資源簡介

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11 功和功率　機械能
【課程標準】
1.力做功的兩個必要因素，知道在那種情況下做了功和沒做功
2.能用功的計算公式進行計算
3.功的原理，知道任何機械都不省功
4、動能、重力勢能和彈性勢能的含義。
5、動能、重力勢能和彈性勢能與那些因素有關。
【思維導圖】
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知識
●
逐點夯實
……
必備知識
系統梳理
基礎
重落實
……
復習自修
)
功與功率
功：(1)定義：如果一個有力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。
(2)做功的兩個必要因素：A：有力作用在物體上；B：物體在力的方向上移動距離。注：力和距離必須對應，才能做功，如手用手平托物理課本，水平移動了10m,由于此種情況下力和距離并不對應，因此手對物理課本并不做功。
不做功的三種情況：
a：無距離無功：物體受到力的作用，但物體在該力的方向上沒有移動距離。如圖A，用力推物體，但物體推而未動，此時力F對物體不做功。
b：無力無功：物體移動距離，但在運動方向上不受力的作用。如圖B，人將鉛球推出去，球由于慣性繼續運動，不計空氣阻力，水平方向上沒有力對物體做功。
C：力和速度方向不對應無功：物體受力的方向與物體運動方向不對應，如圖C，力F對物體不做功。
功的計算：(1)定義：力學中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
(2)公式：W=F.S
(3)單位：牛·米，它有一個專門的名稱叫焦耳，簡稱焦，符號是J，1 J＝1 N·m。
中考?？嫉墓?br/>將地面上的物理課本撿起放到桌子上，人對課本做的功約為2 J；從地上拿起一個雞蛋，緩緩舉過頭頂做功大約為1 J；中學生走到三樓，重力做的功約為3 000 J。
中考?？嫉墓β?br/>人騎自行車時的功率為60～80 W；普通中學生以正常速度爬樓的功率為100 W；家用轎車發動機的功率為80 kW。
機械功原理：(1)內容：利用機械做功時，動力對機械所做的功與機械所做的功是相等的；即利用機械不省功，也就是說省力的機械必費距離，省距離的機械必費力。
(2)使用機械的好處：使用機械雖不能省功，但它或可省力或可省距離，或可改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。
(3)適用范圍：功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。
功率 1. 物理意義：在物理學中，用功率表示做功的。
2. 定義：功與時間之比叫做功率，它在數值上等于單位時間所做的功。
3.公式：P=W/t=F.v
4.單位：基本單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W，工程技術還常用千瓦，符號是kW。
單位換算：1 kW＝103W。
動、勢能及機械能
1. 能量：物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能．能量的單位是焦耳。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。
2. 動能：(1)定義：物體由于運動，而具有的能，叫做動能，一切運動的物體都具有動能。
(2)影響因素：動能只和物體的質量和速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大；動能對應的計算公式E動=mv2/2
3. 勢能：(1)常見的兩種勢能：重力勢能和彈性勢能。
(2)重力勢能：定義：在地球表面附近，物體由于與地面的高度所決定的能，叫做重力勢能。
影響因素：重力勢能的大小只和物體的質量和位置有關。物體的質量越大，位置越高，它具有的重力勢能就越大；重力勢能對應的計算公式為E勢=mgh.
（1）彈性勢能：定義：物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。（注：彈性形變是指，當撤掉外力時物體可以恢復原狀）；
彈性勢能的大小只和彈簧的彈性形變有關。物體的彈性形變越大，它力的彈性勢能越大。
機械能及其轉化
1：機械能：（1）一個物體只要能夠做功我們就說物體具有能，應注意具有能的物體不一定正在做功，只要具有做功的本領和能力即可。
（2）物體的動能與勢能統稱機械能，但應注意機械能雖然是動、勢能之和，但一個物體只具有動能或只具有勢能均叫具有機械能。
（3）一個具有機械能的物體在一定條件下，物體的動、勢能之間可以發生相互轉化；如下落的物體通常是加速下落的，在此過程中動能增大，但重力勢能減小，所以此過程中重力勢能逐漸轉化為動能；反之向上拋出的物體在上升過程中，通常是減速上升的，在此過程中，動能減小，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能。
（4）在有些情況下具有機械能的物體，動、勢能之間不一定能相互轉化，如勻速上升或勻速下落的物體在勻速上升或勻速下降的過程中動能保持不變，因此勻速上升或勻速下降的物體動、勢能之間不能相互轉化，此種情況下減小的機械能通常轉化為內能。
（5）在某些特殊情況下，物體的動、勢能可以同增、減，如火箭發射升空過程中，由于它是加速升空的，因此它的動、勢能同時增大，機械能也不斷增大（質量不發生改變時），此過程中燃料燃燒產生的內能不斷的轉化成機械能。
（6）對于一個物體，在動、勢能轉化的過程中，如不計空氣阻力及摩擦物體的機械能總量是不變的，若沒有指明不計空氣或不計接觸面的阻力物體自身的機械能通常是減小，在運動過程中機械能通常轉化為內能。
2. 機械能內部轉化情況
機械能內部轉化情況可用圖表示：(不計能量損失)
判斷一個物體的動能、重力勢能和彈性勢能是否改變，看該物體質量、速度、被舉高的高度、彈性形變是否改變。
當物體的高度發生變化是通常物體之間會發生動、勢能的轉化，若不計能量損失，物體的機械能守恒；但勻速上升或下降的物體，動能一定不變，重力勢能隨物體的高度發生變化，因而其機械能總量隨重力勢能的變化而變化，如勻速下降的物體，動能不變，重力勢能減小，機械能總量減小。
動、勢能轉化應注意的問題：
1. 斜面應選擇光滑長木板
2.此實驗采用了“ 轉換法”(通過水平面上的物體被推動的距離遠近來反映物體動能的大小，推動距離越遠，動能越大)
3.此實驗還運用了“控制變量法”：
(1)探究物體動能的大小與質量的關系(讓質量不同的物體從斜面的同一高度釋放,控制撞擊速度相同)
(2)探究物體動能的大小與速度的關系(讓同一物體從斜面的不同高度釋放，控制物體的質量相同)
4．機械能轉化(物體從斜面釋放運動到水平面，重力勢能轉化為動能)，
實驗結論：物體動能的大小與物體的質量和速度有關，質量相同的物體，運動的速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，動能越大。
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課堂
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分類突破
……
精選考點
典例
研
析
技法重悟通
……
考點
演練
)
題型一功與功率
[典例1]如圖所示，一物體放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1勻速運動了距離s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2勻速運動了同樣的距離，已知v2＞v1．比較前后兩次拉力做的功及其功率的大小關系，正確的是（　　）
A．W1＝W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＞P2
【答案】A
【解答】解：一物體放在同一水平面上在拉力的作用下做勻速直線運動，此時拉力等于摩擦力；由于壓力和接觸面的粗糙程度不變，故拉力不變，即F1＝F2，由于通過的距離相同，根據W＝Fs可知，所做的功是相同的，即W1＝W2；故A正確，B錯誤
拉力相同，v2＞v1，則根據P＝Fv可知，第二次的功率大，即P1＜P2，故CD錯誤；
故選：A。
【對點訓練1】在自由下落過程中，物體運動速度會越來越快，一個物體由A點自由下落，相繼經過B、C兩點，已知AB＝BC.如圖所示，物體在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則W1　　W2，P1　　P2（兩空均選填“＞”、“＜”或“＝”）。
【解答】解：
由題AB＝BC，
根據W＝Gh可知，物體在AB段和BC段做的功相等，即W1＝W2；
由于小球在自由下落時做加速運動，
由v＝可得t＝，小球在BC段運動的時間短，根據公式P＝可知，物體在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。
故答案為：＝；＜。
題型二機械能及其轉化
[典例2]如圖所示，小邦在國色天鄉玩蹦極，不考慮空氣阻力，關于他在下降過程中的能量分析，下列說法正確的是（　?。?br/>A．彈性繩繃直前，重力勢能增大，動能減小
B．彈性繩繃直前，重力勢能減小，動能不變
C．下降到最低點，動能最小，彈性勢能最大
D．下降到最低點，重力勢能最大，彈性勢能最大
【答案】C
【解答】解：
AB、人在下降過程中，彈性繩繃直前，質量不變，高度減小，速度變大，則重力勢能減小，動能變大，故AB錯誤；
CD、下降到最低點時，人的速度減小為0，動能最??；此時高度最小，重力勢能最小；彈性繩的彈性形變最大，則彈性勢能最大，故C正確，D錯誤。
故選：C。
【對點訓練2】如圖所示，甲、乙兩個質量不同的小球從相同高度由靜止釋放，甲球下落過程中經過P、Q兩點，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（　　）
A．釋放瞬間，兩球的重力勢能相等
B．甲球在Q點的機械能比在P點的大
C．從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等
D．從釋放到著地，兩球增加的動能都等于各自減少的重力勢能
【答案】D
【解答】解：A、釋放瞬間，兩球所處高度相同，但兩球質量不同，重力不同，所以兩球的重力勢能不相等。故A錯誤；
B、甲、乙兩個質量不同的小球從相同高度靜止釋放，忽略空氣阻力，兩個小球同時落地，即速度相等，但甲、乙兩個小球質量不同，所以著地瞬間，兩球的動能不相等。故B錯誤；
C、則甲球的機械能不等于乙球的機械能，所做的功也不同，故C錯誤；
D、忽略空氣阻力，機械能守恒，兩球增加的動能都等于各自減小的重力勢能。故D正確。
故選：D。
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課時
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過關檢測
……
關鍵能力
分層施練
素養重提升
……
課后練習
)
1．（2023 朝陽區校級三模）在國際單位制中，功率的單位是（　?。?br/>A．千克（kg） B．牛頓（N） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
【答案】D
【解答】解：A、千克（kg）是質量的單位；
B、牛頓（N）是力的單位；
C、焦耳（J）是功的單位；
D、瓦特（W）是功率的單位。
故選：D。
2．（2023 鹽池縣二模）如圖所示，用滑輪組提升重900N的物體，使它在10s內勻速上升1m。已知所用的拉力F為400N。則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是（　?。?br/>A．拉力做的功為400J B．拉力做功的功率為90W
C．動滑輪的重力為300N D．機械效率為83%
【答案】C
【解答】解：AB、由圖知，n＝3，拉力端移動的距離：s＝3h＝3×1m＝3m，
拉力做的總功：
W總＝Fs＝400N×3m＝1200J，
拉力做功的功率：
P＝＝＝120W，故AB錯誤；
C、不計繩重和摩擦，拉力F＝（G+G動），則動滑輪的重力：
G動＝nF﹣G＝3×400N﹣900N＝300N，故C正確；
D、拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×1m＝900J，
滑輪組的機械效率：
η＝＝×100%＝75%，D錯誤。
故選：C。
3．（2023 昆都侖區校級三模）如圖，木塊隨小車向右勻速直線運動，下列說法正確的是（　　）
A．木塊受到小車對它的摩擦力方向水平向左
B．小車受到桌面對它的摩擦力方向水平向右
C．小車的機械能不變
D．小車的機械能減小
【答案】C
【解答】解：A．木塊隨小車向右勻速直線運動，木塊與小車沒有相對運動，也沒有相對運動的趨勢，它們之間沒有摩擦力，故A不符合題意；
B．摩擦力方向與物體相對運動方向相反，小車相對于桌面向右運動，則小車受到桌面對它的摩擦力方向水平向左，故B不符合題意；
CD．小車在水平面內勻速向右運動，其質量、速度、高度都不變，則小車的動能不變、重力勢能不變，小車的機械能不變，故C符合題意，D不符合題意。
故選：C。
4．（2023春 硚口區期末）2023年5月21日，武漢大學牽頭研制的“珞珈二號01星”隨長征二號丙運載火箭以“一箭三星”的方式發射升空，成功入軌。如圖甲所示是衛星在隨火箭加速上升的情景，如圖乙所示是人造地球衛星在大氣層外沿橢圓軌道繞地運行的示意圖。下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲火箭加速上升過程中，動能轉化為重力勢能
B．衛星隨火箭加速上升時機械能一直增大
C．圖乙衛星在繞地球運行時，機械能不守恒
D．衛星從近地點運動到遠地點，勢能轉化為動能
【答案】B
【解答】解：A、火箭加速上升過程中，其質量不變，速度增大，則動能增大；同時高度增大，重力勢能增大，因火箭的動能與重力勢能都增大，所以不是動能轉化為重力勢能，故A錯誤；
B．衛星隨火箭加速上升時，其質量不變，速度增大，則動能增大；同時高度增大，重力勢能增大，機械能等于動能與勢能的總和，所以機械能一直增大，故B正確；
CD．太空中是真空，衛星沿橢圓軌道繞地球運行過程中，不受空氣阻力，機械能守恒，只有動能和勢能的相互轉化，衛星從近地點向遠地點運行時，質量不變，高度變大，勢能增大，速度減小，動能減小，動能轉化為重力勢能，故CD錯誤。
故選：B。
5．（2023 新鄉模擬）用如圖所示的滑輪組提升貨物A，如果工人用大小為F的拉力，在時間t內將重為G的建材豎直勻速提高h，不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（　?。?br/>A．該滑輪組可以省力但不能改變力的方向
B．繩端移動的速度為
C．滑輪組機械效率為
D．拉力的功率為
【答案】C
【解答】解：A、定滑輪的優點是改變力作用的方向，使用一個動滑輪的優點是可以省一半的力，而它們匹配成滑輪組，可以達到既省力又改變力作用方向的目的，由圖可知，當繩子自由端向下拉時，物體向上運動，此時滑輪組能夠改變力的方向，因此A錯誤；
B、由圖可知n＝3，繩子自由端移動的距離：s＝nh＝3h，
則繩端移動的速度：v＝＝，故B錯誤；
C、滑輪組的機械效率：η＝＝＝＝，故C正確；
D、拉力做的總功：W總＝Fs＝F×3h＝3Fh，
拉力做功的功率：P＝＝，故D錯誤。
故選：C。
6．（2023春 晉江市期末）如圖甲，小林用水平推力F推動水平地面上的木箱。此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙，木箱前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙，則1s～3s，木箱受到的摩擦力為 　 　N，3s～5s，推力做功的功率為 　 　W。
【答案】200；200。
【解答】解：由圖丙知，3到5s時間內，木箱做勻速直線運動，結合圖乙和二力平衡條件可知，此時物體受到的摩擦力f＝F＝200N；在1到3s，雖然木箱做加速運動，但木箱對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以木箱受到的摩擦力不變，仍為200N；
丙圖知，木箱在3～5s內做勻速直線運動，v＝1m/s，推力大小是200N，由P＝＝Fv得推力做功的功率為P＝Fv＝200N×1m/s＝200W。
故答案為：200；200。
（2023春 普陀區校級期末）如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下沿水平方向向左移動了5m，若彈簧測力計的示數為2牛（不計滑輪重和摩擦），物體A受到的摩擦力為
　 　牛，拉力F做的功為 　 　焦，此過程中重力做功為 　 　焦。

【答案】4；20；0。
【解答】解：圖中滑輪為動滑輪，
拉力的大小F＝F示＝2N，
不計滑輪的重力和摩擦，物體A向左做勻速直線運動，水平方向物體A受到的摩擦力為：
f＝2F＝2×2N＝4N；
繩子自由端移動的距離為：
s繩＝2sA＝2×5m＝10m，
拉力做的功為：W＝Fs繩＝2N×10m＝20J；
重力的方向為豎直向下，物體A沒有在重力的方向上移動距離，所以重力對物體A做功為0J。
故答案為：4；20；0。
8．（2023春 龍華區期末）如圖所示，在科普節目《加油，向未來》中，有一項對抗性實驗。甲、乙兩人站在平衡板上，滑輪組將平衡板提升至一定高度后，兩人在平衡板上挪動，并保持平衡板平衡。若甲的質量為55kg，乙的質量為45kg，平衡板質量為900kg且質量分布均勻、重心在點O。請回答：
（1）當平衡板放在水平地面上時，甲雙腳站在平衡板上，當他抬起一只腳，甲對平衡板的壓強　 　，壓力 　 ?。ňx填“變大”“變小”或“不變”）。
（2）當甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時，滑輪組將平衡板勻速提升至離地面5m的高度處，提升過程中平衡板始終保持水平平衡，在此過程中，甲所受到的重力 　 　（選填“變大”“變小”或“不變”），A點到O點的距離 　 　B點到O點的距離（選填“＞”“＜”或“＝”），滑輪組的機械效率 　 ?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）當甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時，平衡板在空中處于水平平衡。甲、乙兩人從圖中位置同時向平衡板左、右兩側沿同一直線向相反方向緩慢挪動至C、D豎直站立時，平衡板也恰好處于水平平衡，則兩人挪動的距離AC 　 　BD（選填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】（1）變大；不變；（2）不變；小于；不變；（3）小于。
【解答】解：（1）當平衡板放在水平地面上時，甲雙腳站在平衡板上，甲對平衡板壓力大小等于甲的重力，當他抬起一只腳時，壓力仍等于甲的重力，即對平衡板壓力不變；
抬起一只腳時，受力面積變小，由p＝可知，甲對平衡板的壓強變大；
（2）甲所受到的重力是由于地球吸引受到的力，所以提升過程中，甲所受到的重力不變；
由題知，m甲＞m乙，
提升過程中平衡板始終保持水平平衡，將平衡板看成一個杠桿，O為支點，由杠桿的平衡條件有：G甲×OA＝G乙×OB，即：m甲g×OA＝m乙g×OB，所以OA＜OB；
滑輪組將平衡板勻速提升G、n、F不變，由η＝＝＝知，滑輪組的機械效率不變；
（3）甲、乙兩人從圖中位置同時向平衡板左、右兩側沿同一直線向相反方向緩慢挪動至C、D豎直站立時，兩邊的力臂增大，平衡板恰好處于水平平衡，兩邊的力臂增大，
甲、乙兩人對杠桿兩側增加的力與力臂的乘積相等，即m甲g×AC＝m乙g×BD，則AC＜BD。
故答案為：（1）變大；不變；（2）不變；小于；不變；（3）小于。
9．（2023 新民市校級模擬）如圖所示，擺球從A點靜止釋放，在A、C兩點間來回擺動，B為最低點，不計空氣阻力。小球擺到C點時速度為 　 　，處于 　 ?。ㄆ胶?非平衡）狀態。
【答案】零；非平衡。
【解答】解：不計空氣阻力，小球擺到最高位置C點，速度為零，此時小球受到拉力和重力的作用，這兩個力不在同一直線上，故此時小球所受的力是非平衡力，其處于非平衡狀態。
故答案為：零；非平衡。
10．（2023 麒麟區校級模擬）運動的鋼球打在木塊上，木塊被撞走，鋼球對木塊做了功，鋼球能夠做功，表明鋼球具有能量。物體由于運動而具有的能，叫做動能，一切運動的物體都具有動能。動能的大小跟哪些因素有關呢？現提供如圖所示實驗裝置，為了驗證物體的動能大小與物體速度有關，應進行的操作是 　 　；如果觀察到 　 　的實驗現象，則能初步說明物體的動能大小與物體速度有關。
【答案】讓同一鋼球從斜面不同高度由靜止滑下；木塊被推動的距離不同。
【解答】解：為了驗證物體的動能大小與物體速度有關，應控制質量相同，速度不同，故應進行的操作是：讓同一鋼球從斜面不同高度由靜止滑下；如果觀察到木塊被推動的距離不同，則能初步說明物體的動能大小與物體速度有關。
故答案為：讓同一鋼球從斜面不同高度由靜止滑下；木塊被推動的距離不同。
11．（2023春 南安市期末）如圖，將小球與固定在豎直墻壁上的輕質彈簧相連，小球可以在光滑的水平面上滑動。當小球在O點時，彈簧處于自然伸長狀態。現將小球推至A點，松手后小球在AB間運動。小球在　　點時，動能最大；若不考慮空氣阻力小球最終　 （選填“會”或“不會”）停下來。
【答案】O；不會
【解答】解：若將小球推至A點，彈簧被壓縮，發生彈性形變，產生彈力（推力），小球在推力作用下加速運動，當小球到O點時，彈簧處于自然伸長的狀態，彈簧的推力為零，小球的速度達到最大，動能最大，過O點后彈簧被拉伸，對小球產生拉力，小球在拉力的作用下減速運動，到B速度為零，動能最?。?br/>由于不考慮空氣阻力且小球在光滑的水平面上滑動，只有彈力做功，所以機械能守恒，不會停下來。
故答案為：O；不會。
12．（2023春 漢陽區期末）汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要“探究動能大小與質量、速度的關系”。實驗過程如圖，其中h1＜h2。
（1）三次實驗應讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過 　 　來反映的；
（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與 　 　的關系；
（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質量關系是：mA　 　mB（選填“大于”“小于”或“等于”），與乙圖實驗進行比較，可以得出：
　 　相同時，質量越大，動能越大。為了實驗安全，與乙圖實驗對比，對丙圖實驗進行改進，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是 　 ?。ㄌ顚懻_選項前的字母）。
A.換用質量更小的鋼球
B.給水平木板鋪上毛巾
C.適當降低鋼球B的高度
D.換用一個較重的木塊
【答案】（1）木塊移動的距離；（2）速度；（3）小于；物體速度；A。
【解答】解：（1）實驗中，動能大小是通過木塊移動的距離來反映的，用到了轉換法；
（2）由甲、乙兩次實驗可知，小球的質量相同，小球的高度不同，即速度不同，木塊移動的距離不同，故甲、乙兩次實驗探究的是動能與速度的關系；
（3）由圖乙和圖丙可知，兩個小球的質量不同，小球滾下的高度相同，到達水平面的速度相同，圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，說明丙圖中B球的動能較大，即B球的質量較大，可以得出：物體速度相同時，質量越大，動能越大；
A．換用質量更小的鋼球，在速度不變的情況下，動能更小，推動木塊移動的距離變小，故A符合題意；
B．給水平木板鋪上毛巾，不能與乙控制相同的接觸面，故B不符合題意；
C．適當降低鋼球B的高度，鋼球的速度發生了變化，無法完成探究，故C不符合題意；
D．換用一個較重的木塊，木塊與木塊受到的摩擦力不同，不能完成探究，故D不符合題意；
故選：A。
答案為：（1）木塊移動的距離；（2）速度；（3）小于；物體速度；A。
13．（2023春 新華區期末）小華通過查閱資料了解到如圖甲所示的“之字形”盤山公路相當于斜面，也是一種機械，他想利用如圖乙所示裝置探究“影響斜面機械效率的因素”，實驗步驟如下：
①小華利用彈簧測力計測量出木塊的重力，并記錄在表格中。
②利用刻度尺，測量出斜面的高度h和長度s，并記錄在表格中。
③用彈簧測力計拉著木塊，從斜面的底端運動到頂端，并記錄彈簧測力計的示數。
④保持木塊重力和斜面長度不變，只改變斜面高度。重復上述步驟，并記錄實驗數據如下表所示。
實驗次數 木塊重G/N 斜面高h/m 斜面長s/m 拉力 F/N 有用功W有/J 總功 W總/J 機械效率η
1 5.0 0.2 1 2.1 2.1 48%
2 5.0 0.5 1 3.5 2.5 3.5 71%
3 5.0 0.7 1 4.3 3.5 4.3
請回答下列問題：
（1）實驗過程中小華應沿斜面 　 　拉動木塊。
（2）第1次實驗，小華對木塊的拉力做的有用功為 　 　J。第3次實驗，斜面的機械效率為 　 　（結果保留整數）。
（3）比較三次實驗的機械效率，可以得出：斜面傾斜程度越大，機械效率越 　 　。
（4）分析上表中的數據，還可以得出：　 　。
【答案】（1）勻速；（2）1；81%；（3）高；（4）斜面可以省力。
【解答】解：（1）實驗過程中小華應沿斜面勻速拉動木塊。
（2）第1次實驗，小華對木塊的拉力做的有用功為：W有＝Gh＝5N×0.2m＝1J。
第3次實驗，斜面的機械效率為：；
（3）比較三次實驗的機械效率，可以得出：斜面傾斜程度越大，機械效率越高；
（4）分析上表中的數據，還可以得出：斜面可以省力。
故答案為：（1）勻速；（2）1；81%；（3）高；（4）斜面可以省力。
14．（2023春 天山區期末）如圖所示是某小組“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置，測得的實驗數據如表。
實驗次數 物重G/N 物體上升高度h/m 拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）實驗過程中，應豎直向上 　 　拉動彈簧測力計。
（2）某同學發現邊拉動邊讀彈簧測力計的示數不太方便，他認為可以在彈簧測力計提著繩靜止不動時讀數，他的這個想法是 　 ?。ㄟx填“正確”或“不正確”）的。
（3）根據表中實驗數據可得第3次實驗中滑輪組的機械效率為 　 　%（結果精確到0.1%）。
（4）分析比較實驗數據可知：同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率 　 ?。ㄟx填“越高”或“越低”）。
【答案】（1）勻速；（2）不正確；（3）74.1%；（4）越高。
【解答】解：
（1）實驗中應沿豎直方向勻速緩慢拉動彈簧測力計，此時系統處于平衡狀態，測力計示數等于拉力大??；
（2）若在靜止時讀數，測力計沒有測出繩子與滑輪間的摩擦，測得的拉力偏小，即沒有考慮到摩擦對滑輪組機械效率的影響，因此他的想法不正確；
（3）根據表中數據可知，第3次實驗的機械效率：η＝×100%＝×100%＝×100%≈74.1%；
（4）根據表中數據可知，同一滑輪組，提升的物體越重，滑輪組的機械效率越高。
故答案為：（1）勻速；（2）不正確；（3）74.1%；（4）越高。
15．（2023春 新華區期末）小明設計了如圖甲所示的滑輪組，將重為100N、棱長為10cm的正方體金屬塊勻速拉出水面，繩子自由端拉力F隨時間的變化圖象如圖乙所示（金屬塊出水過程中，不考慮水面高度的變化）。已知：水的密度為1.0×103kg/m3。g取10N/kg。不考慮繩子重力、一切摩擦和阻力。求：
（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力；
（2）金屬塊勻速上升時的速度；
（3）金屬塊浸沒在水中勻速上升時，金屬塊所受拉力的功率；
（4）金屬塊出水后，滑輪組的機械效率。（保留一位小數）
【答案】（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力為10N；
（2）金屬塊勻速上升時的速度為0.1m/s；
（3）金屬塊浸沒在水中勻速上升時，金屬塊所受拉力的功率為9W；
（4）金屬塊出水后，滑輪組的機械效率為66.7%。
【解答】解：（1）金屬塊浸沒在水中時，；根據阿基米德原理，受到的浮力為：
。
（2）由圖乙中3～4秒可知，金屬塊從剛露出水面到完全露出水面，不考慮水面的變化，金屬塊
運動的路程為正方體的棱長，s＝10cm＝0.1m，則金屬塊的速度為：
（3）分析金屬塊全部浸沒在水中時的受力情況可知，金屬塊所受拉力為：
F＝G﹣F浮＝100N﹣10N＝90N；
金屬塊受到的拉力的功率為：
。
（4）金屬塊出水后，滑輪組由三段繩子承擔重物和動滑輪的重，所以s'＝3h；滑輪組的機械效率：
。
答：（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力為10N；
（2）金屬塊勻速上升時的速度為0.1m/s；
（3）金屬塊浸沒在水中勻速上升時，金屬塊所受拉力的功率為9W；
（4）金屬塊出水后，滑輪組的機械效率為66.7%。
1．甲、乙兩物體分別在斜面上與水平地面上做勻速直線運動，已知：甲、乙的質量比為3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面傾角為30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一時間內，拉力對甲、乙兩物體做功之比為（　?。?br/>A．3：1 B．3：2 C．9：1 D．9：2
【答案】C
【解答】解：拉力對甲、乙做功之比。
故選：C。
2．（2023 渝北區校級自主招生）如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計。下列選項正確的是（　　）
A．物塊的邊長為0.6m
B．動滑輪重為300N
C．提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5%
D．將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J
【答案】D
【解答】解：
A.動滑輪繩子的有效股數n＝2，由圖乙可知，物塊浸沒時繩子的拉力F1＝1375N，
繩重和摩擦忽略不計，由F＝（G+G動﹣F?。┛傻茫?375N＝（G+G動﹣F浮）﹣﹣﹣﹣①
當物塊完全離開水面后繩子的拉力F2＝2000N，
由F＝（G+G動）可得：2000N＝（G+G動）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得：F浮＝1250N，
因物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F?。溅岩篻V排可得，物塊的體積：V＝V排＝＝＝0.125m3，
由V＝L3可得，物塊的邊長：L＝＝＝0.5m，故A錯誤；
B.繩重和摩擦忽略不計，物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率：
η＝×100%＝×100%＝×100%，即87.5%＝×100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得：G＝3500N，G動＝500N，故B錯誤；
C.繩重和摩擦忽略不計，提升物塊完全離開水面前，滑輪組的機械效率：
η′＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%≈81.8%，
則動滑輪的機械效率小于87.5%，故C錯誤；
D.將物塊提升至上表面與水面相平的過程中，由圖乙可知，物體上升的高度h＝0.6m，拉力F＝1375N，
繩子自由端移動的距離：s＝nh＝2×0.6m＝1.2m，
此過程中拉力F做的功W＝Fs＝1375N×1.2m＝1650J，故D正確。
故選：D。
3．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面上，小球由A點以速度v沿軌道滾下，經過右側等高點B后到達最高點C．下列分析不正確的是（　　）
A．小球在A、B、C三點的速度大小關系是vc＜vB＜vA
B．小球在A、B兩點的動能之差等于小球從A點到B點克服摩擦力做的功
C．小球在A、B兩點具有的重力勢能相同
D．整個過程只有重力對小球做功
【答案】D
【解答】解：A、小球運動過程中，要克服摩擦力做功，機械能減小，小球質量不變，故小球在A、B、C三點的速度大小關系是vA＞vB＞vC，故A正確；
B、A、B兩點高度相同，所以重力勢能相等，速度不同，動能不同；在粗糙的弧形軌道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落過程中，減小的動能全部用來克服摩擦力做功，所以小球在A、B兩點的動能之差等于小球從A點到B點克服摩擦力做的功，故B正確；
C、小球在A、B兩點的高度相同，質量相同，具有的重力勢能相同；故C正確；
D、小球受到豎直向下的重力的作用，下落中，移動了距離，小球的重力是做功的，因為是粗糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故D錯誤；
故選：D。
4．小明為研究動能大小與哪些因素有關設計了如圖實驗，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，實驗中通過　 　反映小球動能的大??；實驗中讓同一小球從斜面上不同高度滾下，當高度　 　（“越大”、“越小”）時，觀察到彈簧被壓縮得越短，說明小球動能大小與　 　有關；
【解答】解：
（1）小球壓縮彈簧，對彈簧做功，做功的多少反映了小球動能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說明小球的動能越大。所以，可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少；
（2）實驗中讓同一小球從斜面上不同高度滾下，當高度越大時，小球達到水平面上的速度越大，彈簧被壓縮得越短，說明小球動能大小與速度有關。
故答案為：彈簧被壓縮的長度；越大；速度。
5．如圖所示，小明利用滑輪組以0.2m/s的速度勻速提升沉在水底的長方體物件，已知物件高為h＝3m，底面積為S＝1.5×10﹣2m2，質量為135kg。（不計繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，取g＝10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑輪組的機械效率為90%，求小明拉繩的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力為450N，為保證物件勻速上升，求它的下表面受到水的最小壓力是多少？
【答案】（1）物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力為900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑輪組的機械效率為90%，小明拉繩的功率為200W；
（3）若小明所能施加的最大拉力為450N，為保證物件勻速上升求它的下表面受到水的最小壓力為100N。
【解答】解：（1）物件的重力：GA＝mg＝135kg×10N/kg＝1350N，
物件上表面未露出水面之前，物件浸沒在水中，此時物件排開液體的體積：
V排＝VA＝Sh＝1.5×10﹣2m2×3m＝4.5×10﹣2m3，
則物件受到的浮力：
F?。溅阉甮V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10﹣2m3＝450N，
連接物件的繩的拉力：F拉＝GA﹣F?。?350N﹣450N＝900N；
（2）由圖知，承擔重物繩子的段數n＝3，
繩端速度：v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
此時滑輪組的機械效率：η＝＝＝，
即：90%＝，解得繩端拉力：F＝N，
小明拉繩的功率：P＝＝＝Fv＝N×0.6m/s＝200W；
（3）不計繩重輪與軸的摩擦及水的阻力，由F＝（G﹣F浮+G動）可得，動滑輪的重力：
G動＝nF﹣G+F?。?×N﹣1350N+450N＝100N，
當小明的拉力達到最大450N時，物件受到的浮力：
F浮′＝G+G動﹣nF大＝1350N+100N﹣3×450N＝100N，
此時物件排開水的體積：
V排'＝＝＝10﹣2m3，
此時物件下表面浸入水中的深度：
h下＝＝＝m，
由p＝ρgh和p＝可得，物件下表面受到水的最小壓力：
F小＝P下S＝ρ水gh下S＝1.0×103kg/m3×10N/kg×m×1.5×10﹣2m2＝100N。
答：（1）物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力為900N；
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑輪組的機械效率為90%，小明拉繩的功率為200W；
（3）若小明所能施加的最大拉力為450N，為保證物件勻速上升求它的下表面受到水的最小壓力為100N。
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11 功和功率　機械能
【課程標準】
1.力做功的兩個必要因素，知道在那種情況下做了功和沒做功
2.能用功的計算公式進行計算
3.功的原理，知道任何機械都不省功
4、動能、重力勢能和彈性勢能的含義。
5、動能、重力勢能和彈性勢能與那些因素有關。
【思維導圖】
(
知識
●
逐點夯實
……
必備知識
系統梳理
基礎
重落實
……
復習自修
)
功與功率
功：(1)定義：如果一個有力作用在物體上，物體在這個力的方向上移動了一段距離，就說這個力對物體做了功。
(2)做功的兩個必要因素：A：有力作用在物體上；B：物體在力的方向上移動距離。注：力和距離必須對應，才能做功，如手用手平托物理課本，水平移動了10m,由于此種情況下力和距離并不對應，因此手對物理課本并不做功。
不做功的三種情況：
a：無距離無功：物體受到力的作用，但物體在該力的方向上沒有移動距離。如圖A，用力推物體，但物體推而未動，此時力F對物體不做功。
b：無力無功：物體移動距離，但在運動方向上不受力的作用。如圖B，人將鉛球推出去，球由于慣性繼續運動，不計空氣阻力，水平方向上沒有力對物體做功。
C：力和速度方向不對應無功：物體受力的方向與物體運動方向不對應，如圖C，力F對物體不做功。
功的計算：(1)定義：力學中，功等于力與物體在力的方向上移動的距離的乘積。
(2)公式：W=F.S
(3)單位：牛·米，它有一個專門的名稱叫焦耳，簡稱焦，符號是J，1 J＝1 N·m。
中考常考的功
將地面上的物理課本撿起放到桌子上，人對課本做的功約為2 J；從地上拿起一個雞蛋，緩緩舉過頭頂做功大約為1 J；中學生走到三樓，重力做的功約為3 000 J。
中考?？嫉墓β?br/>人騎自行車時的功率為60～80 W；普通中學生以正常速度爬樓的功率為100 W；家用轎車發動機的功率為80 kW。
機械功原理：(1)內容：利用機械做功時，動力對機械所做的功與機械所做的功是相等的；即利用機械不省功，也就是說省力的機械必費距離，省距離的機械必費力。
(2)使用機械的好處：使用機械雖不能省功，但它或可省力或可省距離，或可改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。
(3)適用范圍：功的原理是一個普遍的結論，對于任何機械都適用。
功率 1. 物理意義：在物理學中，用功率表示做功的。
2. 定義：功與時間之比叫做功率，它在數值上等于單位時間所做的功。
3.公式：P=W/t=F.v
4.單位：基本單位是瓦特，簡稱瓦，符號是W，工程技術還常用千瓦，符號是kW。
單位換算：1 kW＝103W。
動、勢能及機械能
1. 能量：物體能夠做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能．能量的單位是焦耳。一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。
2. 動能：(1)定義：物體由于運動，而具有的能，叫做動能，一切運動的物體都具有動能。
(2)影響因素：動能只和物體的質量和速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能越大；動能對應的計算公式E動=mv2/2
3. 勢能：(1)常見的兩種勢能：重力勢能和彈性勢能。
(2)重力勢能：定義：在地球表面附近，物體由于與地面的高度所決定的能，叫做重力勢能。
影響因素：重力勢能的大小只和物體的質量和位置有關。物體的質量越大，位置越高，它具有的重力勢能就越大；重力勢能對應的計算公式為E勢=mgh.
（1）彈性勢能：定義：物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。（注：彈性形變是指，當撤掉外力時物體可以恢復原狀）；
彈性勢能的大小只和彈簧的彈性形變有關。物體的彈性形變越大，它力的彈性勢能越大。
機械能及其轉化
1：機械能：（1）一個物體只要能夠做功我們就說物體具有能，應注意具有能的物體不一定正在做功，只要具有做功的本領和能力即可。
（2）物體的動能與勢能統稱機械能，但應注意機械能雖然是動、勢能之和，但一個物體只具有動能或只具有勢能均叫具有機械能。
（3）一個具有機械能的物體在一定條件下，物體的動、勢能之間可以發生相互轉化；如下落的物體通常是加速下落的，在此過程中動能增大，但重力勢能減小，所以此過程中重力勢能逐漸轉化為動能；反之向上拋出的物體在上升過程中，通常是減速上升的，在此過程中，動能減小，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能。
（4）在有些情況下具有機械能的物體，動、勢能之間不一定能相互轉化，如勻速上升或勻速下落的物體在勻速上升或勻速下降的過程中動能保持不變，因此勻速上升或勻速下降的物體動、勢能之間不能相互轉化，此種情況下減小的機械能通常轉化為內能。
（5）在某些特殊情況下，物體的動、勢能可以同增、減，如火箭發射升空過程中，由于它是加速升空的，因此它的動、勢能同時增大，機械能也不斷增大（質量不發生改變時），此過程中燃料燃燒產生的內能不斷的轉化成機械能。
（6）對于一個物體，在動、勢能轉化的過程中，如不計空氣阻力及摩擦物體的機械能總量是不變的，若沒有指明不計空氣或不計接觸面的阻力物體自身的機械能通常是減小，在運動過程中機械能通常轉化為內能。
2. 機械能內部轉化情況
機械能內部轉化情況可用圖表示：(不計能量損失)
判斷一個物體的動能、重力勢能和彈性勢能是否改變，看該物體質量、速度、被舉高的高度、彈性形變是否改變。
當物體的高度發生變化是通常物體之間會發生動、勢能的轉化，若不計能量損失，物體的機械能守恒；但勻速上升或下降的物體，動能一定不變，重力勢能隨物體的高度發生變化，因而其機械能總量隨重力勢能的變化而變化，如勻速下降的物體，動能不變，重力勢能減小，機械能總量減小。
動、勢能轉化應注意的問題：
1. 斜面應選擇光滑長木板
2.此實驗采用了“ 轉換法”(通過水平面上的物體被推動的距離遠近來反映物體動能的大小，推動距離越遠，動能越大)
3.此實驗還運用了“控制變量法”：
(1)探究物體動能的大小與質量的關系(讓質量不同的物體從斜面的同一高度釋放,控制撞擊速度相同)
(2)探究物體動能的大小與速度的關系(讓同一物體從斜面的不同高度釋放，控制物體的質量相同)
4．機械能轉化(物體從斜面釋放運動到水平面，重力勢能轉化為動能)，
實驗結論：物體動能的大小與物體的質量和速度有關，質量相同的物體，運動的速度越大，動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，動能越大。
(
課堂
●
分類突破
……
精選考點
典例
研
析
技法重悟通
……
考點
演練
)
題型一功與功率
[典例1]如圖所示，一物體放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1勻速運動了距離s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2勻速運動了同樣的距離，已知v2＞v1．比較前后兩次拉力做的功及其功率的大小關系，正確的是（　?。?br/>A．W1＝W2 B．W1＜W2 C．P1＝P2 D．P1＞P2
【對點訓練1】在自由下落過程中，物體運動速度會越來越快，一個物體由A點自由下落，相繼經過B、C兩點，已知AB＝BC.如圖所示，物體在AB段重力做功W1，做功功率P1；在BC段重力做功W2，做功功率P2，則W1　　W2，P1　　P2（兩空均選填“＞”、“＜”或“＝”）。
題型二機械能及其轉化
[典例2]如圖所示，小邦在國色天鄉玩蹦極，不考慮空氣阻力，關于他在下降過程中的能量分析，下列說法正確的是（　?。?br/>A．彈性繩繃直前，重力勢能增大，動能減小
B．彈性繩繃直前，重力勢能減小，動能不變
C．下降到最低點，動能最小，彈性勢能最大
D．下降到最低點，重力勢能最大，彈性勢能最大
【對點訓練2】如圖所示，甲、乙兩個質量不同的小球從相同高度由靜止釋放，甲球下落過程中經過P、Q兩點，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（　?。?br/>A．釋放瞬間，兩球的重力勢能相等
B．甲球在Q點的機械能比在P點的大
C．從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等
D．從釋放到著地，兩球增加的動能都等于各自減少的重力勢能
(
課時
●
過關檢測
……
關鍵能力
分層施練
素養重提升
……
課后練習
)
1．（2023 朝陽區校級三模）在國際單位制中，功率的單位是（　?。?br/>A．千克（kg） B．牛頓（N） C．焦耳（J） D．瓦特（W）
2．（2023 鹽池縣二模）如圖所示，用滑輪組提升重900N的物體，使它在10s內勻速上升1m。已知所用的拉力F為400N。則在提升重物的過程中（不計繩重和摩擦），下列說法正確的是（　?。?br/>A．拉力做的功為400J B．拉力做功的功率為90W
C．動滑輪的重力為300N D．機械效率為83%
3．（2023 昆都侖區校級三模）如圖，木塊隨小車向右勻速直線運動，下列說法正確的是（　?。?br/>A．木塊受到小車對它的摩擦力方向水平向左
B．小車受到桌面對它的摩擦力方向水平向右
C．小車的機械能不變
D．小車的機械能減小
4．（2023春 硚口區期末）2023年5月21日，武漢大學牽頭研制的“珞珈二號01星”隨長征二號丙運載火箭以“一箭三星”的方式發射升空，成功入軌。如圖甲所示是衛星在隨火箭加速上升的情景，如圖乙所示是人造地球衛星在大氣層外沿橢圓軌道繞地運行的示意圖。下列說法正確的是（　?。?br/>A．圖甲火箭加速上升過程中，動能轉化為重力勢能
B．衛星隨火箭加速上升時機械能一直增大
C．圖乙衛星在繞地球運行時，機械能不守恒
D．衛星從近地點運動到遠地點，勢能轉化為動能
5．（2023 新鄉模擬）用如圖所示的滑輪組提升貨物A，如果工人用大小為F的拉力，在時間t內將重為G的建材豎直勻速提高h，不計繩重和摩擦，則下列說法正確的是（　　）
A．該滑輪組可以省力但不能改變力的方向
B．繩端移動的速度為
C．滑輪組機械效率為
D．拉力的功率為
6．（2023春 晉江市期末）如圖甲，小林用水平推力F推動水平地面上的木箱。此過程中，推力F隨時間t的變化情況如圖乙，木箱前進的速度v的大小隨時間t的變化情況如圖丙，則1s～3s，木箱受到的摩擦力為 　 　N，3s～5s，推力做功的功率為 　 　W。
（2023春 普陀區校級期末）如圖所示，物體A在水平拉力F的作用下沿水平方向向左移動了5m，若彈簧測力計的示數為2牛（不計滑輪重和摩擦），物體A受到的摩擦力為
　 　牛，拉力F做的功為 　 　焦，此過程中重力做功為 　 　焦。

8．（2023春 龍華區期末）如圖所示，在科普節目《加油，向未來》中，有一項對抗性實驗。甲、乙兩人站在平衡板上，滑輪組將平衡板提升至一定高度后，兩人在平衡板上挪動，并保持平衡板平衡。若甲的質量為55kg，乙的質量為45kg，平衡板質量為900kg且質量分布均勻、重心在點O。請回答：
（1）當平衡板放在水平地面上時，甲雙腳站在平衡板上，當他抬起一只腳，甲對平衡板的壓強　 　，壓力 　 ?。ňx填“變大”“變小”或“不變”）。
（2）當甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時，滑輪組將平衡板勻速提升至離地面5m的高度處，提升過程中平衡板始終保持水平平衡，在此過程中，甲所受到的重力 　 ?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”），A點到O點的距離 　 　B點到O點的距離（選填“＞”“＜”或“＝”），滑輪組的機械效率 　 ?。ㄟx填“變大”“變小”或“不變”）。
（3）當甲、乙兩人豎直站立在圖中A、B位置時，平衡板在空中處于水平平衡。甲、乙兩人從圖中位置同時向平衡板左、右兩側沿同一直線向相反方向緩慢挪動至C、D豎直站立時，平衡板也恰好處于水平平衡，則兩人挪動的距離AC 　 　BD（選填“＞”“＜”或“＝”）。
9．（2023 新民市校級模擬）如圖所示，擺球從A點靜止釋放，在A、C兩點間來回擺動，B為最低點，不計空氣阻力。小球擺到C點時速度為 　 　，處于 　 　（平衡/非平衡）狀態。
10．（2023 麒麟區校級模擬）運動的鋼球打在木塊上，木塊被撞走，鋼球對木塊做了功，鋼球能夠做功，表明鋼球具有能量。物體由于運動而具有的能，叫做動能，一切運動的物體都具有動能。動能的大小跟哪些因素有關呢？現提供如圖所示實驗裝置，為了驗證物體的動能大小與物體速度有關，應進行的操作是 　 　；如果觀察到 　 　的實驗現象，則能初步說明物體的動能大小與物體速度有關。
11．（2023春 南安市期末）如圖，將小球與固定在豎直墻壁上的輕質彈簧相連，小球可以在光滑的水平面上滑動。當小球在O點時，彈簧處于自然伸長狀態。現將小球推至A點，松手后小球在AB間運動。小球在　　點時，動能最大；若不考慮空氣阻力小球最終　 （選填“會”或“不會”）停下來。
12．（2023春 漢陽區期末）汽車的超載、超速行駛很容易造成交通事故。小東由此想要“探究動能大小與質量、速度的關系”。實驗過程如圖，其中h1＜h2。
（1）三次實驗應讓小球由靜止開始滾下。實驗中，動能的大小是通過 　 　來反映的；
（2）甲、乙兩次實驗探究的是動能與 　 　的關系；
（3）進行圖丙實驗時，木塊被撞后滑出木板掉落，由此可推斷A、B兩球的質量關系是：mA　 　mB（選填“大于”“小于”或“等于”），與乙圖實驗進行比較，可以得出：
　 　相同時，質量越大，動能越大。為了實驗安全，與乙圖實驗對比，對丙圖實驗進行改進，在不改變木板長度的情況下，以下可行的方法是 　 ?。ㄌ顚懻_選項前的字母）。
A.換用質量更小的鋼球
B.給水平木板鋪上毛巾
C.適當降低鋼球B的高度
D.換用一個較重的木塊
13．（2023春 新華區期末）小華通過查閱資料了解到如圖甲所示的“之字形”盤山公路相當于斜面，也是一種機械，他想利用如圖乙所示裝置探究“影響斜面機械效率的因素”，實驗步驟如下：
①小華利用彈簧測力計測量出木塊的重力，并記錄在表格中。
②利用刻度尺，測量出斜面的高度h和長度s，并記錄在表格中。
③用彈簧測力計拉著木塊，從斜面的底端運動到頂端，并記錄彈簧測力計的示數。
④保持木塊重力和斜面長度不變，只改變斜面高度。重復上述步驟，并記錄實驗數據如下表所示。
實驗次數 木塊重G/N 斜面高h/m 斜面長s/m 拉力 F/N 有用功W有/J 總功 W總/J 機械效率η
1 5.0 0.2 1 2.1 2.1 48%
2 5.0 0.5 1 3.5 2.5 3.5 71%
3 5.0 0.7 1 4.3 3.5 4.3
請回答下列問題：
（1）實驗過程中小華應沿斜面 　 　拉動木塊。
（2）第1次實驗，小華對木塊的拉力做的有用功為 　 　J。第3次實驗，斜面的機械效率為 　 ?。ńY果保留整數）。
（3）比較三次實驗的機械效率，可以得出：斜面傾斜程度越大，機械效率越 　 　。
（4）分析上表中的數據，還可以得出：　 　。
14．（2023春 天山區期末）如圖所示是某小組“測量滑輪組的機械效率”的實驗裝置，測得的實驗數據如表。
實驗次數 物重G/N 物體上升高度h/m 拉力F/N 繩端移動距離s/m 機械效率η
1 1 0.1 0.6 0.3 55.6%
2 2 0.1 1.0 0.3 66.7%
3 4 0.1 1.8 0.3
（1）實驗過程中，應豎直向上 　 　拉動彈簧測力計。
（2）某同學發現邊拉動邊讀彈簧測力計的示數不太方便，他認為可以在彈簧測力計提著繩靜止不動時讀數，他的這個想法是 　 ?。ㄟx填“正確”或“不正確”）的。
（3）根據表中實驗數據可得第3次實驗中滑輪組的機械效率為 　 　%（結果精確到0.1%）。
（4）分析比較實驗數據可知：同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率 　 ?。ㄟx填“越高”或“越低”）。
15．（2023春 新華區期末）小明設計了如圖甲所示的滑輪組，將重為100N、棱長為10cm的正方體金屬塊勻速拉出水面，繩子自由端拉力F隨時間的變化圖象如圖乙所示（金屬塊出水過程中，不考慮水面高度的變化）。已知：水的密度為1.0×103kg/m3。g取10N/kg。不考慮繩子重力、一切摩擦和阻力。求：
（1）金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力；
（2）金屬塊勻速上升時的速度；
（3）金屬塊浸沒在水中勻速上升時，金屬塊所受拉力的功率；
（4）金屬塊出水后，滑輪組的機械效率。（保留一位小數）
1．甲、乙兩物體分別在斜面上與水平地面上做勻速直線運動，已知：甲、乙的質量比為3：2，甲所受平行于斜面的拉力是乙所受水平拉力的3倍，斜面傾角為30°，甲的速度是乙的3倍。那么在同一時間內，拉力對甲、乙兩物體做功之比為（　　）
A．3：1 B．3：2 C．9：1 D．9：2
2．（2023 渝北區校級自主招生）如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關系如圖乙所示。物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計。下列選項正確的是（　?。?br/>A．物塊的邊長為0.6m
B．動滑輪重為300N
C．提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5%
D．將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1650J
3．如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面上，小球由A點以速度v沿軌道滾下，經過右側等高點B后到達最高點C．下列分析不正確的是（　?。?br/>A．小球在A、B、C三點的速度大小關系是vc＜vB＜vA
B．小球在A、B兩點的動能之差等于小球從A點到B點克服摩擦力做的功
C．小球在A、B兩點具有的重力勢能相同
D．整個過程只有重力對小球做功
4．小明為研究動能大小與哪些因素有關設計了如圖實驗，讓小球靜止從斜面上滾下后與固定在右端的彈簧碰撞，斜面底端和平面平滑相接，實驗中通過　 　反映小球動能的大小；實驗中讓同一小球從斜面上不同高度滾下，當高度　 ?。ā霸酱蟆?、“越小”）時，觀察到彈簧被壓縮得越短，說明小球動能大小與　 　有關；
5．如圖所示，小明利用滑輪組以0.2m/s的速度勻速提升沉在水底的長方體物件，已知物件高為h＝3m，底面積為S＝1.5×10﹣2m2，質量為135kg。（不計繩重、輪與軸的摩擦及水的阻力，取g＝10N/kg）
（1）求物件上表面未露出水面前連接物件的繩的拉力？
（2）若物件上表面未露出水面之前，滑輪組的機械效率為90%，求小明拉繩的功率？
（3）若小明所能施加的最大拉力為450N，為保證物件勻速上升，求它的下表面受到水的最小壓力是多少？
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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