专题11功、功率、机械效率(原卷版+解析)(第4期)

专题11功、功率、机械效率（原卷版）（第4期）一、选择题1.（2022·株洲）如图甲和乙分别表示巩立姣用力推铅球过程中的两个时刻。在由甲至乙的过程中（）。A.运动员对铅球没有做功；B.铅球运动状态没有发生变化；C.铅球的机械能逐渐增大；D.以持球的手掌为参照物铅球是静止的2.（2022·株洲）为了提高工作效率，机场工作人员经常以电动平衡车（如图甲）代步。某次工作人员骑着平衡车（其铭牌如图乙）在水平地面上以最高速度匀速直线行驶了一段距离，行驶时平衡车受到的阻力为120N，功率为额定功率，此过程中下列说法正确的是（）。A.牵引力的大小约为150N B.牵引力做功的功率约为600WC.牵引力做功的功率约为480W D.电动平衡车的效率约为80%3.（2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（）。A.滑轮组的机械效率为50%；B.动滑轮重为100N；C.绳子自由端拉力的功率为20W；D.增大物重机械效率不变4.（2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）。A.工人所用的拉力为200N；B.动滑轮的重力为100N；C.拉力的功率为150W；D.提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变5.（2022·潍坊）如图所示，某同学用锤子敲击钉子，将钉子钉入木板中，下列分析正确的是（）。A.钉尖很尖锐是为了减小压强 B.钉入木板后的钉子没有惯性C.敲击过程中钉子对锤子无作用力 D.敲击过程中锤子对钉子做功6.（2022·南通）在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（）。A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W7.（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（）。A.沿斜面推动更省力；B.沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大8.（2022·滨州）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。下列说法正确的是（）。A.绳子自由端移动的速度为0.6m/s；B.滑轮组提升物体做的有用功为300J；C.拉力做功的功率为30W；D.该滑轮组机械效率为80％9.（2022·襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（）。A.减速下降过程中受力不平衡；B.减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量；C.匀速下降过程中机械能减小；D.减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率10.（2022·青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）。A.动滑轮的重力 B.货物上升的速度v＝0.4m/sC.拉力F的功率P＝80W D.动滑轮的机械效率二、填空题11.（2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。12.（2022·朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为__________N，拉力做功的功率为__________W。13.（2022·金昌）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。14.（2022·巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为___________，拉力的功率为___________W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为___________。15.（2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_______N，绳自由端移动的距离是_______m，物体上升的速度是____m/s，滑轮组的机械效率是______（精确到1%）。16.（2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。17.（2022·烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为______J，拉力做功的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。18.（2022·西藏）如图所示，用大小为125N的拉力F通过滑轮组将重为200N的物体匀速提升10cm，用时2s，不计绳重与摩擦，拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率是______%。19.（2022·日照）物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为，距离讲台的水平距离，距离讲台面的竖直高度，如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起，再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为___________、对器材做的功为___________J。20.（2022·淮安）如图所示，向上用125N的拉力，10s内将重200N的物体，匀速提升2m。此过程中，重物上升的速度为______m/s，拉力做的功为______J，动滑轮的机械效率是______。三、实验题21.（2022·潍坊）许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持__________（选填“很大”或“很小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是_________；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做___运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面机械效率为__________。22.（2022·南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。次数G物/NG动/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8（1）每次实验绳端移动距离为______cm；（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。23.（2022·呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：动滑轮重G动/N物重G/N物体上升距离h/m拉力F/N拉力作用点移动距离s/m滑轮组机械效率η10.510.10.50.366.7%20.52.50.11.00.381.5%30.540.11.50.3（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法_____；（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为_____；（3）实验验证，_____（选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。24.（2022·铜仁）课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想；猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体重力大小有关猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合适）、规格2N钩码多个，实验装置如图所示；请你协助“勇创”兴趣小组完成实验；（1）除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是______；（2）实验数据记录如下表：次数物体重力（N）物体上升的高度（cm）弹簧测力计的示数（N）绳子自由端移动的距离（cm）机械效率12101.03066.7524101.73036102.43083.3%①根据表格中的数据，第二次实验时滑轮组的机械效率为______；②分析实验数据可得出结论同一滑轮组，物体提升相同高度，______，机械效率越高；③若要验证猜想二，你的关键操作是______。25.（2022·襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.0100.63055.6%22.0101.030340101.63083.3%（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上_____拉动弹簧测力计；（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为_____；（3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越_____（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高；（4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。四、计算题26.（2022·济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？（2）游船在护城河中受到的浮力多大？（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？27.（2022·张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？（2）盘山公路的机械效率为多少？（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？28.（2022·朝阳）某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t，静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2，它在平直路面上匀速行驶36km，期间受到的阻力为车总重的0.1倍，汽车发动机的效率为40%，求：（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少？（3）汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，这段时间内消耗汽油的质量是多少？29.（2022·金昌）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g=10N/kg）。求：（1）满载时汽车对水平地面的压强；（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。额定乘客人数5电动机额定电压500V电动机额定功率100kW电池容量500Ah30.（2022·东营）如图所示，某电动叉车拾升石材的情景。电动叉车将石材完成一次最大起升高度，用时，其项目参数如下表。（g取）项目参数额定载重（）1500最大起升高度（m）3空载行驶速度（）5空载质量（）720轮胎接地总面积（）008（1）求石材被抬升的速度；（2）求电机对石材做的功及做功功率；（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。31.（2022·威海）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求：①滑轮组的机械效率。②滑轮组对绳的拉力。32.（2022·遵义）《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，激轮使转，挽水入筒，——顷于枧内，流入亩中，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，用来取水的机械，如图所示。若接水槽离取水处高4m，水轮上有12个取水筒，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）（1）请从能量转化的角度，简要分析筒车的工作原理；（2）求该筒车旋转一周对进入接水槽的水所做的功；（3）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。33.（2022·镇江）如图所示，用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m，动滑轮的机械效率为90%，不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦，求；（1）上述过程中的有用功W有；（2）上述过程中拉力所做的功W总；（3）动滑轮所受的重力G动。34.（2022·淄博）我国生产的无人机世界领先，种类繁多，应用广泛。如图所示是一架已经装载上10kg防疫物资的无人机，若该无人机自身质量为30kg，它有4条支撑腿，每条支撑腿与地面的接触面积为25cm2。（g取10N/kg）请解答下列问题：（1）防疫物资所受的重力；（2）图中静止在水平地面上的无人机对地面的压强（旋翼未转动）；（3）起飞后，无人机在30s内匀速竖直上升60m，此过程中无人机对防疫物资做功的功率。35.（2022·呼和浩特）如图为某盘山公路。汽车沿着公路，可以驶上高耸入云的山峰。为什么盘山公路要修成S形呢？因为盘山公路相当于斜面，省力而安全。若从山底到山顶的盘山公路长6000m，山高900m，一辆5t的小型货车以恒定功率165kW，匀速沿盘山公路从山底开上山顶，用时10min。在货车从山底到山顶过程中，阻力大小不变。求：（1）货车克服重力做的功和发动机对货车做的功；（2）货车所受阻力大小。专题11功、功率、机械效率（解析版）（第4期）一、选择题1.（2022·株洲）如图甲和乙分别表示巩立姣用力推铅球过程中的两个时刻。在由甲至乙的过程中（）。A.运动员对铅球没有做功；B.铅球运动状态没有发生变化；C.铅球的机械能逐渐增大；D.以持球的手掌为参照物铅球是静止的【答案】CD。【解析】A．推铅球时，对铅球施加了力，铅球在力的方向上通过了距离，所以运动员对铅球做了功，故A错误；B．推铅球的过程中，铅球运动的速度发生了变化，运动状态发生了改变，故B错误；C．推铅球的过程中，运动员对铅球做功，铅球的质量不变，速度变大，动能变大，高度变大，重力势能变大，机械能变大，故C正确；D．以持球的手掌为参照物，铅球与手之间没有位置的变化，所以铅球是静止的，故D正确。故选CD。2.（2022·株洲）为了提高工作效率，机场工作人员经常以电动平衡车（如图甲）代步。某次工作人员骑着平衡车（其铭牌如图乙）在水平地面上以最高速度匀速直线行驶了一段距离，行驶时平衡车受到的阻力为120N，功率为额定功率，此过程中下列说法正确的是（）。A.牵引力的大小约为150N B.牵引力做功的功率约为600WC.牵引力做功的功率约为480W D.电动平衡车的效率约为80%【答案】CD。【解析】A．电动平衡车做匀速直线运动，处于平衡状态，所受牵引力为故A错误；BC．电动车牵引力做功的功率为故B错误，C正确；D．电动平衡车的效率为故D正确。故选CD。3.（2022·抚顺、葫芦岛）使用如图所示的滑轮组，沿水平方向匀速拉动质量为300kg的物体，弹簧测力计的示数为200N，物体在10s内移动1m。物体所受的摩擦力为物重的0.1倍。不计绳重和滑轮组内的摩擦，下列说法正确的是（）。A.滑轮组的机械效率为50%；B.动滑轮重为100N；C.绳子自由端拉力的功率为20W；D.增大物重机械效率不变【答案】B。【解析】A．物体的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物体受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N则拉力F克服物体摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由图可知，动滑轮用2段绳子拉物体，且弹簧测力计的示数为200N，则拉力F=200N，绳子自由端移动的距离s=2m，拉力做的总功W总=Fs=200N×2m=400J滑轮组的效率故A错误；B．由可知，动滑轮重G动=nF-f=2×200N-300N=100N故B正确；C．拉力的功率故C错误；D．若增大物重，则物体受到的摩擦力变大，物体移动相同的距离，滑轮组所做的有用功变大，而额外功不变，有用功在总功中所占的比例变大，因此机械效率会变大，故D错误。故选B。4.（2022·菏泽）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）。A.工人所用的拉力为200N；B.动滑轮的重力为100N；C.拉力的功率为150W；D.提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变【答案】C。【解析】A．由图可知绳子的有效段数n=3，滑轮组的机械效率工人所用拉力为故A不符合题意；B．忽略摩擦及绳重，作用在绳子自由端的拉力为动滑轮重G动=3F-G=3×250N-600N=150N故B不符合题意；C．拉力F的功率即P=Fv=Fnv物=250N×3×0.2m/s=150W故C符合题意；D．忽略摩擦及绳重，克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，故滑轮组机械效率为G动保持不变，提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率发生变化，故D不符合题意。故选C。5.（2022·潍坊）如图所示，某同学用锤子敲击钉子，将钉子钉入木板中，下列分析正确的是（）。A.钉尖很尖锐是为了减小压强 B.钉入木板后的钉子没有惯性C.敲击过程中钉子对锤子无作用力 D.敲击过程中锤子对钉子做功【答案】D。【解析】A．钉尖很尖锐，在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强，故A错误；B．一切物体都有惯性，钉入木板后的钉子有惯性，故B错误；C．敲击过程中，锤子对钉子有作用力，由力的作用相互性可知，钉子对锤子也有作用力，故C错误；D．敲击过程中锤子对钉子有力的作用，钉子在力的方向上通过一定的距离，锤子对钉子做功，故D正确。故选D。6.（2022·南通）在内径约为1cm的玻璃管中注水近满，上端留一个气泡，用橡皮塞塞住管口，再将玻璃管翻转后竖直放置，气泡上升，如图所示。测得气泡上升40cm用时20s，则该过程中气泡所受浮力做功的功率最接近于（）。A.2×10﹣5W B.2×10﹣4W C.2×10﹣3W D.2×10﹣2W【答案】B。【解析】玻璃管的内径约为1cm，则玻璃管的半径约为0.5cm；气泡的形状近似为球形，则气泡的体积由于气泡浸没在水中，故气泡排开水的体积气泡在水中受到的浮力气泡上升距离s=40cm=0.4m气泡所受浮力做的功气泡所受浮力做功的功率故气泡所受浮力做功的功率最接近于2×10﹣4W，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。7.（2022·威海）如图所示，为了把两件相同货物搬运到汽车上，工人用相同材质的木板搭建了AB、CD两个斜面，用沿斜面向上的力将其中一件货物从斜面的底端匀速推到顶端，另一件货物用同样的方法沿斜面搬运。下列说法正确的是（）。A.沿斜面推动更省力；B.沿斜面推动，工人克服货物重力做的功更多；C.无论利用哪个斜面，工人克服货物重力做功的功率一定相同；D.沿斜面推动货物的过程中，货物的机械能增大【答案】D。【解析】A．AB、CD两个斜面的高度相同，CD斜面比较长，沿CD斜面推动更省力，故A错误；BC．AB、CD两个斜面的高度相同，货物的重力相同，由W=Gh可知克服货物重力做的功相同，两件货物推到顶端的时间未知，由可知工人克服货物重力做功的功率不一定相同，故BC错误；D．沿斜面推动货物的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，机械能等于动能和势能之和，所以货物的机械能增大，故D正确。故选D。8.（2022·滨州）如图所示，用滑轮组提升质量为12kg的物体时，物体在10s内匀速竖直上升2m。所用拉力F为50N。则在提升物体的过程中（不计绳重和摩擦，g=10N/kg）。下列说法正确的是（）。A.绳子自由端移动的速度为0.6m/s；B.滑轮组提升物体做的有用功为300J；C.拉力做功的功率为30W；D.该滑轮组机械效率为80％【答案】ACD。【解析】A．由图可知，承担物体的绳子有3段，所以绳子自由端移动的距离s=3h=3×2m=6m则绳子自由端移动的速度为故A正确；B．物体所受的重力为G=mg=12kg×10N/kg=120N滑轮组提升物体做的有用功为W有=Gh=120N×2m=240J故B错误；C．拉力所做的总功为W总=Fs=50N×6m=300J则拉力做功的功率为故C正确；D．该滑轮组的机械效率为故D正确。故选ACD。9.（2022·襄阳）神舟13号返回舱在空中高速下降到适当位置时打开降落伞，返回舱和伞开始做减速运动，空气阻力随速度的减小而减小，下降一段高度后，开始匀速下降直到地面附近。以返回舱和伞为研究对象，下列说法不正确的是（）。A.减速下降过程中受力不平衡；B.减速下降过程中减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量；C.匀速下降过程中机械能减小；D.减速下降过程中重力做功的功率小于匀速下降时重力做功的功率【答案】D。【解析】A．减速下降过程中，返回舱和伞处于非平衡状态，所以它受力不平衡，故A正确，不符合题意；B．减速下降的过程中，要克服空气阻力做功，则减少的机械能等于克服空气阻力做功消耗的能量，故B正确，不符合题意；C．返回舱和伞匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，但高度减小，则动能不变，重力势能减少，则机械能总量减少，故C正确，不符合题意；D．返回舱和伞的重力大小不变，由题意可知返回舱和伞减速下降时的速度大于匀速下降时的速度，根据公式可知，减速下降中重力做功的功率大于匀速下降中重力做功的功率，故D错误，符合题意。故选D。10.（2022·青岛）如图甲所示，工人师傅利用动滑轮将重360N的货物匀速提起，拉力F＝200N，货物上升的高度h与所用时间t关系的图像如图乙所示，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（）。A.动滑轮的重力 B.货物上升的速度v＝0.4m/sC.拉力F的功率P＝80W D.动滑轮的机械效率【答案】BD。【解析】A．一共有2段绳子分担动滑轮和重物的总重力，故动滑轮的重力故A错误；B．由乙图可知，货物上升速度故B正确；C．绳子自由端的速度为拉力F的功率故C错误；D．动滑轮的机械效率故D正确。故选BD。二、填空题11.（2022·攀枝花）如图所示的滑轮组，将一重510N的箱子在10s内匀速提升5m，拉力F为200N，动滑轮重50N。拉力F的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。【答案】①.300；②.85%。【解析】[1]箱子在10s内匀速提升5m，所以箱子运动的速度由图可知，动滑轮上的绳子段数是3段，则绳端移动速度拉力F的功率[2]有用功总功滑轮组的机械效率。12.（2022·朝阳）如图所示，用滑轮组提升重900N的物体A，使它在10s内匀速上升1m，此时滑轮组的机械效率为75%，则在提升重物的过程中（不计绳重及摩擦），动滑轮的重力为__________N，拉力做功的功率为__________W。【答案】①.300；②.120。【解析】[1]滑轮组做的有用功滑轮组做的总功不计绳重及摩擦，动滑轮的重力[2]拉力做功的功率。13.（2022·金昌）小勇放学后，背着重40N的书包沿水平路面走了200m，用时3min，又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家，小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为______J，他所做总功的功率是______W。【答案】①.360；②.24。【解析】[1]小勇回家过程中对书包的作用力沿竖直方向，所以他背着书包在水平路面行走时，他对书包不做功，只在爬楼过程对书包做了功。所做的功[2]上楼时，小勇不仅要克服书包的重力做功，还要克服自身重力做功。克服自身重力做的功做的总功整个过程所用时间所做总功的功率。14.（2022·巴中）用如图所示的滑轮组（不计绳重及摩擦）把重350N的货物竖直匀速提高10m，用时40s，所用拉力为200N，此时滑轮组的机械效率为___________，拉力的功率为___________W。若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物则滑轮组的机械效率为___________。【答案】①.87.5%；②.100；③.90%。【解析】[1]把重350N的货物竖直匀速提高10m，对物体做的有用功为滑轮组上承担重量的绳子股数为n=2，所以绳子自由端移动的距离为拉力做的总功为滑轮组的机械效率为[2]拉力的功率为[3]由可知，动滑轮的重力为若用此滑轮组竖直匀速提升重450N的货物，则滑轮组的机械效率为。15.（2022·淄博）工人用如图所示的滑轮组来提升货物，已知货物重400N，每个滑轮重50N，若物体在10s内被提升了6m，不计绳重和摩擦，则拉力F是_______N，绳自由端移动的距离是_______m，物体上升的速度是____m/s，滑轮组的机械效率是______（精确到1%）。【答案】①.225；②.12；③.0.6；④.89%。【解析】[1]由图可知，n=2，不计绳重和摩擦，作用在绳自由端的拉力[2]绳子自由端移动的距离[3]重物的速度[4]滑轮组的机械效率。16.（2022·湘潭）如图1，从深井中匀速提取泥土，动滑轮和筐总重力为30N。图2是某次拉力做的功W随绳自由端拉下的长度s变化的关系。不计绳重和摩擦，求：（1）当s为10m时，由图2可知拉力做了_______J的功，筐和泥土上升了_______m；（2）拉力为_______N，筐中泥土的重力是_______N；（3）本次利用该装置提升泥土的机械效率_______。【答案】①.1250；②.5；③.125；④.220；⑤.88%。【解析】（1）[1]由图2可知，当s为10m时，拉力做的功为总功为W总=1250J。[2]由图可知，滑轮组绳子有效股数n=2，由s=nh可得，筐和泥土上升的高度为（2）[3]由W总=Fs可得，拉力为[4]因不计绳重和摩擦，所以，由可得，筐中泥土的重力为G泥土=nF-G动滑轮和筐=2×125N-30N=220N（3）[5]拉力做的有用功为W有=G泥土h=220N×5m=1100J则本次利用该装置提升泥土的机械效率为。17.（2022·烟台）如图所示，用动滑轮将重为160N的物体在5s内匀速提升1m，所用拉力F为100N，在此过程中，拉力F做的功为______J，拉力做功的功率为______W，动滑轮的机械效率为______。【答案】①.200；②.40；③.80%。【解析】[1]由题意可知，拉力F做功[2]拉力F做功的功率为[3]提升该物体时，动滑轮的机械效率为。18.（2022·西藏）如图所示，用大小为125N的拉力F通过滑轮组将重为200N的物体匀速提升10cm，用时2s，不计绳重与摩擦，拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率是______%。【答案】①.12.5；②.80。【解析】[1]由图知道，有两段绳子承担动滑轮和物体的物重，当提升10cm时h=10cm=0.1m拉力F移动的距离是拉力做功的功率[2]滑轮组的机械效率是。19.（2022·日照）物理课上，喜欢动手的小明帮助老师搬运实验器材，器材所受的重力为，距离讲台的水平距离，距离讲台面的竖直高度，如图所示。小明先用的时间在M点将器材匀速竖直搬起，再匀速直线运动到达讲台的N点。小明水平移动器材时，速度大小为___________、对器材做的功为___________J。【答案】①.24；②.0。【解析】[1]小明水平移动器材时运动的距离速度大小为[2]小明水平移动器材时，小明对器材的作用力竖直向上，器材在力的方向上没有移动距离，因此小明水平移动器材时不对器材做功，故对器材做的功为0。20.（2022·淮安）如图所示，向上用125N的拉力，10s内将重200N的物体，匀速提升2m。此过程中，重物上升的速度为______m/s，拉力做的功为______J，动滑轮的机械效率是______。【答案】①.0.2；②.500；③.80%。【解析】[1]重物上升的速度为[2]由图可知，绳子承重股数为n=2，绳子自由端移动的距离为拉力做的总功为[3]拉力做的有用功为滑轮组的机械效率为。三、实验题21.（2022·潍坊）许多实验器材在物理实验中能被重复利用，斜面就是其中之一。请完成下列利用斜面进行实验的有关内容:（1）图甲所示实验中，为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持__________（选填“很大”或“很小”）的坡度；（2）图乙所示实验中，对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是_________；（3）图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做___运动，实验中弹簧测力计示数如图所示，则所测斜面机械效率为__________。【答案】①.很小；②.改变在斜面上静止释放的高度；③.匀速直线；④.80%。【解析】（1）[1]图甲所示实验中，斜面很大的坡度，小车运动速度将会很大，运动时间很小，测量运动时间不方便。为便于测量小车在斜面上的运动时间，应使斜面保持很小的坡度。（2）[2]图乙所示实验中，球A的动能是由重力势能转化而来的。对于同一个球A，要改变A撞击木块前的动能大小，可进行的操作是改变在斜面上静止释放的高度。（3）[3]图丙所示实验中，斜面倾斜角为，物体B重为。为了便于读出弹簧测力计的示数，用弹簧测力计沿斜面拉动B时，应使B做匀速直线运动。[4]实验中弹簧测力计示数如图所示，弹簧测力计的分度值为0.1N，其示数为2.5N。设斜面高为h，由数学知识知，斜面长则所测斜面的机械效率为。22.（2022·南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。次数G物/NG动/NF/Nη/%16.00.32.290.926.01.036.01.92.969.046.03.23.458.8（1）每次实验绳端移动距离为______cm；（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为______N，第2次实验滑轮组的机械效率为______%。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越______；（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将______；（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例______（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】①.30；②.2.5；③.80；④.低；⑤.不变；⑥.变小。【解析】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为（2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。[3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为[4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。（3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据可知，滑轮组的机械效率将不变。（4）[6]四次实验中，物体上升的高度为有用功为第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功为摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功总功为摩擦引起的额外功为摩擦引起的额外功占总额外功的比例为。由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。23.（2022·呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：动滑轮重G动/N物重G/N物体上升距离h/m拉力F/N拉力作用点移动距离s/m滑轮组机械效率η10.510.10.50.366.7%20.52.50.11.00.381.5%30.540.11.50.3（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法_____；（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为_____；（3）实验验证，_____（选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。【答案】①.如图；②.88.9%；③.小玉。【解析】（1）[1]由表格中数据可以看出，绳子末端移动的距离为物体提升高度的3倍，所以连接动滑轮的绳子的股数为3，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，绕线时应从动滑轮的挂钩处挂起，如图所示：（2）[2]由表格中数据得，第三次实验，有用功为总功为滑轮组的机械效率为（3）[3]由表格中数据得，同一滑轮组，提升的重物重力越大，机械效率越大，故小玉的说法是正确的。24.（2022·铜仁）课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想；猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体重力大小有关猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合适）、规格2N钩码多个，实验装置如图所示；请你协助“勇创”兴趣小组完成实验；（1）除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是______；（2）实验数据记录如下表：次数物体重力（N）物体上升的高度（cm）弹簧测力计的示数（N）绳子自由端移动的距离（cm）机械效率12101.03066.7524101.73036102.43083.3%①根据表格中的数据，第二次实验时滑轮组的机械效率为______；②分析实验数据可得出结论同一滑轮组，物体提升相同高度，______，机械效率越高；③若要验证猜想二，你的关键操作是______。【答案】①.刻度尺；②.78.4％；③.物体的重力越大；④.控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度。【解析】（1）[1]在探究影响滑轮组机械效率的因素的实验中，需要测量物体和绳子端移动的距离，故还需要刻度尺。（2）[2]由表格中的数据可知，物体上升的高度h=10cm=0.1m，绳子自由端移动的距离s=30cm=0.3m，则第二次实验时滑轮组的机械效率为[3]分析实验数据可得，同一滑轮组，物体提升相同高度时，物体的重力越大，有用功越大，机械效率就越高。[4]要验证滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关，需要控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度从而探究机械效率的变化情况。25.（2022·襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm拉力F/N绳端移动距离s/cm机械效率η11.0100.63055.6%22.0101.030340101.63083.3%（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上_____拉动弹簧测力计；（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为_____；（3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越_____（选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高；（4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率_____（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】①.匀速直线；②.66.7%；③.重；④.不变。【解析】（1）[1]实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。（2）[2]由表中可知，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率（3）[3]分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。（4）[4]影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力，仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率不变。四、计算题26.（2022·济南）在泉城济南，游客乘坐画舫游船穿行其间，可以尽享“不出城郭而获山水之怡，身居闹市而有林泉之致”的都市休闲意趣。如图所示，若画舫游船质量为3t，从黑虎泉站出发以的速度匀速行驶到泉城广场站，所用时间约为，牵引力是。取，通过计算回答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段大约多长？（2）游船在护城河中受到的浮力多大？（3）这次水上航行中，牵引力对游船做了多少功？（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率多大？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。【解析】（1）所用时间约为由公式得，黑虎泉站到泉城广场站河段的长度（2）画舫游船质量为画舫游船重力为因为游船漂浮在水中，根据漂浮条件得，游船在护城河中受到的浮力（3）牵引力对游船做的功（4）牵引力对游船做功的功率。答：（1）黑虎泉站到泉城广场站河段长；（2）游船在护城河中受到的浮力是；（3）这次水上航行中，牵引力对游船做功是；（4）这次水上航行中，牵引力对游船做功的功率是。27.（2022·张家界）天门山盘山公路是网红打卡地，公路共计99道弯，似玉带环绕，层层叠起，直冲云霄，公路全长大约10km，公路的海拔落差高度约1000m。为助力“2022年湖南省首届旅游发展大会”，实现省委省政府提出的“立标打样”、“办一次会、兴一座城”的目标要求，天门山景区购置了一批新能源纯电动客车，客车满载时总质量为6000kg。现有一辆满载的新能源客车，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盘山公路从山底匀速行驶至山顶。（行驶过程中客车所受重力和阻力大小恒定不变，g取10N/kg）请完成下列问题：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为多少？（2）盘山公路的机械效率为多少？（3）整个过程中，电动机的牵引力为多少？汽车受到的阻力为多少？【答案】（1）6×107J；（2）30%；（3）2×104N，1.4×104N。【解析】（1）客车和游客总重力G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N电动机对客车和游客所做的有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J即电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J。（2）由可得，整个过程所用时间由可得，总功W总=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J盘山公路的机械效率即盘山公路的机械效率为30%。（3）由可得，电动机的牵引力即电动机的牵引力为2×104N。额外功W额=W总﹣W有用=2×108J﹣6×107J=1.4×108J由W额=fs可得，汽车受到的阻力即汽车受到的阻力为1.4×104N。答：（1）整个过程中，电动机对客车和游客所做的有用功为6×107J；（2）盘山公路的机械效率为30%；（3）整个过程中，电动机的牵引力为2×104N，汽车受到的阻力为1.4×104N。28.（2022·朝阳）某品牌家用汽车满载时的质量为1.15t，静止时车轮与水平地面的总接触面积为0.2m2，它在平直路面上匀速行驶36km，期间受到的阻力为车总重的0.1倍，汽车发动机的效率为40%，求：（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是多少？（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是多少？（3）汽油的热值为q＝4.6×107J/kg，这段时间内消耗汽油的质量是多少？【答案】（1）5.75×104Pa；（2）4.14×107J；（3）2.25kg。【解析】（1）汽车满载时的重力为G=mg=1.15×103kg×10N/kg=1.15×104N所以汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压力为F=G=1.15×104N即汽车对地面的压强为（2）因汽车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，所以汽车的牵引力为F′=f=0.1G=0.1×1.15×104N=1.15×103N所以匀速行驶过程中牵引力所做的功为W=F′s=1.15×103N×36×103m=4.14×107J（3）根据可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量为再根据Q放=mq可得，这段时间内消耗汽油的质量为。答：（1）汽车满载静止在水平地面上时，对地面的压强是5.75×104Pa。（2）匀速行驶过程中牵引力所做的功是4.14×107J。（3）这段时间内消耗汽油的质量是2.25kg。29.（2022·金昌）绿色环保已成为人们生活中重要的理念。电动汽车是一种节能环保的交通工具，某电动汽车部分参数如下。若某次车满载时，车和人的总质量为1.8吨，四个车轮与水平地面接触面积分别为50cm2（g=10N/kg）。求：（1）满载时汽车对水平地面的压强；（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是多少；（3）若汽车在额定功率下沿平直公路以10m/s的速度匀速行驶，发动机效率为80%，则汽车在行驶过程中受到的阻力大小。额定乘客人数5电动机额定电压500V电动机额定功率100kW电池容量500Ah【答案】（1）；（2）36km；（3）。【解析】（1）满载时汽车对水平地面的压力为满载时汽车对水平地面的压强（2）行驶的距离是（3）若汽车在额定功率下输出有用的功率为汽车在匀速行驶过程中牵引力为汽车是匀速行驶的，牵引力与阻力是平衡力，故汽车在行驶过程中受到的阻力大小为答：（1）满载时汽车对水平地面的压强；（2）若汽车以108km/h的速度在平直高速公路匀速行驶20分钟，行驶的距离是36km；（3）汽车在行驶过程中受到的阻力大小为。30.（2022·东营）如图所示，某电动叉车拾升石材的情景。电动叉车将石材完成一次最大起升高度，用时，其项目参数如下表。（g取）项目参数额定载重（）1500最大起升高度（m）3空载行驶速度（）5空载质量（）720轮胎接地总面积（）008（1）求石材被抬升的速度；（2）求电机对石材做的功及做功功率；（3）求空载的电动叉车静止时对水平地面的压强。【答案】（1）0.1m/s；（2），；（3）。【解析】（1）根据速度的计算公式可得，石材被抬升的速度为（2）由重力的计算公式可得，石材的重力为G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N根据功的计算公式可得，电机对石材做的功为由功率的计算公式可得，电机对石材做功功率为（3）由题意可知，空载叉车静止时，其对地面的压力与受到的重力大小相等，空载叉车对地面的压力为根据压强计算公式可得，空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为。答：（1）石材被抬升的速度为0.1m/s；（2）电机对石材做的功为及做功功率为；（3）空载的电动叉车静止时对水平地面的压强为。31.（2022·威海）为了建设精致城市，每到春天园林工人要在过街天桥上放置花草，为城市增添一抹绿色。如图所示，工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置。木棒放置在天桥栏杆上始终保持水平，与栏杆M接触点为O；用沙袋将木棒B端压在栏杆N上，在木棒A端吊装滑轮组。，每个沙袋重，每个滑轮重。（木棒和绳的重力、滑轮与轴的摩擦均忽略不计）（1）若A点受到竖直向下的拉力为，为了保持木棒水平平衡，在B端至少需要放置几个沙袋？（2）若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子，将重为的花架匀速提升。求：①滑轮组的机械效率