项A错误;功率与做功多少和时间有关,做功少,功率不一定小,机械效率不一定小,故选项B错误;功率越大,反映做功越快,与机械效率无关,选项C正确;机械效率越大,说明有用功与总功的比值大,做功不一定多,故选项D错误。7.如图所示,单摆中的小球在ABC间不停地往复运动,如果不考虑阻力的影响,以下说法错误的是()A.小球在A、C处的势能最大B.小球在B处只受重力作用C.小球由A到B过程中,重力势能转化为动能D.小球运动到C处时,如果受到的外力全部消失,将保持静止答案:B8.图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力为F2(如图乙)。此过程滑轮组()甲乙A.总功为F2s B.额外功为F1sC.机械效率为GsF2×3s D.额外功为3F答案:D9.如图所示,当水平拉力F=50N时,恰好可以使物体A沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为200N,所受地面的摩擦力约为80N。假如在5s时间内,物体水平移动了0.6m,不计绳和滑轮的自重,则在此过程中()A.拉力F做功为30JB.物体重力做功为120JC.拉力F做功的功率为12WD.该装置的机械效率约为60%答案:C10.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∶4D.两个拉力做功W甲与W乙之比为4∶5答案:C解析:因为斜面光滑,说明摩擦力为0,使用光滑的斜面时没有额外功,所以两个斜面的机械效率都是100%,选项B错误;把同一物体沿斜面分别拉到顶端,G和h相同,由W=Gh可知两次做的功相同,即W甲=W乙,选项A、D错误;根据题意可知,甲斜面的长度s甲=4m,乙斜面的长度s乙=5m,根据公式W=Fs可知,F甲∶F乙=W甲s甲∶W乙s11.质量相等的甲、乙两车,在同一平直公路上向东行驶,它们行驶过程中的路程与时间图像如图所示,则下列说法正确的是()A.在行驶过程中,甲车的动能比乙车的动能小B.以乙车为参照物,则甲车向西行驶C.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲车受到的牵引力较大D.若两车行驶过程中受到的阻力相等,则甲、乙两车的功率之比为9∶4答案:D解析:由图像可知,两车的位置都随时间均匀变化,故车做的是匀速直线运动,甲的距离增加得快,故甲的速度比乙的速度大,且两车质量相等,则甲的动能比乙的大,故选项A错误;甲的速度比乙大,则以乙车为参照物,甲向前运动,即向东运动,故选项B错误;两车都做匀速直线运动,受力平衡,若两车行驶过程中受到的阻力相等,则牵引力也相等,故选项C错误;由题图可求得:甲的速度为30m/s,乙的速度为403m/s;受到的阻力相等时,由P=Fv得功率之比为P甲∶P乙=9∶4,故选项D12.如图所示,长20m、高10m的斜面固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力,在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中()A.斜面的机械效率是66.7%B.斜面的机械效率是75%C.该同学对物体做功的功率是10WD.该同学对物体做功的功率是30W答案:B解析:由题知,斜面长20m、高10m,则物体沿斜面向上匀速运动s=10m时,物体升高h=5m。拉力F做的总功W总=Fs=40N×10m=400J,拉力做的有用功W有=Gh=60N×5m=300J,所以斜面的机械效率η=W有W总=300J400J×100%=75%,故A错误,B正确。该同学对物体做功的功率P=W有t二、填空题(本题每空2分,共26分)13.在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处,沿斜面向上的拉力F=400N,拉动的距离s=4.5m,提升高度h=1.8m,所用时间t=30s。则拉力F做功的功率为W,此过程中物体受到的摩擦力为N。

答案:60160解析:拉力所做的总功W总=Fs=400N×4.5m=1800J,拉力F做功的功率P=W总t=1800J30s=60W。有用功W有=Gh=600N×1.8m=1080J,克服摩擦力做的额外功W额=W总-W有=1800J-1080J=720J,由W额=Ffs得,物体所受斜面的摩擦力F14.如图所示,小明正在做俯卧撑,把他的身体看作一个杠杆,O为支点,A为重心,他的重力为550N。地面对手的支持力F的力臂是m,支持力F的大小为N。

答案:1.5330解析:由题图可知,地面对手的支持力F的力臂l1=0.9m+0.6m=1.5m;根据杠杆的平衡条件,Fl1=Gl2,即F×1.5m=550N×0.9m,则F=330N。15.工人站在地面上,用定滑轮将27kg的物品吊运到10m高处,使用定滑轮的优点是。若不计绳重和摩擦,匀速吊运所需的拉力是N;若匀速吊运时的实际拉力是300N,则人所做的有用功是J,定滑轮的机械效率是。(g取10N/kg)

答案:改变施力方向270270090%解析:使用定滑轮的优点是可以改变施力的方向;若不计绳重和摩擦,匀速吊运所需的拉力F=G=mg=27kg×10N/kg=270N,若匀速吊运时的实际拉力是300N,则人所做的有用功W有=Gh=270N×10m=2700J,总功W总=Fs=300N×10m=3000J,机械效率η=W有W总=16.(2021·青海中考)一名建筑工人用如图所示的滑轮组,将一个重为450N的货物,在10s内沿竖直方向匀速提升了4m,建筑工人所用的拉力是300N。则该建筑工人所做的有用功是J,建筑工人做功的功率是W,该滑轮组的机械效率是。

答案:180024075%17.如图所示,分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为400N的物体匀速向上提起;已知每个滑轮重20N,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,图甲中车对绳子的拉力为N,图乙中人对绳子的拉力为N。

答案:400210解析:题图甲中使用的是两个定滑轮,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,车对绳子的拉力F甲=G=400N;题图乙中使用的是一动一定的滑轮组,n=2,忽略绳子的重力以及滑轮与绳子的摩擦,人对绳子的拉力F乙=12(G+G动)=12×(400N+20N)=210三、作图、实验及探究题(本题共20分)18.(4分)深蹲运动是靠腿部肌肉收缩产生动力,克服人体上部的重力G,从而达到锻炼目的(如图甲)。图乙是将人体抽象为杠杆的示意图,O为支点,请在图乙中画出G的示意图及其力臂l(A点为人体上部的重心)。答案:如图所示19.(6分)小明利用铁架台、带有分度值为1cm的刻度尺的杠杆、细线、若干钩码等实验器材探究杠杆的平衡条件。(1)在挂钩码前,小明发现杠杆左端高,右端低(如图甲所示),他应将杠杆两端的平衡螺母向(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。

(2)接着小明在杠杆的两端挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,保持杠杆在水平位置平衡,则杠杆两侧受到的作用力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)各自钩码所受重力大小。设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,则动力臂l1大小(如图乙)为cm。

(3)改变钩码数量与位置,获取多组测量数据,填入记录表中,根据表中的数据得出杠杆的平衡条件是F1l1=F2l2,据此,实验测量数据记录表中第3次实验中的空格应填。

实验测量数据记录表:实验次序动力F1/N动力臂l1/cm阻力F2/N阻力臂l2/cm12.05.01.010.022.010.02.010.032.015.03.0……………(4)测量多组数据的目的是(选填“减小实验误差”或“避免实验结论具有偶然性”)。

答案:(1)左(2)等于10.0(3)10.0(4)避免实验结论具有偶然性解析:(1)由题图知,左端较高,所以平衡螺母应向左调节。(2)杠杆两侧受到的作用力大小等于各自钩码所受重力大小;动力臂大小可以直接从杠杆上读出为10.0cm。(3)根据杠杆平衡条件:F1l1=F2l2,代入数据:2.0N×15.0cm=3.0N×l2,解得l2=10.0cm。(4)在实验中,获取多组测量数据,这样可以减少实验的偶然性,并避免实验结论具有偶然性。20.(6分)下图是探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置示意图,让小球A从斜面上某点滚下,撞击水平面上的木块B,木块B移动一段距离。(1)该实验中所探究物体的动能是指(选填“小球A”或“木块B”)的动能。

(2)实验表明,让小球A分别从斜面不同高度由静止滚下,高度越高,速度越,木块B被撞得越远。可得结论:质量相同时,小球的速度越,动能越大。

(3)若要研究物体动能与质量的关系,应让不同质量的小球A从斜面高度由静止滚下,观察比较木块B被撞移动的距离。

答案:(1)小球A(2)大大(3)同一解析:(1)该实验研究的是小球A动能的大小与速度和质量的关系。(2)同一小球从不同的高度滚下,位置越高的滚到斜面底端的速度越大,把木块推得越远,小球做功多,动能大,说明了物体的动能与物体的速度有关,由此得出结论:在质量一定时,小球的速度越大,动能就越大。(3)要研究物体动能与质量的关系,根据控制变量法可知,控制小球到达水平面的速度相同,即让不同质量的小球A从斜面同一高度由静止滚下,观察比较木块B被撞移动的距离。21.(4分)小明和小强在测滑轮组机械效率的实验中,组装好如图所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。(1)实验时,小明竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,弹簧测力计读数为0.5N;同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10cm,以上测量结果准确无误,其他被测物理量和计算数据记录见下表。

钩码总重G/N弹簧测力计提升的高度x/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η10.20.10.1100%(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮他们找出错误的原因:。

(3)该滑轮组的机械效率实际为。

(4)在实验中,若将钩码的总重增加到6N,则该滑轮组的机械效率将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案:(1)匀速(2)绳子自由端移动的距离应该是0.3m,不是0.2m(3)66.7%(4)变大解析:(1)小明在进行实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,才能使绳子的拉力等于弹簧测力计的示数。(2)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的有效股数n=3;已知钩码上升高度h=0.1m,则弹簧测力计提升的高度x=nh=3×0.1m=0.3m,而实验数据记录表中记录的弹簧测力计提升的高度为0.2m,因此是弹簧测力计提升的高度记录错误,导致滑轮组机械效率计算错误。(3)滑轮组的机械效率η=W有W总×100%=GhFx(4)提升的钩码重增加到6N,则有用功增加,有用功在总功中的比重增大,所以该滑轮组的机械效率将变大。四、综合题(本题共18分)22.(8分)如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,木棒AB长为3m,均匀正方体甲的边长为10cm,物体乙的质量为5.6kg。当把甲、乙两物体用细绳分别挂在木棒的两个端点A、B上时,木棒在水平位置平衡,此时物体甲对地面的压强为3000Pa,支点O距A点1.6m。g取10N/kg。求:(1)物体乙受到的重力;(2)物体甲受到的支持力;(3)物体甲的密度。答案:(1)56N(2)30N(3)7.9×103kg/m3解析:(1)G乙=m乙g=5.6kg×10N/kg=56N。(2)甲的底面积为S甲=(0.1m)2=0.01m2,甲对地面的压力为F甲=pS甲=3000Pa×0.01m2=30N,甲对地面的压力与地面对甲的支持力是一对作用力与反作用力,大小相等,所以地面对甲的支持力大小为30N,方向竖直向上。(3)AB是以O点为支点的杠杆,l1=OA=1.6m,l2=OB=3m-1.6m=1.4m,FB=G乙=56N,根据杠杆平衡条件得:FA×1.6m=56N×1.4m,解得:FA=49N。则甲物体的重力为G甲=F甲+FA=30N+49N=79N,甲的体积为V甲=(0.1m)3=10-3m3甲物体的密度为ρ甲=G甲gV甲=79N10N/kg×123.(10分)小夏利用如图所示的滑轮组,将重280N的物体匀速提升了2m。已知他自身的重力为500N,对绳子施加的拉力F=200N,两脚与地面接触的总面积S=400cm2。求此过程中:(1)小夏对地面的压强;(2)拉力F做的功;(3)该滑轮组的机械效率。答案:(1)7.5×103Pa(2)800J(3)70%解析:(1)小夏对绳子施加的拉力F=200N,根据力的相互性,绳子对小夏的拉力F拉=F=200N,故小夏对地面的压力F压=G-F拉=500N-200N=300N,小夏对地面的压强p=F压S=300N400×10-4(2)承担物重的绳子的有效段数为2,则绳子自由端向下移动的距离为s=2h=2×2m=4m,拉力做的功W总=Fs=200N×4m=800J。(3)对重物做的有用功W有=Gh=280N×2m=560J,该滑轮组的机械效率η=W有W总=560J800第三单元功和机械能简单机械第11课时功和机械能知能优化训练中考回顾1.(2021·四川乐山中考)下列实例中,力没有对物体做功的是()答案:C2.(2021·湖北十堰中考)某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是()A.F甲<F乙,W甲<W乙B.F甲>F乙,W甲>W乙C.F甲=F乙,W甲<W乙D.F甲=F乙,W甲=W乙答案:C3.(2021·云南中考)同学们正在进行排球训练,排球离开手后先向上运动,达到最高点后落下。下列说法正确的是()A.排球离开手上升的过程中一直受到手的托力的作用B.排球下落过程中重力势能减小,动能增大C.排球运动到最高点时受平衡力的作用D.排球运动过程中与空气摩擦产生热量,机械能不变答案:B4.(2020·湖南长沙中考)小杰背着书包回家,在水平路面上行走100m用时100s,乘坐电梯从1楼到21楼用时30s,以下符合实际的是()A.电梯对小杰做功约3.6×103JB.小杰乘坐电梯上升时,小杰对书包不做功C.电梯对小杰做功的功率约1200WD.小杰在水平路面行走时,重力做功的功率约600W答案:C解析:小杰与书包的总重力大约为600N,1楼到21楼的高度h=20×3m=60m,电梯对小杰做功W=Gh=600N×60m=3.6×104J,故A不符合实际;小杰乘坐电梯上升时,书包在小杰对书包的力的方向上移动了距离,所以小杰对书包做功,故B不符合实际;电梯对小杰做功的功率P=Wt=3.6×104J30s=1200W,故5.(2020·天津中考)小明在超市购物时,用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,用时10s,则推力做的功等于J,推力的功率等于W。

答案:10010解析:用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,则推力所做的功W=Fs=10N×10m=100J,推力做功的功率P=Wt=100J106.(2021·天津中考)某兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟有关。

由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越。

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是

。

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。

答案:速度质量大质量相同时,金属球的速度越大,动能越大超载模拟预测1.小夏推箱子经历了如图所示的过程,最终箱子被推出去后又向前滑行了一段距离。对上述过程中涉及的物理知识,分析正确的是()A.图甲:因为箱子没动,所以小夏没有对箱子施加力的作用B.图乙:因为箱子受到的摩擦力大于推力,所以小夏没推动箱子C.图乙:因为小夏对箱子施加了力,所以小夏对箱子做了功D.图丙:小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积答案:D解析:题图甲中,箱子没动,是由于受到的推力和静摩擦力是一对平衡力,选项A错误;题图乙中,小夏用力推箱子时,箱子没动,说明箱子受到的推力和摩擦力是一对平衡力,选项B错误;由于箱子没动,移动的距离为0,故小夏对箱子没有做功,选项C错误;由于小夏将箱子推出后,会移动一段距离,故小夏对箱子做的功小于推力与箱子移动距离的乘积,选项D正确。2.在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球发生运动后碰撞其他球,以下说法正确的是()A.在水平桌面滚动的球受到了重力,重力对它做了功B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功C.桌面对球的支持力做了功D.白球撞击黑球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功答案:B解析:重力与小球运动的方向垂直,重力对小球不做功,故A错误;手推动球杆前进时,有力也有距离,所以手对球杆做了功,故B正确;桌面支持力与小球的运动方向垂直,支持力对小球不做功,故C错误;手对白球没有力的作用,白球继续运动是因为白球具有惯性,故D错误。3.如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物匀速从斜面底部拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2。则()A.F1<F2,W1=W2B.F1<F2,W1<W2C.F1>F2,W1>W2D.F1>F2,W1=W2答案:A解析:沿AB和AC两光滑斜面分别向上拉同一重物时,只需要克服重力做功,将同一重物提升相同高度,故W1=W2,又因为sAB>sAC,所以F1<F2,故选项A正确。4.(多选)如图所示,滚摆由最高点释放,旋转着下降到最低点后又上升,每次上升的最大高度逐渐降低。下列说法正确的是()A.下降时重力势能转化为动能和内能B.下降时减少的重力势能等于增加的动能C.上升时减少的动能等于增加的重力势能D.上升的最大高度逐渐降低说明机械能不守恒答案:AD解析:滚摆下降时,质量不变,速度变大,高度减小,即动能变大,重力势能减小,将重力势能转化为动能;由于存在摩擦,故一部分重力势能转化内能,减少的重力势能大于增加的动能,故A正确,B错误。由于存在摩擦,故一部分动能转化内能,减少的动能大于增加的重力势能,故C错误。上升的最大高度逐渐降低,说明机械能转化为其他形式的能,故机械能不守恒,故D正确。5.中考体育测试跳绳的项目中,某同学在1min内跳了180次,每次跳的高度大约为5cm。他跳绳时的功率大约为()A.1000W B.100W C.10W D.1W答案:B解析:设该同学的体重为500N,则他1min做的功为W=180Gh=180×500N×0.05m=4500J,则其功率为P=Wt=4500J606.下图是空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油,加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,则战斗机的()A.动能不变,势能不变,机械能不变B.动能不变,势能减少,机械能减少C.动能增加,势能不变,机械能增加D.动能增加,势能增加,机械能增加答案:D解析:加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,战斗机油量增加,质量增大,动能增加。战斗机的质量增大,高度不变,重力势能增加。机械能=动能+势能,战斗机没有发生弹性形变,不考虑弹性势能。动能增加,重力势能增大,机械能增加。故A、B、C错误,D正确。7.(多选)某运动员在自由式滑雪比赛中运动的轨迹(a→b→c→d→e)如图所示。如果不计空气阻力,下列说法正确的是()A.该运动员从a点下滑到b点过程中,动能增加B.该运动员从b点运动到c点过程中,重力势能增加C.该运动员在c点的机械能等于d点的机械能D.该运动员在a点的重力势能等于c点的重力势能答案:ABC解析:从a点下滑到b点过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增加,重力势能转化为动能,故选项A正确;从b点运动到c点过程中,高度增加,重力势能增加,速度减小,动能减少,动能转化为重力势能,故选项B正确;从c点下落到d点过程中,运动员处于腾空状态,与雪之间没有摩擦,在不计空气阻力的情况下,机械能保持不变,故选项C正确;在a点和c点都处于静止状态,动能都为零,a、c两点高度不同,重力势能不同,故选项D错误。8.蚂蚁用10-3N的力拉着树叶,10s内沿着拉力方向前进了10cm,则蚂蚁对树叶做功为J,此时的功率为W。

答案:10-410-5解析:蚂蚁对树叶所做的功W=Fs=10-3N×0.1m=10-4J,此时的功率P=Wt=10-4J9.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直线运动。两次拉动木块得到的s-t图像分别是图乙中的图线①、②。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是P1、P2。则F1F2,P1P2。(均选填“>”“=”或“<”)

答案:=>解析:木块两次都做匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,滑动摩擦力相等,拉力F相等,即F1=F2。从图像中可以判断出,第②次的运动速度v较小,根据公式P=Fv,当拉力相等时,速度越大,拉力的功率越大,即P1>P2。10.为了探究弹簧的弹性势能跟哪些因素有关,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。①将弹簧放在水平面上,一端固定;②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量Δl;③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s;④多次改变弹簧的形变量,重复步骤②③;⑤分析实验数据得出结论。请回答以下问题:(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟的关系。

(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过来间接反映的。

(3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将能转化为能。

答案:(1)弹簧形变量(2)物块滑行的距离(3)动内解析:(1)由步骤②③可知,本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变量的关系。(2)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较物块滑行的距离来判断弹簧的弹性势能大小。(3)物块离开弹簧后,因为受到摩擦力的作用,速度减小,动能不断减小,在此过程中,物块克服摩擦力做功,将动能转化为内能。11.实验小组的同学用如图所示的装置探究物体动能的大小与质量和速度的关系。将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是,钢球动能的大小是通过观察来判断的。

(2)从下表中数据可以看出,他们让质量不同的钢球从相同高度摆下,使钢球到达竖直位置的相同,从而探究动能与的关系。

实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202030240205836020(3)在第3次实验中,木块被撞后滑出木板,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用同学的建议。

(4)由上述实验数据和现象可得出结论:

。

答案:(1)将钢球从某一高度由静止释放木块运动的距离(2)速度质量(3)甲(4)在速度一定时,质量越大,动能越大解析:(1)让钢球从某一高度由静止释放,使钢球获得动能;钢球动能的大小是通过钢球对木块做功的多少来体现出来的,木块运动的距离越长,就表示钢球的动能越大;(2)让小球从斜面的同一高度处释放,使小球到达最底端的速度相同,从而探究动能与质量的关系;(3)上面的两次实验是在速度一定时,改变物体的质量,探究动能的大小,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,因此改变木板的长度,应采用甲的建议;(4)由表中的数据知:速度一定时,质量越大,动能越大。12.下图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重力是3100N,配重的重力是3000N。某次电梯载货的重力是1000N,当电梯匀速上升15m时,所用的时间为10s。不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:(1)轿厢的速度大小。(2)配重重力对配重做的功。(3)电动机的功率至少多大。答案:(1)1.5m/s(2)4.5×104J(3)1650W解析:(1)轿厢速度v=st=15m10s=1.(2)配重下降的距离h=s,配重重力对配重做的功W=G配重h=3000N×15m=4.5×104J。(3)连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢受两个向上的力和一个向下的重力。则右侧缆绳对轿厢的拉力F1=G厢+G货-F配重=3100N+1000N-3000N=1100N,右侧缆绳拉力做的功W1=F1s=1100N×15m=1.65×104J,电动机的功率至少为P=W1t=1.65×10第12课时简单机械知能优化训练中考回顾1.(2021·新疆中考)如图所示,用剪刀将一张纸片缓慢地一刀剪断的过程中,阻力臂l阻和动力F动的变化情况是()A.l阻不变,F动变大B.l阻不变,F动不变C.l阻变大,F动变大D.l阻变大,F动不变答案:C2.(多选)(2021·天津中考)利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升重200N的物体时,绳子自由端的拉力为125N,拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同,不计轴摩擦和绳重,则提升重为150N的物体时()A.机械效率为80%B.机械效率为75%C.拉力的功率为50WD.拉力的功率为100W答案:BD3.(多选)(2021·四川成都中考)工人用如图所示的装置把重为1000N的物体,从斜面底部匀速拉到2m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时20s。工人对绳子的拉力为400N,动滑轮重为20N,不考虑绳重和轴摩擦,下列计算结果正确的是()A.绳子对物体的拉力为780NB.绳子对物体做的功为4000JC.工人做功的功率为100WD.整个装置的机械效率为62.5%答案:AD4.(2020·海南中考)如图所示,使用活塞式抽水机抽水时,它的柄是一个(选填“省力”或“费力”)杠杆;水的密度为1×103kg/m3,g取10N/kg,当大气压为1×105Pa时,抽水机抽水的最大高度是m。

答案:省力10解析:由题图知,活塞式抽水机的柄是一个杠杆,且动力臂大于阻力臂,所以,使用时它的柄相当于一个省力杠杆。由p=ρgh知,水上升的最大高度h=p0ρ水g=5.(2020·四川雅安中考)如图所示,杆秤秤砣的质量为0.2kg,杆秤自身质量忽略不计,若杆秤水平静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为kg。若秤砣上粘有油污,则测量值比被测物体的真实质量要(选填“偏大”或“偏小”)。

答案:0.8偏小解析:如图所示,因为杠杆平衡,则有G1lOA=G2lOB,m1glOA=m2glOB,则有m1=m2lOBlOA=0.2kg×0.2m0.05m=0.8kg;若秤砣上粘有油污6.(2021·青海中考)在下图中,画出杠杆平衡时施加在杠杆上的最小动力F1的作用点和方向,并画出挂重物的绳子对杠杆拉力的力臂l2。答案:如图所示7.(2020·天津中考)在探究影响滑轮组机械效率的因素时,小明提出了如下猜想:猜想一:滑轮组机械效率与被提升物体所受的重力有关猜想二:滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关为了验证猜想,准备的器材如下:两个相同的滑轮、一根细绳、钩码若干、刻度尺和弹簧测力计。小明把两个滑轮分别作为定滑轮和动滑轮组装成滑轮组,用该滑轮组提升不同数量的钩码进行了三次实验,数据如表所示:实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N绳端移动的距离s/m机械效率η12.00.11.00.366.7%24.00.11.80.374.1%36.00.12.50.3请你解答如下问题:(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为;根据表中数据在图中画出该滑轮组的绕线方式。

(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率(选填“越高”“越低”或“不变”)。

(3)为了验证猜想二,还需增加的实验器材是。

答案:(1)80%如图所示(2)越高(3)几个自重不同的滑轮解析:(1)表中第3次实验时滑轮组的机械效率为η=W有W总=GhFs=n=sh=0(2)分析表中数据可知:用同一滑轮组提升不同的物体,物体越重,滑轮组的机械效率越高。(3)为了验证猜想二,滑轮组机械效率与动滑轮所受的重力有关,要改变动滑轮的重力,故还需增加的实验器材是几个自重不同的滑轮。模拟预测1.小梦在做探究杠杆平衡条件的实验时,先在杠杆两侧挂钩码进行实验探究,再用弹簧测力计取代一侧的钩码继续探究,如图所示。他这样做的最终目的是()A.便于直接读出拉力的大小 B.便于提供不同方向的拉力C.便于正确认识力臂 D.便于测量力臂的大小答案:C解析:从支点到力的作用线的距离叫力臂,在杠杆两侧挂钩码,由于重力的方向是竖直向下的,力臂在杠杆上可以直接读出,若一侧用弹簧测力计取代钩码且弹簧测力计倾斜时,拉力不再与杠杆垂直,这样力臂会发生变化,相应变短,根据杠杆的平衡条件,力会相应增大才能使杠杆仍保持平衡,这样做实验可以加深学生对力臂的正确认识。故选C。2.吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图如图所示。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是()A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大D.吊臂是一个省力杠杆答案:B解析:如图,画出力臂l1与l2,l1<l2,是费力杠杆,选项D错误;吊车在起吊过程中,阻力大小不变,阻力臂l2变小,动力臂l1不变,由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得动力F1变小,故选项A、C错误,选项B正确。3.身高相同的兄弟二人用一根重力不计的均匀扁担抬起一个900N的重物。已知扁担长为1.8m,重物悬挂点与哥哥的肩之间的距离OA=0.8m,如图所示。则()A.以哥哥的肩A为支点,可计算出弟弟承担的压力为400NB.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为4∶9C.以O为支点,可计算出兄弟二人承担的压力之比为9∶5D.以弟弟的肩B为支点,可计算出哥哥承担的压力为600N答案:A解析:以A为支点,由杠杆平衡条件FB·AB=G·AO得FB=G·AOAB=900N×0.8m1.8m=400N,即弟弟承担的压力为400N,故选项A正确;以O为支点,由杠杆平衡条件FA·OA=FB·OB得FAFB=OBOA=1.0m0.8m=54,故选项B、C错误;以4.如图所示,用下列装置提升同一重物。若不计滑轮自重、绳重及摩擦,则最省力的是()答案:C解析:由题图可知,若不计滑轮自重及摩擦,F1=12G,F2=G,F3=13G,F4=12G,5.工人们为了搬运一台笨重的机器,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管)。其中最省力的方案是()答案:D解析:题中的四种方案中,选项D从两个方面进行了省力设计,一是滑动摩擦变为滚动摩擦,二是利用了动滑轮,而选项A、C只利用了变滑动摩擦为滚动摩擦来省力,选项B、C中定滑轮不省力,只能改变力的方向,故选项B没有应用省力的方法,所以选项D正确。6.如图所示,用20N的力F拉着重为100N的物体,使其沿水平面以2m/s的速度匀速运动了5s,若每个滑轮重10N,忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则下列说法正确的是()A.拉力F做的功为200JB.拉力F的功率为120WC.滑轮组对物体做的有用功为400JD.滑轮组对物体所做有用功的功率为60W答案:D解析:由v=st可得,物体移动的距离s物=vt=2m/s×5s=10m,拉力端移动的距离s=2s物=2×10m=20m,拉力F做的功W总=Fs=20N×20m=400J,故A错误;拉力F的功率P=W总t=400J5s=80W,故B错误;忽略绳重和滑轮轴的摩擦,则额外功W额=G动h=10N×10m=100J,有用功W有用=W总-W额=400J-100J=300J,故C错误;有用功的功率P'=W有用7.如图所示,有一斜面长为l、高为h,现用力F沿斜面把重为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Ff,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是()A.η=GhFfl B.C.η=Gh(F+Ff答案:D解析:斜面的机械效率η=W有8.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则()A.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<W乙答案:A解析:此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据W有=Gh可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即W额是相同的,据W总=W有+W额可知,所以W总是相同的,故拉力做的功相同,即W甲=W乙,机械效率η=W有W总,故也是相同的,即η甲=9.在右图装置中,动滑轮重3N,用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端,1s内将重为27N的物体提高0.2m,如果不计绳重及摩擦,则下列计算结果正确的是()A.绳子自由端移动的速度为0.2m/sB.滑轮组的机械效率为90%C.提升物体所做的有用功为6JD.弹簧测力计的示数为9N答案:B解析:由题图可知,滑轮组承担物重的绳子股数n=3,1s内将物体提高0.2m,则物体升高速度为0.2m/s,绳子自由端移动的速度v=3v物=3×0.2m/s=0.6m/s,故A错;由于不计绳重及摩擦,则绳端的拉力F=13(G物+G轮)=13×(27N+3N)=10N,即弹簧测力计的示数为10N,故D错;绳子自由端移动距离s=3h=3×0.2m=0.6m,拉力F做的总功W总=Fs=10N×0.6m=6J,有用功W有用=Gh=27N×0.2m=5.4J,故C错;滑轮组的机械效率η=W有用W总=5.10.如图所示,古代士兵常用定滑轮把护城河上的吊桥拉起。使用定滑轮可以(选填“省力”“省距离”或“改变动力的方向”);吊桥可以看作杠杆,绳子对它的拉力是动力,吊桥的重力是阻力。在拉起吊桥的过程中,阻力臂大小(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案:改变动力的方向变小解析:(1)图中使用定滑轮的作用是改变动力的方向;(2)吊桥的重心在中点,重力的方向是竖直向下的,在吊起桥的过程中,从支点O到重力的作用线的距离变小,即阻力臂变小。11.小雪用三个相同的滑轮组成如图所示的滑轮组,将重为120N的物体匀速提高了4m。若机械效率为80%,不计绳重及滑轮与轴的摩擦,则每个滑轮重为N。

答案:30解析:由题图可知,n=3,η=W有W总=GhFs=G若不计绳重和摩擦,F=13(G+G动),则G动=3F-G=3×50N-120N=30N12.如图所示,利用动滑轮来提升一个物体,拉力F竖直向上。动滑轮其实就是一个变形的杠杆,请在图中标出它的支点O,并画出F的力臂l。答案:如图所示解析:动滑轮的支点O在绳子与边框的接触点上,动力F为绳子的拉力,方向向上,过支点O向动力作用线作垂线,就得到动力臂l。13.右图是探究杠杆的平衡条件的实验装置。(1)实验过程中应将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是消除杠杆自重对实验的影响和;如果杠杆的右端向下倾斜,平衡螺母应向(选填“左”或“右”)端调节。

(2)在杠杆的左边A处挂2个相同的钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端B处挂个相同的钩码。

(3)在(2)杠杆平衡的基础上,将A、B两处的钩码同时减去1个,那么杠杆(选填“能”或“不能”)在水平位置保持平衡。

(4)去掉B处的钩码用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,为使杠杆仍在水平位置平衡,则弹簧测力计示数将(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案:(1)便于测量力臂左(2)3(3)不能(4)变大解析:(1)当在杠杆上挂物体时,杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂,同时消除了杠杆自重对杠杆平衡的影响;杠杆的右端向下倾斜,说明这一侧的自重与力臂的乘积大,应将平衡螺母向左调节;(2)设一个钩码的重为G,杠杆一个小格的长度为L,由F1L1=F2L2可得FB=FALALB=2G×3L(3)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果将图中A、B两处的钩码同时减去1个,杠杆的左端:G×3L=3GL,杠杆的右端:2G×2L=4GL,杠杆左端力和力臂的乘积不等于右端力和力臂的乘积,所以杠杆不能在水平位置保持平衡;(4)用弹簧测力计在C处由竖直向上拉动改为逐渐倾斜时,仍然使杠杆在水平位置平衡时,动力臂变小,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,动力将变大,即弹簧测力计示数将变大。14.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,实验装置如图所示。实验次数123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.62.4绳端移动距离s/m0.30.4机械效率η74.1%62.5%(1)实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计,使钩码上升。

(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。

(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率(选填“越高”“不变”或“越低”)。

(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=m,机械效率η=。

(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论:使用同一滑轮组,。

答案:(1)匀速(2)乙(3)越低(4)0.383.3%(5)