2018-2020年山東中考物理各地區(qū)模擬試題分類（青島專版）（6）-功和機(jī)械能(含解析)

2018-2020年山東中考物理各地區(qū)模擬試題分類（青島專版）（6）——功和機(jī)械能一．選擇題（共9小題）1．（2020?市南區(qū)一模）如圖所示，在“探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，下列說法正確的是（）A．實驗所用斜面和水平面都必須是光滑的 B．小球質(zhì)量越大，到達(dá)斜面底端的速度越大 C．木塊被撞擊后滑行得越遠(yuǎn)，說明小球的動能越大 D．木塊向前滑行的過程中機(jī)械能保持不變2．（2019?市南區(qū)二模）我國最新研制的“復(fù)興號”列車，實驗的最高時速超過400km/h，下列說法錯誤的是（）A．它和普通列車相比，動能不一定大 B．路旁的樹相對于高速行駛的列車是運(yùn)動的 C．靜止在水平桌面上的杯子所受的重力和它對桌面的壓力是一對平衡力 D．列車勻速行駛時，同車廂的乘客看到豎直向上跳起的人落回原處3．（2018?青島二模）甲乙兩臺機(jī)器已知功率之比為5：2，速度之比為1：2，則它們的動力之比為（）A．5：1 B．1：5 C．2：3 D．4：34．（2020?市北區(qū)一模）有甲乙兩機(jī)械，甲乙做功時間之比為1：2，做功之比為2：5，那么甲乙的功率之比為（）A．5：4 B．1：5 C．4：5 D．5：15．（2019?市北區(qū)二模）下列由日常生活聯(lián)想到的物理知識中，正確的是（）A．人隨電梯勻速上升時，人的機(jī)械能增加 B．使用動滑輪提升重物時不僅可以省力，述可以省功 C．將一段銅絲均勻拉長后電阻變小 D．一塊冰化成水后質(zhì)量不變，體積也不變6．（2019?市北區(qū)一模）下列由日常生活聯(lián)想到的物理知識中，正確的是（）A．自行車上坡前加緊蹬幾下，是為了上坡時有更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．放在水平地面上的箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到的重力和它對地面的壓力是平衡力 C．窗外有風(fēng)時窗簾飄到窗外，是因為流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越大 D．花園里聞到花的香味，是因為發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象7．（2020?市北區(qū)一模）下列事例中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化說法錯誤的是（）A．人造地球衛(wèi)星繞地球由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 B．植物吸收太陽光進(jìn)行光合作用，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．煤氣燃燒時發(fā)熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．充電寶充電過程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能8．（2020?市南區(qū)校級模擬）圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用力F2通過動滑輪拉著該物體在同一水平路面上勻速移動s的距離，使用動滑輪的過程中，下列說法正確的是（）A．總功為W總＝F2s B．有用功為W有＝Gs C．機(jī)械效率為η＝ D．額外功為W額＝2F2s﹣F1s9．（2019?李滄區(qū)二模）下列事例中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化說法正確的是（）A．手機(jī)充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．發(fā)電機(jī)發(fā)電過程是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．搓手取暖過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．汽車的發(fā)動機(jī)工作過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能二．多選題（共10小題）10．（2020?市北區(qū)一模）用水平力F推動重為G的小車，在水平地面上勻速移動距離s，下列說法正確的是（）A．小車受到摩擦力大小為F B．在此過程中小車受到的重力做功為G C．在此過程中水平地面對小車的支持力做功為零 D．若水平推力改為2F，仍使小車移動距離s，則推力做功為2Fs11．（2020?市南區(qū)校級模擬）如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，該鐵塊在方向豎直向上、大小為5N的拉力F作用下向上運(yùn)動，運(yùn)動速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．0～6s鐵塊做勻速直線運(yùn)動 B．0～6s內(nèi)拉力F做的功是3J C．0～6s鐵塊受到的摩擦力為3N D．將拉力F撤銷后，最終鐵塊受到向上的摩擦力的大小是2N12．（2019?青島二模）如圖所示是蹦極游戲。游戲者將一根彈性繩的一端系在身上，另一端固定c在跳臺上，從跳臺跳下。a點(diǎn)是彈性繩自然下垂時繩端的位置，c點(diǎn)是游戲者所到達(dá)的最低點(diǎn)。對于游戲者由跳臺到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．游戲者在a點(diǎn)的重力勢能大于在c點(diǎn)的重力勢能 B．游戲者達(dá)到c點(diǎn)突然不受力，將做勻速直線運(yùn)動 C．由a點(diǎn)到c點(diǎn)彈性繩具有的彈性勢能不斷地增大 D．由a點(diǎn)到c點(diǎn)游戲者做減速運(yùn)動，故其動能減少13．（2018?青島二模）如圖所示，小球由細(xì)線吊著在A、C間自由擺動，若不計空氣阻力。則下列說法正確的是（）A．小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)時，受到的重力的方向不相同 B．小球由B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中速度加快，是因為受力，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變 D．當(dāng)小球剛好擺到C點(diǎn)時，假如所有力突然都消失，小球?qū)⒈３朱o止?fàn)顟B(tài)14．（2020?李滄區(qū)一模）同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示。物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示，已知物體的重力為9N，所用動滑輪的重力為1N，繩子自由端的拉力F為2.8N，g取10N/kg。繩與滑輪之間有摩擦且不能忽略。在0～2s的過程中，下列說法中正確的是（）A．物體移動的速度為5m/s B．有用功為90J C．拉力F的功率為0.56W D．滑輪組的機(jī)械效率約為80%15．（2020?市南區(qū)一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間的變化關(guān)系如圖a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為450g，所用動滑輪的質(zhì)量為50g，繩子自由端的拉力F為1.5N，在0～2s的過程中。下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為5.0cm/s B．有用功為0.45J C．拉力F的功率為0.3W D．滑輪組的機(jī)械效率為75%16．（2019?嶗山區(qū)一模）高臺上的電動車通過如圖滑輪組將重力為G的物體勻速提至高臺上（不計繩重和滑輪間摩擦），用時為t，已知整個過程中電動車的速度為v、受到水平地面的摩擦阻力為Ff，滑輪組的機(jī)械效率為η，則下列說法中正確的是（）A．電動車的牽引力等于水平地面的摩擦阻力Ff B．此過程中物體克服重力做功Gvt C．繩對車的拉力為 D．電動車牽引力的功率（+Ff）ν17．（2019?青島模擬）如圖物體A在水平方向上勻速運(yùn)動了相同的距離為S，F(xiàn)1所做的功為W1，F(xiàn)2所做的功為W2，不計繩子重和動滑輪重及摩擦，那么（）A．F1：F2＝1：4 B．F1：F2＝1：2 C．W1：W2＝1：2 D．W1：W2＝l：118．（2018?青島一模）如圖，在水平臺上放著質(zhì)量為1kg的木塊，將木塊用輕繩跨過定滑輪與質(zhì)量為0.2kg的鉤碼相連。木塊從圖示位置開始做勻速直線運(yùn)動，速度為0.2m/s；運(yùn)動時間為5s時，鉤碼的底部接觸水面；鉤碼沒入水中后繼續(xù)下降，接觸池底后停止運(yùn)動木塊則繼續(xù)滑動一段距離停在臺面上。繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計，下列說法中正確的是（）A．前5s內(nèi)，木塊所受的重力做功為10J B．鉤碼底部接觸水面前，其機(jī)械能逐漸減小 C．鉤碼底部接觸水面前，其重力做功的功率為0.4W D．鉤碼接觸池底后木塊繼續(xù)滑動的過程中，木塊所受摩擦力大小為2N19．（2019?青島模擬）建筑工地上，工人用如圖所示的裝置（由滑輪組和吊籃組成）將600N的磚在6s內(nèi)勻速提升2m，動滑輪重50N，吊籃重70N（不計繩重及摩擦），下列判斷正確的是（）A．此裝置由四段繩子承擔(dān)物重 B．工人對繩的拉力為240N C．工人提升磚做的有用功1200J D．此裝置對磚塊做功的功率為360W三．填空題（共4小題）20．（2019?中山市二模）某商場售貨員用20N的水平推力使質(zhì)量為65kg的貨物沿水平方向勻速移動了3m，則該售貨員對貨物做功J，貨物的重力做功J，物體受到的摩擦阻力是N。21．（2018?平度市一模）運(yùn)用知識解決問題：火箭加速升空過程，對于火箭搭載的衛(wèi)星來說，動能，重力勢能增加，衛(wèi)星的機(jī)械能是由火箭燃料燃燒時的能轉(zhuǎn)化而來的。22．（2018?膠州市一模）運(yùn)用知識解決問題：交通部門在不同的路段對機(jī)動車行駛速度進(jìn)行限制，這是因為質(zhì)量一定時，越大，物體的動能越大，在同一路段，不同車型限速不同，是因為越大，物體的動能越大。23．（2020?李滄區(qū)模擬）如圖所示，斜面長4m，高2m。質(zhì)量為50kg的小明站在斜面頂端，用平行于斜面向上的75N的拉力將100N重的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，g＝10N/kg，那么斜面的機(jī)械效率是。四．實驗探究題（共7小題）24．（2020?青島一模）小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進(jìn)行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：（1）讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為典線的最高點(diǎn)，已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。①從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是。②實驗中所用小球的質(zhì)量為kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為N。③由圖可知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）。25．（2019?市北區(qū)二模）進(jìn)一步探究：學(xué)過動能知識后，小明通過查資料學(xué)習(xí)到，物體的動能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)，可用公式Ek＝0.5mv2表示。他聯(lián)想到了停車場進(jìn)出口的起落桿。他想：起落桿的動能是不是也用這個公式來計算？請教老師后了解到起落桿工作時屬于轉(zhuǎn)動物體，而轉(zhuǎn)動桿的動能公式不同于上述物體的動能公式。通過查找資料，小明了解到，轉(zhuǎn)動桿的動能與轉(zhuǎn)動慣量和角速度有關(guān)，而轉(zhuǎn)動慣量與桿的質(zhì)量和長度有關(guān)。物體有慣性，轉(zhuǎn)動物體也有轉(zhuǎn)動慣性，轉(zhuǎn)動慣性的大小在物理學(xué)中用轉(zhuǎn)動慣量I米表示。轉(zhuǎn)動桿在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度叫角速度，用表示桿上每一點(diǎn)單位時間通過的路程叫線速度，用ω表示。已知桿長為L，線速度與角速度的關(guān)系式：v＝ωL，下面的表一是轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量和長度的關(guān)系，表二是桿的轉(zhuǎn)動動能與轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系。表一桿的質(zhì)量m/kg桿的長度L/m轉(zhuǎn)動慣量I/kg?m253155660106120表二角速度ω/rad/s轉(zhuǎn)動慣量I/kg?m2動能E/J4108042016021020327（1）由表一可知，轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量和長度的關(guān)系為I＝，（k＝）由此可知，停車場的起落桿在長度一定的情況下，選用質(zhì)量較（“大”或“小”）的容易操作。（2）完成表二中填空。（3）通過以上兩步，最終可總結(jié)出轉(zhuǎn)動桿的動能與桿OA端點(diǎn)A的速度vA的關(guān)系為：Ek＝（用m和vA表示，k值用數(shù)字）26．（2019?青島模擬）探究重力勢能與高度的關(guān)系（1）實驗方案有如下兩種：方案甲乙步驟將質(zhì)量相等的鋁球、鋼球、鐵球從不同高度自由釋放，觀察球在沙坑里下陷的深度。將同一個小鋼球從不同的高度分別自由釋放，觀察小球在沙坑下陷的深度。探討通過下陷的深度判斷重力勢能的大小所采用的研究方法為。小球下陷的越深，小球的重力勢力能越。（2）比較以上兩種方案，應(yīng)選擇上述方案中的（填“甲”或“乙”）原因是。27．（2019?李滄區(qū)二模）研究機(jī)械能守恒與平拋運(yùn)動：（1）物體動能與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動速度有關(guān)，從物理資料中找到如下數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)123456質(zhì)量m/kg0.10.10.10.20.30.4速度v/（m?s﹣1）123111動能EK/J0.050.20.450.10.150.2由數(shù)據(jù)可以推斷：動能EK與質(zhì)量m、運(yùn)動速度v關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為EK＝k。其中k＝。如圖甲，質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達(dá)斜面底端的速度為v，此過程機(jī)械能守恒，關(guān)系式mgh＝EK成立。如圖乙，將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運(yùn)動，在水平方向運(yùn)動的距離x＝v0t，在豎直方向下落的高度y＝gt2，則y與t2的關(guān)系可用丙圖中的圖線表示。（2）如圖丁所示，小球從高度為h1的光滑斜面AB由靜止自由滑下，經(jīng)過高度為h2的光滑桌面BC后做平拋運(yùn)動，落地點(diǎn)與桌邊的距離為s。請推理證明：s＝228．（2019?青島模擬）如圖所示是“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。（1）實驗中通過觀察的大小，來判斷小球動能的大小，這種方法在物理學(xué)上稱為（選填“控制變量法”、“轉(zhuǎn)換法”）。（2）當(dāng)研究動能的大小與速度的關(guān)系時，應(yīng)該選用質(zhì)量的兩個小球從斜面上高度由靜止?jié)L下（選填“相同”或“不同”）。（3）某同學(xué)利用上述實驗裝置“探究動能大小與質(zhì)量”的關(guān)系，它將不同質(zhì)量的小球從斜面上由靜止自由滑下，實驗記錄數(shù)據(jù)如下：鋼球的質(zhì)量m/kg0.10.150.200.250.300.350.40木塊滑行距離s/m0.120.100.120.120.110.130.12該同學(xué)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)得出物體的動能大小與質(zhì)量無關(guān)，你認(rèn)為實驗結(jié)論與物理事實是否相符？（選填：相符或不相符）；你認(rèn)為出現(xiàn)此實驗現(xiàn)象的主要原因是。29．（2018?李滄區(qū)一模）在學(xué)習(xí)了動能大小有關(guān)因素后，好學(xué)的小等同學(xué)很想知道，物體的動能的大小與物體的質(zhì)和速度的具體關(guān)系，經(jīng)查閱資料她搜集到物體的動能與質(zhì)量和速度關(guān)系的一些數(shù)據(jù)如表格：請完成下列問題：實驗次數(shù)質(zhì)量m/kg速度v/m/s動能E/J1110.5212232416（1）物體的動能E的大小與物體的質(zhì)量m和速度v的具體關(guān)系表達(dá)式Ex＝k，其中系數(shù)k＝（填上數(shù)值和單位）。（2）在兩塊平行板上分別聚集大量的正、負(fù)電荷，兩塊平行板之間會形成一個均勻電場，電場方向由正電向負(fù)電荷，電場的強(qiáng)弱用電場強(qiáng)度E來表，當(dāng)有電荷在電場中時，電荷會受到電場力的作用，正電荷受力方向與電場方向相同，負(fù)電荷受力方向與電場方向相反，帶電粒子所帶的電荷量多少用q表示，單位電荷量所受的電場力F叫電場強(qiáng)度則電場強(qiáng)度的定義式為。（3）當(dāng)有力對物做功時物體的動能會改變，力的方向與物體運(yùn)動方向相同，力對物體做的功等于物體動能的增大量，力的方向與物體運(yùn)動方向相反，力對物體做的功等于物體動能的減小量。如圖豎直放置的兩塊均勻電的平行板，下板帶負(fù)電，上板帶正電，兩板之間電場強(qiáng)度為E有一質(zhì)量為m，電荷量為q的正電電體，以初速度v豎直向上穿過下板的中間小孔進(jìn)入電場，若兩板可距離足夠長，請完成下列問題：①帶電體受電場力方向向。②請推導(dǎo)此帶電體能上升的最大距離h的表達(dá)式為h＝。30．（2020?嶗山區(qū)校級模擬）在研究動能的大小于什么因素有關(guān)的實驗中，想探究動能大小跟速度大小的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示，他先將小球從斜面的h1的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s1。（1）他接下來的操作應(yīng)該是：（2）在這個實驗中怎樣判斷動能的大?。何澹嬎泐}（共8小題）31．（2020?青島二模）一輛汽車總質(zhì)量為1200kg，以36km/h的速度在水平公路上做勻速直線運(yùn)動，已知發(fā)動機(jī)的功率是60kW，求：（1）10min內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了多少功？（2）若發(fā)動機(jī)輸出的能量全部轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，則汽車受到的阻力是多少？32．（2020?平度市一模）如圖所示，是一輛汽車在水平面上通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，物體重G＝4×103N，汽車向右勻速拉繩子時的拉力F＝2×103N，求：（1）若汽車向右勻速運(yùn)動的速度為1.2m/s，將物體由井底拉至井口需要25s，則井深是多少？（2）提升重物時，滑輪組的機(jī)械效率是多少？（保留一位小數(shù)）33．（2020?青島二模）如圖甲所示是位于宜賓市高莊橋的國內(nèi)首座“公路在下、鐵路在上”的金沙江公鐵兩用大橋的施工現(xiàn)場照片。如圖乙所示，是某次施工中使用的升降與移動的塔吊和滑輪組，為了保證塔吊起重物不會翻倒，在塔吊左邊配有一個重物P，已知OA＝12m，OB＝4m，動滑輪的質(zhì)量為40kg，一塊重為8×104N、體積為1m3的正方體物塊D，（忽略江水流動對物塊的影響，不計繩、塔吊橫梁及定滑輪的自重和摩擦，江水密度取ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。（1）若物塊D從平臺上勻速升降，為了保證鐵塔不至翻倒，使其橫梁始終保持水平，求塔吊左邊的配重物P的質(zhì)量為多少千克？（2）若將物塊D完全浸沒水中后以0.4m/s的速度勻速下沉到江底，則拉力F的功率是多少？（3）若將物體D從江底勻速打撈出水面，假如繩子自由端的最大拉力為2.5×104N，那么物體D露出體積為多少時，繩子剛好被拉斷？34．（2020?黃島區(qū)校級模擬）為了將放置在水平地面上重G＝100N的重物提升到高處，小明同學(xué)設(shè)計了圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖象分別如圖丙和丁所示。不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（1）物體在0﹣1s、1﹣2s、2﹣3s，分別在作什么運(yùn)動？（2）在2﹣3s內(nèi)，拉力做的功為多少？滑輪組的機(jī)械效率為多少？（3）在1﹣2s內(nèi)，拉力F的平均功率P。35．（2020?青島一模）如圖所示，是使用汽車從深水池水中打撈重物的示意圖。汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度v＝0.4m/s向右運(yùn)動。圖乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏睦隨時間t變化的圖象。設(shè)t＝0時汽車開始提升重物，忽略水的阻力、繩重和滑輪的摩擦，g取10N/kg．求：（1）重物露出水面前，汽車?yán)匚锏墓β剩唬?）圓柱形重物的密度；（3）水對湖底的壓強(qiáng)（整個過程中，湖水深度不變）36．（2019?市北區(qū)二模）力學(xué)綜合計算。如圖甲所示，小明用力拉繩子，A沒有被提起，此時A對地的壓強(qiáng)為104Pa，小明重500N，人對地的壓力為400N．立方體A重300N，邊長為0.1m。木塊C，體積為0.3m3，漂浮在水中時有體積露出水面；在某液體中漂浮時，有體積露出液面，各滑輪等重，繩重和摩擦均不計。（1）甲圖中，人對繩的拉力有多大？（2）小明用力勻速將A向上提起，A在空中上升2m，總功是多少J？（3）將物體B放在木塊C上，把木塊C緩慢放入液體中，木塊剛好能浸沒在液體中。小明用200N的力在液體中勻速將B向上提起（B始終浸沒在液體中），如圖乙，則滑輪組的機(jī)械效率多大？37．（2019?青島二模）如圖所示是某起吊裝置示意圖。某次打撈過程中，使用該裝置將質(zhì)量為4.8×103kg的水中物體A在10s內(nèi)勻速豎直吊起1m高（物體A未漏出水面），電動機(jī)對鋼繩的拉力F1為1.9×104N，滑輪組的機(jī)械效率為50%．求：①鋼繩拉力F1在10s內(nèi)做的功②滑輪組對物體A做功的功率；③物體A的密度。38．（2018?青島二模）如甲圖所示，高為1m、底面積為3×10﹣2m2的實心圓柱體M沉在井底（圓柱體底部與井底不密合），M對井底的壓強(qiáng)是7×104Pa；求：（1）M的重力。（2）如乙圖所示，若水深5m，小雨用如圖滑輪組從水中打撈M，不計水的阻力，從物體剛露頭到物體完全出水用了5s的時間，若整個過程中M的速度恒定不變，物體浸沒在水中時人施加在繩子自由端上的力為750N．求物體完全出水后人拉繩的功率。六．解答題（共3小題）39．（2020?市北區(qū)一模）運(yùn)用知識解決問題：小明同學(xué)從滑梯勻速下滑的過程中，動能①，重力勢能②（填變大、變小或不變）。40．（2019?市南區(qū)二模）一個物體在一個恒定的拉力F的作用下會做勻加速直線運(yùn)動，從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動的物體，經(jīng)過一段時間t后，速度增大到v，在其他條件一定時，速度v與時間t的關(guān)系圖象如下圖，在時間t為10s時，探究速度v與拉力F、時間m的關(guān)系，得到表格中的數(shù)據(jù)，請回答下列問題：拉力F/N0.20.20.6質(zhì)量m/kg123速度v/ms212（1）速度v與拉力F、質(zhì)量m、時間t之間的關(guān)系的表達(dá)式為：v＝k，其中k＝。（2）運(yùn)動的物體具有動能，動能用字母Ek表示，動能大小與物體的質(zhì)量和物體的速度的關(guān)系可以用公式Ek＝mv2表示，一個質(zhì)量為m的物體，在一個恒定的拉力F的作用下，在一定時間內(nèi)增大的動能等于拉力在這段時間內(nèi)對物體做的功。請推導(dǎo)：一個質(zhì)量為m的物體，在一個恒定的拉力F的作用下，從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)通過的路程為S時，所用的時間t＝41．（2019?昆山市一模）物理實驗探究：（1）探究一：曉麗在研究動能Ek與m、v關(guān)系的實驗中，是用小球去撞擊木塊，并通過木塊來反映動能的大小，這種方法叫做法（選填“控制變量法”“類比法”“轉(zhuǎn)換法”）．她查閱資料得知：Ek與m、v的關(guān)系是Ek＝mv2。（2）探究二：如圖所示，將兩個相同的小車分別放在兩個相同的管道中，然后讓速度相等的風(fēng)和水流分別通過這兩個管道2s，小車分別被推動一段距離，實驗記錄如下：流體風(fēng)水流小車被推動距離/cm0.379①在相同的時間內(nèi)，相同的面積上，小車從兩種不同的能源上獲得的能量。（選填“相同”或“不同”）在單位時間內(nèi)、單位面積上從某種能源中所能得到的能量叫做能流密度。這是評價能源優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。一般地說，水能的能流密度比風(fēng)能的能流密度。②若水的流速為v，密度是ρ，請你推導(dǎo)出水能的能流密度A的表達(dá)式。

2018-2020年山東中考物理各地區(qū)模擬試題分類（青島專版）（6）——功和機(jī)械能參考答案與試題解析一．選擇題（共9小題）1．（2020?市南區(qū)一模）如圖所示，在“探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，下列說法正確的是（）A．實驗所用斜面和水平面都必須是光滑的 B．小球質(zhì)量越大，到達(dá)斜面底端的速度越大 C．木塊被撞擊后滑行得越遠(yuǎn)，說明小球的動能越大 D．木塊向前滑行的過程中機(jī)械能保持不變【答案】C【解答】解：A、由于影響動能大小的因素是速度和質(zhì)量；所以所用斜面和水平面是相同的即可，不一定必須是光滑，故A錯誤；B、小球到達(dá)斜面底端的速度取決于小球在斜面上的高度，滾下的高度越高小球到達(dá)斜面底端的速度越大，故B錯誤；C、根據(jù)轉(zhuǎn)換法，將木塊推得越遠(yuǎn)，說明小球撞擊木塊前的動能很大，故C正確；D、木塊向前滑行的過程中，速度減小，由于木塊在水平面上，質(zhì)量不變，則機(jī)械能減小，故D錯誤。故選：C。2．（2019?市南區(qū)二模）我國最新研制的“復(fù)興號”列車，實驗的最高時速超過400km/h，下列說法錯誤的是（）A．它和普通列車相比，動能不一定大 B．路旁的樹相對于高速行駛的列車是運(yùn)動的 C．靜止在水平桌面上的杯子所受的重力和它對桌面的壓力是一對平衡力 D．列車勻速行駛時，同車廂的乘客看到豎直向上跳起的人落回原處【答案】C【解答】解：A、雖然“復(fù)興號”列車的速度快，但不知道兩列車的質(zhì)量關(guān)系，所以不能確定它和普通列車動能的大小關(guān)系，故A正確；B、路旁的樹相對于行駛的列車在不斷發(fā)生位置的變化，因此以行駛的列車為參照物時，路旁的樹是運(yùn)動的，故B正確；C、靜止在水平桌面上的杯子所受的重力和它對桌面的壓力分別作用在不同物體上，且二力的方向相同，不是一對平衡力，故C錯誤；D、在平直軌道上勻速行駛的火車車廂里，豎直向上跳起的人由于慣性還要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，因此同車廂的乘客會看到他落回原處；故D正確。故選：C。3．（2018?青島二模）甲乙兩臺機(jī)器已知功率之比為5：2，速度之比為1：2，則它們的動力之比為（）A．5：1 B．1：5 C．2：3 D．4：3【答案】A【解答】解：因為機(jī)器的功率P＝＝＝Fv，所以機(jī)器的動力F＝，則甲乙兩臺機(jī)器的動力之比：F甲：F乙＝：＝：＝5：1。故選：A。4．（2020?市北區(qū)一模）有甲乙兩機(jī)械，甲乙做功時間之比為1：2，做功之比為2：5，那么甲乙的功率之比為（）A．5：4 B．1：5 C．4：5 D．5：1【答案】C【解答】解：甲乙的功率之比：P甲：P乙＝：＝：＝4：5。故選：C。5．（2019?市北區(qū)二模）下列由日常生活聯(lián)想到的物理知識中，正確的是（）A．人隨電梯勻速上升時，人的機(jī)械能增加 B．使用動滑輪提升重物時不僅可以省力，述可以省功 C．將一段銅絲均勻拉長后電阻變小 D．一塊冰化成水后質(zhì)量不變，體積也不變【答案】A【解答】解：A、人隨電梯勻速上升時，速度不變，動能不變，高度增加，重力勢能變大，故人的機(jī)械能增加，故A正確；B、使用動滑輪可以省力，但不能省功，故B錯誤；C、銅絲被均勻拉長之后，銅絲的橫截面積變小，長度變長，則銅絲的電阻增大，故C錯誤；D、冰熔化成水后，狀態(tài)改變，但物質(zhì)多少沒有變化，所以質(zhì)量不變；冰的密度為0.9×103kg/m3，水的密度為1.0×103kg/m3，冰熔化成水后，密度變大，質(zhì)量不變，由公式V＝知，其體積變小，故D錯誤。故選：A。6．（2019?市北區(qū)一模）下列由日常生活聯(lián)想到的物理知識中，正確的是（）A．自行車上坡前加緊蹬幾下，是為了上坡時有更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．放在水平地面上的箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到的重力和它對地面的壓力是平衡力 C．窗外有風(fēng)時窗簾飄到窗外，是因為流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越大 D．花園里聞到花的香味，是因為發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象【答案】D【解答】解：A、自行車上坡前加緊蹬幾下，使其速度增大，是為了上坡時有更多的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故A錯誤；B、放在水平地面上的箱子處于靜止?fàn)顟B(tài)，它受到的重力和它對地面的壓力作用在不同的物體上，且方向相同，不是平衡力，故B錯誤；C、窗外有風(fēng)時窗簾飄到窗外，是因為流體中流速越大的位置壓強(qiáng)越小，故C錯誤；D、花園里聞到花的香味，是因為分子在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動，發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象，故D正確。故選：D。7．（2020?市北區(qū)一模）下列事例中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化說法錯誤的是（）A．人造地球衛(wèi)星繞地球由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行過程中，動能轉(zhuǎn)化為勢能 B．植物吸收太陽光進(jìn)行光合作用，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．煤氣燃燒時發(fā)熱，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．充電寶充電過程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】D【解答】解：A、人造地球衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動過程中，動能減小，勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為勢能，故A正確。B、植物吸收太陽光進(jìn)行光合作用，消耗光能，變成植物內(nèi)部的化學(xué)能，故是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，故B正確。C、燃料燃燒時發(fā)熱，消耗燃料內(nèi)部的化學(xué)能，產(chǎn)生內(nèi)能，故是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。故C正確；D、充電寶充電時將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故D錯誤。故選：D。8．（2020?市南區(qū)校級模擬）圖甲中用力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動s的距離。圖乙中用力F2通過動滑輪拉著該物體在同一水平路面上勻速移動s的距離，使用動滑輪的過程中，下列說法正確的是（）A．總功為W總＝F2s B．有用功為W有＝Gs C．機(jī)械效率為η＝ D．額外功為W額＝2F2s﹣F1s【答案】D【解答】解：A、使用動滑輪拉力端移動的距離s′＝2s，拉力做的總功W總＝F2s′＝F2×2s＝2F2s，故A錯誤；B、使用動滑輪做的有用功，等于直接拉物體做的功，即W有＝F1s，故B錯誤；C、該動滑輪的機(jī)械效率η＝＝，故C錯誤；D、額外功W額＝W總﹣W有＝2F2s﹣F1s，故D正確。故選：D。9．（2019?李滄區(qū)二模）下列事例中，關(guān)于能量轉(zhuǎn)化說法正確的是（）A．手機(jī)充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 B．發(fā)電機(jī)發(fā)電過程是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．搓手取暖過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．汽車的發(fā)動機(jī)工作過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能【答案】C【解答】解：A、手機(jī)充電過程是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，故A錯誤；B、發(fā)電機(jī)發(fā)電過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，故B錯誤；C、搓手取暖過程是摩擦生熱，屬機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C正確；D、汽車的發(fā)動機(jī)工作過程時，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D錯誤。故選：C。二．多選題（共10小題）10．（2020?市北區(qū)一模）用水平力F推動重為G的小車，在水平地面上勻速移動距離s，下列說法正確的是（）A．小車受到摩擦力大小為F B．在此過程中小車受到的重力做功為G C．在此過程中水平地面對小車的支持力做功為零 D．若水平推力改為2F，仍使小車移動距離s，則推力做功為2Fs【答案】ACD【解答】解：A、在水平地面上勻速推動箱子，箱子處于平衡狀態(tài)，箱子所受的推力和摩擦力是一對平衡力，大小相等，即f＝F，故A正確；B、箱子在水平地面上運(yùn)動，沒有在重力方向上通過距離，所以重力不做功，故B錯誤；C、在此過程中，水平地面對小車的支持力的方向豎直向上，箱子在力的方向上沒有移動距離，支持力不做功，即做功為零，故C正確；D、若水平推力改為2F，仍使箱子移動距離s，則推力做功為：W＝2Fs，故D正確。故選：ACD。11．（2020?市南區(qū)校級模擬）如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的鐵塊被吸附在豎直放置且足夠長的磁性平板上，該鐵塊在方向豎直向上、大小為5N的拉力F作用下向上運(yùn)動，運(yùn)動速度v與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．0～6s鐵塊做勻速直線運(yùn)動 B．0～6s內(nèi)拉力F做的功是3J C．0～6s鐵塊受到的摩擦力為3N D．將拉力F撤銷后，最終鐵塊受到向上的摩擦力的大小是2N【答案】ACD【解答】解：A、由乙圖可知，0～6s鐵塊豎直向上運(yùn)動，且速度不發(fā)生變化，做勻速直線運(yùn)動，故A正確；B、鐵塊在0～6s內(nèi)升高的距離s＝vt＝0.2m/s×6s＝1.2m，因此拉力F做的功W＝Fs＝5N×1.2m＝6J，故B錯誤；C、0～6s鐵塊做勻速直線運(yùn)動，鐵塊受到平衡力的作用；在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F，根據(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵塊受到摩擦力大小f＝F﹣G＝5N﹣0.2kg×10N/kg＝3N，故C正確；D、由以上分析可知，鐵塊向上運(yùn)動時受到3N的摩擦力，2N的重力作用，將拉力F撤銷后，因受重力作用有向下滑動的趨勢，因此會受到2N向上的摩擦力，會保持靜止，故D正確。故選：ACD。12．（2019?青島二模）如圖所示是蹦極游戲。游戲者將一根彈性繩的一端系在身上，另一端固定c在跳臺上，從跳臺跳下。a點(diǎn)是彈性繩自然下垂時繩端的位置，c點(diǎn)是游戲者所到達(dá)的最低點(diǎn)。對于游戲者由跳臺到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A．游戲者在a點(diǎn)的重力勢能大于在c點(diǎn)的重力勢能 B．游戲者達(dá)到c點(diǎn)突然不受力，將做勻速直線運(yùn)動 C．由a點(diǎn)到c點(diǎn)彈性繩具有的彈性勢能不斷地增大 D．由a點(diǎn)到c點(diǎn)游戲者做減速運(yùn)動，故其動能減少【答案】AC【解答】解：A、游戲者的質(zhì)量一定，a點(diǎn)的高度大于c點(diǎn)的高度，所以在a的重力勢能大于在c點(diǎn)的重力勢能，故A正確；B、c點(diǎn)是游戲者所到達(dá)的最低點(diǎn)，故游戲者達(dá)到c點(diǎn)時速度為0，由牛頓第一定律可知，若游戲者達(dá)到c點(diǎn)突然不受力，將保持靜止?fàn)顟B(tài)，故B錯誤；C、由a點(diǎn)到c點(diǎn)，繩子的長度越來越長，形變程度越來越大，則彈性繩具有的彈性勢能不斷地增大，故C正確；D、從a到c，開始重力大于彈力，合力向下，合力逐漸減小，做加速運(yùn)動，當(dāng)重力等于彈力時，合力為零，速度最大；然后重力小于彈力，合力向上，合力逐漸增大，做減速運(yùn)動；所以其動能先變大后變小，故D錯誤。故選：AC。13．（2018?青島二模）如圖所示，小球由細(xì)線吊著在A、C間自由擺動，若不計空氣阻力。則下列說法正確的是（）A．小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)時，受到的重力的方向不相同 B．小球由B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中速度加快，是因為受力，運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變 D．當(dāng)小球剛好擺到C點(diǎn)時，假如所有力突然都消失，小球?qū)⒈３朱o止?fàn)顟B(tài)【答案】CD【解答】解：A、小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)時，受到的重力的方向相同，都是豎直向下的。故A錯誤；B、小球由B點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，質(zhì)量不變、速度減小、高度增大，則小球的動能減小，重力勢能增大，所以，在此過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B錯誤；C、小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中速度加快，是因為受到重力的作用，其運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變。故C正確；D、當(dāng)小球剛好擺到C點(diǎn)時，速度為零，假如所有力突然都消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，小球?qū)⒈３朱o止?fàn)顟B(tài)。故D正確。故選：CD。14．（2020?李滄區(qū)一模）同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線a所示。物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖中圖線b所示，已知物體的重力為9N，所用動滑輪的重力為1N，繩子自由端的拉力F為2.8N，g取10N/kg。繩與滑輪之間有摩擦且不能忽略。在0～2s的過程中，下列說法中正確的是（）A．物體移動的速度為5m/s B．有用功為90J C．拉力F的功率為0.56W D．滑輪組的機(jī)械效率約為80%【答案】CD【解答】解：A、物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖線b所示，則物體上升速度為：v物＝＝＝5cm/s＝0.05m/s，故A錯誤；B、在0～2s的過程中，h＝10cm＝0.1m，拉力做的有用功：W有用＝Gh＝9N×0.1m＝0.9J，故B錯誤；C、在0～2s的過程中，拉力端移動距離s＝40cm＝0.4m，拉力做的總功：W總＝Fs＝2.8N×0.4m＝1.12J，拉力F的功率：P＝＝＝0.56W，故C正確；D、滑輪組的機(jī)械效率為：η＝×100%＝×100%≈80%，故D正確。故選：CD。15．（2020?市南區(qū)一模）某同學(xué)用滑輪組提升物體，繩子自由端豎直移動的距離隨時間的變化關(guān)系如圖a所示，物體上升的高度隨時間變化的關(guān)系如圖線b所示。已知物體的質(zhì)量為450g，所用動滑輪的質(zhì)量為50g，繩子自由端的拉力F為1.5N，在0～2s的過程中。下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的速度為5.0cm/s B．有用功為0.45J C．拉力F的功率為0.3W D．滑輪組的機(jī)械效率為75%【答案】BCD【解答】解：A、由圖線a可知，在0～2s的過程中，繩子自由端移動的距離s＝40cm＝0.4m，則繩子自由端移動的速度為：v＝＝＝20cm/s，故A錯誤；B、由圖線b可知，在0﹣2s的過程中，物體上升的高度h＝10cm＝0.1m，則所做的有用功：W有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，故B正確；C、拉力做的總功W總＝Fs＝1.5N×0.4m＝0.6J，拉力做功的功率：P＝＝＝0.3W，故C正確；D、滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝×100%＝75%，故D正確。故選：BCD。16．（2019?嶗山區(qū)一模）高臺上的電動車通過如圖滑輪組將重力為G的物體勻速提至高臺上（不計繩重和滑輪間摩擦），用時為t，已知整個過程中電動車的速度為v、受到水平地面的摩擦阻力為Ff，滑輪組的機(jī)械效率為η，則下列說法中正確的是（）A．電動車的牽引力等于水平地面的摩擦阻力Ff B．此過程中物體克服重力做功Gvt C．繩對車的拉力為 D．電動車牽引力的功率（+Ff）ν【答案】CD【解答】解：A、電動車將物體勻速提升，處于平衡狀態(tài)，電動車受到的牽引力等于地面的摩擦阻力與繩子拉力之和，故A錯；B、由圖知使用的滑輪組承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n＝2，物體升高的速度v物＝v，在時間t內(nèi)升高的高度h＝vt，克服重力做功W＝Gh＝Gvt＝Gvt，故B錯；C、滑輪組的機(jī)械效率η＝＝＝＝，繩對車的拉力F＝，故C正確；D、電動車受到的牽引力F牽引力＝F+Ff＝+Ff，電動車牽引力的功率P＝F牽引力v＝（+Ff）v，故D正確。故選：CD。17．（2019?青島模擬）如圖物體A在水平方向上勻速運(yùn)動了相同的距離為S，F(xiàn)1所做的功為W1，F(xiàn)2所做的功為W2，不計繩子重和動滑輪重及摩擦，那么（）A．F1：F2＝1：4 B．F1：F2＝1：2 C．W1：W2＝1：2 D．W1：W2＝l：1【答案】AD【解答】解：物體A在兩種情況下的摩擦力f相等，根據(jù)圖中滑輪的使用情況可知：F1＝f、F2＝2f；所以，F(xiàn)1：F2＝f：2f＝1：4；故A正確，B錯誤；由W＝Fs可知：W1＝F1×2s＝f×2s＝fs；W2＝F2×s＝2f×s＝fs；所以，W1：W2＝fs：fs＝l：1，故C錯誤，D正確。故選：AD。18．（2018?青島一模）如圖，在水平臺上放著質(zhì)量為1kg的木塊，將木塊用輕繩跨過定滑輪與質(zhì)量為0.2kg的鉤碼相連。木塊從圖示位置開始做勻速直線運(yùn)動，速度為0.2m/s；運(yùn)動時間為5s時，鉤碼的底部接觸水面；鉤碼沒入水中后繼續(xù)下降，接觸池底后停止運(yùn)動木塊則繼續(xù)滑動一段距離停在臺面上。繩重、輪與軸的摩擦均忽略不計，下列說法中正確的是（）A．前5s內(nèi)，木塊所受的重力做功為10J B．鉤碼底部接觸水面前，其機(jī)械能逐漸減小 C．鉤碼底部接觸水面前，其重力做功的功率為0.4W D．鉤碼接觸池底后木塊繼續(xù)滑動的過程中，木塊所受摩擦力大小為2N【答案】BCD【解答】解：A、木塊受到重力豎直向下，木塊向下沒有移動距離，重力對木塊沒有做功，故A錯誤；B、鉤碼底部接觸水面前，質(zhì)量不變，速度不變，則動能不變，同時鉤碼的高度變小，則重力勢能變小；因機(jī)械能等于動能與勢能的總和，其機(jī)械能逐漸減小，故B正確；C、鉤碼底部接觸水面前，木塊移動距離等于鉤碼下降的高度h＝vt＝0.2m/s×5s＝1m，其重力做功W＝Gh＝m鉤碼g＝0.2kg×10N/kg＝2N×1m＝2J，功率P＝＝＝0.4W．故C正確；D、在鉤碼的拉力作用下，木塊沿桌面做勻速運(yùn)動，此時木塊受平衡力，水平方向的拉力與摩擦力是一對平衡力，大小相等，則f＝m鉤碼g＝0.2kg×10N/kg＝2N，鉤碼觸地后木塊繼續(xù)滑動的過程中，木塊所受摩擦力大小仍為2N，故D正確；故選：BCD。19．（2019?青島模擬）建筑工地上，工人用如圖所示的裝置（由滑輪組和吊籃組成）將600N的磚在6s內(nèi)勻速提升2m，動滑輪重50N，吊籃重70N（不計繩重及摩擦），下列判斷正確的是（）A．此裝置由四段繩子承擔(dān)物重 B．工人對繩的拉力為240N C．工人提升磚做的有用功1200J D．此裝置對磚塊做功的功率為360W【答案】BC【解答】解：A、此滑輪組中連接動滑輪的有3段繩子；故錯誤；B、工人對繩子的拉力F＝（G物+G輪+G籃）＝×（600N+50N+70N）＝240N；故正確；C、工人做的有用功W＝Gh＝600N×2m＝1200J；故正確；D、對磚塊做功的功率P＝＝＝＝240W；故錯誤；故選：BC。三．填空題（共4小題）20．（2019?中山市二模）某商場售貨員用20N的水平推力使質(zhì)量為65kg的貨物沿水平方向勻速移動了3m，則該售貨員對貨物做功60J，貨物的重力做功0J，物體受到的摩擦阻力是20N?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：售貨員對物體做功為W＝Fs＝20×3J＝60J；因為貨物在重力的方向上沒有移動距離，所以貨物的重力做功為0J；貨物沿水平方向勻速移動，推力與摩擦阻力是一對平衡力，故摩擦阻力等于拉力的大小為20N。故答案為：60；0；20。21．（2018?平度市一模）運(yùn)用知識解決問題：火箭加速升空過程，對于火箭搭載的衛(wèi)星來說，動能變大，重力勢能增加，衛(wèi)星的機(jī)械能是由火箭燃料燃燒時的化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來的?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：火箭加速升空過程中，衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度增大，所以動能變大；衛(wèi)星的質(zhì)量不變，高度增大，所以重力勢能變大；衛(wèi)星的動能和重力勢能都變大，則衛(wèi)星的機(jī)械能變大；衛(wèi)星增加的機(jī)械能是由火箭燃料的化學(xué)能首先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為機(jī)械能得到的。故答案為：變大；化學(xué)。22．（2018?膠州市一模）運(yùn)用知識解決問題：交通部門在不同的路段對機(jī)動車行駛速度進(jìn)行限制，這是因為質(zhì)量一定時，速度越大，物體的動能越大，在同一路段，不同車型限速不同，是因為質(zhì)量越大，物體的動能越大?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：交通部門在不同路段對機(jī)動車行駛速度進(jìn)行限制，這是因為質(zhì)量一定時，物體的速度越大，物體的動能越大；在同一路段，不同車型限速不同，是因為速度一定時，質(zhì)量越大，物體的動能越大。故答案為：速度；質(zhì)量。23．（2020?李滄區(qū)模擬）如圖所示，斜面長4m，高2m。質(zhì)量為50kg的小明站在斜面頂端，用平行于斜面向上的75N的拉力將100N重的物體從斜面底端勻速拉到斜面頂端，g＝10N/kg，那么斜面的機(jī)械效率是66.7%?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：小明對物體做的總功：W總＝Fs＝75N×4m＝300J；有用功：W有＝Gh＝100N×2m＝200J；斜面的機(jī)械效率：η＝＝×100%≈66.7%。故答案為：66.7%。四．實驗探究題（共7小題）24．（2020?青島一模）小明在老師的指導(dǎo)下用小球和彈簧等器材進(jìn)行了如下實驗與探究（不考慮空氣阻力，g取10N/kg）：（1）讓小球從某高度處由靜止開始下落到豎直放置的輕彈簧上（如圖甲），在剛接觸輕彈簧的瞬間（如圖乙），小球速度為5m/s。從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（如圖丙）的整個過程中，得到小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示，其中A為典線的最高點(diǎn)，已知該輕彈簧每受到0.1N的壓力就縮短1cm，并且輕彈簧在全過程中始終發(fā)生彈性形變。①從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球速度的變化情況是先變大后變小。②實驗中所用小球的質(zhì)量為0.1kg，全過程中，彈簧中彈力的最大值為6.2N。③由圖可知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球處于非平衡狀態(tài)（選填“平衡”或“非平衡”）?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）小球接觸到彈簧后的下落中，彈簧逐漸發(fā)生彈簧形變，彈簧力由小變大，當(dāng)重力大于彈力時小球受合力向下，小球加速下落；當(dāng)彈力等于重力時，小球受到合力為0，速度達(dá)到最大；當(dāng)彈力大于小球重力時，合力向上，小球開始做減速運(yùn)動。由此可知小球下落速度的變化情況是：先變大后變?。唬?）由小球的速度圖象知，開始小球的速度增大，說明小球的重力大于彈簧對它的彈力，當(dāng)△x為0.1m時，小球的速度最大，然后減小，說明當(dāng)△x為0.1m時，小球的重力等于彈簧對它的彈力。所以可得G＝F＝0.1N/cm×0.1×100cm＝1N則m＝＝＝0.1kg彈簧的最大縮短量為△x最大＝0.62m＝62cm所以F最大＝0.1N/cm×62cm＝6.2N；（3）由（2）中數(shù)據(jù)知，當(dāng)彈簧的壓縮量最大時，小球的速度為0，此時，小球受到的彈力大于其重力，所以小球處于不平衡態(tài)。故答案為：（1）先變大后變?。唬?）0.1；6.2；（3）非平衡。25．（2019?市北區(qū)二模）進(jìn)一步探究：學(xué)過動能知識后，小明通過查資料學(xué)習(xí)到，物體的動能大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān)，可用公式Ek＝0.5mv2表示。他聯(lián)想到了停車場進(jìn)出口的起落桿。他想：起落桿的動能是不是也用這個公式來計算？請教老師后了解到起落桿工作時屬于轉(zhuǎn)動物體，而轉(zhuǎn)動桿的動能公式不同于上述物體的動能公式。通過查找資料，小明了解到，轉(zhuǎn)動桿的動能與轉(zhuǎn)動慣量和角速度有關(guān)，而轉(zhuǎn)動慣量與桿的質(zhì)量和長度有關(guān)。物體有慣性，轉(zhuǎn)動物體也有轉(zhuǎn)動慣性，轉(zhuǎn)動慣性的大小在物理學(xué)中用轉(zhuǎn)動慣量I米表示。轉(zhuǎn)動桿在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度叫角速度，用表示桿上每一點(diǎn)單位時間通過的路程叫線速度，用ω表示。已知桿長為L，線速度與角速度的關(guān)系式：v＝ωL，下面的表一是轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量和長度的關(guān)系，表二是桿的轉(zhuǎn)動動能與轉(zhuǎn)動慣量和角速度的關(guān)系。表一桿的質(zhì)量m/kg桿的長度L/m轉(zhuǎn)動慣量I/kg?m253155660106120表二角速度ω/rad/s轉(zhuǎn)動慣量I/kg?m2動能E/J4108042016021020327（1）由表一可知，轉(zhuǎn)動慣量與質(zhì)量和長度的關(guān)系為I＝kL2m，（k＝）由此可知，停車場的起落桿在長度一定的情況下，選用質(zhì)量較?。ā按蟆被颉靶　保┑娜菀撞僮?。（2）完成表二中填空。（3）通過以上兩步，最終可總結(jié)出轉(zhuǎn)動桿的動能與桿OA端點(diǎn)A的速度vA的關(guān)系為：Ek＝m（用m和vA表示，k值用數(shù)字）【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）由表格一的一、二行數(shù)據(jù)可知，在質(zhì)量一定時，桿的長度變?yōu)樵瓉淼?倍，轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)樵瓉淼?倍，所以轉(zhuǎn)動慣量與桿的長度的平方成正比；由表一的二、三行知，在桿的長度一定時，桿的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)樵瓉淼?倍，所以轉(zhuǎn)動慣量與桿的質(zhì)量成正比；所以可以得到I＝kL2m，將第一行數(shù)據(jù)代入表達(dá)式得：15kg?m2＝k×32m×5，解得k＝；所以I＝L2m﹣﹣﹣﹣﹣﹣①根據(jù)表格數(shù)據(jù)知，在長度一定的情況下，質(zhì)量越小，轉(zhuǎn)動慣量越小，所以停車場的起落桿在長度一定的情況下選用質(zhì)量較小的容易操作；（2）由表格二的一、二行數(shù)據(jù)可知，在角速度一定時，轉(zhuǎn)動慣量變?yōu)樵瓉淼?倍，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，所以動能與轉(zhuǎn)動慣量成正比；由表格二的一、三行數(shù)據(jù)可知，在轉(zhuǎn)動慣量一定時，角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，動能變?yōu)樵瓉淼?倍，所以動能與角速度的平方成正比；所以可以得到E＝k′ω2I，將第一行數(shù)據(jù)代入表達(dá)式得：80J＝k′（4rad/s）2×10kg?m2，解得k′＝0.5，所以E＝0.5ω2I﹣﹣﹣﹣﹣﹣②將表格二第三行的數(shù)據(jù)代入得，27J＝0.5×（3rad/s）2I，解得：I＝6kg?m2；（3）又因為v＝ωL﹣﹣﹣﹣﹣③綜合①②③得：E＝0.5ω2I＝××L2×m＝m。故答案為：（1）kL2m；；小；（2）6；（3）m。26．（2019?青島模擬）探究重力勢能與高度的關(guān)系（1）實驗方案有如下兩種：方案甲乙步驟將質(zhì)量相等的鋁球、鋼球、鐵球從不同高度自由釋放，觀察球在沙坑里下陷的深度。將同一個小鋼球從不同的高度分別自由釋放，觀察小球在沙坑下陷的深度。探討通過下陷的深度判斷重力勢能的大小所采用的研究方法為轉(zhuǎn)換法。小球下陷的越深，小球的重力勢力能越大。（2）比較以上兩種方案，應(yīng)選擇上述方案中的乙（填“甲”或“乙”）原因是使用的是同一小球，小球與沙子的接觸面積相同，方便比較小球下陷的深度?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）甲方案：將質(zhì)量相等的鋁球、鋼球、鐵球從不同高度自由釋放，觀察球在沙坑里下陷的深度，通過下陷的深度判斷重力勢能的大小所采用的研究方法為轉(zhuǎn)換法；乙方案：將同一個小鋼球從不同的高度分別自由釋放，觀察小球在沙坑下陷的深度，小球下陷的越深，小球的重力勢力能越大；（2）要探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系，則應(yīng)改變高度，控制小球的質(zhì)量相同，甲方案中，雖然鋁球、鋼球、鐵球質(zhì)量相同，但是體積不同，落入沙坑中時，小球與沙子的接觸面積不同，會影響小球下陷的深度，乙方案中，使用的是同一小球，小球與沙子的接觸面積相同，方便比較小球下陷的深度，所以乙方案好。故答案為：（1）轉(zhuǎn)換法；大；（2）乙；使用的是同一小球，小球與沙子的接觸面積相同，方便比較小球下陷的深度。27．（2019?李滄區(qū)二模）研究機(jī)械能守恒與平拋運(yùn)動：（1）物體動能與物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動速度有關(guān)，從物理資料中找到如下數(shù)據(jù)：實驗次數(shù)123456質(zhì)量m/kg0.10.10.10.20.30.4速度v/（m?s﹣1）123111動能EK/J0.050.20.450.10.150.2由數(shù)據(jù)可以推斷：動能EK與質(zhì)量m、運(yùn)動速度v關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為EK＝kmv2。其中k＝。如圖甲，質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達(dá)斜面底端的速度為v，此過程機(jī)械能守恒，關(guān)系式mgh＝EK成立。如圖乙，將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運(yùn)動，在水平方向運(yùn)動的距離x＝v0t，在豎直方向下落的高度y＝gt2，則y與t2的關(guān)系可用丙圖中的圖線a表示。（2）如圖丁所示，小球從高度為h1的光滑斜面AB由靜止自由滑下，經(jīng)過高度為h2的光滑桌面BC后做平拋運(yùn)動，落地點(diǎn)與桌邊的距離為s。請推理證明：s＝2【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）由1、2、3次實驗可知，當(dāng)質(zhì)量一定時，動能與速度平方的比值＝0.05，所以動能跟速度的平方成正比；由4、5、6次實驗可知，當(dāng)速度一定時，動能與質(zhì)量的比值＝0.5，所以動能跟質(zhì)量成正比；所以動能EK的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：EK＝kmv2，進(jìn)一步分析可知k＝，則EK＝mv2。物體做平拋運(yùn)動時，在豎直方向下落的高度y＝gt2，因g是常數(shù)，則y與t2是正比關(guān)系（即y與t2成正比），不是二次函數(shù)，所以圖象是a。（2）小球從高度為h1的光滑斜面AB由靜止自由滑下，此過程機(jī)械能守恒，則mgh1＝EK，設(shè)小球到達(dá)斜面底端的速度為v，則有：mgh1＝mv2，解得v＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；由題知，桌面BC光滑，所以小球在桌面上做勻速直線運(yùn)動，則達(dá)到桌面右端C時的速度仍然為v＝平拋運(yùn)動時，在豎直方向下落的高度h2＝gt2，則t＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，做平拋運(yùn)動，在水平方向運(yùn)動的距離：s＝vt＝×＝2故答案為：（1）mv2；a；（2）證明見上面。28．（2019?青島模擬）如圖所示是“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。（1）實驗中通過觀察木塊移動距離s的大小，來判斷小球動能的大小，這種方法在物理學(xué)上稱為轉(zhuǎn)換法（選填“控制變量法”、“轉(zhuǎn)換法”）。（2）當(dāng)研究動能的大小與速度的關(guān)系時，應(yīng)該選用質(zhì)量相同的兩個小球從斜面上不同高度由靜止?jié)L下（選填“相同”或“不同”）。（3）某同學(xué)利用上述實驗裝置“探究動能大小與質(zhì)量”的關(guān)系，它將不同質(zhì)量的小球從斜面上由靜止自由滑下，實驗記錄數(shù)據(jù)如下：鋼球的質(zhì)量m/kg0.10.150.200.250.300.350.40木塊滑行距離s/m0.120.100.120.120.110.130.12該同學(xué)根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)得出物體的動能大小與質(zhì)量無關(guān)，你認(rèn)為實驗結(jié)論與物理事實是否相符？不相符（選填：相符或不相符）；你認(rèn)為出現(xiàn)此實驗現(xiàn)象的主要原因是沒有控制小球從同一高度靜止滑下?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）小球動能的大小體現(xiàn)在對外做功的多少，可以通過木塊移動的距離s來比較動能的大??；通過觀察木塊移動的距離s來比較小球動能的大小時用到了轉(zhuǎn)換法；（2）當(dāng)研究動能的大小與速度關(guān)系時，應(yīng)該控制小球的質(zhì)量相同，速度不同，則應(yīng)使質(zhì)量相同的小球從不同的高度滾下；（3）分析實驗數(shù)據(jù)可得出“物體的動能大小與質(zhì)量無關(guān)”的結(jié)論，與物理事實不相符；實驗時采用控制變量法，就要改變物體的質(zhì)量，同時控制速度不變，即讓不同質(zhì)量的物體從同一高度靜止下滑，下滑到水平面的速度相同，所以，出現(xiàn)此實驗現(xiàn)象的原因是沒有控制小球從同一高度靜止滑下。故答案為：（1）木塊移動距離s；轉(zhuǎn)換法；（2）相同；不同；（3）不相符；沒有控制小球從同一高度靜止滑下。29．（2018?李滄區(qū)一模）在學(xué)習(xí)了動能大小有關(guān)因素后，好學(xué)的小等同學(xué)很想知道，物體的動能的大小與物體的質(zhì)和速度的具體關(guān)系，經(jīng)查閱資料她搜集到物體的動能與質(zhì)量和速度關(guān)系的一些數(shù)據(jù)如表格：請完成下列問題：實驗次數(shù)質(zhì)量m/kg速度v/m/s動能E/J1110.5212232416（1）物體的動能E的大小與物體的質(zhì)量m和速度v的具體關(guān)系表達(dá)式Ex＝kmv2，其中系數(shù)k＝0.5（填上數(shù)值和單位）。（2）在兩塊平行板上分別聚集大量的正、負(fù)電荷，兩塊平行板之間會形成一個均勻電場，電場方向由正電向負(fù)電荷，電場的強(qiáng)弱用電場強(qiáng)度E來表，當(dāng)有電荷在電場中時，電荷會受到電場力的作用，正電荷受力方向與電場方向相同，負(fù)電荷受力方向與電場方向相反，帶電粒子所帶的電荷量多少用q表示，單位電荷量所受的電場力F叫電場強(qiáng)度則電場強(qiáng)度的定義式為E＝。（3）當(dāng)有力對物做功時物體的動能會改變，力的方向與物體運(yùn)動方向相同，力對物體做的功等于物體動能的增大量，力的方向與物體運(yùn)動方向相反，力對物體做的功等于物體動能的減小量。如圖豎直放置的兩塊均勻電的平行板，下板帶負(fù)電，上板帶正電，兩板之間電場強(qiáng)度為E有一質(zhì)量為m，電荷量為q的正電電體，以初速度v豎直向上穿過下板的中間小孔進(jìn)入電場，若兩板可距離足夠長，請完成下列問題：①帶電體受電場力方向向豎直向下。②請推導(dǎo)此帶電體能上升的最大距離h的表達(dá)式為h＝?！敬鸢浮浚?）mv2；0.5；（2）E＝；（3）①豎直向下；②推導(dǎo)過程見上?！窘獯稹拷猓海?）比較第1、2次實驗可知，速度增大原來的2倍，動能增大為原來的4倍，即動能與速度的平方成正比；實驗2、3相比，若質(zhì)量不變，第3次實驗速度為原來的2倍，則動能為第2次的4倍，但實際上第3次實驗質(zhì)量為原來的2倍，動能為原來的8倍，故可知物體的動能E與質(zhì)量成正比，綜上：物體的質(zhì)量m和速度s的具體關(guān)系表達(dá)式：Ex＝kmv2﹣﹣﹣﹣﹣①，將第1次實驗數(shù)據(jù)代入①式得：0.5J＝k×1kg×（1m/s2），k＝0.5；（2）帶電粒子所帶的電荷量多少用q表示，單位電荷量所受的電場力F叫電場強(qiáng)度，則電場強(qiáng)度的定義式為E＝；（3）①電荷量為q的正電電體，放置的兩塊均勻電的平行板之間，根據(jù)同種電荷相互排斥，故電荷受力方向豎直向下，根據(jù)正電荷受力方向與電場方向相同，帶電體受電場力方向豎直向下；②帶電體以初速度v豎直向上穿過下板的中間小孔進(jìn)入電場，受到的豎直向下的電場力為：F′＝qE，其動能為E＝0.5mv2，帶電體能上升的最大距離時速度為0，上升過程中，帶電體受到豎直向下的重力和電場力的作用，由力的合成，帶電體受到的合力：F＝mg+qE，克服合力做的功：W＝Fh＝（mg+qE）h，根據(jù)“力的方向與物體運(yùn)動方向相反，力對物體做的功等于物體動能的減小量”。故有W＝（mg+qE）h＝0.5mv2，因此，h＝。故答案為：（1）mv2；0.5；（2）E＝；（3）①豎直向下；②推導(dǎo)過程見上。30．（2020?嶗山區(qū)校級模擬）在研究動能的大小于什么因素有關(guān)的實驗中，想探究動能大小跟速度大小的關(guān)系。實驗裝置如圖甲所示，他先將小球從斜面的h1的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s1。（1）他接下來的操作應(yīng)該是：將小球從斜面的h2的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s2（2）在這個實驗中怎樣判斷動能的大小：比較小球推動木塊移動的距離【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）研究速度與動能的關(guān)系時，采用控制變量法保證質(zhì)量相同，所以小球在不同高度滾下，到達(dá)水平面的速度不同，比較推動木塊移動的距離，來比較動能的大小。（2）通過上圖可以看出，在質(zhì)量相同時，小球從不同高度滑下，速度不同，推動木塊移動的距離不同，動能不同，所以動能與速度有關(guān)。（3）若水平面為光滑的（足夠長），水平方向上，不受力，由于慣性要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，將勻速直線運(yùn)動下去。無法通過推動木塊的距離來比較動能的大小。故答案為：（1）將小球從斜面的h2的高度上由靜止滑下，并記下小球推動木塊移動的距離s2．（2）比較小球推動木塊移動的距離。五．計算題（共8小題）31．（2020?青島二模）一輛汽車總質(zhì)量為1200kg，以36km/h的速度在水平公路上做勻速直線運(yùn)動，已知發(fā)動機(jī)的功率是60kW，求：（1）10min內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了多少功？（2）若發(fā)動機(jī)輸出的能量全部轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，則汽車受到的阻力是多少？【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）根據(jù)P＝可得汽車發(fā)動機(jī)做功：W＝Pt＝60000W×600s＝3.6×107J；（2）t＝36km/h＝10m/s，根據(jù)v＝可得，汽車行駛的路程：s＝vt＝10m/s×600s＝6000m；因為發(fā)動機(jī)輸出的能量全部轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，所以汽車牽引力做的功等于汽車發(fā)動機(jī)做功，又因為汽車做勻速直線運(yùn)動，所以汽車受到的阻力：f＝F＝＝＝6000N。答：（1）10min內(nèi)汽車發(fā)動機(jī)做了3.6×107J功；（2）這輛汽車受到的阻力是6000N。32．（2020?平度市一模）如圖所示，是一輛汽車在水平面上通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖，物體重G＝4×103N，汽車向右勻速拉繩子時的拉力F＝2×103N，求：（1）若汽車向右勻速運(yùn)動的速度為1.2m/s，將物體由井底拉至井口需要25s，則井深是多少？（2）提升重物時，滑輪組的機(jī)械效率是多少？（保留一位小數(shù)）【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）已知汽車運(yùn)動的速度為1.2m/s，即繩端移動的速度v＝1.2m/s，由圖可知n＝3，則物體上升的速度：v物＝v＝×1.2m/s＝0.4m/s，已知將物體由井底拉至井口需要的時間t＝25s，由v＝得，井深：h＝v物t＝0.4m/s×25s＝10m；（2）由圖可知，n＝3，繩子自由端移動的距離：s＝3h，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈66.7%；答：（1）井深是10m；（2）提升重物時，滑輪組的機(jī)械效率是66.7%。33．（2020?青島二模）如圖甲所示是位于宜賓市高莊橋的國內(nèi)首座“公路在下、鐵路在上”的金沙江公鐵兩用大橋的施工現(xiàn)場照片。如圖乙所示，是某次施工中使用的升降與移動的塔吊和滑輪組，為了保證塔吊起重物不會翻倒，在塔吊左邊配有一個重物P，已知OA＝12m，OB＝4m，動滑輪的質(zhì)量為40kg，一塊重為8×104N、體積為1m3的正方體物塊D，（忽略江水流動對物塊的影響，不計繩、塔吊橫梁及定滑輪的自重和摩擦，江水密度取ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）。（1）若物塊D從平臺上勻速升降，為了保證鐵塔不至翻倒，使其橫梁始終保持水平，求塔吊左邊的配重物P的質(zhì)量為多少千克？（2）若將物塊D完全浸沒水中后以0.4m/s的速度勻速下沉到江底，則拉力F的功率是多少？（3）若將物體D從江底勻速打撈出水面，假如繩子自由端的最大拉力為2.5×104N，那么物體D露出體積為多少時，繩子剛好被拉斷？【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）重物的質(zhì)量：m物＝＝＝8000kg，由杠桿平衡條件可得：OA×m總g＝OB×m配g，即：OA×（m物+m動）g＝OB×m配g，解得：m配＝＝＝24120kg；（2）由題可知，不計摩擦和繩重，由圖可知，繩子的有效股數(shù)n＝3，物塊D完全浸沒水中所受的浮力：F浮＝ρ水V排g＝1.0×103kg/m3×1m3×10N/kg＝10000N，滑輪對物塊的拉力：F'＝G物﹣F浮＝8×104N﹣10000N＝70000N拉力：F＝（F'+G動）＝（70000N+40kg×10N/kg）＝N，繩子自由端的移動速度：v'＝3v物＝3×0.4m/s＝1.2m/s，拉力F的功率：P＝Fv'＝N×1.2m/s＝28160W；（3）當(dāng)繩子自由端的最大拉力為F大＝2.5×104N時，由F大＝（F拉+G動）可知物體拉滑輪的力F拉為：F拉＝3F大﹣G動＝3×2.5×104N﹣40kg×10N/kg＝74600N，此時物體所受的浮力：F浮'＝G物﹣F拉＝8×104N﹣74600N＝5400N，浸在水中的體積：V排'＝＝＝0.54m3，物體露出水面的體積：V露＝V﹣V排'＝1m3﹣0.54m3＝0.46m3。答：（1）若物塊D從平臺上勻速升降，為了保證鐵塔不至翻倒，使其橫梁始終保持水平，塔吊左邊的配重物P的質(zhì)量為24120kg；（2）若將物塊D完全浸沒水中后以0.4m/s的速度勻速下沉到江底，則拉力F的功率是28160W；（3）若將物體D從江底勻速打撈出水面，假如繩子自由端的最大拉力為2.5×104N，那么物體D露出體積為0.46m3時，繩子剛好被拉斷。34．（2020?黃島區(qū)校級模擬）為了將放置在水平地面上重G＝100N的重物提升到高處，小明同學(xué)設(shè)計了圖甲所示的滑輪組裝置。當(dāng)小明用圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關(guān)系圖象分別如圖丙和丁所示。不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（1）物體在0﹣1s、1﹣2s、2﹣3s，分別在作什么運(yùn)動？（2）在2﹣3s內(nèi)，拉力做的功為多少？滑輪組的機(jī)械效率為多少？（3）在1﹣2s內(nèi)，拉力F的平均功率P?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解答】解：（1）由圖丙可知，物體在0﹣1s內(nèi)速度為0，處于靜止?fàn)顟B(tài)；在1﹣2s內(nèi)速度逐漸增大，做加速運(yùn)動；在2﹣3s內(nèi)速度不變，作勻速運(yùn)動；（2）由圖丙可知，在2～3s內(nèi)，重物做勻速運(yùn)動，由圖乙可知，此時拉力F＝40N，由圖丁可知重物升高的高度h＝3.75m﹣1.25m＝2.5m，由圖甲可知，從動滑輪上直接引出的繩子股數(shù)（承擔(dān)物重的繩子股數(shù)）n＝3，拉力端移動距離s＝3h＝3×2.5m＝7.5m，拉力做功：W總＝Fs＝40N×7.5m＝300J，拉力做的有用功：W有用＝Gh＝100N×2.5m＝250J，滑輪組的機(jī)械效率：η＝＝×100%≈83.3%；（3）由圖乙可知，在1～2s內(nèi)，拉力F′＝50N，重物上升高度h′＝1.25m，拉力F的作用點(diǎn)下降的距離s′＝3h′＝3×1.25m＝3.75m，拉力做的功：W′＝F′s′＝50N×3.75m＝187.5J，拉力F的平均功率：P＝＝＝187.5W。答：（1）物體在0﹣1s內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài)；在1﹣2s內(nèi)作加速運(yùn)動；在2﹣3s內(nèi)作勻速運(yùn)動；（2）在2﹣3s內(nèi)，拉力做的功為262.5J；滑輪組的機(jī)械效率為83.3%；（3）在1﹣2s內(nèi)，拉力F的平均功率為187.5W。35．（2020?青島一模）如圖所示，是使用汽車從深水池水中打撈重物的示意圖。汽車通過定滑輪牽引水下一個圓柱形重物，在整個打撈過程中，汽車以恒定的速度v＝0.4m/s向右運(yùn)動。圖乙是此過程中汽車?yán)瓌又匚锏睦隨時間t變化的圖象。設(shè)t＝0時汽車開始提升重物，忽略水的阻力、繩重和滑輪的摩擦，g取10N/kg．求：（1）重物露出水面前，汽車?yán)匚锏墓β?；?）圓柱形重物的密度；（3）水對湖底的壓強(qiáng)（整個過程中，湖水深度不變）【答案】見試題解答內(nèi)容【解答】解：（1）根據(jù)題意及圖象乙可知，重物重力G＝4000N，重物的質(zhì)量：m＝＝＝400kg；由圖可知，重物露出水面前，汽車的拉力F＝3500N；汽車?yán)匚锏墓β剩篜＝＝＝Fv＝3500N×0.4m/s＝1400W；（2）重物在水中被勻速提升，則重物浸沒時受到的浮力：F浮＝G﹣F＝4000N﹣3500N＝500N；物體的體積：V＝V排＝＝＝0.05m3；圓柱形重物的密度：ρ＝＝＝8×103kg/m3；（3）圓柱體上升到上底面與水面相平時，圓柱體下底面距河底的高度為：h1＝vt1＝0.4m/s×50s＝20m；由圖象可知，圓柱體從上底面與水面相平上升到下底面與水面相平時，所用時間為t2＝60s﹣50s＝1