第5章 简单机械与功 3功与机械能（解析版）

宁波科学九上培优题库第5章简单机械与功3功与机械能一、单选题（共19题；共38分）1.（2020·柯桥模拟）疫情期间为减少人员外出接触，社区服务人员用无人机给居家隔离人员送货。如图是一架自重5kg(含货篮)的对称臂(翼)无人机，其最大载重10kg。超市给小柯家送来10kg大米和5kg面粉，需要通过这架无人机送到10楼的小柯家(高30米)。下列相关说法不正确的是（

）A.

无人机上升时的动力来自空气

B.

无人机满载后匀速上升时，每一臂(翼)对空气的推力为25牛

C.

把全部货物送到10楼小丽家，无人机至少需要做功约为6000焦

D.

无人机带着货物匀速上升过程中，无人机及货物机械能一直增大【答案】C【解析】（1）根据流体压强和流速的关系分析升力的来源；

（2）首先根据F=G总计算出无人机的总升力，然后用总升力处于机翼的个数即可；

（3）根据最大载重10kg可知，无人机要将大米和面粉送上10楼，必须运两次，根据公式W=G总h分别计算出两次做的功，然后相加即可；

（4）动能与质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关，最后根据机械能=动能+重力势能分析。

A.无人机的机翼旋转时，上表面的空气气流速度大压强小，下表面的空气速度小压强大，于是产生向上的压力差，这就是升力，故A正确不合题意；

B.无人机满载后匀速上升时，它产生的总升力：F=G总=（5kg+10kg）×10N/kg=150N；

根据图片可知，无人机有6个机翼，

因此每一个机翼对空气的推力：F'=Fn=150N6=25N，故B正确不合题意；

C.根据最大载重10kg可知，无人机要将大米和面粉送上10楼，必须运两次，

第一次做的功：W1=G1h=（5kg+10kg）×10N/kg×30m=4500J；

第一次做的功：W2=G2h=（5kg+5kg）×10N/kg×30m=3000J；

那么无人机至少做功：W总=W1+W2.

如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组在相等时间内将质量相等的重物匀速提升相同的高度，绳和轮之间的摩擦均不计，下列说法正确的是（）A.

甲滑轮组比乙滑轮组更省力

B.

甲滑轮组绳子移动的速度比乙的大

C.

甲、乙两个滑轮组对重物所做的功相等

D.

甲滑轮组的机械效率比乙的低【答案】C【解析】解：A、不计绳重及摩擦，因为拉力F=1n（G物+G轮），n1=2，n2所以绳子受的拉力：F1=12（G物+G轮），F2=13（G物+G所以F1＞F2；故A错误；B、因为绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，所以s1＜s2，在时间相同时，根据v=st可知，v1＜v2C、提升的物体重和高度相同，根据W有=G物h可知，利用滑轮组做的有用功相同；故C正确；D、因为动滑轮重相同，W额=G轮h，所以额外功相同，总功相同，根据η=W有/w总可知，滑轮组的机械效率相同，故D错误．故选C．由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；根据速度公式v=st3.

如图所示，用相同的轮滑不同的绕法提起相同的重物，绳重、摩擦忽略不计，在物体匀速上升的过程中（）A.

甲图省力，机械效率甲图大

B.

甲图省力，机械效率一样大

C.

乙图省力，机械效率乙图大

D.

乙图省力，机械效率一样大【答案】D【解析】解：不计绳重及摩擦，绳子自由端拉力F=1n（G物+G轮由图可知：n甲=2，n乙=3，所以绳子自由端拉力：F甲=12（G物+G轮F乙=13（G物+G轮所以F甲＞F乙，乙图省力；动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，由此可知：利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，因为η=×100%，所以滑轮组的机械效率相同．故选D．由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．4.如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1.G2提高相同高度（

）A.

用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变

B.

若G1=G2，甲的机械效率高

C.

若G1=G2，拉力做的总功相同

D.

若G1=G2，拉力做的额外功相同【答案】B【解析】A.用同一个滑轮组提起不同的重物，所做的额外功不变，有用功发生变化，所以有用功在总功中的比值发生变化，所以机械效率变，所以A错误，不符合题意．BC.若G1=G2，则甲乙所做的有用功相同，总功=有用功+额外功，所以乙做的总功大于甲做的总功，所以C错误，不符合题意；根据可得，甲的机械效率大于乙的机械效率，B正确，符合题意．D甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮，所以若把物体提升相同的高度，乙滑轮组做的额外功多，所以D错误，不符合题意．故选B．解决此题的关键是搞清有用功.额外功.总功之间的关系，并能比较出甲乙两图中所做额外功的大小关系．5.（2018九上·义乌月考）在下图所示的四种情景中，人对物体做功的是(

)A.

提着桶在水平面上匀速前进

B.

举着刚帮原地不动

C.

用力搬石头但没有搬动

D.

推着小车前进【答案】D【解析】做功是指在力的方向上移动了一定距离。几种不做功的情况是，有力没有距离；有距离没有力；力与距离垂直。A、力与距离垂直，人对物体不做功，A错误；

B、有力没有距离，人对物体不做功，B错误；

C、有力没有距离，人对物体不做功，C错误；

D、推着小车前进时，在推力方向上有距离，人对物体做功，D正确。

故选D6.（2018九上·杭州期中）如图所示，斜面长5m，高1m，将10N重的物体A从斜面顶端匀速拉到斜面顶端，需要用拉力2.5N，则物体受到的摩擦力为（

）A.

2.5N

B.

10N

C.

0.5N

D.

6.25N【答案】C【解析】首先根据W有=Gh计算做的有用功，然后根据W总=Fs计算总功，接下来根据W额=W总-W有计算克服摩擦做的功，最后根据f=W克服物体重力做的有用功：W有=Gh=10N×1m=10J；

拉力做的总功为：W总=Fs=2.5N×5m=12.5J；

克服摩擦做的功：W额=W总-W有=12.5J-10J=2.5J；

物体受到的摩擦力为：f=W额7.如图所示，在电梯里，一名背书包的学生在随着电梯匀速上升的过程中，以下说法正确的是(

).

A.

学生的动能转化成重力势能

B.

学生的运动状态发生了变化

C.

学生对书包做了功

D.

学生所受到的重力和她对电梯的压力是一对平衡力【答案】C【解析】（1）分析动能和重力势能的大小变化即可；

（2）运动状态的改变包括：①运动方向的改变；②运动速度的改变；

（3）功等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过距离的乘积；

（4）平衡力的四个条件：大小相等、方向相反、作用在同一物体和同一直线上。

A.当电梯匀速上升时，学生的质量和速度都不变，因此它的动能不变，那么肯定不是动能转化为重力势能，故A错误；

B.学生跟随电梯向上做匀速直线运动，因此她的运动状态不变，故B错误；

C.学生对书包的支持力竖直向上，而书包在这个方向上通过距离，因此学生对书包做功，故C正确；

D.学生受到的重力和她对电梯的压力，方向都是竖直向下的，因此它们肯定不是平衡力，故D错误。

故选C。8.（2020九上·海曙期末）如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300N，做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200N，F2做的功为W2，功率为P2．则(

)A.

W1>W2

B.

W1<W2

C.

P1>P2

D.

P1<P2【答案】C【解析】根据公式W=Fs比较做功的大小，根据公式P=Fv比较功率的大小。OP段所做的功为：W1=F1sOP=300N×4m=1200J；

PQ段所做的功为：W2=F2sOP=200N×6m=1200J；

因此W1=W2；

OP段做功的功率为：P1=F1v；

PQ段做功的功率为：P2=F2v；

因此P1>P2。

故C正确，而A、B、D错误。

故选C。9.（2016·温州）如图装置中，物体A重100N，物体B重10N，在物体B的作用下，物体A在水平方向作匀速直线运动，则如果在物体A上加一个水平向左的拉力F，拉力的功率为10W，使物体B匀速上升3m所用的时间为（不计轮与轴之间的摩擦，不计轮重、绳重）（

）A.

6s

B.

5s

C.

4s

D.

3s【答案】A【解析】（1）物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，A受到的摩擦力和挂钩的拉力是一对平衡力，可求出摩擦力；

（2）拉动A向左运动，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、挂钩的拉力三力平衡，可求出拉力；

（3）利用滑轮组距离关系，B移动的距离是A移动距离的3倍，求出A移动的距离，则拉力所做的功为W=Fs，再利用P=Wt解：物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动时，f=F拉=3GB=3×10N=30N；

拉动A向左运动时，A受力如图，F=f+F拉=30N+30N=60N，sB=3m，则sA=13sB=13×3m=1m，因此拉力F做功为W=FsA=60N×1m=60J，所用时间为t=故答案为：6s。10.利用如图所示的装置，工人用力F把重为100N的物体以0.2m/s的速度匀速提升6m。若不计绳重和摩擦，则这一过程中（

）A.

拉力F的大小为50N

B.

绳子自由端的速度为0.4m/s

C.

拉力F所做的功为600J

D.

拉力F的功率为10W【答案】C【解析】使用的是定滑轮，不能省力，不计摩擦，拉力F=G，拉力移动的距离s=h，根据公式W=Fs求出拉力做的功，又知道做功的时间，可利用公式P=Fυ计算出拉力F做功的功率。A、此滑轮是定滑轮，不能省力，不计摩擦，拉力F=G=100N，所以A错误；B、使用的是定滑轮，绳子自由端的速度与物体的速度相同为0.2m/s，所以B错误；C、拉力F所做的功W=Fs=100N×6m=600J，所以C正确；D、拉力F的功率P=Fυ=100N×0.2m/s=20W，所以D错误。故选项C符合题意。11.关于机械效率，下列说法正确的是（

）A.

有用功越大，机械的机械效率就越高

B.

额外功越大，机械的机械效率就越低

C.

总功越大，机械的机械效率就越低

D.

有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高【答案】D【解析】有用功是指对人们需要的，有价值的功。额外功是并非我们需要但又不得不额外做的功，额外功加有用功就是总功。有用功和总功的百分比叫做机械效率。A、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，有用功越大，机械的机械效率就越高；故A错误；

B、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当总功一定时，额外功越大，机械的机械效率就越低；故B错误；

C、有用功和总功的百分比叫做机械效率，当有用功一定时，总功越大，机械的机械效率就越低；故C错误；

D、有用功和总功的百分比叫做机械效率，有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高；故D正确；

故答案为：D。12.（2019九上·余杭月考）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关系图象如图乙所示．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为P1、P2，下列判断正确的是(

)A.

F1>F2、P1>P2

B.

F1=F2、P1>P2

C.

F1>F2、P1=P2

D.

F1<F2、P1<P2【答案】B【解析】（1）当物体在水平面上做匀速直线运动时，根据二力平衡的知识分析拉力和摩擦力的大小关系；

（2）已知拉力和速度根据公式P=Fv比较功率的大小关系。

（1）根据乙图可知，第一次和第二次木块都在水平面上做匀速直线运动，那么它受到的拉力始终等于木块受到的摩擦力；因为压力和接触面的粗糙程度不变，所以木块运动时受到的滑动摩擦力相同，那么两次的拉力F1=F2；

（2）根据乙图可知，木块第一次运动的速度大于第二次运动的速度，即v1>v2；而两次木块受到的拉力F1=F2，根据公式P=Fv可知，两次拉力的功率p1>p2。

故选B。13.如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（

）A.

0.4J83.3%

B.

0.8J91.7%

C.

0.8J83.3%

D.

0.4J91.7%【答案】C【解析】使用滑轮组提升重物时，根据W有=Gh计算有用功，根据W总=Fs计算总功，根据η=W有W总计算机械效率，根据W额=W总-W有计算额外功。

滑轮组做的有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J；

总功：W总=Fs=6N×（2×0.4m）=4.8J；

那么额外功：W额=W总-W有=4.8J-4J=0.8J；

滑轮组的机械效率14.小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示)，分别将同一物体以相同速度提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2，拉力分别为F1、F2，拉力的功率分别为P1、P2，忽略绳重及摩擦，下列关系正确的是(

)A.

F1＞F2η1＝η2P1＝P2

B.

F1＜F2η1＝η2P1＜P2

C.

F1＞F2η1＝η2P1＞P2

D.

F1＞F2η1＞η2P1＝P2【答案】A【解析】（1）已知滑轮组承担物重的绳子股数n，不计绳重及摩擦,拉力等于物重和动滑轮重之和的1n,由此判断拉力的大小关系;

（2）把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系;

（3）物体上升的高度相同,所用时间相同,可判断绳子自由端移动的时间相同,再根据P＝Wt比较功率的大小。

不计绳重及摩擦,动滑轮重相同，

（1）左图中二条绳子承担物重，右图中三条绳子承担物重，则

F1＝G+G动2，F2＝G+G动3，所以，F1>F2；

（2）因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同，由η＝W有15.（2019·慈溪模拟）如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速直线运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮、弹簧测力计和绳的重以及滑轮摩擦，则下列说法正确的是(

)A.

B受到的摩擦力为3N，方向水平向左

B.

滑轮移动的速度为0.4m/s

C.

绳子拉物体A的功率为2W

D.

在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N【答案】D【解析】物体B静止时，受力平衡，根据二力平衡条件判断摩擦力的方向和大小；根据动滑轮的特点可知滑轮移动的速度和绳子拉物体A的拉力，利用P=Fv求出功率；运动过程中，影响滑动摩擦力的因素不变时，滑动摩擦力的大小不变。

A、物体B保持静止，受到测力计向左的拉力和向右的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知f=F=3N，故A错误；

B、动力F作用在动滑轮上，所以动滑轮移动的速度是绳端移动速度的二分之一，所以动滑轮的移动速度为0.1m/s，故B错误；

C、该滑轮为动滑轮，绳子拉物体A的力为FA=1/2F=5N，其功率为P=Wt=Fst=Fv=5N×0.2m/s=1W，故C错误；

D、拉力增大时，由于B和A之间的摩擦力的影响因素不变，所以它们之间的摩擦力不变，弹簧测力计的示数仍为3N，故D正确。16.（2019·海曙模拟）某工厂搬运货物用了如图所示的装置。已知滑轮组中绳子能承受的最大拉力为500N，定滑轮的质量为0.5kg，动滑轮的质量为0.6kg，货箱重为15N，不计绳重和绳子与滑轮间的摩擦，下列说法正确的是（

）A.

匀速吊起货物上楼，每次能吊的货物最多不能超过1469N

B.

使用的定滑轮质量越小越省力翻货箱

C.

工人分别用5m/s和3m/s速度匀速拉升同一货物，工人做功的功率相同

D.

所吊货物质量为100kg，匀速提升10m，则水平拉力F所做的功为10210J【答案】D【解析】（1）匀速提起货物时，动滑轮上有三段绳子承担重力，可根据nF=G物+G箱+G动计算能吊起货物的重力；

（2）定滑轮固定在上面，不随物体一起运动，据此判断；

（3）匀速提升同一货物，自由端的拉力相等，根据P=Fv判断工人做功的功率大小；

（4）首先根据nF=G物+G动计算出自由端的拉力，然后根据s=nh计算出自由端移动的距离，最后根据W=Fs计算水平拉力做的功。

A.

动滑轮的重力为：G动=m动g=0.6kg×10N/kg=6N；

匀速吊起货物上楼，当绳子的拉力达到最大500N时，

每次吊起的货物最多为：G物=nF-G动-G箱=3×500N-6N-15N=1479N，故A错误；

B.定滑轮不随货物一起移动，因此它的质量不会影响自由端的拉力，故B错误；

C.匀速提升同一货物，自由端的拉力相等，根据公式P=Fv可知，速度越大，工人做功的功率越大，故C错误；

D.所吊货物的重力为：G=mg=100kg×10N/kg=1000N；

自由端的拉力为：F=G动+G物+G箱n=1000N+6N+15NA.

在0~1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J

B.

在1s~2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W

C.

在0~3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W

D.

动滑轮重为100N【答案】A【解析】（1）从乙图中找出0～1s内对应的拉力F，从丁图找出对应的物体上升的高度h，根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功；

（2）从乙图中找出1～2s内对应的拉力F，从丙图找出1～2s内对应的物体上升的速度v，根据P=Fnv就可以计算拉力的功率；

（3）从乙图中找出1s～3s内对应的拉力F，从丙图找出1s～3s对应的物体匀速速度v，依据s=vt计算出吊篮上升的高度，最后根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，然后与0~1s内做的功相加，再根据P=Wt计算电动机提供的拉力的功率；

（4）已知在1s～2s内，滑轮组的机械效率为90%，根据η=W有用W总=GFn×100%计算出吊篮内所有物体的总重力，然后再根据F=14（G+G动）就可以计算出动滑轮重．

A.由丁图知，这段时间物体升高的高度h=0.5m，由图甲知，滑轮组由4段绳子承担物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，则拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正确；

B.由乙图知，在1～2s内对应的拉力F=500N，由丙图知这段时间物体运动的速度是1m/s，则拉力F做的的功率为：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B错误；

C.由乙图可知，在1s~3s时间内拉力是500N，由丙图可知，这段时间内物体的速度是1m/s，那么吊篮上升的高度为：h=vt=1m/s×2=2m，这段时间拉力做的功为：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，则在0～3s内拉力做的总功为W=1100J+4000J=5100J；那么这段时间内拉力的功率为：P=Wt=5100J3s=1700W，故C错误；

D.由题意知，A.

正方体木块的密度为水的23

B.

在木块匀速下沉过程中，F最大值是

mg4

C.

木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是mga4【答案】C【解析】A.知道立方体木块的边长求出木块的体积；知道木块漂浮，木块受到的浮力等于木块重，利用阿基米德原理木块受到的浮力等于排开水的重，得出F浮＝ρ水gV排＝ρ水g（34V木)＝G木＝ρ木gV木

B.利用浮沉条件求出木块漂浮时浮力，利用阿基米德原理求木块全部没入水后中受到的浮力，当木块全部没入水后中匀速下沉过程中，木块受到的导力等于木块重加上手对木块的压力，据此求出手对木块的压力；

C.木块开始下沉到恰好浸没的过程中，由图可知物体重心下降14

D.知道木块开始下沉到恰好最没的过程中，F匀速下压，力匀速增大，最大为Fmax＝13mg，利用W＝1A.木块的体积：V木＝a3，由图可知：木块漂浮，F

浮＝G木

∵木块底面深度H为34a时，压力为0，则浸没在水中的体积为a×a×34a＝34

∴根据阿基米德原理得：F浮＝

ρ水gV排＝ρ水g（34V木

则ρ水gV排＝ρ木gV木

ρ水g（34a3)＝ρ木ga

∴ρ木＝ρ水：故A错误。

B.木块漂浮时：F浮＝G木＝ρ水g（34a3)，即ρ水ga3＝43

木块浸没时：F浮＇＝ρ水ga3

∵木块浸没时：F浮＇＝F压+G木

∴手对木块的压力（最大压力)F压＝F浮＇－G木＝43G木－G木＝13G木＝

C.木块开始下沉到恰好浸没的过程中，由图可知物体重心下降了14a，重力做功为W＝G木h＝mg×14a＝

D.木块开始下沉到恰好浸没的过程中，F匀速下压，力匀速增大，到浸没时最大为Fmax＝13mg，所以F对木块做功是W＇＝12×13mg×119.（2018·宁波）如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（

）A.

F2的功率为0.6W

B.

弹簧测力计读数为9N

C.

物体A和地面之间有摩擦力

D.

如果增大F2，物体A可能向左运动【答案】D【解析】（1）功率计算公式P=Fv；（2）弹簧测力计的读数有拉着左侧滑轮的三根绳子决定；（3）由物体B的运动，判断出A对B有摩擦力，根据力的作用是相互的所以B对A也有摩擦力，根据A相对于地面静止可判断出A和地面之间是否有摩擦力；（4）滑动摩擦力的大小只与压力大小和表面粗糙程度有关，与B物体的运动速度无关。A．F2的功率为0.6W，将左侧滑轮看成定滑轮时，这个滑轮组能省1/2的力，费2倍的距离，所以绳子自由端的运动速率为0.2m/s，由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，说法正确，A错误；B．弹簧测力计读数为9N，左侧滑轮有三根绳子拉着，每根绳的拉力都为3N，所以总拉力是9N，说法正确，B错误；C．物体A和地面之间有摩擦力，因为B受到向左的拉力，向左做匀速直线运动，可知B受到平衡力的作用，B受到向左的拉力为6N，受到向右的摩擦力也为6N。由于力的作用是相互的，B也给A一个摩擦力且大小也为6N，方向向左，由于A保持静止所以A受到平衡力的作用，向应该受到向右的力也为6N，已知F1=4N，所以地面对A的摩擦力为2N方向向右，说法正确，C错误；D．如果增大F2，物体A可能向左运动，由于滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，而B对A的压力不变且粗糙程度也不变，所以滑动摩擦力不变，A物体的受力不变，所以仍为静止，说法错误，D正确。故答案为：D二、填空题（共8题；共18分）20.小丽同学用水平力F拉动如图所示装置，使重100N的A物体4s内在水平地面上匀速运动了80cm，物体B重50N(物体B与A始终接触)，此过程中地面受到的摩擦力为10N，弹簧测力计的示数为8N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和绳与滑轮间摩擦，则滑轮移动的速度为________m/s，水平拉力F的功率为________W。【答案】0.1；3.6【解析】（1）滑轮移动的距离与拉力F一致，即根据s=1ns物计算出滑轮移动的距离，再根据公式v=st计算它的速度；

（2）首先对A进行受力分析，根据二力平衡的知识计算出A受到的拉力，再根据F=nFA计算出拉力F，最后根据P=Fv计算拉力的功率。

（1）滑轮移动的距离s=1ns物=12×0.8m=0.4m；

滑轮移动的速度v=st=21.（2019九上·义乌月考）金属的电阻随温度升高而增大，小灯泡发光时，灯丝温度高，灯丝电阻比不发光时大得多，在课外兴趣小组活动时，某校甲乙同学用实验研究小灯泡的电功率跟所加电压的关系，实验室提供给他们的器材是：额定电压6V，额定功率为3W的小灯泡1只，电压表1只，电流表1只，变阻器1只，电源（大于6V）1个，开关1个，导线若干。（1）甲同学根据P=UI设计了如图a所示的电路进行研究。乙同学先由计算式R=U额2/P额算出小灯泡的电阻R，再根据P=U2/R设计了如图b所示的电路进行研究，你认为哪位同学设计的电路是合理的________（填“甲”或“乙”或“甲和乙”）（2）若甲乙同学按照各自所设计的电路进行实验，甲同学先测出若干组电压和电流值，再由P=UI求得对应的功率，并做出功率随电压变化的图线；乙同学先测出若干电压值，再由P=U2/R求得对应的功率，也做出功率随电压变化的图线，则下图中哪个图线反映了他们的实验结果________

。（图中标有a的为甲同学所得的图线，图上标有b的为乙同学所得图线）【答案】（1）甲

（2）B【解析】（1）灯丝的电阻随温度的升高而增大，不是一个定值，因此用P=U2R计算肯定是不准确的；

（2）根据R=U2P确定图像的形状，然后结合根据金属的电阻随温度升高而增大，对不同电压下灯泡的功率大小进行比较即可。

（1）我认为甲同学的设计更合理，因为乙同学忽视了灯泡电阻的变化，甲同学设计的电路避免了由于灯泡电阻的变化所受到的影响；

（2）根据公式P=U2R可知，电功率P是关于电压U的二次函数，因此图象是经过原点的抛物线，肯定不是直线，故C、D错误；

灯泡正常工作时的电阻为：R=U2P=6V23W=12Ω；

根据“金属的电阻随温度升高而增大”可知：

①当小灯泡两端的电压小于额定电压6V时，小灯泡在小于额定电压下工作，它的电阻小于12Ω，则P甲22.（2017九上·乐清月考）一个边长为10厘米的正方体木块，下表面通过一细线与容器底相连（容器足够高）。现向容器中慢慢加水，木块位置随加水深度的变化如图甲所示。用F浮表示木块受到的浮力，h表示容器中水的深度，细线长为20厘米，则图乙可以正确描述F浮随深度h变化的图象。（g取10N/kg）（整个过程木块克服重力所做的功是________焦。【答案】1.2【解析】首先将甲图描述的木块的运动过程与乙图中的图像对应起来，找到木块受力平衡的时刻，根据二力平衡的原理计算出木块的重力；然后分析木块向上运动的距离和细线长度的关系，最后根据公式W=Gh计算克服重力所做的功。分析乙图可知，刚开始向容器内注水时，木块处于静止状态，这时浮力小于重力，随着浸入水体积的不断增大，它受到的浮力也在不断增大；

当浮力达到6N时就不再增大，说明此时浮力等于重力，木块随着水面上升，但细线这时并没有拉直，因此木块的重力G=6N；

当细线拉直后木块不能再继续上升，这时排开水的体积继续增大，浮力不断增大；

当浮力到达10N时木块全部浸没，排开水的体积不变，浮力最终保持不变。

在这个过程中，木块运动的距离就是细线的长度，即h=20cm=0.2m；

整个过程木块克服重力做的功为：W=Gℎ=6N×0.2m=1.2J。

故答案为：1.223.（2018九上·义乌月考）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示。则第2秒末时，物体处于________状态，第6秒末到第9秒末，推力F做功是________焦耳,3-6秒时物体受到的滑动摩擦力为________牛。【答案】静止；24；4【解析】根据乙图中速度—时间图线可知不同时间时物体的运动状态；根据公式W=Fs可以计算出推力F所做的功；滑动摩擦力的大小只与表面粗糙程度和压力的大小有关，3—6秒时和6—9秒时表面粗糙程度和压力大小都不变，所以滑动摩擦力大小相同。利用6—9秒时匀速运动时物体受力平衡求出滑动摩擦力的大小。由图乙中速度—时间图线可知，在2秒末时物体处于静止状态。第6秒末到第9秒末时，推力的大小为4N，运动的距离为s=vt=2m/s×3s=6m，所以W=Fs=4N×6m=24J。由分析可知3—6秒时的摩擦力与6—9秒时的大小相同，6—9秒时物体做匀速直线运动，推力F与摩擦力是一对平衡力，所以f=F=4N。

故答案为：静止；24；424.如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图象。请根据图象判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力F1________

F2；两次拉力对木块做的功W1________

W2。（选填“＞”“＜”或“=”）【答案】=；＞【解析】由图像乙分析可得，木块2次均做匀速直线运动；再结合做匀速直线运动的物体拉力和摩擦力的关系及做功的公式进行解答。（1）做匀速直线运动的物体受平衡力的作用，所以拉力的大小等于滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，此题中两次拉动并没有改变压力的大小和接触面的粗糙程度，摩擦力的大小不变，所以拉力大小也不变，F1=F2；（2）前面分析已得出F1=F2；由图像乙分析可得，相同时间内第一次通过的路程较长，即S1＞S2。

根据W=FS,

W1

W因为：F1=所以：W故答案为：=；＞25.（2019·宁波保送考试）

（1）A、B两人共同搬一个质最分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。木箱长为L，高为H（H<L），楼梯和地面成45°角。如果两人对木箱的作用力方向都是竖直向上的，且木箱与楼梯平行，那么A对木箱施加的力与B对木箱施加的力的比值是________。（2）悠悠球是古老的玩具，它由轮和轴（含绕在轴上的细线）两部分组成（如图乙），一悠悠球轮半径为R，轴半径为r（轴与轮固定，无相对运动）。将绕好细线的悠悠球放在水平地面上，如图丙（a）所示，在大小不变的水平拉力F作用下悠悠球会向________（填“左”或“右”）滚动；如图丙（b）所示，在大小不变的水平拉力下作用下悠悠球向右滚动距离为s，则F做功为________。【答案】（1）L+HL−H

（2）右；(I+【解析】（1）将长方形木箱的对角顶点相连，找到木箱的重心A，通过此点作出木箱的重力G的作用线，与木箱的下边交点为C。将A看作支点，重力G看作阻力，B的作用力FB看作动力，分别做出对应的力臂OD和OE。通过A点作木箱下边OF的垂线交点为B，利用三角函数球场BC的长度，进而计算出OC的长度；然后利用相似三角形原理计算出阻力臂和动力臂之比，即OD：OE，进而求出动力FB的值。根据平衡原理可知，物体的重力等于两人的作用力之和，即根据FA=G-FB计算出B的作用力，最后作比即可。

（2）力是改变物体运动状态的原因，因此悠悠球运动的方向应该与拉力F的方向一致。当悠悠球滚动时，轮转动多少圈，轴就同时转动多少圈；当轮转动距离为s时，轮转过的圈数为n=s2πR，据此计算出轴运动的距离s'；当（b）图中拉力在轴上时，轴向前滚动相当于使细线变长，那么拉力F运动的距离s''等于s与s'的和，最后根据W=Fs计算所做的功即可。

（1）如下图：

因为A点是木箱的重心，

所以AB=12H，OB=12L;

因为∠COE=45°，

所以∠ACB=∠CAB=45°，

那么△ACB是等腰直角三角形；

即CB=AB=12H；

那么OC=OB−CB=12L−12H=12L−H；

因为△OCG~△OFE，

所以：ODOE=OCOF

①；

根据杠杆的平衡条件得到：G×OG=FB×OE；

那么：

ODOE=FBG

②；

根据①②得到：FBG=12L−HL=L−H2L；26.如图所示，质量分布均匀的长方体砖，平放在水平地面上，第一次用竖直向上的力F1只作用于ab的中点，第二次用竖直向上的力F2作用于bc的中点，都使它们在竖直方向上慢慢向上移动h（h＜ab＜bc），则在上述过程中F1________

F2（选填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________

F2所做的功（选填“大于”、“小于”或“等于”）；第一次克服重力所做的功________

第二次克服重力所做的功（选镇“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】等于；等于；等于【解析】（1)砖不滑动时可以认为砖是以触地点为支点形成的一种转动，因微微抬起所以可以看作为转动的动态平衡；在逐渐抬起的过程中，动力始终向上；动力臂大小不变；物体的重力和阻力臂也保持不变，从而可知动力大小的变化。（2)根据公式W=FS可以比较出两个力做功的多少。（3)根据公式W=Gh可以比较出克服重力做功的多少。（1)第一次以与地面接触的下边为支点转动，F1克服重力才能将砖抬起，即F1×bc=mg×12bc,得F1=12mg；第二次同理有：F2×ab=mg×12ab,F2=12（2)拉力F1做的功W1=F1h；拉力F2做的功W2=F2h；因为F1=F2，所以W1=W2。（3)第一次克服重力做的功W1=Gh1，第二次克服重力做的功W2=Gh2，因为两块砖都是沿着拉力慢慢向上移动h，h1=h2=12h，所以W1=W227.（2019·浙江模拟）电动自行车已成为大众化的一种交通工具，厂家对电动自行车性能进行了测试，得到速度v和牵引力F随时间t变化的关系图象如图所示。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A。电动自行车在7~12s受到的摩擦力为________N，电流做了________焦耳的功。【答案】35；1200【解析】（1）首先根据左图确定7~12s时电动自行车的运动状态，然后从右图中找到7~12s时电动自行车受到的牵引力，最后根据二力平衡计算摩擦力即可；

（2）已知电压、电流和时间根据W=UIt计算电流所做的功。据甲图可知，7~12s时电动自行车保持6m/s的速度做匀速直线运动，那么它受到的摩擦力和牵引力是平衡力；据乙图可知，7~12s时自行车受到的牵引力是35N，所以受到的摩擦力也是35N。

电流做的功为：W=UIt=48V×5A×(12s−7s)=1200J。

故答案为：35；1200J三、实验探究题（共6题；共70分）28.建筑工地上，工人想把一个手推车推到2m高的平台上，用木板在地面与平台间搭一个6m长的斜面，工人用平行斜面的240N的力将手推车推上平台，用时5s．若斜面的机械效率是50%．试求：（1）工人推车所做的功是多少？（2）工人做功的功率是多少？（3）手推车的重力是多少？【答案】（1）工人做的总功W总=Fs=240N×6m=1440J（2）工人利用斜面做功的功率是（3）由得：有用功W有用=W总η=1440J×50%=720J；由W有用=Gh得：．【解析】（1）工人做的总功W总=Fs=240N×6m=1440J；（2）工人利用斜面做功的功率是；（3）由得：有用功W有用=W总η=1440J×50%=720J；由W有用=Gh得：．答：（1）工人推车所做的功是1440J；（2）工人做功的功率是288W；（3）手推车的重力是360N．（1）已知拉力的大小和斜面的长度，根据公式W=Fs可求工人推车做的总功；（2）根据公式可求工人做功的功率；（3）已知机械效率，根据公式求出有用功，根据公式W=Gh可求车的重力．29.（2019·杭州模拟）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B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）杠杆机械效率的表达式为η=________。(用已知或测量的物理量符号表示）（2）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：________。（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”）。请证明。________

。【答案】（1）Gℎ1Fℎ2

（2）杠杆自重

（3）变大；设杠杆重心升高的距离为h，因为总功＝有用功+额外功，所以，Gh1+G杠h=Fh2，G不变，h1、G杠不变，钩码在C点升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，所以Gh1+G杠【解析】（1）利用W＝Gh分别求出总功的有用功，再利用公式η＝W有W总计算机械效率；

（2）影响杠杆机械效率的因素有：杠杆自重、摩擦力；

（3）钩码从A点到C点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，利用分析（1）中的方法解答。

（1）杠杆则机械效率的表达式η＝W有W总＝Gℎ1Fℎ2;

（2）影响杠杆机械效率的因素有：杠杆自重、摩擦力。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：杠杆自重；

（3）设杠杆重心升高的距离为h，因为总功＝有用功+额外功，所以，Gh1+G杠h=Fh2，G不变，h1、G杠不变，钩码在C点升高相同的高度，杠杆上旋的角度减小，杠杆升高的距离h变小，

（1）实验时小红沿竖直方向________拉动弹簧测力计，使钩码上升10cm，弹簧测力计的示数如图甲所示，若每个物块重2N，则滑轮组的机械效率为________。（2）小红做完实验，通过和其他小组交流，了解到滑轮组的机械效率与动滑轮重有关系，接着她改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像。由图像可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越________。若不计绳重和摩擦，分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为________N。【答案】（1）匀速；83.3%

（2）低；3【解析】（1）只有匀速直线拉动绳子时，测力计的示数才和绳子的拉力相等。当竖直拉动物体时，根据公式η=W有W总=GnF计算滑轮组的机械效率；

（2）根据图乙确定滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系，再根据机械效率的公式η=W有W总=GG+G动计算此时提升物体的重力。

（1）实验时小红沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。

根据图甲可知，此时弹簧测力计的拉力为2.4N，

那么滑轮组的机械效率为：（1）请根据实验目的，连接图1的电路（2）电路正确连接后，电压表、电流表的示数及灯泡亮度如表：数据序号

1

2

34

5

电压U/V

3.0

2.5____________________

1.4

0.4

电流I/A

0.30

0.28____________________

0.22

0.12

灯泡亮度

很亮

较亮

亮

暗看不到发光第3次实验的电压表、电流表示数如图2所示，请把实验数据填写在表中（3）哪次实验灯泡正常发光？________

（填写数据序号）（4）第5次实验看不到灯泡发光，电路是否是断路？________

，判断的依据是什么？________

（5）小明实验时，连接了如图3所示的实物图，接线有错误在方框图内画出与图3所示连接情况对应的电路图（6）若图3所示电路，只是接线有错误，闭合开关，灯亮吗？________

，电压表指针是否有偏转？________

【答案】（1）解：​

（2）1.7；0.24

（3）2

（4）没有断路；电路中有电流通过

（5）解：​

（6）不亮；有偏转【解析】解：（1）灯泡额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程．由图乙可知：电流表选择0～0.6A量程．电流从电压表和电流表的正接线柱流入，从负接线柱流出．从电源的正极开始，按照电流方向，依次串联开关、灯泡、电流表、滑动变阻器回到电源的负极，电压表并联在灯泡两端．如图所示：（2）根据图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.7V；电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；（3）由于灯泡的实际电压与额定电压相等时灯泡正常发光；所以数据序号为2的实际电压为2.5V，即此时灯泡正常发光；（4）由于灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，第5次实验灯泡两端有电压，且有电流通过，而看不到灯泡发光，可能灯泡实际功率太小，灯泡达不到发光的状态．（5）由实物电路图可知，从电源正极出发经开关、灯泡、电压表和变阻器后回到电源负极，电流表并联在灯泡两端，故电路图如下：（6）由于电流表相当于导线，对灯泡短路，故灯泡不能发光；而电压表串联在电路中，由于电压表的正负接线柱与电源的正负极相连，故电压表测量电源电压，指针会偏转．故答案为：（1）如上图；（2）1.7；0.24；（3）2；（4）没有断路；电路中有电流通过；（5）如上图；（6）不亮；有偏转32.如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图．已知井深12m，物体重G=6×103N，汽车重G车=3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2.2×103N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍．求：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？（2）滑轮组的机械效率为多少？（保留一位小数）（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？（4）汽车牵引力为多少？牵引力的功率为多少？【答案】（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）滑轮组的机械效率：（3）由得，将物体由井底拉至井口需要的时间：（4）牵引力：F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，拉力做功功率：．【解析】（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功：W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）滑轮组的机械效率：（3）由得，将物体由井底拉至井口需要的时间：牵引力：F牵=F′+f=F′+0.1G车=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，拉力做功功率：．答：（1）汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了J的功；（2）滑轮组的机械效率为90.9%；（3）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；（4）汽车牵引力为N，牵引力的功率为W．由图可知，承担货物重的绳子股数n=3，设提升物体的高度为h，则绳子自由端移动的距离s=3h；（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功；（2）总功（1）中已求出，知道物体重，利用W有=Gh求提升物体所做的有用功，再利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率；（3）汽车运动的速度即绳子自由端移动的速度，利用可求，又知井深，再利用速度公式变形可求时间；（4）根据二力平衡合理的合成求出牵引力的大小，然后利用计算拉力做功功率．33.（2018九下·鄞州月考）美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市（如图所示），漂浮城市装有动力装置，可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的，强风能从中通过，可以确保当飓风来临时，把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m，占地270万平方米，可容纳多达4万居民.酒店、商店等只要是普通城市有的，这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板，接收太阳能的功率为8.0×108W，请回答下列问题：（1）某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观，则漂浮城市受到的浮力约增加（

）A.2.5×102N

B.2.5×103N

C.2.5×104N

D.2.5×105N（2）若三角形建筑空洞的面积为2.0×104m2，某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入，1s钟流入空洞的空气质量是1.92×106kg，该地的空气密度是1.2kg/m3.则飓风的风速为多少？（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量，漂浮城市在平静的水面上沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始，漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示，漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示.①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为________

N.从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为________；②漂浮城市在匀速运动过程中，太阳能转化为机械能的效率为多少________？【答案】（1）C

（2）80

（3）8×108N；2×1010J；50%【解析】浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力叫做浮力；物体处于漂浮时物体所受浮力等于重力；物体处于匀速运动状态时阻力等于动力；（1）50位学生进入漂浮城市参观，城市依然漂浮，重力等于浮力；

所以增加的浮力就是50位学生的重力；

F浮=G=mg=50Kg×50×10N/Kg=2.5×104N;故答案位：C；

（2）V=mρ=1.92×106Kg1.2Kg/m3=1.6×106Kg;

所以风速V=1.6×106Kg2.0×104m2×1s=80m/s;故答案为：80m/s;四、解答题（共15题；共185分）34.（2019·余姚模拟）学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验，7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上，机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同，高度均为h=0.2m，宽度均为b=0.2m，不同序号木块的质量如下表，其中m=12kg，g取10Nkg。序号1234567质量2mmm/2m/3m/4m/5m/6（1）已知1号木块的长度a=1.2m，求未叠放时1号木块对地面的压强。（2）如图，把2号木块吊装到1号木块的上面，求此过程中克服重力所做的功。（3）机器人完成全部吊装叠放用时6min，求整个过程克服木块重力做功的功率。【答案】（1）解：G1=m1g=2mg=2×12kg×10N/kg=240N;

、S1=ab=1.2m×0.2m=0.24m2;P=F/S=G1/S1=240N/0.24m2=10000Pa答：1号木块对地面的压强为10000Pa（2）解：G2=mg=12kg×10N/kg=120N;

W2=G2h=120N×0.2m=24J答：克服重力做功24J（3）解：吊装k号木块克服重力做功Wk=Gk(k–1)h=mgh=24J吊装每一块木块克服重力做功相等；W=6Wk=6×24J=144JP=W/t=144J/360s=0.4W答：重力做功的功率为0.4W【解析】（1）首先根据

F=G1=m1g计算出1号木块对地面的压力，然后根据S1=ab计算出它和地面的接触面积，最后根据p=FS计算出压强即可；

（2）把2号木块吊装到1号木块的上面，它上升的高度等于1号木块的厚度0.2m；首先根据G2=mg计算出2号木块的重力，然后根据W2=G2h计算出克服重力做的功；

（3）当起吊k号木块时，上升的高度为：（k-1）h，而它的质量是mk−1，那么提升2到7号木块时对每块木块做的功为:Wk=Gℎ'=mk−1g×k−1ℎ=mgℎ=24J，然后W=6W（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；（2）开始打捞时物体上表面受到水的压强；（3）被打捞的物体的密度。【答案】（1）物体上表面刚好到达水面时，钢缆所做的功；W=Pt=2000w×60s=1.2×105J

（2）开始打捞时物体上表面所在的深度：h=s=Vt=0.5m/s×60s=30m；

上表面此时受到的压强：p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3.0×105Pa（3）当物体完全出水后的功率为3000W，那么物体的重力为：G=P大v=3000W0.5m/s=6000N；

当物体完全浸没时功率为2000W，那么钢缆的拉力为：F拉=P小v=2000W0.5m/s【解析】当物体完全浸没在水面以下时，它受到的浮力保持不变，根据拉力F=G-F浮可知，钢缆的拉力保持不变，根据P=Fv可知，打捞船的功率保持不变；当物体开始露出水面时，它排开水的体积减小，那么浮力减小，钢缆的拉力增大，打捞船的功率不断增大。

（1）根据图像确定物体上表面刚好到达水面时做功的时间和功率，然后根据W=Pt计算即可；

（2）根据图像可知，从开始打捞到物体上表面露出水面经过了60s，首先根据h=s=vt计算出开始时上表面的深度，然后根据p=ρ液gh计算此时上表面受到的压强；

（3）根据在水下的功率和完全出水后的功率，根据公式P=Fv分别计算出物体受到的重力和完全浸没时受到的拉力，然后根据F浮=G-F拉计算出完全浸没时受到的浮力，从而计算出物体的体积，最后根据ρ=G36.（2019·德清模拟）如图甲所示是打捞船上的电动机和缆绳从水底竖直打捞一重为30000N的长方体物体，通过打捞船的吃水线变化测得，当物体完全浸没在水中时受到的浮力为10000N，如右图横坐标为打捞时间，纵坐标为打捞机对物体的拉力，如果被打捞的物体始终以0.1m/s的速度匀速上升，g取10N/kg。求：（1）当重物露出水面的过程中，打捞船将________(下沉、不变、上浮)。（2）图中X的值为________（3）在水中打捞物体时（未露出水面），打捞机对物体所做的功。【答案】（1）下沉

（2）20000

（3）据右图可知，物体上升的时间：t=60s-50s=10s；

物体上升的高度为：s=vt=0.1m/s×10s=1m；

打捞机对物体做的功：W=Fs=20000×1m=20000J。

【解析】（1）将重物和打捞船看作一个整体，它们始终在水面漂浮，根据漂浮条件判断浮力的变化，然后根据阿基米德原理判断排开水的体积变化，进而确定打捞船上浮还是下沉；

（2）X的数值保持不变，说明这时物体全部浸没水中，根据F拉=G−F浮计算即可；

（3）从右图中找到物体上升的时间，根据s=vt计算出上升的高度，最后根据W=Fs计算打捞机对物体所做的功。

（1）将重物和打捞船看作一个整体，它们始终在水面漂浮，那么它们受到的总浮力等于它们的总重力；因为总重力不变，所以总浮力不变；根据阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，它们排开水的总体积不变。重物露出水面时，它排开水的体积变小，打捞船排开水的体积就要变大，因此将下沉。

（2）根据右图可知，重物的重力为30000N，完全浸没时受到浮力10000N，那么X的值为：

37.

海南环岛自行车赛引人瞩目．下表是制造赛车各种材料的技术指标．材料技术指标铬铝钢铝合金钛合金碳纤维性能（强度）强较弱较强强密度/（kg/m3）7.9×1032.9×1034.3×1031.6×103求：（1）若车架的体积约为3×10﹣3m3，则车架的最小质量是多大？（2）若整车和赛车手的总重为700N，车轮与地面的总接触面积为10﹣3m2，请计算赛车手在比赛过程中对地面的压强．（3）若赛车手在某路段匀速直线行驶，30s通过450m的路程，所受阻力约为60N，求赛车手匀速行驶的功率是多少？（4）请说出赛车手在比赛过程中，用什么方法减小空气阻力提高成绩．（写出一种方法）【答案】（1）解：（1）要想车架的质量最小，则密度最小，查表可知，符合车架材料的是碳纤维，密度为1.6×103kg/m3，由ρ=mm=ρV=1.6×103kg/m3×3×10﹣3m3=4.8kg；（2）解：赛车手在比赛过程中对地面的压强：（3）解：赛车手匀速行驶的功率：（4）弓腰成流线型、穿赛车服（紧身衣）、减小受风面积等．【解析】解：（1）要想车架的质量最小，则密度最小，查表可知，符合车架材料的是碳纤维，密度为1.6×103kg/m3，由ρ=mm=ρV=1.6×103kg/m3×3×10﹣3m3=4.8kg；（2）赛车手在比赛过程中对地面的压强：（3）赛车手匀速行驶的功率：（4）弓腰成流线型、穿赛车服（紧身衣）、减小受风面积等．答：（1）车架的最小质量是4.8kg；（2）赛车手在比赛过程中对地面的压强为7×105Pa；（3）赛车手匀速行驶的功率是900W；（4）弓腰成流线型、穿赛车服（紧身衣）、减小受风面积等．（1）通过读表可知，车架材料为碳纤维时，质量最小，利用密度公式变形可求最小质量；（2）由题意可知，车和赛车手对地面的压力等于其中总重力，利用压强公式可求赛车手在比赛过程中对地面的压强．（3）利用W=Fs可求赛车手所做的功，然后利用P=Wt（4）此题具有较强开放性，答案不唯一，根据所学物理知识解答，只要合理即可．38.新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重2700N的物体，物体上升了2m，绳子末端的拉力为750N，不计绳重和摩擦力，求：（1）工人做的有用功是多少？（2）该滑轮组的机械效率是多少？（3）动滑轮的总重力是多少N？【答案】（1）解：使用滑轮组做的有用功：W有用=Gh=2700N×2m=5400J工人做的有用功是=5400J（2）解：由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h，使用滑轮组做的总功：W总=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，滑轮组的机械效率：答：该滑轮组的机械效率是=90%（3）解：不计绳重和摩擦力，绳子自由端拉力：即：，解得：G动=300N答：动滑轮的总重力是300N【解析】由图可知，承担物重的绳子股数n=4，则s=4h．（1）知道提升物体的高度和物重大小，利用W有用=Gh求出使用滑轮组做的有用功；（2）利用s=4h求出绳子自由端移动的距离，知道拉力大小，利用W总=Fs求出总功，再利用求出该滑轮组的机械效率．（3）不计绳重和摩擦，知道物重和拉力大小，根据​求动滑轮重39.如图所示为一吊运设备的简化模型图，图中虚线框里是滑轮组(未画出)。滑轮组绳子自由端由电动机拉动，现用该设备先后搬运水平地面上的物体A和B，已知两物体重力GA＝1.75GB。当对A施以竖直向上的拉力FA＝1500N时，物体A静止，受到地面支持力是NA；当对B施以竖直向上的拉力FB＝1000N时，物体B也静止，受到地面支持力是NB，且NA＝2NB。求：（1）物体A的重力GA和地面支持力NA大小。（2）当电动机对滑轮组绳子的自由端施以F＝625N的拉力时，物体B恰好以速度v被匀速提升，已知此时拉力F功率为500W，滑轮组机械效率为80%，不计各种摩擦和绳子质量，物体B的速度v为多少？【答案】（1）解：对A，由力的平衡条件可得，FA＋NA＝GA，即1500N＋NA＝GA……①已知两物体重力GA＝1.75GB，且NA＝2NB，所以①式可写为1500N＋2NB＝1.75GB……②对B，由力的平衡条件可得，FB＋NB＝GB，即1000N＋NB＝GB……③②－③得，500N＋NB＝0.75GB……④③－④得，500N＝0.25GB，GB＝2000N，则NB＝1000N，GA＝3500N，NA＝2000N。（2）解：已知绳子自由端的拉力F＝625N，η＝80%，物体B重为2000N，设承担物重的绳子段数为n，则η＝W有用W总＝GℎFs＝又因为拉力F做功的功率P＝500W，由P＝Wt＝Fst＝Fv得，绳子自由端运动的速度v绳＝PF＝500W625N＝0.8m/s，则物体B匀速上升的速度v＝14【解析】（1）对物体A进行受力分析，根据二力平衡的知识得到绳子的拉力FA、地面的支持力NA和重力GA的关系式；同理，对物体B进行受力分析，得到FB、地面的支持力NB和重力GB的关系式。将这两个关系式与两个物体重力之间的关系，支持力之间的关系式联立计算即可；

（2）当物体B匀速上升时，可根据公式η＝W有用W总=资料一：人体标准体重测算公式：男性的标准体重（千克）=身高（厘米）－105，女性的标准体重（千克）=身高（厘米）－100；资料二：14岁~18岁青少年实际体重和标准体重的比值与营养状况的评价指标表实际体重/标准体重＜0.90.9~1.1＞1.1营养状况评价指标营养不良正常营养过剩小衢，男，今年15岁。在体检时，测得身高为165厘米、体重为70千克。（1）根据资料和测量数据，判断小衢的营养状况________；（2）测体重时，他的双脚与水平放置的电子秤接触面积为0.04米2，则他对电子秤的压强为多少帕？（3）体育课上，小衢和小科进行爬楼梯比赛，从底楼开始爬上9米高的四楼。质量为70千克的小衢用了10秒，质量为60千克的小科用了9秒。小衢说：“我们都从底楼跑到四楼，我的体重比你大，我克服重力做的功比你多”；小科说：“我跑得比你快，我做功的功率比你大”。请通过分析计算说明他们的说法是否正确。【答案】（1）营养过剩

（2）G=mg=70千克×10牛/千克=700牛

p=F/s=G/s=700牛/0.04米2=1.75×104帕（3）G小衢=m小衢g=70千克×10牛/千克=700牛G小科=m小科g=60千克×10牛/千克=600牛W小衢=F小衢S=G小衢S=700牛×9米=6300焦

W小科=F小科S=G小科S=600牛×9米=5400焦

因为W小衢大于W小科，所以小衢说的对；

P小衢=W小衢/t小衢=6300焦/10秒=630瓦

P小科=W小科/t小科=5400焦/9秒=600瓦

P小衢大于P小科，所以小科说错了【解析】（1)我们依据亚洲成年人的标准体重可按下面的公式计算出标准体重，再求出正常体重的值。运用这个数值与实际体重进行比较；

（2)知道他的质量可以求出其重力，在水平面上，压力等于重力，根据压强的公式：p=FS求出压强；

（1)∵小衢标准体重为：165-105=60（千克)

∴实际体重月标准体重为：70kg60kg≈1.17＞1.1

∴小衢的营养状况是营养过剩．

p=F/s=G/s=700牛/0.04米2=1.75×104帕

（3)G小衢=m小衢g=70千克×10牛/千克=700牛

G小科=m小科g=60千克×10牛/千克=600牛

W小衢=F小衢S=G小衢S=700牛×9米=6300焦

W小科=F小科S=G小科S=600牛×9米=5400焦

因为W小衢大于W小科，所以小衢说的对；

P小衢=W小衢/t小衢=6300焦/10秒=630瓦

P小科=W小科/t小科=5400焦/9秒=600瓦

P小衢大于P小科，所以小科说错了

答：（1)营养过剩；

（2)他对电子秤的压强为1.75×104Pa；

（3)小衢和小科爬楼梯所做的功，小衢的说法正确；小衢和小科爬楼梯做功的功率，小科的说法不正确．41.（2019·桐乡模拟）某新能源汽车质量为3×103kg，汽车轮胎与地面的总接触面积为0.1m2。行驶时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为汽车提供动力。当它在平直路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍。(g取10N／kg)（1）汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为________。（2）若该汽车以10m／s的速度在平直路面上匀速行驶时，电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比为________。（3）如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最小面积是多少?结合计算结果对该设想中的太阳能汽车提出一条改进建议。(若该车所用太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为15％，地面每平方米接受太阳辐射的功率为103W。)【答案】（1）3×105Pa

（2）80％

（3）解:P电=UI=300V×50A=1.5×104W15％P0S板=P电

S板=P电/15％P0=1.5×104W／15％×103W／m2=100m2提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效率(提高电动机效率或减轻汽车质量)【解析】（1）利用公式G＝mg计算出汽车受到的重力，再利用公式P＝FS计算汽车对地面的压强；

（2）利用公式P＝Fv求出汽车牵引力的功率，利用公式P＝UI求出电动机的功率，它们的比值即为电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比；

（3）根据太阳能电池极的转换效率求出太阳能电池板需产生电能的功率，再根据太阳能接受太阳辐射的功率计算电池板析有面积；通过提高太阳能电池将太阳能转化为电能的效、提高电动机效率、减轻汽车质量都可提高汽车的效率。

（1）汽车受到的重力：G＝mg=3×103kg×10N/kg=3×104N，

汽车空载停在平直路面上时，对路面的压强为：P＝FS＝3×104N0.1m2=3×105Pa;

（2）汽车牵引力的功率：P车＝Fv＝0.04Gv＝0.04×3×104N×10m/s=1.2×104W,

电动机功率:P电＝UI＝300V×50A＝15000W，

电动机功率用于牵引汽车前进功率的百分比：P车：P电＝1.2×104W/15000W=80%;

（3）需要电池板的面积：S板=P电/15％P0=1.5×1042.甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接