第5章 簡單機械與功 3功與機械能（解析版）

寧波科學九上培優(yōu)題庫第5章簡單機械與功3功與機械能一、單選題（共19題；共38分）1.（2020·柯橋模擬）疫情期間為減少人員外出接觸，社區(qū)服務人員用無人機給居家隔離人員送貨。如圖是一架自重5kg(含貨籃)的對稱臂(翼)無人機，其最大載重10kg。超市給小柯家送來10kg大米和5kg面粉，需要通過這架無人機送到10樓的小柯家(高30米)。下列相關說法不正確的是（

）A.

無人機上升時的動力來自空氣

B.

無人機滿載后勻速上升時，每一臂(翼)對空氣的推力為25牛

C.

把全部貨物送到10樓小麗家，無人機至少需要做功約為6000焦

D.

無人機帶著貨物勻速上升過程中，無人機及貨物機械能一直增大【答案】C【解析】（1）根據(jù)流體壓強和流速的關系分析升力的來源；

（2）首先根據(jù)F=G總計算出無人機的總升力，然后用總升力處于機翼的個數(shù)即可；

（3）根據(jù)最大載重10kg可知，無人機要將大米和面粉送上10樓，必須運兩次，根據(jù)公式W=G總h分別計算出兩次做的功，然后相加即可；

（4）動能與質量和速度有關，重力勢能與質量和高度有關，最后根據(jù)機械能=動能+重力勢能分析。

A.無人機的機翼旋轉時，上表面的空氣氣流速度大壓強小，下表面的空氣速度小壓強大，于是產(chǎn)生向上的壓力差，這就是升力，故A正確不合題意；

B.無人機滿載后勻速上升時，它產(chǎn)生的總升力：F=G總=（5kg+10kg）×10N/kg=150N；

根據(jù)圖片可知，無人機有6個機翼，

因此每一個機翼對空氣的推力：F'=Fn=150N6=25N，故B正確不合題意；

C.根據(jù)最大載重10kg可知，無人機要將大米和面粉送上10樓，必須運兩次，

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；

那么無人機至少做功：W總=W1+W2.

如圖所示，分別用甲、乙兩個滑輪組在相等時間內將質量相等的重物勻速提升相同的高度，繩和輪之間的摩擦均不計，下列說法正確的是（）A.

甲滑輪組比乙滑輪組更省力

B.

甲滑輪組繩子移動的速度比乙的大

C.

甲、乙兩個滑輪組對重物所做的功相等

D.

甲滑輪組的機械效率比乙的低【答案】C【解析】解：A、不計繩重及摩擦，因為拉力F=1n（G物+G輪），n1=2，n2所以繩子受的拉力：F1=12（G物+G輪），F(xiàn)2=13（G物+G所以F1＞F2；故A錯誤；B、因為繩子自由端移動的距離s=nh，n1=2，n2=3，提升物體的高度h相同，所以s1=2h，s2=3h，所以s1＜s2，在時間相同時，根據(jù)v=st可知，v1＜v2C、提升的物體重和高度相同，根據(jù)W有=G物h可知，利用滑輪組做的有用功相同；故C正確；D、因為動滑輪重相同，W額=G輪h，所以額外功相同，總功相同，根據(jù)η=W有/w總可知，滑輪組的機械效率相同，故D錯誤．故選C．由滑輪組的結構知道承擔物重的繩子股數(shù)n，則繩子自由端移動的距離s=nh；根據(jù)速度公式v=st3.

如圖所示，用相同的輪滑不同的繞法提起相同的重物，繩重、摩擦忽略不計，在物體勻速上升的過程中（）A.

甲圖省力，機械效率甲圖大

B.

甲圖省力，機械效率一樣大

C.

乙圖省力，機械效率乙圖大

D.

乙圖省力，機械效率一樣大【答案】D【解析】解：不計繩重及摩擦，繩子自由端拉力F=1n（G物+G輪由圖可知：n甲=2，n乙=3，所以繩子自由端拉力：F甲=12（G物+G輪F乙=13（G物+G輪所以F甲＞F乙，乙圖省力；動滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=G輪h，W有用=G物h，由此可知：利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，因為η=×100%，所以滑輪組的機械效率相同．故選D．由滑輪組的結構知道承擔物重的繩子股數(shù)n，則繩子自由端移動的距離s=nh；把相同的重物勻速提升相同的高度，做的有用功相同；不計繩重及摩擦，利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度，做額外功相同；而總功等于有用功加上額外功，可知利用滑輪組做的總功相同，再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機械效率的大小關系．4.如圖，兩個滑輪組由每個質量相同的滑輪組成．用它們分別將重物G1.G2提高相同高度（

）A.

用同一個滑輪組提起不同的重物，機械效率不變

B.

若G1=G2，甲的機械效率高

C.

若G1=G2，拉力做的總功相同

D.

若G1=G2，拉力做的額外功相同【答案】B【解析】A.用同一個滑輪組提起不同的重物，所做的額外功不變，有用功發(fā)生變化，所以有用功在總功中的比值發(fā)生變化，所以機械效率變，所以A錯誤，不符合題意．BC.若G1=G2，則甲乙所做的有用功相同，總功=有用功+額外功，所以乙做的總功大于甲做的總功，所以C錯誤，不符合題意；根據(jù)可得，甲的機械效率大于乙的機械效率，B正確，符合題意．D甲滑輪組中有一個動滑輪，乙滑輪組中有兩個動滑輪，所以若把物體提升相同的高度，乙滑輪組做的額外功多，所以D錯誤，不符合題意．故選B．解決此題的關鍵是搞清有用功.額外功.總功之間的關系，并能比較出甲乙兩圖中所做額外功的大小關系．5.（2018九上·義烏月考）在下圖所示的四種情景中，人對物體做功的是(

)A.

提著桶在水平面上勻速前進

B.

舉著剛幫原地不動

C.

用力搬石頭但沒有搬動

D.

推著小車前進【答案】D【解析】做功是指在力的方向上移動了一定距離。幾種不做功的情況是，有力沒有距離；有距離沒有力；力與距離垂直。A、力與距離垂直，人對物體不做功，A錯誤；

B、有力沒有距離，人對物體不做功，B錯誤；

C、有力沒有距離，人對物體不做功，C錯誤；

D、推著小車前進時，在推力方向上有距離，人對物體做功，D正確。

故選D6.（2018九上·杭州期中）如圖所示，斜面長5m，高1m，將10N重的物體A從斜面頂端勻速拉到斜面頂端，需要用拉力2.5N，則物體受到的摩擦力為（

）A.

2.5N

B.

10N

C.

0.5N

D.

6.25N【答案】C【解析】首先根據(jù)W有=Gh計算做的有用功，然后根據(jù)W總=Fs計算總功，接下來根據(jù)W額=W總-W有計算克服摩擦做的功，最后根據(jù)f=W克服物體重力做的有用功：W有=Gh=10N×1m=10J；

拉力做的總功為：W總=Fs=2.5N×5m=12.5J；

克服摩擦做的功：W額=W總-W有=12.5J-10J=2.5J；

物體受到的摩擦力為：f=W額7.如圖所示，在電梯里，一名背書包的學生在隨著電梯勻速上升的過程中，以下說法正確的是(

).

A.

學生的動能轉化成重力勢能

B.

學生的運動狀態(tài)發(fā)生了變化

C.

學生對書包做了功

D.

學生所受到的重力和她對電梯的壓力是一對平衡力【答案】C【解析】（1）分析動能和重力勢能的大小變化即可；

（2）運動狀態(tài)的改變包括：①運動方向的改變；②運動速度的改變；

（3）功等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過距離的乘積；

（4）平衡力的四個條件：大小相等、方向相反、作用在同一物體和同一直線上。

A.當電梯勻速上升時，學生的質量和速度都不變，因此它的動能不變，那么肯定不是動能轉化為重力勢能，故A錯誤；

B.學生跟隨電梯向上做勻速直線運動，因此她的運動狀態(tài)不變，故B錯誤；

C.學生對書包的支持力豎直向上，而書包在這個方向上通過距離，因此學生對書包做功，故C正確；

D.學生受到的重力和她對電梯的壓力，方向都是豎直向下的，因此它們肯定不是平衡力，故D錯誤。

故選C。8.（2020九上·海曙期末）如圖所示，OQ是水平地面，物體在水平拉力作用下從O勻速直線運動到Q，OP段拉力F1為300N，做的功為W1，功率為P1；PQ段拉力F2為200N，F(xiàn)2做的功為W2，功率為P2．則(

)A.

W1>W2

B.

W1<W2

C.

P1>P2

D.

P1<P2【答案】C【解析】根據(jù)公式W=Fs比較做功的大小，根據(jù)公式P=Fv比較功率的大小。OP段所做的功為：W1=F1sOP=300N×4m=1200J；

PQ段所做的功為：W2=F2sOP=200N×6m=1200J；

因此W1=W2；

OP段做功的功率為：P1=F1v；

PQ段做功的功率為：P2=F2v；

因此P1>P2。

故C正確，而A、B、D錯誤。

故選C。9.（2016·溫州）如圖裝置中，物體A重100N，物體B重10N，在物體B的作用下，物體A在水平方向作勻速直線運動，則如果在物體A上加一個水平向左的拉力F，拉力的功率為10W，使物體B勻速上升3m所用的時間為（不計輪與軸之間的摩擦，不計輪重、繩重）（

）A.

6s

B.

5s

C.

4s

D.

3s【答案】A【解析】（1）物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動，A受到的摩擦力和掛鉤的拉力是一對平衡力，可求出摩擦力；

（2）拉動A向左運動，A受到水平向左的拉力F和水平向右的摩擦力、掛鉤的拉力三力平衡，可求出拉力；

（3）利用滑輪組距離關系，B移動的距離是A移動距離的3倍，求出A移動的距離，則拉力所做的功為W=Fs，再利用P=Wt解：物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動時，f=F拉=3GB=3×10N=30N；

拉動A向左運動時，A受力如圖，F(xiàn)=f+F拉=30N+30N=60N，sB=3m，則sA=13sB=13×3m=1m，因此拉力F做功為W=FsA=60N×1m=60J，所用時間為t=故答案為：6s。10.利用如圖所示的裝置，工人用力F把重為100N的物體以0.2m/s的速度勻速提升6m。若不計繩重和摩擦，則這一過程中（

）A.

拉力F的大小為50N

B.

繩子自由端的速度為0.4m/s

C.

拉力F所做的功為600J

D.

拉力F的功率為10W【答案】C【解析】使用的是定滑輪，不能省力，不計摩擦，拉力F=G，拉力移動的距離s=h，根據(jù)公式W=Fs求出拉力做的功，又知道做功的時間，可利用公式P=Fυ計算出拉力F做功的功率。A、此滑輪是定滑輪，不能省力，不計摩擦，拉力F=G=100N，所以A錯誤；B、使用的是定滑輪，繩子自由端的速度與物體的速度相同為0.2m/s，所以B錯誤；C、拉力F所做的功W=Fs=100N×6m=600J，所以C正確；D、拉力F的功率P=Fυ=100N×0.2m/s=20W，所以D錯誤。故選項C符合題意。11.關于機械效率，下列說法正確的是（

）A.

有用功越大，機械的機械效率就越高

B.

額外功越大，機械的機械效率就越低

C.

總功越大，機械的機械效率就越低

D.

有用功與總功的比值越大，機械的機械效率就越高【答案】D【解析】有用功是指對人們需要的，有價值的功。額外功是并非我們需要但又不得不額外做的功，額外功加有用功就是總功。有用功和總功的百分比叫做機械效率。A、有用功和總功的百分比叫做機械效率，當總功一定時，有用功越大，機械的機械效率就越高；故A錯誤；

B、有用功和總功的百分比叫做機械效率，當總功一定時，額外功越大，機械的機械效率就越低；故B錯誤；

C、有用功和總功的百分比叫做機械效率，當有用功一定時，總功越大，機械的機械效率就越低；故C錯誤；

D、有用功和總功的百分比叫做機械效率，有用功與總功的比值越大，機械的機械效率就越高；故D正確；

故答案為：D。12.（2019九上·余杭月考）如圖甲所示，木塊放在水平面上，用彈簧測力計沿水平方向拉木塊使其做直線運動，兩次拉動木塊得到的s-t關系圖象如圖乙所示．兩次對應的彈簧測力計示數(shù)分別為F1、F2，兩次拉力的功率分別為P1、P2，下列判斷正確的是(

)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）當物體在水平面上做勻速直線運動時，根據(jù)二力平衡的知識分析拉力和摩擦力的大小關系；

（2）已知拉力和速度根據(jù)公式P=Fv比較功率的大小關系。

（1）根據(jù)乙圖可知，第一次和第二次木塊都在水平面上做勻速直線運動，那么它受到的拉力始終等于木塊受到的摩擦力；因為壓力和接觸面的粗糙程度不變，所以木塊運動時受到的滑動摩擦力相同，那么兩次的拉力F1=F2；

（2）根據(jù)乙圖可知，木塊第一次運動的速度大于第二次運動的速度，即v1>v2；而兩次木塊受到的拉力F1=F2，根據(jù)公式P=Fv可知，兩次拉力的功率p1>p2。

故選B。13.如圖所示的滑輪組中，動滑輪重1N，小強用6N的拉力F通過該滑輪組勻速拉起重10N的物體，物體沿豎直方向上升0.4m。此過程中，額外功和機械效率分別是（

）A.

0.4J83.3%

B.

0.8J91.7%

C.

0.8J83.3%

D.

0.4J91.7%【答案】C【解析】使用滑輪組提升重物時，根據(jù)W有=Gh計算有用功，根據(jù)W總=Fs計算總功，根據(jù)η=W有W總計算機械效率，根據(jù)W額=W總-W有計算額外功。

滑輪組做的有用功W有=Gh=10N×0.4m=4J；

總功：W總=Fs=6N×（2×0.4m）=4.8J；

那么額外功：W額=W總-W有=4.8J-4J=0.8J；

滑輪組的機械效率14.小明用兩個相同的滑輪組成不同的滑輪組(如圖所示)，分別將同一物體以相同速度提高到相同高度，滑輪組的機械效率分別為η1、η2，拉力分別為F1、F2，拉力的功率分別為P1、P2，忽略繩重及摩擦，下列關系正確的是(

)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）已知滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)n，不計繩重及摩擦,拉力等于物重和動滑輪重之和的1n,由此判斷拉力的大小關系;

（2）把相同的重物勻速提升相同的高度,做的有用功相同;利用相同的滑輪和繩子、提升相同的高度,做額外功相同;可知利用滑輪組做的總功相同,再根據(jù)效率公式判斷滑輪組機械效率的大小關系;

（3）物體上升的高度相同,所用時間相同,可判斷繩子自由端移動的時間相同,再根據(jù)P＝Wt比較功率的大小。

不計繩重及摩擦,動滑輪重相同，

（1）左圖中二條繩子承擔物重，右圖中三條繩子承擔物重，則

F1＝G+G動2，F(xiàn)2＝G+G動3，所以，F(xiàn)1>F2；

（2）因為動滑輪重相同,提升的物體重和高度相同，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同,總功相同，由η＝W有15.（2019·慈溪模擬）如圖所示，用10N的水平拉力F拉滑輪，使足夠長的物體A以0.2m/s的速度在水平地面上勻速直線運動，彈簧測力計的示數(shù)為3N。若不計滑輪、彈簧測力計和繩的重以及滑輪摩擦，則下列說法正確的是(

)A.

B受到的摩擦力為3N，方向水平向左

B.

滑輪移動的速度為0.4m/s

C.

繩子拉物體A的功率為2W

D.

在運動過程中若將拉力F增大到12N，彈簧測力計的示數(shù)仍為3N【答案】D【解析】物體B靜止時，受力平衡，根據(jù)二力平衡條件判斷摩擦力的方向和大?。桓鶕?jù)動滑輪的特點可知滑輪移動的速度和繩子拉物體A的拉力，利用P=Fv求出功率；運動過程中，影響滑動摩擦力的因素不變時，滑動摩擦力的大小不變。

A、物體B保持靜止，受到測力計向左的拉力和向右的摩擦力是一對平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知f=F=3N，故A錯誤；

B、動力F作用在動滑輪上，所以動滑輪移動的速度是繩端移動速度的二分之一，所以動滑輪的移動速度為0.1m/s，故B錯誤；

C、該滑輪為動滑輪，繩子拉物體A的力為FA=1/2F=5N，其功率為P=Wt=Fst=Fv=5N×0.2m/s=1W，故C錯誤；

D、拉力增大時，由于B和A之間的摩擦力的影響因素不變，所以它們之間的摩擦力不變，彈簧測力計的示數(shù)仍為3N，故D正確。16.（2019·海曙模擬）某工廠搬運貨物用了如圖所示的裝置。已知滑輪組中繩子能承受的最大拉力為500N，定滑輪的質量為0.5kg，動滑輪的質量為0.6kg，貨箱重為15N，不計繩重和繩子與滑輪間的摩擦，下列說法正確的是（

）A.

勻速吊起貨物上樓，每次能吊的貨物最多不能超過1469N

B.

使用的定滑輪質量越小越省力翻貨箱

C.

工人分別用5m/s和3m/s速度勻速拉升同一貨物，工人做功的功率相同

D.

所吊貨物質量為100kg，勻速提升10m，則水平拉力F所做的功為10210J【答案】D【解析】（1）勻速提起貨物時，動滑輪上有三段繩子承擔重力，可根據(jù)nF=G物+G箱+G動計算能吊起貨物的重力；

（2）定滑輪固定在上面，不隨物體一起運動，據(jù)此判斷；

（3）勻速提升同一貨物，自由端的拉力相等，根據(jù)P=Fv判斷工人做功的功率大??；

（4）首先根據(jù)nF=G物+G動計算出自由端的拉力，然后根據(jù)s=nh計算出自由端移動的距離，最后根據(jù)W=Fs計算水平拉力做的功。

A.

動滑輪的重力為：G動=m動g=0.6kg×10N/kg=6N；

勻速吊起貨物上樓，當繩子的拉力達到最大500N時，

每次吊起的貨物最多為：G物=nF-G動-G箱=3×500N-6N-15N=1479N，故A錯誤；

B.定滑輪不隨貨物一起移動，因此它的質量不會影響自由端的拉力，故B錯誤；

C.勻速提升同一貨物，自由端的拉力相等，根據(jù)公式P=Fv可知，速度越大，工人做功的功率越大，故C錯誤；

D.所吊貨物的重力為：G=mg=100kg×10N/kg=1000N；

自由端的拉力為：F=G動+G物+G箱n=1000N+6N+15NA.

在0~1s內，電動機提供的拉力所做的功為1100J

B.

在1s~2s內，電動機提供的拉力的功率為1500W

C.

在0~3s內，電動機提供的拉力的功率為1275W

D.

動滑輪重為100N【答案】A【解析】（1）從乙圖中找出0～1s內對應的拉力F，從丁圖找出對應的物體上升的高度h，根據(jù)W=Fnh就可以計算出拉力做的功；

（2）從乙圖中找出1～2s內對應的拉力F，從丙圖找出1～2s內對應的物體上升的速度v，根據(jù)P=Fnv就可以計算拉力的功率；

（3）從乙圖中找出1s～3s內對應的拉力F，從丙圖找出1s～3s對應的物體勻速速度v，依據(jù)s=vt計算出吊籃上升的高度，最后根據(jù)W=Fnh就可以計算出拉力做的功，然后與0~1s內做的功相加，再根據(jù)P=Wt計算電動機提供的拉力的功率；

（4）已知在1s～2s內，滑輪組的機械效率為90%，根據(jù)η=W有用W總=GFn×100%計算出吊籃內所有物體的總重力，然后再根據(jù)F=14（G+G動）就可以計算出動滑輪重．

A.由丁圖知，這段時間物體升高的高度h=0.5m，由圖甲知，滑輪組由4段繩子承擔物重，所以s=4h=4×0.5m=2m，則拉力F做的功W=Fs=550N×2m=1100J，故A正確；

B.由乙圖知，在1～2s內對應的拉力F=500N，由丙圖知這段時間物體運動的速度是1m/s，則拉力F做的的功率為：P=Fnv=500N×1m/s×4=2000W，故B錯誤；

C.由乙圖可知，在1s~3s時間內拉力是500N，由丙圖可知，這段時間內物體的速度是1m/s，那么吊籃上升的高度為：h=vt=1m/s×2=2m，這段時間拉力做的功為：W=Fsn=500N×2m×4=4000J，則在0～3s內拉力做的總功為W=1100J+4000J=5100J；那么這段時間內拉力的功率為：P=Wt=5100J3s=1700W，故C錯誤；

D.由題意知，A.

正方體木塊的密度為水的23

B.

在木塊勻速下沉過程中，F(xiàn)最大值是

mg4

C.

木塊開始下沉到恰好浸沒的過程中，重力對木塊做功是mga4【答案】C【解析】A.知道立方體木塊的邊長求出木塊的體積；知道木塊漂浮，木塊受到的浮力等于木塊重，利用阿基米德原理木塊受到的浮力等于排開水的重，得出F?。溅阉甮V排＝ρ水g（34V木)＝G木＝ρ木gV木

B.利用浮沉條件求出木塊漂浮時浮力，利用阿基米德原理求木塊全部沒入水后中受到的浮力，當木塊全部沒入水后中勻速下沉過程中，木塊受到的導力等于木塊重加上手對木塊的壓力，據(jù)此求出手對木塊的壓力；

C.木塊開始下沉到恰好浸沒的過程中，由圖可知物體重心下降14

D.知道木塊開始下沉到恰好最沒的過程中，F(xiàn)勻速下壓，力勻速增大，最大為Fmax＝13mg，利用W＝1A.木塊的體積：V木＝a3，由圖可知：木塊漂浮，F(xiàn)

?。紾木

∵木塊底面深度H為34a時，壓力為0，則浸沒在水中的體積為a×a×34a＝34

∴根據(jù)阿基米德原理得：F?。?/p>

ρ水gV排＝ρ水g（34V木

則ρ水gV排＝ρ木gV木

ρ水g（34a3)＝ρ木ga

∴ρ木＝ρ水：故A錯誤。

B.木塊漂浮時：F浮＝G木＝ρ水g（34a3)，即ρ水ga3＝43

木塊浸沒時：F?。В溅阉甮a3

∵木塊浸沒時：F浮＇＝F壓+G木

∴手對木塊的壓力（最大壓力)F壓＝F?。В璆木＝43G木－G木＝13G木＝

C.木塊開始下沉到恰好浸沒的過程中，由圖可知物體重心下降了14a，重力做功為W＝G木h＝mg×14a＝

D.木塊開始下沉到恰好浸沒的過程中，F(xiàn)勻速下壓，力勻速增大，到浸沒時最大為Fmax＝13mg，所以F對木塊做功是W＇＝12×13mg×119.（2018·寧波）如圖所示，F(xiàn)1=4N，F(xiàn)2=3N，此時物體A對于地面靜止，物體B以0.1m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動（不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦）。下列說法錯誤的是（

）A.

F2的功率為0.6W

B.

彈簧測力計讀數(shù)為9N

C.

物體A和地面之間有摩擦力

D.

如果增大F2，物體A可能向左運動【答案】D【解析】（1）功率計算公式P=Fv；（2）彈簧測力計的讀數(shù)有拉著左側滑輪的三根繩子決定；（3）由物體B的運動，判斷出A對B有摩擦力，根據(jù)力的作用是相互的所以B對A也有摩擦力，根據(jù)A相對于地面靜止可判斷出A和地面之間是否有摩擦力；（4）滑動摩擦力的大小只與壓力大小和表面粗糙程度有關，與B物體的運動速度無關。A．F2的功率為0.6W，將左側滑輪看成定滑輪時，這個滑輪組能省1/2的力，費2倍的距離，所以繩子自由端的運動速率為0.2m/s，由公式P=Fv=3N×0.2m/s=0.6W，說法正確，A錯誤；B．彈簧測力計讀數(shù)為9N，左側滑輪有三根繩子拉著，每根繩的拉力都為3N，所以總拉力是9N，說法正確，B錯誤；C．物體A和地面之間有摩擦力，因為B受到向左的拉力，向左做勻速直線運動，可知B受到平衡力的作用，B受到向左的拉力為6N，受到向右的摩擦力也為6N。由于力的作用是相互的，B也給A一個摩擦力且大小也為6N，方向向左，由于A保持靜止所以A受到平衡力的作用，向應該受到向右的力也為6N，已知F1=4N，所以地面對A的摩擦力為2N方向向右，說法正確，C錯誤；D．如果增大F2，物體A可能向左運動，由于滑動摩擦力的大小只與表面粗糙程度和壓力的大小有關，而B對A的壓力不變且粗糙程度也不變，所以滑動摩擦力不變，A物體的受力不變，所以仍為靜止，說法錯誤，D正確。故答案為：D二、填空題（共8題；共18分）20.小麗同學用水平力F拉動如圖所示裝置，使重100N的A物體4s內在水平地面上勻速運動了80cm，物體B重50N(物體B與A始終接觸)，此過程中地面受到的摩擦力為10N，彈簧測力計的示數(shù)為8N。若不計滑輪重、彈簧測力計重、繩重和繩與滑輪間摩擦，則滑輪移動的速度為________m/s，水平拉力F的功率為________W。【答案】0.1；3.6【解析】（1）滑輪移動的距離與拉力F一致，即根據(jù)s=1ns物計算出滑輪移動的距離，再根據(jù)公式v=st計算它的速度；

（2）首先對A進行受力分析，根據(jù)二力平衡的知識計算出A受到的拉力，再根據(jù)F=nFA計算出拉力F，最后根據(jù)P=Fv計算拉力的功率。

（1）滑輪移動的距離s=1ns物=12×0.8m=0.4m；

滑輪移動的速度v=st=21.（2019九上·義烏月考）金屬的電阻隨溫度升高而增大，小燈泡發(fā)光時，燈絲溫度高，燈絲電阻比不發(fā)光時大得多，在課外興趣小組活動時，某校甲乙同學用實驗研究小燈泡的電功率跟所加電壓的關系，實驗室提供給他們的器材是：額定電壓6V，額定功率為3W的小燈泡1只，電壓表1只，電流表1只，變阻器1只，電源（大于6V）1個，開關1個，導線若干。（1）甲同學根據(jù)P=UI設計了如圖a所示的電路進行研究。乙同學先由計算式R=U額2/P額算出小燈泡的電阻R，再根據(jù)P=U2/R設計了如圖b所示的電路進行研究，你認為哪位同學設計的電路是合理的________（填“甲”或“乙”或“甲和乙”）（2）若甲乙同學按照各自所設計的電路進行實驗，甲同學先測出若干組電壓和電流值，再由P=UI求得對應的功率，并做出功率隨電壓變化的圖線；乙同學先測出若干電壓值，再由P=U2/R求得對應的功率，也做出功率隨電壓變化的圖線，則下圖中哪個圖線反映了他們的實驗結果________

。（圖中標有a的為甲同學所得的圖線，圖上標有b的為乙同學所得圖線）【答案】（1）甲

（2）B【解析】（1）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，不是一個定值，因此用P=U2R計算肯定是不準確的；

（2）根據(jù)R=U2P確定圖像的形狀，然后結合根據(jù)金屬的電阻隨溫度升高而增大，對不同電壓下燈泡的功率大小進行比較即可。

（1）我認為甲同學的設計更合理，因為乙同學忽視了燈泡電阻的變化，甲同學設計的電路避免了由于燈泡電阻的變化所受到的影響；

（2）根據(jù)公式P=U2R可知，電功率P是關于電壓U的二次函數(shù)，因此圖象是經(jīng)過原點的拋物線，肯定不是直線，故C、D錯誤；

燈泡正常工作時的電阻為：R=U2P=6V23W=12Ω；

根據(jù)“金屬的電阻隨溫度升高而增大”可知：

①當小燈泡兩端的電壓小于額定電壓6V時，小燈泡在小于額定電壓下工作，它的電阻小于12Ω，則P甲22.（2017九上·樂清月考）一個邊長為10厘米的正方體木塊，下表面通過一細線與容器底相連（容器足夠高）。現(xiàn)向容器中慢慢加水，木塊位置隨加水深度的變化如圖甲所示。用F浮表示木塊受到的浮力，h表示容器中水的深度，細線長為20厘米，則圖乙可以正確描述F浮隨深度h變化的圖象。（g取10N/kg）（整個過程木塊克服重力所做的功是________焦。【答案】1.2【解析】首先將甲圖描述的木塊的運動過程與乙圖中的圖像對應起來，找到木塊受力平衡的時刻，根據(jù)二力平衡的原理計算出木塊的重力；然后分析木塊向上運動的距離和細線長度的關系，最后根據(jù)公式W=Gh計算克服重力所做的功。分析乙圖可知，剛開始向容器內注水時，木塊處于靜止狀態(tài)，這時浮力小于重力，隨著浸入水體積的不斷增大，它受到的浮力也在不斷增大；

當浮力達到6N時就不再增大，說明此時浮力等于重力，木塊隨著水面上升，但細線這時并沒有拉直，因此木塊的重力G=6N；

當細線拉直后木塊不能再繼續(xù)上升，這時排開水的體積繼續(xù)增大，浮力不斷增大；

當浮力到達10N時木塊全部浸沒，排開水的體積不變，浮力最終保持不變。

在這個過程中，木塊運動的距離就是細線的長度，即h=20cm=0.2m；

整個過程木塊克服重力做的功為：W=G?=6N×0.2m=1.2J。

故答案為：1.223.（2018九上·義烏月考）如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關系和物體速度v與時間t的關系如圖乙所示。則第2秒末時，物體處于________狀態(tài)，第6秒末到第9秒末，推力F做功是________焦耳,3-6秒時物體受到的滑動摩擦力為________牛?！敬鸢浮快o止；24；4【解析】根據(jù)乙圖中速度—時間圖線可知不同時間時物體的運動狀態(tài)；根據(jù)公式W=Fs可以計算出推力F所做的功；滑動摩擦力的大小只與表面粗糙程度和壓力的大小有關，3—6秒時和6—9秒時表面粗糙程度和壓力大小都不變，所以滑動摩擦力大小相同。利用6—9秒時勻速運動時物體受力平衡求出滑動摩擦力的大小。由圖乙中速度—時間圖線可知，在2秒末時物體處于靜止狀態(tài)。第6秒末到第9秒末時，推力的大小為4N，運動的距離為s=vt=2m/s×3s=6m，所以W=Fs=4N×6m=24J。由分析可知3—6秒時的摩擦力與6—9秒時的大小相同，6—9秒時物體做勻速直線運動，推力F與摩擦力是一對平衡力，所以f=F=4N。

故答案為：靜止；24；424.如圖甲所示，小明用彈簧測力計拉木塊，使它在同一水平木板上滑動，圖乙是他兩次拉動同一木塊得到的路程隨時間變化的圖象。請根據(jù)圖象判斷：在相等的時間內，木塊兩次受到的拉力F1________

F2；兩次拉力對木塊做的功W1________

W2。（選填“＞”“＜”或“=”）【答案】=；＞【解析】由圖像乙分析可得，木塊2次均做勻速直線運動；再結合做勻速直線運動的物體拉力和摩擦力的關系及做功的公式進行解答。（1）做勻速直線運動的物體受平衡力的作用，所以拉力的大小等于滑動摩擦力，滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，此題中兩次拉動并沒有改變壓力的大小和接觸面的粗糙程度，摩擦力的大小不變，所以拉力大小也不變，F(xiàn)1=F2；（2）前面分析已得出F1=F2；由圖像乙分析可得，相同時間內第一次通過的路程較長，即S1＞S2。

根據(jù)W=FS,

W1

W因為：F1=所以：W故答案為：=；＞25.（2019·寧波保送考試）

（1）A、B兩人共同搬一個質最分布均勻的木箱上樓梯，如圖所示。木箱長為L，高為H（H<L），樓梯和地面成45°角。如果兩人對木箱的作用力方向都是豎直向上的，且木箱與樓梯平行，那么A對木箱施加的力與B對木箱施加的力的比值是________。（2）悠悠球是古老的玩具，它由輪和軸（含繞在軸上的細線）兩部分組成（如圖乙），一悠悠球輪半徑為R，軸半徑為r（軸與輪固定，無相對運動）。將繞好細線的悠悠球放在水平地面上，如圖丙（a）所示，在大小不變的水平拉力F作用下悠悠球會向________（填“左”或“右”）滾動；如圖丙（b）所示，在大小不變的水平拉力下作用下悠悠球向右滾動距離為s，則F做功為________?！敬鸢浮浚?）L+HL?H

（2）右；(I+【解析】（1）將長方形木箱的對角頂點相連，找到木箱的重心A，通過此點作出木箱的重力G的作用線，與木箱的下邊交點為C。將A看作支點，重力G看作阻力，B的作用力FB看作動力，分別做出對應的力臂OD和OE。通過A點作木箱下邊OF的垂線交點為B，利用三角函數(shù)球場BC的長度，進而計算出OC的長度；然后利用相似三角形原理計算出阻力臂和動力臂之比，即OD：OE，進而求出動力FB的值。根據(jù)平衡原理可知，物體的重力等于兩人的作用力之和，即根據(jù)FA=G-FB計算出B的作用力，最后作比即可。

（2）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，因此悠悠球運動的方向應該與拉力F的方向一致。當悠悠球滾動時，輪轉動多少圈，軸就同時轉動多少圈；當輪轉動距離為s時，輪轉過的圈數(shù)為n=s2πR，據(jù)此計算出軸運動的距離s'；當（b）圖中拉力在軸上時，軸向前滾動相當于使細線變長，那么拉力F運動的距離s''等于s與s'的和，最后根據(jù)W=Fs計算所做的功即可。

（1）如下圖：

因為A點是木箱的重心，

所以AB=12H，OB=12L;

因為∠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；

因為△OCG~△OFE，

所以：ODOE=OCOF

①；

根據(jù)杠桿的平衡條件得到：G×OG=FB×OE；

那么：

ODOE=FBG

②；

根據(jù)①②得到：FBG=12L?HL=L?H2L；26.如圖所示，質量分布均勻的長方體磚，平放在水平地面上，第一次用豎直向上的力F1只作用于ab的中點，第二次用豎直向上的力F2作用于bc的中點，都使它們在豎直方向上慢慢向上移動h（h＜ab＜bc），則在上述過程中F1________

F2（選填“大于”、“小于”或“等于”）；F1所做的功F1________

F2所做的功（選填“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（選鎮(zhèn)“大于”、“小于”或“等于”）?！敬鸢浮康扔?；等于；等于【解析】（1)磚不滑動時可以認為磚是以觸地點為支點形成的一種轉動，因微微抬起所以可以看作為轉動的動態(tài)平衡；在逐漸抬起的過程中，動力始終向上；動力臂大小不變；物體的重力和阻力臂也保持不變，從而可知動力大小的變化。（2)根據(jù)公式W=FS可以比較出兩個力做功的多少。（3)根據(jù)公式W=Gh可以比較出克服重力做功的多少。（1)第一次以與地面接觸的下邊為支點轉動，F(xiàn)1克服重力才能將磚抬起，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；因為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，因為兩塊磚都是沿著拉力慢慢向上移動h，h1=h2=12h，所以W1=W227.（2019·浙江模擬）電動自行車已成為大眾化的一種交通工具，廠家對電動自行車性能進行了測試，得到速度v和牽引力F隨時間t變化的關系圖象如圖所示。已知勻速行駛時，電動機輸入電壓48V，輸入電流5A。電動自行車在7~12s受到的摩擦力為________N，電流做了________焦耳的功。【答案】35；1200【解析】（1）首先根據(jù)左圖確定7~12s時電動自行車的運動狀態(tài)，然后從右圖中找到7~12s時電動自行車受到的牽引力，最后根據(jù)二力平衡計算摩擦力即可；

（2）已知電壓、電流和時間根據(jù)W=UIt計算電流所做的功。據(jù)甲圖可知，7~12s時電動自行車保持6m/s的速度做勻速直線運動，那么它受到的摩擦力和牽引力是平衡力；據(jù)乙圖可知，7~12s時自行車受到的牽引力是35N，所以受到的摩擦力也是35N。

電流做的功為：W=UIt=48V×5A×(12s?7s)=1200J。

故答案為：35；1200J三、實驗探究題（共6題；共70分）28.建筑工地上，工人想把一個手推車推到2m高的平臺上，用木板在地面與平臺間搭一個6m長的斜面，工人用平行斜面的240N的力將手推車推上平臺，用時5s．若斜面的機械效率是50%．試求：（1）工人推車所做的功是多少？（2）工人做功的功率是多少？（3）手推車的重力是多少？【答案】（1）工人做的總功W總=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總η=1440J×50%=720J；由W有用=Gh得：．【解析】（1）工人做的總功W總=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總η=1440J×50%=720J；由W有用=Gh得：．答：（1）工人推車所做的功是1440J；（2）工人做功的功率是288W；（3）手推車的重力是360N．（1）已知拉力的大小和斜面的長度，根據(jù)公式W=Fs可求工人推車做的總功；（2）根據(jù)公式可求工人做功的功率；（3）已知機械效率，根據(jù)公式求出有用功，根據(jù)公式W=Gh可求車的重力．29.（2019·杭州模擬）某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點作為支點，在A點用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點用輕繩豎直懸掛一個彈簧測力計，使杠桿保持水平；②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升（保持O點位置不B變），在此過程中彈簧測力計的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測出A、B兩點上升的高度為h1、h2。回答下列問題：（1）杠桿機械效率的表達式為η=________。(用已知或測量的物理量符號表示）（2）本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，不計裝置的摩擦，則影響杠桿機械效率的主要因素是：________。（3）若將鉤碼的懸掛點由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機械效率將________（填“變大”“變小”“不變”）。請證明。________

。【答案】（1）G?1F?2

（2）杠桿自重

（3）變大；設杠桿重心升高的距離為h，因為總功＝有用功+額外功，所以，Gh1+G杠h=Fh2，G不變，h1、G杠不變，鉤碼在C點升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，所以Gh1+G杠【解析】（1）利用W＝Gh分別求出總功的有用功，再利用公式η＝W有W總計算機械效率；

（2）影響杠桿機械效率的因素有：杠桿自重、摩擦力；

（3）鉤碼從A點到C點，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，利用分析（1）中的方法解答。

（1）杠桿則機械效率的表達式η＝W有W總＝G?1F?2;

（2）影響杠桿機械效率的因素有：杠桿自重、摩擦力。本次實驗中，若提升的鉤碼重一定，不計裝置的摩擦，則影響杠桿機械效率的主要因素是：杠桿自重；

（3）設杠桿重心升高的距離為h，因為總功＝有用功+額外功，所以，Gh1+G杠h=Fh2，G不變，h1、G杠不變，鉤碼在C點升高相同的高度，杠桿上旋的角度減小，杠桿升高的距離h變小，

（1）實驗時小紅沿豎直方向________拉動彈簧測力計，使鉤碼上升10cm，彈簧測力計的示數(shù)如圖甲所示，若每個物塊重2N，則滑輪組的機械效率為________。（2）小紅做完實驗，通過和其他小組交流，了解到滑輪組的機械效率與動滑輪重有關系，接著她改變動滑輪重，提升同一物體進行多次實驗，獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙的圖像。由圖像可知：被提升物體所受的重力相同時，動滑輪越重，滑輪組的機械效率越________。若不計繩重和摩擦，分析圖像中的A點可知，被提升物體所受的重力為________N。【答案】（1）勻速；83.3%

（2）低；3【解析】（1）只有勻速直線拉動繩子時，測力計的示數(shù)才和繩子的拉力相等。當豎直拉動物體時，根據(jù)公式η=W有W總=GnF計算滑輪組的機械效率；

（2）根據(jù)圖乙確定滑輪組的機械效率與動滑輪重力的關系，再根據(jù)機械效率的公式η=W有W總=GG+G動計算此時提升物體的重力。

（1）實驗時小紅沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計。

根據(jù)圖甲可知，此時彈簧測力計的拉力為2.4N，

那么滑輪組的機械效率為：（1）請根據(jù)實驗目的，連接圖1的電路（2）電路正確連接后，電壓表、電流表的示數(shù)及燈泡亮度如表：數(shù)據(jù)序號

1

2

34

5

電壓U/V

3.0

2.5____________________

1.4

0.4

電流I/A

0.30

0.28____________________

0.22

0.12

燈泡亮度

很亮

較亮

亮

暗看不到發(fā)光第3次實驗的電壓表、電流表示數(shù)如圖2所示，請把實驗數(shù)據(jù)填寫在表中（3）哪次實驗燈泡正常發(fā)光？________

（填寫數(shù)據(jù)序號）（4）第5次實驗看不到燈泡發(fā)光，電路是否是斷路？________

，判斷的依據(jù)是什么？________

（5）小明實驗時，連接了如圖3所示的實物圖，接線有錯誤在方框圖內畫出與圖3所示連接情況對應的電路圖（6）若圖3所示電路，只是接線有錯誤，閉合開關，燈亮嗎？________

，電壓表指針是否有偏轉？________

【答案】（1）解：?

（2）1.7；0.24

（3）2

（4）沒有斷路；電路中有電流通過

（5）解：?

（6）不亮；有偏轉【解析】解：（1）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程．由圖乙可知：電流表選擇0～0.6A量程．電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．從電源的正極開始，按照電流方向，依次串聯(lián)開關、燈泡、電流表、滑動變阻器回到電源的負極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．如圖所示：（2）根據(jù)圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.7V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；（3）由于燈泡的實際電壓與額定電壓相等時燈泡正常發(fā)光；所以數(shù)據(jù)序號為2的實際電壓為2.5V，即此時燈泡正常發(fā)光；（4）由于燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，第5次實驗燈泡兩端有電壓，且有電流通過，而看不到燈泡發(fā)光，可能燈泡實際功率太小，燈泡達不到發(fā)光的狀態(tài)．（5）由實物電路圖可知，從電源正極出發(fā)經(jīng)開關、燈泡、電壓表和變阻器后回到電源負極，電流表并聯(lián)在燈泡兩端，故電路圖如下：（6）由于電流表相當于導線，對燈泡短路，故燈泡不能發(fā)光；而電壓表串聯(lián)在電路中，由于電壓表的正負接線柱與電源的正負極相連，故電壓表測量電源電壓，指針會偏轉．故答案為：（1）如上圖；（2）1.7；0.24；（3）2；（4）沒有斷路；電路中有電流通過；（5）如上圖；（6）不亮；有偏轉32.如圖所示，是一輛汽車通過滑輪組將深井中的物體拉至井口的裝置圖．已知井深12m，物體重G=6×103N，汽車重G車=3×104N，汽車勻速拉繩子時的拉力F=2.2×103N，汽車受到的阻力為車重的0.1倍．求：（1）將物體從井底拉至井口的過程中，汽車拉繩子的拉力對滑輪組做了多少功？（2）滑輪組的機械效率為多少？（保留一位小數(shù)）（3）若汽車運動的速度為3m/s，則將物體由井底拉至井口需要多長時間？（4）汽車牽引力為多少？牽引力的功率為多少？【答案】（1）n=3，s=3h=3×12m=36m，汽車拉繩子的拉力對滑輪組做的功：W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）滑輪組的機械效率：（3）由得，將物體由井底拉至井口需要的時間：（4）牽引力：F牽=F′+f=F′+0.1G車=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，汽車拉繩子的拉力對滑輪組做的功：W=Fs=2.2×103N×36m=7.92×104J；（2）滑輪組的機械效率：（3）由得，將物體由井底拉至井口需要的時間：牽引力：F牽=F′+f=F′+0.1G車=2.2×103N+0.1×3×104N=5.2×103N，拉力做功功率：．答：（1）汽車拉繩子的拉力對滑輪組做了J的功；（2）滑輪組的機械效率為90.9%；（3）若汽車運動的速度為3m/s，則將物體由井底拉至井口需要12s；（4）汽車牽引力為N，牽引力的功率為W．由圖可知，承擔貨物重的繩子股數(shù)n=3，設提升物體的高度為h，則繩子自由端移動的距離s=3h；（1）知道拉力大小，利用W=Fs汽車拉繩子的拉力對滑輪組做的功；（2）總功（1）中已求出，知道物體重，利用W有=Gh求提升物體所做的有用功，再利用機械效率的公式求滑輪組的機械效率；（3）汽車運動的速度即繩子自由端移動的速度，利用可求，又知井深，再利用速度公式變形可求時間；（4）根據(jù)二力平衡合理的合成求出牽引力的大小，然后利用計算拉力做功功率．33.（2018九下·鄞州月考）美國建筑師凱文?朔普費爾設計出了一種能漂浮在水中的城市（如圖所示），漂浮城市裝有動力裝置，可以移動.該漂浮城市三角形建筑的主體結構是中空的，強風能從中通過，可以確保當颶風來臨時，把颶風對建筑的破壞降至最低.該漂浮城市高達360m，占地270萬平方米，可容納多達4萬居民.酒店、商店等只要是普通城市有的，這里都一應俱全.漂浮城市的表面安裝有太陽能電池板，接收太陽能的功率為8.0×108W，請回答下列問題：（1）某班級有50位中學生從岸上進入漂浮城市參觀，則漂浮城市受到的浮力約增加（

）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積為2.0×104m2，某次颶風正好垂直于空洞的表面吹入，1s鐘流入空洞的空氣質量是1.92×106kg，該地的空氣密度是1.2kg/m3.則颶風的風速為多少？（3）若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮城市前進所需的能量，漂浮城市在平靜的水面上沿直線運動，運動過程中受到的阻力不變.從某一時刻開始，漂浮城市受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如下圖甲所示，漂浮城市的運動速度v與時間t的關系如下圖乙所示.①漂浮城市運動到第25s時受到的阻力為________

N.從第50s鐘到100s鐘內牽引力做的功為________；②漂浮城市在勻速運動過程中，太陽能轉化為機械能的效率為多少________？【答案】（1）C

（2）80

（3）8×108N；2×1010J；50%【解析】浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體向上托的力叫做浮力；物體處于漂浮時物體所受浮力等于重力；物體處于勻速運動狀態(tài)時阻力等于動力；（1）50位學生進入漂浮城市參觀，城市依然漂浮，重力等于浮力；

所以增加的浮力就是50位學生的重力；

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;

所以風速V=1.6×106Kg2.0×104m2×1s=80m/s;故答案為：80m/s;四、解答題（共15題；共185分）34.（2019·余姚模擬）學校機器人興趣小組進行“精準吊裝”實驗，7塊長短不一的長方體木塊均平放在水平地面上，機器人將木塊按長度從大到小依次吊裝并對稱疊放。已知木塊的密度相同，高度均為h=0.2m，寬度均為b=0.2m，不同序號木塊的質量如下表，其中m=12kg，g取10Nkg。序號1234567質量2mmm/2m/3m/4m/5m/6（1）已知1號木塊的長度a=1.2m，求未疊放時1號木塊對地面的壓強。（2）如圖，把2號木塊吊裝到1號木塊的上面，求此過程中克服重力所做的功。（3）機器人完成全部吊裝疊放用時6min，求整個過程克服木塊重力做功的功率?！敬鸢浮浚?）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號木塊對地面的壓強為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：吊裝k號木塊克服重力做功Wk=Gk(k–1)h=mgh=24J吊裝每一塊木塊克服重力做功相等；W=6Wk=6×24J=144JP=W/t=144J/360s=0.4W答：重力做功的功率為0.4W【解析】（1）首先根據(jù)

F=G1=m1g計算出1號木塊對地面的壓力，然后根據(jù)S1=ab計算出它和地面的接觸面積，最后根據(jù)p=FS計算出壓強即可；

（2）把2號木塊吊裝到1號木塊的上面，它上升的高度等于1號木塊的厚度0.2m；首先根據(jù)G2=mg計算出2號木塊的重力，然后根據(jù)W2=G2h計算出克服重力做的功；

（3）當起吊k號木塊時，上升的高度為：（k-1）h，而它的質量是mk?1，那么提升2到7號木塊時對每塊木塊做的功為:Wk=G?'=mk?1g×k?1?=mg?=24J，然后W=6W（1）物體上表面剛好到達水面時，鋼纜所做的功；（2）開始打撈時物體上表面受到水的壓強；（3）被打撈的物體的密度?！敬鸢浮浚?）物體上表面剛好到達水面時，鋼纜所做的功；W=Pt=2000w×60s=1.2×105J

（2）開始打撈時物體上表面所在的深度：h=s=Vt=0.5m/s×60s=30m；

上表面此時受到的壓強：p=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×30m=3.0×105Pa（3）當物體完全出水后的功率為3000W，那么物體的重力為：G=P大v=3000W0.5m/s=6000N；

當物體完全浸沒時功率為2000W，那么鋼纜的拉力為：F拉=P小v=2000W0.5m/s【解析】當物體完全浸沒在水面以下時，它受到的浮力保持不變，根據(jù)拉力F=G-F浮可知，鋼纜的拉力保持不變，根據(jù)P=Fv可知，打撈船的功率保持不變；當物體開始露出水面時，它排開水的體積減小，那么浮力減小，鋼纜的拉力增大，打撈船的功率不斷增大。

（1）根據(jù)圖像確定物體上表面剛好到達水面時做功的時間和功率，然后根據(jù)W=Pt計算即可；

（2）根據(jù)圖像可知，從開始打撈到物體上表面露出水面經(jīng)過了60s，首先根據(jù)h=s=vt計算出開始時上表面的深度，然后根據(jù)p=ρ液gh計算此時上表面受到的壓強；

（3）根據(jù)在水下的功率和完全出水后的功率，根據(jù)公式P=Fv分別計算出物體受到的重力和完全浸沒時受到的拉力，然后根據(jù)F浮=G-F拉計算出完全浸沒時受到的浮力，從而計算出物體的體積，最后根據(jù)ρ=G36.（2019·德清模擬）如圖甲所示是打撈船上的電動機和纜繩從水底豎直打撈一重為30000N的長方體物體，通過打撈船的吃水線變化測得，當物體完全浸沒在水中時受到的浮力為10000N，如右圖橫坐標為打撈時間，縱坐標為打撈機對物體的拉力，如果被打撈的物體始終以0.1m/s的速度勻速上升，g取10N/kg。求：（1）當重物露出水面的過程中，打撈船將________(下沉、不變、上浮)。（2）圖中X的值為________（3）在水中打撈物體時（未露出水面），打撈機對物體所做的功?！敬鸢浮浚?）下沉

（2）20000

（3）據(jù)右圖可知，物體上升的時間：t=60s-50s=10s；

物體上升的高度為：s=vt=0.1m/s×10s=1m；

打撈機對物體做的功：W=Fs=20000×1m=20000J。

【解析】（1）將重物和打撈船看作一個整體，它們始終在水面漂浮，根據(jù)漂浮條件判斷浮力的變化，然后根據(jù)阿基米德原理判斷排開水的體積變化，進而確定打撈船上浮還是下沉；

（2）X的數(shù)值保持不變，說明這時物體全部浸沒水中，根據(jù)F拉=G?F浮計算即可；

（3）從右圖中找到物體上升的時間，根據(jù)s=vt計算出上升的高度，最后根據(jù)W=Fs計算打撈機對物體所做的功。

（1）將重物和打撈船看作一個整體，它們始終在水面漂浮，那么它們受到的總浮力等于它們的總重力；因為總重力不變，所以總浮力不變；根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，它們排開水的總體積不變。重物露出水面時，它排開水的體積變小，打撈船排開水的體積就要變大，因此將下沉。

（2）根據(jù)右圖可知，重物的重力為30000N，完全浸沒時受到浮力10000N，那么X的值為：

37.

海南環(huán)島自行車賽引人矚目．下表是制造賽車各種材料的技術指標．材料技術指標鉻鋁鋼鋁合金鈦合金碳纖維性能（強度）強較弱較強強密度/（kg/m3）7.9×1032.9×1034.3×1031.6×103求：（1）若車架的體積約為3×10﹣3m3，則車架的最小質量是多大？（2）若整車和賽車手的總重為700N，車輪與地面的總接觸面積為10﹣3m2，請計算賽車手在比賽過程中對地面的壓強．（3）若賽車手在某路段勻速直線行駛，30s通過450m的路程，所受阻力約為60N，求賽車手勻速行駛的功率是多少？（4）請說出賽車手在比賽過程中，用什么方法減小空氣阻力提高成績．（寫出一種方法）【答案】（1）解：（1）要想車架的質量最小，則密度最小，查表可知，符合車架材料的是碳纖維，密度為1.6×103kg/m3，由ρ=mm=ρV=1.6×103kg/m3×3×10﹣3m3=4.8kg；（2）解：賽車手在比賽過程中對地面的壓強：（3）解：賽車手勻速行駛的功率：（4）弓腰成流線型、穿賽車服（緊身衣）、減小受風面積等．【解析】解：（1）要想車架的質量最小，則密度最小，查表可知，符合車架材料的是碳纖維，密度為1.6×103kg/m3，由ρ=mm=ρV=1.6×103kg/m3×3×10﹣3m3=4.8kg；（2）賽車手在比賽過程中對地面的壓強：（3）賽車手勻速行駛的功率：（4）弓腰成流線型、穿賽車服（緊身衣）、減小受風面積等．答：（1）車架的最小質量是4.8kg；（2）賽車手在比賽過程中對地面的壓強為7×105Pa；（3）賽車手勻速行駛的功率是900W；（4）弓腰成流線型、穿賽車服（緊身衣）、減小受風面積等．（1）通過讀表可知，車架材料為碳纖維時，質量最小，利用密度公式變形可求最小質量；（2）由題意可知，車和賽車手對地面的壓力等于其中總重力，利用壓強公式可求賽車手在比賽過程中對地面的壓強．（3）利用W=Fs可求賽車手所做的功，然后利用P=Wt（4）此題具有較強開放性，答案不唯一，根據(jù)所學物理知識解答，只要合理即可．38.新農(nóng)村建設中，某工人利用如圖所示的滑輪組提升重2700N的物體，物體上升了2m，繩子末端的拉力為750N，不計繩重和摩擦力，求：（1）工人做的有用功是多少？（2）該滑輪組的機械效率是多少？（3）動滑輪的總重力是多少N？【答案】（1）解：使用滑輪組做的有用功：W有用=Gh=2700N×2m=5400J工人做的有用功是=5400J（2）解：由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=4，則s=4h，使用滑輪組做的總功：W總=Fs=Fnh=750N×4×2m=6000J，滑輪組的機械效率：答：該滑輪組的機械效率是=90%（3）解：不計繩重和摩擦力，繩子自由端拉力：即：，解得：G動=300N答：動滑輪的總重力是300N【解析】由圖可知，承擔物重的繩子股數(shù)n=4，則s=4h．（1）知道提升物體的高度和物重大小，利用W有用=Gh求出使用滑輪組做的有用功；（2）利用s=4h求出繩子自由端移動的距離，知道拉力大小，利用W總=Fs求出總功，再利用求出該滑輪組的機械效率．（3）不計繩重和摩擦，知道物重和拉力大小，根據(jù)?求動滑輪重39.如圖所示為一吊運設備的簡化模型圖，圖中虛線框里是滑輪組(未畫出)?；喗M繩子自由端由電動機拉動，現(xiàn)用該設備先后搬運水平地面上的物體A和B，已知兩物體重力GA＝1.75GB。當對A施以豎直向上的拉力FA＝1500N時，物體A靜止，受到地面支持力是NA；當對B施以豎直向上的拉力FB＝1000N時，物體B也靜止，受到地面支持力是NB，且NA＝2NB。求：（1）物體A的重力GA和地面支持力NA大小。（2）當電動機對滑輪組繩子的自由端施以F＝625N的拉力時，物體B恰好以速度v被勻速提升，已知此時拉力F功率為500W，滑輪組機械效率為80%，不計各種摩擦和繩子質量，物體B的速度v為多少？【答案】（1）解：對A，由力的平衡條件可得，F(xiàn)A＋NA＝GA，即1500N＋NA＝GA……①已知兩物體重力GA＝1.75GB，且NA＝2NB，所以①式可寫為1500N＋2NB＝1.75GB……②對B，由力的平衡條件可得，F(xiàn)B＋NB＝GB，即1000N＋NB＝GB……③②－③得，500N＋NB＝0.75GB……④③－④得，500N＝0.25GB，GB＝2000N，則NB＝1000N，GA＝3500N，NA＝2000N。（2）解：已知繩子自由端的拉力F＝625N，η＝80%，物體B重為2000N，設承擔物重的繩子段數(shù)為n，則η＝W有用W總＝G?Fs＝又因為拉力F做功的功率P＝500W，由P＝Wt＝Fst＝Fv得，繩子自由端運動的速度v繩＝PF＝500W625N＝0.8m/s，則物體B勻速上升的速度v＝14【解析】（1）對物體A進行受力分析，根據(jù)二力平衡的知識得到繩子的拉力FA、地面的支持力NA和重力GA的關系式；同理，對物體B進行受力分析，得到FB、地面的支持力NB和重力GB的關系式。將這兩個關系式與兩個物體重力之間的關系，支持力之間的關系式聯(lián)立計算即可；

（2）當物體B勻速上升時，可根據(jù)公式η＝W有用W總=資料一：人體標準體重測算公式：男性的標準體重（千克）=身高（厘米）－105，女性的標準體重（千克）=身高（厘米）－100；資料二：14歲~18歲青少年實際體重和標準體重的比值與營養(yǎng)狀況的評價指標表實際體重/標準體重＜0.90.9~1.1＞1.1營養(yǎng)狀況評價指標營養(yǎng)不良正常營養(yǎng)過剩小衢，男，今年15歲。在體檢時，測得身高為165厘米、體重為70千克。（1）根據(jù)資料和測量數(shù)據(jù)，判斷小衢的營養(yǎng)狀況________；（2）測體重時，他的雙腳與水平放置的電子秤接觸面積為0.04米2，則他對電子秤的壓強為多少帕？（3）體育課上，小衢和小科進行爬樓梯比賽，從底樓開始爬上9米高的四樓。質量為70千克的小衢用了10秒，質量為60千克的小科用了9秒。小衢說：“我們都從底樓跑到四樓，我的體重比你大，我克服重力做的功比你多”；小科說：“我跑得比你快，我做功的功率比你大”。請通過分析計算說明他們的說法是否正確?！敬鸢浮浚?）營養(yǎng)過剩

（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?！?米=6300焦

W小科=F小科S=G小科S=600?！?米=5400焦

因為W小衢大于W小科，所以小衢說的對；

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，所以小科說錯了【解析】（1)我們依據(jù)亞洲成年人的標準體重可按下面的公式計算出標準體重，再求出正常體重的值。運用這個數(shù)值與實際體重進行比較；

（2)知道他的質量可以求出其重力，在水平面上，壓力等于重力，根據(jù)壓強的公式：p=FS求出壓強；

（1)∵小衢標準體重為：165-105=60（千克)

∴實際體重月標準體重為：70kg60kg≈1.17＞1.1

∴小衢的營養(yǎng)狀況是營養(yǎng)過剩．

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?！?米=6300焦

W小科=F小科S=G小科S=600牛×9米=5400焦

因為W小衢大于W小科，所以小衢說的對；

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，所以小科說錯了

答：（1)營養(yǎng)過剩；

（2)他對電子秤的壓強為1.75×104Pa；

（3)小衢和小科爬樓梯所做的功，小衢的說法正確；小衢和小科爬樓梯做功的功率，小科的說法不正確．41.（2019·桐鄉(xiāng)模擬）某新能源汽車質量為3×103kg，汽車輪胎與地面的總接觸面積為0.1m2。行駛時，蓄電池為車上的電動機供電，電動機為汽車提供動力。當它在平直路面上勻速行駛時，電動機工作電流為50A，工作電壓為300V，汽車所受阻力為車重的0.04倍。(g取10N／kg)（1）汽車空載停在平直路面上時，對路面的壓強為________。（2）若該汽車以10m／s的速度在平直路面上勻速行駛時，電動機功率用于牽引汽車前進功率的百分比為________。（3）如果改用太陽能電池給車上的電動機供電，其它條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積是多少?結合計算結果對該設想中的太陽能汽車提出一條改進建議。(若該車所用太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率為15％，地面每平方米接受太陽輻射的功率為103W。)【答案】（1）3×105Pa

（2）80％

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

S板=P電/15％P0=1.5×104W／15％×103W／m2=100m2提高太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率(提高電動機效率或減輕汽車質量)【解析】（1）利用公式G＝mg計算出汽車受到的重力，再利用公式P＝FS計算汽車對地面的壓強；

（2）利用公式P＝Fv求出汽車牽引力的功率，利用公式P＝UI求出電動機的功率，它們的比值即為電動機功率用于牽引汽車前進功率的百分比；

（3）根據(jù)太陽能電池極的轉換效率求出太陽能電池板需產(chǎn)生電能的功率，再根據(jù)太陽能接受太陽輻射的功率計算電池板析有面積；通過提高太陽能電池將太陽能轉化為電能的效、提高電動機效率、減輕汽車質量都可提高汽車的效率。

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

汽車空載停在平直路面上時，對路面的壓強為：P＝FS＝3×104N0.1m2=3×105Pa;

（2）汽車牽引力的功率：P車＝Fv＝0.04Gv＝0.04×3×104N×10m/s=1.2×104W,

電動機功率:P電＝UI＝300V×50A＝15000W，

電動機功率用于牽引汽車前進功率的百分比：P車：P電＝1.2×104W/15000W=80%;

（3）需要電池板的面積：S板=P電/15％P0=1.5×1042.甲、乙兩位同學對“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有關”持有不同的意見，于是他們對此展開研究。他們從網(wǎng)上查到，雨滴在下落過程中接