滬粵版九年級物理上學(xué)期期末復(fù)習(xí) 第11章 機(jī)械功和機(jī)械能【考點清單】

專題01第11章機(jī)械功和機(jī)械能清單01功和功率一、功的概念1．物理學(xué)中規(guī)定，作用在物體上的力，使物體在________________上通過________________，那么這個力就對物體做了機(jī)械功，簡稱做了________。2．做功的兩個必要因素是________________________和________________________。二、功的計算1．在力學(xué)中，把________________________________叫做功。2．力學(xué)中的“功”的公式是________________。3．“功”的單位是________；1焦耳的物理意義是________________________________________________。三、物機(jī)械功原理研究表明：人們使用機(jī)械工作時，省力必然________；省距離則一定________；即省力又省距離的機(jī)械是________。也就是說，使用任何機(jī)械能都________________。這個結(jié)論叫做________，在歷史上被譽(yù)為“機(jī)械的黃金定律”。四、功率的概念1．比較物體做功快慢的方法：不同的物體做相同的功，所用的時間越________，做功越快；不同的物體做功的時間相同，做功越________的物體，做功越快。1．功率的物理意義：描述物體做功________的物理量。2．功率的定義：________________________________叫功率。3．功率的公式：________________________。4．功率的單位：（1）國際單位：________。1W的意義是________________________。（2）常用單位：1kW=________W。五、功率的計算1．功率與功是兩個不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣。只有在做功時間相同時，做功多的就做功快。否則，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大。也就是說:功率與功和時間兩個因素有關(guān)。2．功率的公式是指在t時間內(nèi)的平均功率，而不是某一時刻的瞬時功率；當(dāng)物體在力F作用下，沿力的方向以速度v勻速運動時，由W=Fs及，可得由P=Fv可知，功率一定時，機(jī)械的牽引力和速度成反比。要使?fàn)恳Υ螅鸵獪p速。這就是汽車在上坡時為什么要減速以獲得較大的牽引力。清單02機(jī)械效率一、有用功、額外功和總功1．有用功概念：對人們________________功，符號________，單位________；2．額外功概念：對人們________________但不得不做的功，符號________，單位________；3．總功概念：________對________做的功，符號________，單位________。4．有用功、額外功、總功三者的關(guān)系總功包含有用功和額外功，總功=有用功+額外功，用字母表示：________________。5．有用功和總功的大小理論中有用功和總功大小可以相等，也就是沒有額外功，但是在現(xiàn)實生活中有用功永遠(yuǎn)都要比總功小，因為現(xiàn)實生活當(dāng)中對機(jī)械做功就不可避免的存在著阻力或者其他物體所造成的額外功。二、測量滑輪組機(jī)械效率原理η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,Fs)器材除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外，還需________、________________測量物理量鉤碼重G、鉤碼被提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s注意事項必須________豎直拉動彈簧測力計使鉤碼升高，以保證測力計示數(shù)大小不變?nèi)绾翁岣呋喗M的機(jī)械效率在滑輪組機(jī)械效率的探究中，提高滑輪組的機(jī)械效率有以下幾個方法：（1）減小繩重和繩與滑輪間的摩擦，減小動滑輪重力；（2）增加滑輪組中重物的重力。三、機(jī)械效率的計算研究表明：人們使用機(jī)械工作時，省力必然________；省距離則一定________；即省力又省距離的機(jī)械是________________。也就是說，使用任何機(jī)械能都________________。這個結(jié)論叫做________________，在歷史上被譽(yù)為“機(jī)械的黃金定律”。四、功率的概念1．機(jī)械效率定義：物理學(xué)中，我們把________________________的比值，叫機(jī)械效率；機(jī)械效率=有用功/總功2．用符號表達(dá)：________________。在物理學(xué)理論中，一個機(jī)械的機(jī)械效率可以達(dá)到100%，但是在我們的生活實際中所使用的機(jī)械不可避免的產(chǎn)生了額外功，因此在生活中機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于1。3．滑輪組機(jī)械效率變形公式在滑輪組中：s=nh，W有用=Gh，W總=Fs，由以上帶入到滑輪組中豎直方向滑輪組水平方向滑輪組在杠桿機(jī)械中在斜面機(jī)械中清單03機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化一、什么是能1．能量的定義：物體能夠?qū)_______________，我們就說這個物體具有能量或者能。2．能量的單位就是功的單位，國際單位用________來表達(dá)符號________。3．能量屬于一個廣泛的詞語，生活中能的形式多種多樣例如，動能、重力勢能、彈性勢能、光能、熱能、電能、風(fēng)能、核能、水能、化學(xué)能等等，通常這些能都用符號W來表達(dá)。二、動能的大小跟哪些因素有關(guān)圖示為探究“物體動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗。實驗步驟如下：Ⅰ．讓________________從斜面上________________由靜止?jié)L下，觀察木塊被________________。Ⅱ．讓________________從斜面上________________由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離。回答下列問題：（1）步驟Ⅰ是為了研究動能大小與________的關(guān)系。（2）步驟Ⅱ是為了研究動能大小與________的關(guān)系。（3）該實驗中斜面的作用是為了控制鋼球________的大小，木塊的作用是為了比較鋼球________的大小。三、重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)1．重力勢能定義：________的物體具有的能叫做重力勢能；2．重力勢能的影響因素：________________。3．重力勢能的實驗（1）重力勢能的實驗方法：________________________________；（2）如何觀察物體重力勢能大小：通過觀察物體下落后沙盤的________________或者通過觀察物體下落后沙盤的________________；（3）結(jié)論：當(dāng)物體高度相同時，________越大，物體重力勢能________；當(dāng)物體質(zhì)量相同時，________越大，物體重力勢能越大。注意：在表達(dá)動能實驗結(jié)論時，要運用本實驗的實驗方法控制變量法來表達(dá)。四、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化1．機(jī)械能等于動能和勢能之和。2．物體具有的動能與勢能是可以________________的。有摩擦等阻力時，在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能會________。實驗一探究比較做功快慢的方法為了研究拉力做功的快慢，某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗進(jìn)行研究。他把不同質(zhì)量的物體勻速提升不同的高度，同時測出所用的時間，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。已知表一實驗拉力做功最快，表三實驗拉力做功最慢。每一表格所示實驗做功快慢相同。表一實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）1250.82022600.530332000.2404表二實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）4500.21025800.2520461000.3306表三實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）7100.5528400.2510491000.2208（1）分析比較實驗次數(shù)1、4、7/3、5、8，可得出的初步結(jié)論是：在時間相同的情況下，拉力所做的功越多，做功就越快。（2）分析比較實驗次數(shù)1和5和9（或2和6，或4和8），可得出的初步結(jié)論是：在拉力所做的功相同的情況下，所用時間越少，做功就越快。（3）請進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論。（a）分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及所給已知條件，可初步得出：當(dāng)拉力所做的功與所用時間的比值相同時，拉力做功快慢相同。（b）分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及所給已知條件，可初步得出：當(dāng)拉力所做的功與所用時間的比值越大時，拉力做功越快。（c）因此我們引入了功率這個物理量來表示物體做功快慢。實驗二探究滑輪組的機(jī)械效率在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時，小明利用如圖所示的兩組滑輪組進(jìn)行了4次測量（其中一個鉤碼重為2N甲圖中使用的滑輪重為0.5N，乙圖中使用的滑輪重為1N），測得數(shù)據(jù)如表：實驗次數(shù)動滑輪重鉤碼總重鉤碼上升高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機(jī)械效率η/%10.520.11.40.347.620.520.21.40.647.630.540.12.20.360.64140.13.60.2①(1)測量原理：；(2)測量工具：彈簧測力計和刻度尺；(3)請依照上表第3組數(shù)據(jù)在甲圖中畫出滑輪組的連線方式：(4)通過第1、2兩組數(shù)據(jù)對比分析可知：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提高的高度無關(guān)；(5)經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)第1次測量中的額外功為0.22J，第3次測量中的額外功大于第1次額外功，其原因可能是第3次測量中物重更大，克服摩擦力做的額外功增加；(6)表格中編號①處數(shù)據(jù)為55.6；(7)分析表格中3、4兩次的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機(jī)械效率的另一種方法。生活中汽車作為一種“機(jī)械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請指出以下三種提高效率的方法中，方法二采用了與此相同的方法：方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量滿員出行；方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量：方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；(8)用如圖乙所示的滑輪組提升重物，若不計摩擦和繩重，繩子能承受的最大拉力為5N，則該滑輪組的最大機(jī)械效率為90%。實驗三探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)在探究“重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，重物A、B、C的質(zhì)量關(guān)系為mA=mB<mC，木樁相同。木樁和重物位置如圖甲所示。重物靜止釋放后，木樁被打擊陷入沙中的情形如圖乙所示，重物B、C將木樁打入沙中的深度相同。(1)重物自由下落打擊木樁，通過觀察木樁陷入沙中的深度判斷重物的重力勢能大??；(2)比較AB兩個重物將木樁打入沙中的深度，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系，得出的結(jié)論是：當(dāng)重物質(zhì)量相同時，高度越高，重力勢能越大；(3)結(jié)合（2）中的實驗結(jié)論，通過比較B和C兩個重物將木樁打入沙中的深度，我們能得出物體的重力勢能與其質(zhì)量有關(guān)的結(jié)論；(4)如圖丙所示，是某一重物從某高度處由靜止下落的過程中，下落高度與時間的關(guān)系圖。在下面的四個選項中，描述重力對該重物做功大小與下落時間關(guān)系最接近正確的圖線是C；A． B． C． D．(5)結(jié)合本實驗和所學(xué)知識，分析圖丁所示的水壩，水力發(fā)電機(jī)安裝在D位置較為合理；水力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站等都是有效地利用了綠色能源，最終將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。實驗四探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)如圖是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，讓鋼球從斜槽上由靜止釋放，與放在水平面上的木塊相撞并滑行一段距離后靜止，依次完成了甲、乙、丙三次實驗。(1)實驗中小球動能的大小是通過觀察比較木塊移動的距離反映出來的，三次實驗中木塊的起始位置相同；(2)交通事故中高速公路上高速行駛的汽車造成的傷害事故一般比較大，為了幫助小明提供實驗依據(jù)，應(yīng)選擇甲、乙、丙中的甲、乙兩個實驗進(jìn)行對比，得到的實驗結(jié)論是當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；(3)完成實驗后，聯(lián)想到探究牛頓第一定律時也用到斜面，讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，表中列出小車在不同的表面滑行的距離，實驗中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，則P1＞P2；表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)(4)北京冬奧會滑雪比賽中，運動員從A點靜止出發(fā)，在空中完成了一次超高難度的1620度旋轉(zhuǎn)，獲得本項目的金牌，現(xiàn)將運動軌跡簡化如圖所示，若不考慮能量損失，她的運動軌跡最符合實際的是c?！揪毩?xí)1】（23-24九年級上·廣西梧州·期末）2018年12月9日，“復(fù)興號”中國標(biāo)準(zhǔn)動車組項目獲第五屆中國工業(yè)大獎。正在京滬高速上水平勻速運行的“復(fù)興號”動車（如圖），其機(jī)械能（選填“增大”、“減小”或“不變”），以運行的“復(fù)興號”為參照物，站在站臺的列車員是（選填“運動”或“靜止”）的；到達(dá)終點站前，關(guān)閉動力系統(tǒng)的列車會繼續(xù)前進(jìn)，這是因為列車具有?！揪毩?xí)2】（23-24九年級上·江蘇南京·期末）木棒在日常生活中有很多用途。（1）鉆木取火的一種方法如圖甲所示，將削尖的木棒伸到木板的洞里，一只手用力壓住木棒，另一只手來回拉動鉆弓。木棒在木板的洞里轉(zhuǎn)動時，板與棒互相摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)溫度達(dá)到約260℃時木棒便開始燃燒。已知：弓長為，人拉鉆弓的力為16N。人來回拉滿一次鉆弓克服摩擦力所做的功為J；（2）將質(zhì)量均勻的木棒切割并組裝成兩個形狀相同、質(zhì)量均為的木模，用三根豎直細(xì)線a、b、c連接，在水平面上按照“互”字型靜置，上方木模呈現(xiàn)懸浮效果，如圖乙所示，這是利用了建筑學(xué)中的“張拉整體”結(jié)構(gòu)原理。細(xì)線a的拉力（選填“大于”、“小于”或“等于”）細(xì)線b的拉力，沿左右方向平移三根細(xì)線在上方木模的接線點，線仍豎直，線上拉力會（選填“改變”或“不變”）?！揪毩?xí)3】（23-24九年級上·陜西渭南·期中）著名作家馮驥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁擔(dān)將貨物運送上山的情景，如圖所示。在這個過程中，挑山工做的有用功是對做的功，挑山工做的總功是對做的功。挑扁擔(dān)時，左右兩邊都放上貨物，這是利用了的原理?！揪毩?xí)4】（23-24九年級上·陜西西安·期末）小偉在水平地面上拖著一個重物前進(jìn)，則拉力，重力（前兩空均選填“做功”或“不做功”）；如圖所示，輕質(zhì)木桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，，木桿A端通過細(xì)線與地面上重為200N的物體相連，為把物體提離地面，在B點至少需要施加一個N的拉力。【練習(xí)5】（2024·山東日照·中考真題）物理課上，喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力為，距離講臺的水平距離，距離講臺面的豎直高度，如圖所示。小明先用的時間在M點將器材勻速豎直搬起，再勻速直線運動到達(dá)講臺的N點。小明水平移動器材時，速度大小為、對器材做的功為J?！揪毩?xí)6】（23-24九年級上·陜西西安·期末）豐收的季節(jié)，小明想幫家里人將玉米運送到高為3m的糧倉架上，為了省力他設(shè)計了如圖所示的滑輪組裝置，用此裝置將一袋質(zhì)量為51kg的玉米以0.15m/s的速度運送到糧倉架上，繩子自由端的拉力為182N，（不計繩重、袋子重和滑輪與繩子之間的摩擦，g取10N/kg）（1）圖中屬于動滑輪的是（選填“A”“B”或“C”），其作用是；（2）整個運送過程中，小明所做的有用功是多少？小明的拉力的功率是多少？（3）已知一袋玉米的質(zhì)量一定，為了使滑輪組的機(jī)械效率提升至95%以上，則動滑輪的重力不應(yīng)超過多少？（結(jié)果保留1位小數(shù)）【練習(xí)7】（23-24九年級上·廣東肇慶·期末）小銘騎自行車沿筆直街道做直線運動，其s-t圖像如圖所示；已知人的質(zhì)量為52kg，自行車的質(zhì)量為20kg，摩擦力大小是人和自行車所受總重力的2%；（g=10N/kg）（1）在0~2s內(nèi)，小銘做運動，他對自行車產(chǎn)生的動力大小為N；（2）小銘在2~4s運動狀態(tài)是，在0~8s內(nèi)的平均速度m/s；（3）小銘在最后4s內(nèi)，做功J。一、單選題1．2024年4月23日的世界讀書日，主題為“閱讀推動未來”。如圖是讀者從書架上取下圖書的情景，若讀者所取的書重量與6枚雞蛋相當(dāng)，讀者從書架上取下書的過程中，對書做的功最接近的是（

）A．300J B．30J C．3J D．0.3J2．如圖所示是貴州玉屏山地自行車比賽的場景，關(guān)于運動員騎自行車轉(zhuǎn)彎時的情況，下列說法正確的是（）A．運動員此時慣性增大B．自行車可以轉(zhuǎn)彎說明力能改變物體的運動狀態(tài)C．轉(zhuǎn)彎時運動員的動能一定增大D．自行車和運動員整體受平衡力作用3．小明對學(xué)過的物理知識進(jìn)行總結(jié)，歸納出以下說法，其中符合實際的是（）A．選擇合適的機(jī)械，可以達(dá)到省功的目的B．將焦耳的名字命名為功率的單位C．一個雞蛋從飯桌上掉到地上的過程中，重力做功了D．通過改良機(jī)械可以使機(jī)械效率提高到100%4．用水平的力和，分別推著甲、乙兩個物體在水平面上作直線運動。如圖a、b分別是甲、乙運動的路程與時間的關(guān)系圖像，已知甲的質(zhì)量是乙的2倍，兩個力做功的功率相等，則和的大小關(guān)系是（）A． B． C． D．5．2024年7月30日，中國乒乓球運動員王楚欽和孫穎莎在巴黎奧運會乒乓球混雙決賽中獲得混雙冠軍。如圖所示，是某次擊球中乒乓球的運動軌跡。下列說法正確的是（

）A．從B點運動到C點的過程中，乒乓球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B．在空中，乒乓球處于平衡狀態(tài)C．乒乓球能繼續(xù)向前運動是受到慣性的作用D．乒乓球速度越大，慣性越大6．將一個物體豎直向上拋出，過程中物體所受空氣阻力大小與速度大小成正比，且始終小于重力，下列說法正確的是（）A．物體上升過程中動能減小，重力勢能增加，所以機(jī)械能不變B．物體從拋出點開始到落回拋出點的過程，所受合力一直減小C．物體上升到最高點時，若重力突然消失，由于受到空氣阻力，所以小球?qū)⒓铀傧侣銬．拋出時，由于物體做加速運動，所以手給物體的推力大于物體給手的推力二、多選題7．實驗小組用同一物體做了圖所示的兩次實驗，圖甲中物體靜止在空中，圖乙中物體10s內(nèi)沿豎直方向被勻速提升了0.1m。在此過程中，下列說法正確的是（）A．該滑輪是省力杠桿B．該滑輪對物體做功0.32JC．該滑輪的機(jī)械效率為80%D．圖乙中彈簧測力計的拉力的功率為0.02W8．用一根長為1m重為G的均勻鐵棒，插入一個邊長為0.9m、重為300N的正方體物塊的底部，在另一端施加一個向上的力，將物塊撬起一個很小的角度（如圖所示，圖中的角度已被放大）。如果鐵棒插入物塊底部的長度為物塊邊長的三分之一，杠桿的效率為75％，則要撬動物塊，作用在鐵捧最右端的力和鐵棒重可能是（）A．60N，60N B．120N，60N C．60N，30N D．100N，50N9．如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移動，地面ab、bc粗糙程度不同。物體M重為400N，動滑輪重為5N，ab=2m，bc=3m。物體M從a點到c點過程中，拉力F與M移動距離的關(guān)系如圖乙，不考慮物體大小對運動的影響，忽略繩子重力及滑輪轉(zhuǎn)軸摩擦，對此過程的分析，下列結(jié)論正確的是（

）

A．繩子自由端移動的距離為15mB．拉力F做的功為840JC．拉力F在ab段做的額外功等于在bc段做的額外功D．物體從ab段到bc段，滑輪組的機(jī)械效率變大三、填空題10．2024年8月6日，巴黎奧運會女子10米跳臺決賽，全紅嬋第一跳絲滑入水，全部裁判給出10分，再現(xiàn)全滿分名場面，最終以425.60分獲得金牌成為中國奧運歷史上最年輕的三金得主。下圖是跳水過程中分解圖。(1)跳水運功員在起跳時，需要注意身體姿勢的協(xié)調(diào)，同時要控制好起跳的力度和角度。在起跳過程中是跳板的能轉(zhuǎn)化為運動員的能，幫助運動員起跳的；(2)某跳水運動員質(zhì)量是42kg，從10米跳臺跳下，用時1.4秒。在整個跳水過程中，運動員的重力做功為J，重力做功的功率為W。11．重2N的書靜置在水平桌面上，小明用大小為0.5N的水平拉力使書沿桌面加速前進(jìn)0.2m，在此過程中書的動能（增大/不變/減?。?、重力勢能（增大/不變/減?。?；該過程書受到的重力做功為J，拉力所做的功（大于/等于/小于）摩擦力所做的功。12．2022北京冬奧會首次基于5G自動駕駛汽車實現(xiàn)火炬接力，開啟了自動駕駛汽車的里程碑。如圖甲為一款自動駕駛汽車，其控制系統(tǒng)能根據(jù)路面情況作出應(yīng)對，確保車輛正常行駛，上坡時，會自動切換到低速擋，目的是；并根據(jù)斜坡陡峭程度選擇是否沿S型軌跡行駛，選擇沿S型軌跡行駛是為了；車輪遇到小石塊時會自動改變牽引力越過障礙，如圖乙所示，可將圖中點看作支點（選填O1或O2），設(shè)車輪受到的水平牽引力為F1，阻力為F2可以推斷，石塊越高（不高于車輪半徑），所需水平牽引力越（選填“大”或“小”）。、13．2024年8月26日9時許，G347通江大道快速化改造工程（市區(qū)段）項目實現(xiàn)主線通車。該工程全長18公里，將無為市至蕪湖市區(qū)的通行時間縮短到30min左右。一輛汽車，在該快速化公路上以72km/h的速度勻速行駛5min，受到的阻力是3000N，這輛汽車的發(fā)動機(jī)的功率為kW。14．如圖所示，兩個正方體A、B，它們的重力。當(dāng)用兩組滑輪組分別勻速提升A、B兩物體，拉力分別為、，機(jī)械效率分別為、。兩動滑輪重均為，忽略繩重和摩擦，，，。則N。四、實驗題15．跳繩是長春市初中畢業(yè)生體育測試的自選項目之一，祎南同學(xué)想利用所學(xué)的物理知識評估自己平時跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）用磅秤測量自己的（填物理量與其對應(yīng)字母）。（2）估測自己平均每次跳起的高度h。（3）用秒表測量跳n次繩所用的時間t。（4）則跳繩的平均功率P=（用上述物理量符號表示）。（5）若他要比較和其他同學(xué)跳繩的平均功率大小（設(shè)跳起的平均高度相同），則。A．跳繩快的功率一定大B．跳繩的快慢相同，體重大的功率大C．體重相同，跳的個數(shù)越多的功率越大D．體重相同，跳的時間越長的功率越大16．在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，小夢設(shè)計了如下實驗：將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺動到豎直位置時，撞擊水平面上的木塊，木塊在水平面上移動的距離為s。改變鋼球的質(zhì)量，分別測量木塊在水平面上移動的距離，測量結(jié)果記錄如下表。實驗次數(shù)鋼球的質(zhì)量m/g鋼球由靜止釋放的高度h/cm木塊被撞后移動的距離s/cm110202622020413302062(1)讓鋼球從同一高度由靜止釋放，目的是讓鋼球擺動到豎直位置時的相同。(2)實驗是通過觀察來反映鋼球動能的大小。(3)分析實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是。(4)某路段限速牌上標(biāo)有“100”和“80”的字樣，表示該路段內(nèi)不同車輛限制的最高行駛速度（單位為km/h），由此實驗可知，80km/h應(yīng)該是（選填“大客車”或“小轎車”）的限速。(5)小夢想探究動能與速度的關(guān)系，她應(yīng)該讓質(zhì)量的鋼球，從高度由靜止釋放，然后觀察現(xiàn)象。（均選填“相同”或“不同”）17．小紅找來了幾個質(zhì)量不同的木塊、裝有細(xì)沙的容器和三腳小桌如圖所示，她利用這些器材探究“重力勢能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗。(1)該實驗是通過觀察比較來間接判斷物體重力勢能大小的，下列實驗中與上述研究方法相同的有（填寫實驗前的序號）；a.研究物體溫度時，通過觀察溫度計液柱高低來判斷物體溫度的高低；b.探究平面鏡成像的特點時用兩只等大的蠟燭；c.在研究光的傳播時引入光線；d.用木塊滑動的距離反映物體動能的大小。(2)實驗過程中選用質(zhì)量不等的木塊由的高度自由落下，是探究重力勢能大小與的關(guān)系，得到的實驗結(jié)論是：；(3)小紅發(fā)現(xiàn)先前學(xué)習(xí)的探究壓力作用效果的實驗也能用上述器材探究，對比“探究影響壓力作用效果因素”與“探究影響重力勢能大小因素”兩個實驗，以下關(guān)于兩個實驗的四個判斷中錯誤的是______。A．都需要觀察小桌陷入沙中深度B．前者實驗不需要將木塊從小桌正上方一定高度自由釋放C．都選用大小不同的木塊是為了改變相同的物理量D．后者實驗中小桌不需要倒放五、綜合題18．在探究“機(jī)械效率、功率、機(jī)械能”的課外興趣小組活動中：(1)用相同的滑輪繞成甲、乙兩個不同的滑輪組，分別將物體M、N勻速提升相同的高度，拉力分別為F甲、F乙，此過程相關(guān)數(shù)據(jù)如圖丙，則兩個滑輪組此過程的機(jī)械效率的大小關(guān)系是甲乙；若不計繩重及摩擦，物體M、N質(zhì)量相等，則兩滑輪組的機(jī)械效率甲乙（均選填“>”、“<”或“=”）；(2)如圖所示，質(zhì)量為m的小明做引體向上，完成10個用時為t，每次勻速上拉，身體重心上升為h，則小明做引體向上的平均功率P=（用題中的量表示）；(3)如圖是衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動，由近地點向遠(yuǎn)地點運動時，衛(wèi)星的動能，機(jī)械能（選填“變大”、“變小”或“不變”）；(4)小張同學(xué)在探究斜面的機(jī)械效率實驗中，將重為G的物體沿斜面從底端勻速拉到頂端，測力計的拉力為F，斜面的高度為h，長度為s，如圖所示，物體與斜面的摩擦力f=（用題中的量表示）。19．“龍骨水車”是我國古代江南地區(qū)主要的灌溉農(nóng)具之一，是一種歷史悠久的提水設(shè)施，相當(dāng)于現(xiàn)代的抽水機(jī)，其構(gòu)造如圖（a）所示：《天工開物》中有“數(shù)尺之車，一人兩手疾轉(zhuǎn)，竟日之功可灌二畝而已”的記載。如圖（b）所示，將水車一端浸入水中，另一端固定于岸上。使用時搖動長柄搖桿，使輪軸轉(zhuǎn)動，帶動嵌滿刮水板的鏈條運動，槽內(nèi)板葉刮水上行，傾灌于地勢較高的田中。(1)使用時，人對長搖桿施加力的作用使輪軸轉(zhuǎn)動，相當(dāng)于在使用一個（省力/費力）杠桿。木鏈條運動起來，一定質(zhì)量的水被水車提升到高處重力勢能（增大/減?。?；(2)若工人踩動龍骨水車旋轉(zhuǎn)一周可將0.03m3的水提升到4m高的田地中，所用時間為60s，工人做功的總功率為50W，則該過程中龍骨水車所做的有用功為J，工人做的總功為J，機(jī)械效率為%。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）(3)寫出一條提高“龍骨水車”提水功率的方法：；寫出一條提高“龍骨水車”提水效率的方法六、計算題20．常州地鐵2號線于2021年6月28日開通運營，圖為2號線所用列車——“藍(lán)精靈”。其最大速度為72km/h，列車最大牽引功率為2.5×103kW。列車勻速行駛時，受到的阻力為車總重的0.05倍（g取10N/kg），根據(jù)上述信息，回答以下問題：(1)空載測試時，列車以最大速度勻速行駛，其空載功率為1.5×103kW，則列車的質(zhì)量為多少？(2)在第（1）小題的條件下，該型號列車若以最大速度勻速行駛，最多可以裝載的物體的質(zhì)量為多少？21．如圖甲是自貢市燊海井豎于在井口的天車，是自貢鹽場奇觀之一，是鹽井鑿?fù)诤图橙←}鹵的地面設(shè)施，其頂端懸掛天輥和地面固定地輥（滑輪），可用于提取井下的鹵水，燊海井是世界上第一口超千米的大井，井深約1100m。其提取鹵水過程可簡化為如圖乙所示裝置，已知吸鹵桶一次取鹵90L，吸鹵桶在10s內(nèi)勻速上升5m。吸鹵桶出水后，牛作用在繩端的拉力大小為1200N，此時（已知鹵水密度為）求：(1)吸鹵桶取鹵一次的有用功；(2)拉力做功的功率；(3)該裝置的機(jī)械效率。

專題01第11章機(jī)械功和機(jī)械能清單01功和功率一、功的概念1．物理學(xué)中規(guī)定，作用在物體上的力，使物體在力的方向上通過一段距離，那么這個力就對物體做了機(jī)械功，簡稱做了功。2．做功的兩個必要因素是作用在物體上的力和物體在這個力的方向上移動的距離。二、功的計算1．在力學(xué)中，把力與在力的方向上移動的距離的乘積叫做功。2．力學(xué)中的“功”的公式是W=Fs。3．“功”的單位是焦耳(J)；1焦耳的物理意義是物體在1N的力的作用下沿這個力的方向移動了1m。三、物機(jī)械功原理研究表明：人們使用機(jī)械工作時,省力必然費距離；省距離則一定費力；即省力又省距離的機(jī)械是不存在的。也就是說,使用任何機(jī)械能都不能省功。這個結(jié)論叫做機(jī)械功原理,在歷史上被譽(yù)為“機(jī)械的黃金定律”。四、功率的概念1．比較物體做功快慢的方法：不同的物體做相同的功，所用的時間越短，做功越快；不同的物體做功的時間相同，做功越多的物體，做功越快。1．功率的物理意義：描述物體做功快慢的物理量。2．功率的定義：單位時間內(nèi)所做的功叫功率。3．功率的公式：。4．功率的單位：（1）國際單位：瓦特(W)。1W的意義是1s內(nèi)所做的功為1J。（2）常用單位：1kW=103W。五、功率的計算1．功率與功是兩個不同的物理量，“功”表示做功的“多少”，而“功率”則表示做功的“快慢”，“多少”與“快慢”的意義不一樣。只有在做功時間相同時，做功多的就做功快。否則，做功多，不一定做功就快，即“功率”不一定就大。也就是說:功率與功和時間兩個因素有關(guān)。2．功率的公式是指在t時間內(nèi)的平均功率，而不是某一時刻的瞬時功率；當(dāng)物體在力F作用下，沿力的方向以速度v勻速運動時，由W=Fs及，可得由P=Fv可知，功率一定時，機(jī)械的牽引力和速度成反比。要使?fàn)恳Υ?，就要減速。這就是汽車在上坡時為什么要減速以獲得較大的牽引力。清單02機(jī)械效率一、有用功、額外功和總功1．有用功概念：對人們需要的、有價值的功，符號W有用，單位J；2．額外功概念：對人們無利用價值但不得不做的功，符號W額外，單位J；3．總功概念：動力對機(jī)械做的功，符號W總，單位J。4．有用功、額外功、總功三者的關(guān)系總功包含有用功和額外功，總功=有用功+額外功，用字母表示：W總=W有用+W額外。5．有用功和總功的大小理論中有用功和總功大小可以相等，也就是沒有額外功，但是在現(xiàn)實生活中有用功永遠(yuǎn)都要比總功小，因為現(xiàn)實生活當(dāng)中對機(jī)械做功就不可避免的存在著阻力或者其他物體所造成的額外功。二、測量滑輪組機(jī)械效率原理η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(Gh,Fs)器材除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外，還需刻度尺、彈簧測力計測量物理量鉤碼重G、鉤碼被提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s注意事項必須勻速豎直拉動彈簧測力計使鉤碼升高，以保證測力計示數(shù)大小不變?nèi)绾翁岣呋喗M的機(jī)械效率在滑輪組機(jī)械效率的探究中，提高滑輪組的機(jī)械效率有以下幾個方法：（1）減小繩重和繩與滑輪間的摩擦，減小動滑輪重力；（2）增加滑輪組中重物的重力。三、機(jī)械效率的計算研究表明：人們使用機(jī)械工作時,省力必然費距離；省距離則一定費力；即省力又省距離的機(jī)械是不存在的。也就是說,使用任何機(jī)械能都不能省功。這個結(jié)論叫做機(jī)械功原理,在歷史上被譽(yù)為“機(jī)械的黃金定律”。四、功率的概念1．機(jī)械效率定義：物理學(xué)中，我們把有用功W有用與總功W總的比值，叫機(jī)械效率；機(jī)械效率=有用功/總功2．用符號表達(dá)：。在物理學(xué)理論中，一個機(jī)械的機(jī)械效率可以達(dá)到100%，但是在我們的生活實際中所使用的機(jī)械不可避免的產(chǎn)生了額外功，因此在生活中機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于1。3．滑輪組機(jī)械效率變形公式在滑輪組中：s=nh，W有用=Gh，W總=Fs，由以上帶入到滑輪組中豎直方向滑輪組水平方向滑輪組在杠桿機(jī)械中在斜面機(jī)械中清單03機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化一、什么是能1．能量的定義：物體能夠?qū)ξ矬w做功，我們就說這個物體具有能量或者能。2．能量的單位就是功的單位，國際單位用焦耳來表達(dá)符號J。3．能量屬于一個廣泛的詞語，生活中能的形式多種多樣例如，動能、重力勢能、彈性勢能、光能、熱能、電能、風(fēng)能、核能、水能、化學(xué)能等等，通常這些能都用符號W來表達(dá)。二、動能的大小跟哪些因素有關(guān)圖示為探究“物體動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗。實驗步驟如下：Ⅰ．讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離。Ⅱ．讓不同質(zhì)量的鋼球從斜面上相同的高度由靜止?jié)L下，觀察木塊被撞擊后移動的距離?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟Ⅰ是為了研究動能大小與速度的關(guān)系。（2）步驟Ⅱ是為了研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系。（3）該實驗中斜面的作用是為了控制鋼球速度的大小，木塊的作用是為了比較鋼球動能的大小。三、重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)1．重力勢能定義：被舉高的物體具有的能叫做重力勢能；2．重力勢能的影響因素：質(zhì)量和高度。3．重力勢能的實驗（1）重力勢能的實驗方法：轉(zhuǎn)換法和控制變量法；（2）如何觀察物體重力勢能大?。和ㄟ^觀察物體下落后沙盤的凹陷程度或者通過觀察物體下落后沙盤的形變程度；（3）結(jié)論：當(dāng)物體高度相同時，質(zhì)量越大，物體重力勢能越大；當(dāng)物體質(zhì)量相同時，高度越大，物體重力勢能越大。注意：在表達(dá)動能實驗結(jié)論時，要運用本實驗的實驗方法控制變量法來表達(dá)。四、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化1．機(jī)械能等于動能和勢能之和。2．物體具有的動能與勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。有摩擦等阻力時，在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能會減小。實驗一探究比較做功快慢的方法為了研究拉力做功的快慢，某同學(xué)設(shè)計了如下的實驗進(jìn)行研究。他把不同質(zhì)量的物體勻速提升不同的高度，同時測出所用的時間，記錄的實驗數(shù)據(jù)如下表所示。已知表一實驗拉力做功最快，表三實驗拉力做功最慢。每一表格所示實驗做功快慢相同。表一實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）1250.82022600.530332000.2404表二實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）4500.21025800.2520461000.3306表三實驗序號拉力（N）提升高度（m）功（J）所用時間（s）7100.5528400.2510491000.2208（1）分析比較實驗次數(shù)1、4、7/3、5、8，可得出的初步結(jié)論是：在時間相同的情況下，拉力所做的功越多，做功就越快。（2）分析比較實驗次數(shù)1和5和9（或2和6，或4和8），可得出的初步結(jié)論是：在拉力所做的功相同的情況下，所用時間越少，做功就越快。（3）請進(jìn)一步綜合分析比較表一、表二、表三中的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件，并歸納得出結(jié)論。（a）分析比較表一、表二或表三中的數(shù)據(jù)及所給已知條件，可初步得出：當(dāng)拉力所做的功與所用時間的比值相同時，拉力做功快慢相同。（b）分析比較表一、表二和表三中的數(shù)據(jù)及所給已知條件，可初步得出：當(dāng)拉力所做的功與所用時間的比值越大時，拉力做功越快。（c）因此我們引入了功率這個物理量來表示物體做功快慢。實驗二探究滑輪組的機(jī)械效率在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時，小明利用如圖所示的兩組滑輪組進(jìn)行了4次測量（其中一個鉤碼重為2N甲圖中使用的滑輪重為0.5N，乙圖中使用的滑輪重為1N），測得數(shù)據(jù)如表：實驗次數(shù)動滑輪重鉤碼總重鉤碼上升高度h/m測力計示數(shù)F/N測力計移動距離s/m機(jī)械效率η/%10.520.11.40.347.620.520.21.40.647.630.540.12.20.360.64140.13.60.2①(1)測量原理：；(2)測量工具：彈簧測力計和刻度尺；(3)請依照上表第3組數(shù)據(jù)在甲圖中畫出滑輪組的連線方式：(4)通過第1、2兩組數(shù)據(jù)對比分析可知：滑輪組的機(jī)械效率與物體被提高的高度無關(guān)；(5)經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)第1次測量中的額外功為0.22J，第3次測量中的額外功大于第1次額外功，其原因可能是第3次測量中物重更大，克服摩擦力做的額外功增加；(6)表格中編號①處數(shù)據(jù)為55.6；(7)分析表格中3、4兩次的數(shù)據(jù)，得到了提高滑輪組機(jī)械效率的另一種方法。生活中汽車作為一種“機(jī)械”，提高效率對節(jié)能減排有重要意義，請指出以下三種提高效率的方法中，方法二采用了與此相同的方法：方法一：鼓勵人們“拼車”出行，使汽車盡量滿員出行；方法二：汽車制造廠用新材料減輕汽車重量：方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持良好的潤滑；(8)用如圖乙所示的滑輪組提升重物，若不計摩擦和繩重，繩子能承受的最大拉力為5N，則該滑輪組的最大機(jī)械效率為90%。實驗三探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)在探究“重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，重物A、B、C的質(zhì)量關(guān)系為mA=mB<mC，木樁相同。木樁和重物位置如圖甲所示。重物靜止釋放后，木樁被打擊陷入沙中的情形如圖乙所示，重物B、C將木樁打入沙中的深度相同。(1)重物自由下落打擊木樁，通過觀察木樁陷入沙中的深度判斷重物的重力勢能大小；(2)比較AB兩個重物將木樁打入沙中的深度，可判斷重力勢能的大小和重物下落高度的關(guān)系，得出的結(jié)論是：當(dāng)重物質(zhì)量相同時，高度越高，重力勢能越大；(3)結(jié)合（2）中的實驗結(jié)論，通過比較B和C兩個重物將木樁打入沙中的深度，我們能得出物體的重力勢能與其質(zhì)量有關(guān)的結(jié)論；(4)如圖丙所示，是某一重物從某高度處由靜止下落的過程中，下落高度與時間的關(guān)系圖。在下面的四個選項中，描述重力對該重物做功大小與下落時間關(guān)系最接近正確的圖線是C；A． B． C． D．(5)結(jié)合本實驗和所學(xué)知識，分析圖丁所示的水壩，水力發(fā)電機(jī)安裝在D位置較為合理；水力發(fā)電站、風(fēng)力發(fā)電站等都是有效地利用了綠色能源，最終將其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能。實驗四探究物體的動能大小與哪些因素有關(guān)如圖是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，讓鋼球從斜槽上由靜止釋放，與放在水平面上的木塊相撞并滑行一段距離后靜止，依次完成了甲、乙、丙三次實驗。(1)實驗中小球動能的大小是通過觀察比較木塊移動的距離反映出來的，三次實驗中木塊的起始位置相同；(2)交通事故中高速公路上高速行駛的汽車造成的傷害事故一般比較大，為了幫助小明提供實驗依據(jù)，應(yīng)選擇甲、乙、丙中的甲、乙兩個實驗進(jìn)行對比，得到的實驗結(jié)論是當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；(3)完成實驗后，聯(lián)想到探究牛頓第一定律時也用到斜面，讓小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，表中列出小車在不同的表面滑行的距離，實驗中，小車在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分別是P1、P2，則P1＞P2；表面毛巾棉布木板摩擦力最大較大最小小車運動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)(4)北京冬奧會滑雪比賽中，運動員從A點靜止出發(fā)，在空中完成了一次超高難度的1620度旋轉(zhuǎn)，獲得本項目的金牌，現(xiàn)將運動軌跡簡化如圖所示，若不考慮能量損失，她的運動軌跡最符合實際的是c?！揪毩?xí)1】（23-24九年級上·廣西梧州·期末）2018年12月9日，“復(fù)興號”中國標(biāo)準(zhǔn)動車組項目獲第五屆中國工業(yè)大獎。正在京滬高速上水平勻速運行的“復(fù)興號”動車（如圖），其機(jī)械能（選填“增大”、“減小”或“不變”），以運行的“復(fù)興號”為參照物，站在站臺的列車員是（選填“運動”或“靜止”）的；到達(dá)終點站前，關(guān)閉動力系統(tǒng)的列車會繼續(xù)前進(jìn)，這是因為列車具有?！敬鸢浮坎蛔冞\動慣性【解析】[1]“復(fù)興號”動車水平勻速運行，質(zhì)量不變，速度和高度不變，動能和重力勢能不變，機(jī)械能不變。[2]以運行的“復(fù)興號”為參照物，站在站臺的列車員發(fā)生位置變化，是運動的。[3]到達(dá)終點站前，關(guān)閉動力系統(tǒng)的列車會繼續(xù)前進(jìn)，因為列車具有慣性，繼續(xù)保持原來的狀態(tài)。【練習(xí)2】（23-24九年級上·江蘇南京·期末）木棒在日常生活中有很多用途。（1）鉆木取火的一種方法如圖甲所示，將削尖的木棒伸到木板的洞里，一只手用力壓住木棒，另一只手來回拉動鉆弓。木棒在木板的洞里轉(zhuǎn)動時，板與棒互相摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，當(dāng)溫度達(dá)到約260℃時木棒便開始燃燒。已知：弓長為，人拉鉆弓的力為16N。人來回拉滿一次鉆弓克服摩擦力所做的功為J；（2）將質(zhì)量均勻的木棒切割并組裝成兩個形狀相同、質(zhì)量均為的木模，用三根豎直細(xì)線a、b、c連接，在水平面上按照“互”字型靜置，上方木模呈現(xiàn)懸浮效果，如圖乙所示，這是利用了建筑學(xué)中的“張拉整體”結(jié)構(gòu)原理。細(xì)線a的拉力（選填“大于”、“小于”或“等于”）細(xì)線b的拉力，沿左右方向平移三根細(xì)線在上方木模的接線點，線仍豎直，線上拉力會（選填“改變”或“不變”）?！敬鸢浮?大于改變【解析】（1）[1]人來回拉一次鉆弓移動的距離s′=2s=2×0.25m=0.5m人來回拉一次鉆弓克服摩擦力所做的功W=Fs′=16N×0.5m=8J（2）[2]對上方木模受力分析有Fa=mg+Fb+Fc則細(xì)線ab的拉力大小關(guān)系Fa>Fb[3]以a下方的連接點為支點，根據(jù)杠桿平衡條件可得FbLb+FcLc=GLG沿左右方向平移三根細(xì)線在上方木模的接線點，線仍豎直，但重力G的力臂LG（支點到重力作用線的距離）會發(fā)生改變，則GLG變化，而Fb和Fc的力臂Lb、Lc不變（a、b、c同時平移），根據(jù)FbLb+FcLc=GLG可知Fb和Fc會發(fā)生改變，相應(yīng)地Fa也會改變，即線上拉力會改變?！揪毩?xí)3】（23-24九年級上·陜西渭南·期中）著名作家馮驥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁擔(dān)將貨物運送上山的情景，如圖所示。在這個過程中，挑山工做的有用功是對做的功，挑山工做的總功是對做的功。挑扁擔(dān)時，左右兩邊都放上貨物，這是利用了的原理。【答案】貨物人、扁擔(dān)杠桿平衡【解析】[1][2]根據(jù)題意可知，挑山工對貨物做的功是有用功，挑山工對人、扁擔(dān)做的功是總功。[3]根據(jù)杠桿的平衡的原理可知，挑扁擔(dān)時，左右兩邊都放上貨物，即使貨物不等重也能平衡，這是利用杠桿的平衡原理。【練習(xí)4】（23-24九年級上·陜西西安·期末）小偉在水平地面上拖著一個重物前進(jìn)，則拉力，重力（前兩空均選填“做功”或“不做功”）；如圖所示，輕質(zhì)木桿AB可以繞O點轉(zhuǎn)動，，木桿A端通過細(xì)線與地面上重為200N的物體相連，為把物體提離地面，在B點至少需要施加一個N的拉力?！敬鸢浮孔龉Σ蛔龉?00【解析】[1]小偉在水平地面上拖著一個重物前進(jìn)，物體在拉力的方向上通過了距離，所以拉力做了功。[2]重力的方向是豎直向下的，物體在重力的方向上沒有通過距離，所以重力不做功。[3]當(dāng)重物剛離開地面時，則A端受到的拉力由杠桿平衡條件可得則B點的拉力【練習(xí)5】（2024·山東日照·中考真題）物理課上，喜歡動手的小明幫助老師搬運實驗器材，器材所受的重力為，距離講臺的水平距離，距離講臺面的豎直高度，如圖所示。小明先用的時間在M點將器材勻速豎直搬起，再勻速直線運動到達(dá)講臺的N點。小明水平移動器材時，速度大小為、對器材做的功為J?！敬鸢浮?40【解析】[1]小明水平移動器材時運動的距離速度大小為[2]小明水平移動器材時，小明對器材的作用力豎直向上，器材在力的方向上沒有移動距離，因此小明水平移動器材時不對器材做功，故對器材做的功為0?！揪毩?xí)6】（23-24九年級上·陜西西安·期末）豐收的季節(jié)，小明想幫家里人將玉米運送到高為3m的糧倉架上，為了省力他設(shè)計了如圖所示的滑輪組裝置，用此裝置將一袋質(zhì)量為51kg的玉米以0.15m/s的速度運送到糧倉架上，繩子自由端的拉力為182N，（不計繩重、袋子重和滑輪與繩子之間的摩擦，g取10N/kg）（1）圖中屬于動滑輪的是（選填“A”“B”或“C”），其作用是；（2）整個運送過程中，小明所做的有用功是多少？小明的拉力的功率是多少？（3）已知一袋玉米的質(zhì)量一定，為了使滑輪組的機(jī)械效率提升至95%以上，則動滑輪的重力不應(yīng)超過多少？（結(jié)果保留1位小數(shù)）【答案】A省力1530J81.9W26.8N【解析】解：（1）[1][2]定滑輪是軸固定不動的滑輪；動滑輪的軸跟被拉起的物體一起運動。由圖可知，A滑輪會隨物體一起運動，故A是動滑輪；動滑輪相當(dāng)于省力杠桿，其作用是省力。（2）[3]玉米重為整個運送過程中，小明所做的有用功是[4]由圖可知，滑輪組由3股繩承擔(dān)物重，繩子自由端移動的速度小明的拉力的功率是（3）[5]由可得解得G動=26.8N。動滑輪的重力不應(yīng)超過26.8N。答：（1）圖中屬于動滑輪的是A，其作用是省力。（2）整個運送過程中，小明所做的有用功是1530J，小明的拉力的功率是81.9W；（3）已知一袋玉米的質(zhì)量一定，為了使滑輪組的機(jī)械效率提升至95％以上，則動滑輪的重力不應(yīng)超過26.8N?！揪毩?xí)7】（23-24九年級上·廣東肇慶·期末）小銘騎自行車沿筆直街道做直線運動，其s-t圖像如圖所示；已知人的質(zhì)量為52kg，自行車的質(zhì)量為20kg，摩擦力大小是人和自行車所受總重力的2%；（g=10N/kg）（1）在0~2s內(nèi)，小銘做運動，他對自行車產(chǎn)生的動力大小為N；（2）小銘在2~4s運動狀態(tài)是，在0~8s內(nèi)的平均速度m/s；（3）小銘在最后4s內(nèi)，做功J?！敬鸢浮縿蛩僦本€14.4靜止2.5172.8【解析】解：（1）[1]在0~2s內(nèi)，其s-t圖像為傾斜直線，小銘做勻速直線運動。[2]自行車處于平衡狀態(tài)，他對自行車產(chǎn)生的動力與自行車受到的摩擦力是一對平衡力，由題意可知則動力F=f=2%G總=2%m總g=2%×(52kg+20kg)×10N/kg=14.4N（2）[3]在2~4s的s-t圖像為水平直線，故小銘的運動狀態(tài)是靜止。[4]在0~2s內(nèi)小銘運動的路程為12m-4m=8m在2~4s內(nèi)小銘運動的路程為0m，在4~8s內(nèi)小銘運動的路程為12m，在0~8s內(nèi)的總路程s=8m+12m=20m平均速度（3）[5]在最后4s內(nèi)，其s-t圖像為傾斜直線，小銘做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，他對自行車產(chǎn)生的動力不變，即F=f=14.4N做功W=Fs′=14.4N×12m=172.8J答：（1）在0~2s內(nèi)，小銘做勻速直線運動，他對自行車產(chǎn)生的動力大小為14.4N；（2）小銘在2~4s運動狀態(tài)是靜止，在0~8s內(nèi)的平均速度2.5m/s；（3）小銘在最后4s內(nèi)，做功172.8J。一、單選題1．2024年4月23日的世界讀書日，主題為“閱讀推動未來”。如圖是讀者從書架上取下圖書的情景，若讀者所取的書重量與6枚雞蛋相當(dāng)，讀者從書架上取下書的過程中，對書做的功最接近的是（

）A．300J B．30J C．3J D．0.3J【答案】C【解析】書重量與6枚雞蛋相當(dāng)，約為3N，讀者從書架上取下書的過程對書做的功約為W=Gh=3N×1m=3J由此可知，C最接近，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。2．如圖所示是貴州玉屏山地自行車比賽的場景，關(guān)于運動員騎自行車轉(zhuǎn)彎時的情況，下列說法正確的是（）A．運動員此時慣性增大B．自行車可以轉(zhuǎn)彎說明力能改變物體的運動狀態(tài)C．轉(zhuǎn)彎時運動員的動能一定增大D．自行車和運動員整體受平衡力作用【答案】B【解析】A．慣性是物體的屬性，與物體的質(zhì)量有關(guān)，運動員騎自行車轉(zhuǎn)彎時，質(zhì)量不變，則慣性不變，故A錯誤；B．運動員調(diào)整騎自行車施加力的方向，使自行車的運動狀態(tài)發(fā)生改變，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)，故B正確；C．動能的影響因素有質(zhì)量和速度，轉(zhuǎn)彎時不確定速度怎樣變化，因此物體的動能不一定增加，故C錯誤；D．自行車和運動員整體運動狀態(tài)發(fā)生改變，因此不受平衡力的作用，故D錯誤。故選B。3．小明對學(xué)過的物理知識進(jìn)行總結(jié)，歸納出以下說法，其中符合實際的是（）A．選擇合適的機(jī)械，可以達(dá)到省功的目的B．將焦耳的名字命名為功率的單位C．一個雞蛋從飯桌上掉到地上的過程中，重力做功了D．通過改良機(jī)械可以使機(jī)械效率提高到100%【答案】C【解析】A．根據(jù)功的原理知，使用任何機(jī)器，可以省力，可以省距離，但不能省功，所以選擇合適的機(jī)械，都不能達(dá)到省功的目的，故A不符合題意；B．為了紀(jì)念瓦特，將瓦特的名字命名為功率的單位，故B不符合題意；C．重力的方向豎直向下。一個雞蛋從飯桌上掉到地上的過程中，雞蛋沿重力方向移動一段距離，根據(jù)做功的兩個必要因素知，重力做功了，故C符合題意；D．通過改良機(jī)械，可以減小額外功，但不能減小為0，有用功總小于總功，不會將機(jī)械效率提高到100%，故D不符合題意。故選C。4．用水平的力和，分別推著甲、乙兩個物體在水平面上作直線運動。如圖a、b分別是甲、乙運動的路程與時間的關(guān)系圖像，已知甲的質(zhì)量是乙的2倍，兩個力做功的功率相等，則和的大小關(guān)系是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由圖可知相同時間內(nèi)，b的路程大于a的路程可得，，根據(jù)題意兩個力做功的功率相等，由可得，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。5．2024年7月30日，中國乒乓球運動員王楚欽和孫穎莎在巴黎奧運會乒乓球混雙決賽中獲得混雙冠軍。如圖所示，是某次擊球中乒乓球的運動軌跡。下列說法正確的是（

）A．從B點運動到C點的過程中，乒乓球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B．在空中，乒乓球處于平衡狀態(tài)C．乒乓球能繼續(xù)向前運動是受到慣性的作用D．乒乓球速度越大，慣性越大【答案】A【解析】A．從B點運動到C點的過程中，乒乓球質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，它的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A正確；B．在空中，乒乓球受到重力和空氣阻力作用，這兩個力大小不相等，不是平衡力，乒乓球處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．乒乓球能繼續(xù)向前運動是因為它具有慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，故C錯誤；D．乒乓球的慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，故D錯誤。故選A。6．將一個物體豎直向上拋出，過程中物體所受空氣阻力大小與速度大小成正比，且始終小于重力，下列說法正確的是（）A．物體上升過程中動能減小，重力勢能增加，所以機(jī)械能不變B．物體從拋出點開始到落回拋出點的過程，所受合力一直減小C．物體上升到最高點時，若重力突然消失，由于受到空氣阻力，所以小球?qū)⒓铀傧侣銬．拋出時，由于物體做加速運動，所以手給物體的推力大于物體給手的推力【答案】B【解析】A．物體上升過程中，速度變小，動能減小，高度增大，重力勢能增加，由于克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能減小，故A錯誤；B．物體在上升過程中，重力和阻力的方向都是豎直向下的，物體的速度減小，由題意可知阻力減小，根據(jù)可知物體受到的合力減?。晃矬w落回拋出點的過程中，重力的方向是豎直向下的，阻力的方向是豎直向上的，物體的速度會變大，由題意可知阻力變大，根據(jù)可知，物體受到的合力會減小，所以整個過程中，物體受到的合力一直減小，故B正確；C．物體上升到最高點時，速度為0，此時空氣阻力為0，若重力突然消失，則物體不受任何力的作用，根據(jù)牛頓第一定律可知，物體將保持靜止，故C錯誤；D．手給物體的推力與物體給手的推力是一對相互作用力，其大小相等，故D錯誤。故選B。二、多選題7．實驗小組用同一物體做了圖所示的兩次實驗，圖甲中物體靜止在空中，圖乙中物體10s內(nèi)沿豎直方向被勻速提升了0.1m。在此過程中，下列說法正確的是（）A．該滑輪是省力杠桿B．該滑輪對物體做功0.32JC．該滑輪的機(jī)械效率為80%D．圖乙中彈簧測力計的拉力的功率為0.02W【答案】ABC【解析】A．由圖乙可知，當(dāng)提升物體時，滑輪和物體一起移動，此滑輪是動滑輪，屬于省力杠桿，故A正確；B．由圖甲可知，物體的重力為，物體豎直方向被勻速提升了0.1m，該滑輪對物體做功為有用功，為故B正確；C．由圖乙可知，繩端拉力為，繩子自由端移動距離為總功為該滑輪的機(jī)械效率為故C正確；D．圖乙中彈簧測力計的拉力的功率為故D錯誤。故選ABC。8．用一根長為1m重為G的均勻鐵棒，插入一個邊長為0.9m、重為300N的正方體物塊的底部，在另一端施加一個向上的力，將物塊撬起一個很小的角度（如圖所示，圖中的角度已被放大）。如果鐵棒插入物塊底部的長度為物塊邊長的三分之一，杠桿的效率為75％，則要撬動物塊，作用在鐵捧最右端的力和鐵棒重可能是（）A．60N，60N B．120N，60N C．60N，30N D．100N，50N【答案】BCD【解析】杠桿的效率為75％，則額外功占總功的比值為25%，克服鐵棒重力做功為額外功，設(shè)鐵棒重心提高h(yuǎn)，則有解得由題可知，鐵棒的重力提供一部分阻力，作用點在鐵棒的重心上，阻力臂為；鐵棒插入物體底部，物體重力的一半提供阻力，阻力臂是力F提供動力，動力臂為，當(dāng)力F垂直于杠桿時，動力最??；由杠桿平衡條件可得代入數(shù)據(jù)解得最小的動力F為則要撬動物塊，動力，結(jié)合，故BCD符合題意，A不符合題意。故選BCD。9．如圖甲所示裝置，小歡用力F向下拉繩子，使物體M在水平地面勻速移動，地面ab、bc粗糙程度不同。物體M重為400N，動滑輪重為5N，ab=2m，bc=3m。物體M從a點到c點過程中，拉力F與M移動距離的關(guān)系如圖乙，不考慮物體大小對運動的影響，忽略繩子重力及滑輪轉(zhuǎn)軸摩擦，對此過程的分析，下列結(jié)論正確的是（

）

A．繩子自由端移動的距離為15mB．拉力F做的功為840JC．拉力F在ab段做的額外功等于在bc段做的額外功D．物體從ab段到bc段，滑輪組的機(jī)械效率變大【答案】BD【解析】A．由圖可知，繩子段數(shù)有2段，物體移動的距離s物=2m+3m=5m則繩子自由端移動的距離為s=5m×2=10m故A錯誤；B．由圖乙可知，物體M從a點到b點過程中，拉力F'=60N，繩子自由端移動距離s'=2m×2=4m拉力F做的功為W'=F's'=60N×4m=240J物體M從b點到c點過程中，拉力F"=100N，繩子自由端移動距離s"=3m×2=6m拉力F做的功為W"=F"s"=100N×6m=600J則拉力F做的總功為W=240J+600J=840J故B正確；C．忽略繩子重力及滑輪轉(zhuǎn)軸摩擦，拉力F在ab段做的額外功W額'=G動sab=5N×2m=10J拉力F在bc段做的額外功W額"=G動sbc=5N×3m=15J所以拉力F在ab段做的額外功小于在bc段做的額外功，故C錯誤；D．在ab段，滑輪組的機(jī)械效率在bc段，滑輪組的機(jī)械效率故D正確。故選BD。三、填空題10．2024年8月6日，巴黎奧運會女子10米跳臺決賽，全紅嬋第一跳絲滑入水，全部裁判給出10分，再現(xiàn)全滿分名場面，最終以425.60分獲得金牌成為中國奧運歷史上最年輕的三金得主。下圖是跳水過程中分解圖。(1)跳水運功員在起跳時，需要注意身體姿勢的協(xié)調(diào)，同時要控制好起跳的力度和角度。在起跳過程中是跳板的能轉(zhuǎn)化為運動員的能，幫助運動員起跳的；(2)某跳水運動員質(zhì)量是42kg，從10米跳臺跳下，用時1.4秒。在整個跳水過程中，運動員的重力做功為J，重力做功的功率為W。【答案】(1)彈性勢動(2)42003000【解析】（1）[1][2]運動員向下用力是為了使跳板發(fā)生彈性形變，在起跳過程中，跳板恢復(fù)原狀的過程中，彈性勢能減小，將跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的動能。（2）[1][2]在整個跳水過程中，運動員的重力做功為W=Gh=mgh=42kg×10N/kg×10m=4200J重力做功的功率為11．重2N的書靜置在水平桌面上，小明用大小為0.5N的水平拉力使書沿桌面加速前進(jìn)0.2m，在此過程中書的動能（增大/不變/減小）、重力勢能（增大/不變/減?。?；該過程書受到的重力做功為J，拉力所做的功（大于/等于/小于）摩擦力所做的功?！敬鸢浮吭龃蟛蛔?大于【解析】[1][2]書在水平拉力的作用下沿水平桌面加速運動，質(zhì)量不變，速度增大，書的動能增大；書的高度不變，重力勢能不變。[3][4]重力與書的運動方向垂直，書在重力方向上沒有移動距離，書受到的重力做功為0J；由于書加速運動，拉力大于摩擦力，由可知，拉力做的功大于摩擦力做的功。12．2022北京冬奧會首次基于5G自動駕駛汽車實現(xiàn)火炬接力，開啟了自動駕駛汽車的里程碑。如圖甲為一款自動駕駛汽車，其控制系統(tǒng)能根據(jù)路面情況作出應(yīng)對，確保車輛正常行駛，上坡時，會自動切換到低速擋，目的是；并根據(jù)斜坡陡峭程度選擇是否沿S型軌跡行駛，選擇沿S型軌跡行駛是為了；車輪遇到小石塊時會自動改變牽引力越過障礙，如圖乙所示，可將圖中點看作支點（選填O1或O2），設(shè)車輪受到的水平牽引力為F1，阻力為F2可以推斷，石塊越高（不高于車輪半徑），所需水平牽引力越（選填“大”或“小”）。、【答案】增大牽引力省力O2大【解析】[1]上坡時，汽車輸出的功率是一定的，根據(jù)可知，自動切換到低速擋，目的是增加發(fā)動機(jī)的牽引力。[2]選擇沿S型軌跡行駛，利用了斜面原理，目的是為了省力。[3]車輪遇到小石塊時，輪胎繞O2轉(zhuǎn)動，因此O2為支點。[4]由圖可知，石塊越高，此時動力臂越小，阻力和阻力臂不變，根據(jù)杠桿平衡的條件可知，動力變大，即所需水平牽引力變大。13．2024年8月26日9時許，G347通江大道快速化改造工程（市區(qū)段）項目實現(xiàn)主線通車。該工程全長18公里，將無為市至蕪湖市區(qū)的通行時間縮短到30min左右。一輛汽車，在該快速化公路上以72km/h的速度勻速行駛5min，受到的阻力是3000N，這輛汽車的發(fā)動機(jī)的功率為kW?！敬鸢浮?0【解析】汽車的速度汽車勻速行駛時，所受的牽引力等于所受的阻力，發(fā)動機(jī)的功率14．如圖所示，兩個正方體A、B，它們的重力。當(dāng)用兩組滑輪組分別勻速提升A、B兩物體，拉力分別為、，機(jī)械效率分別為、。兩動滑輪重均為，忽略繩重和摩擦，，，。則N?！敬鸢浮?25【解析】正方體A、B的重力，可得由于忽略繩重和摩擦，則可得則解得由于，即解得故B物體的重力則A物體的重力由圖可知由于忽略繩重和摩擦，故解得動滑輪的重力為故B物體的重力為可得四、實驗題15．跳繩是長春市初中畢業(yè)生體育測試的自選項目之一，祎南同學(xué)想利用所學(xué)的物理知識評估自己平時跳繩時克服重力的平均功率（不計繩重）。（1）用磅秤測量自己的（填物理量與其對應(yīng)字母）。（2）估測自己平均每次跳起的高度h。（3）用秒表測量跳n次繩所用的時間t。（4）則跳繩的平均功率P=（用上述物理量符號表示）。（5）若他要比較和其他同學(xué)跳繩的平均功率大?。ㄔO(shè)跳起的平均高度相同），則。A．跳繩快的功率一定大B．跳繩的快慢相同，體重大的功率大C．體重相同，跳的個數(shù)越多的功率越大D．體重相同，跳的時間越長的功率越大【答案】質(zhì)量mB【解析】（1）[1]計算重力做功，實驗中需要用磅秤測量自己的質(zhì)量m。（2）[2]自己所受的重力為G=mg每次克服重力所做的功W=Gh=mgh則跳n次所做的總功W總=nmgh則跳繩的平均功率（3）[3]A．起跳的高度相同，不知道體重的大小，無法根據(jù)跳繩的快慢比較功率的大小，故A不符合題意；B．起跳的高度相同，跳繩的快慢相同，體重越大，所做的功越多，時間相同，根據(jù)可知，體重大的功率大，故B符合題意；C．體重相同，起跳的高度相同，跳的個數(shù)越多的功越多，但不知道時間，無法判定功率的大小，故C不符合題意；D．體重相同，起跳的高度相同，由于不知道跳繩的個數(shù)無法判定功的大小，所以根據(jù)跳的時間無法判定功率的大小，故D不符合題意。故選B。16．在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中，小夢設(shè)計了如下實驗：將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺動到豎直位置時，撞擊水平面上的木塊，木塊在水平面上移動的距離為s。改變鋼球的質(zhì)量，分別測量木塊在水平面上移動的距離，測量結(jié)果記錄如下表。實驗次數(shù)鋼球的質(zhì)量m/g鋼球由靜止釋放的高度h/cm木塊被撞后移動的距離s/cm110202622020413302062(1)讓鋼球從同一高度由靜止釋放，目的是讓鋼球擺動到豎直位置時的相同。(2)實驗是通過觀察來反映鋼球動能的大小。(3)分析實驗數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是。(4)某路段限速牌上標(biāo)有“100”和“80”的字樣，表示該路段內(nèi)不同車輛限制的最高行駛速度（單位為km/h），由此實驗可知，80km/h應(yīng)該是（選填“大客車”或“小轎車”）的限速。(5)小夢想探究動能與速度的關(guān)系，她應(yīng)該讓質(zhì)量的鋼球，從高度由靜止釋放，然后觀察現(xiàn)象。（均選填“相同”或“不同”）【答案】(1)速度(2)木塊被鋼球撞擊后移動的距離(3)速度一定時，物體的質(zhì)量越大，動能越大(4)大客車(5)相同不同【解析】（1）[1]在實驗探究中，讓鋼球從同一高度由靜止釋放，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化知識，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，同一高度意味著鋼球的重力勢能相同，那么轉(zhuǎn)化為動能后，鋼球擺動到豎直位置時的速度相同；（2）[2]實驗中是通過觀察木塊被撞后在水平面上移動的距離來反映鋼球動能的大小。因為鋼球撞擊木塊，對木塊做功，動能越大，對木塊做的功就越多，木塊移動的距離就越遠(yuǎn)；（3）[3]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，當(dāng)鋼球由靜止釋放的高度不變時：當(dāng)鋼球質(zhì)量時，木塊移動的距離；當(dāng)鋼球質(zhì)量時，木塊移動的距離；當(dāng)鋼球質(zhì)量時，木塊移動的距離；可以看出，在速度相同（高度相同）的情況下，鋼球的質(zhì)量越大，木塊被撞后移動的距離越遠(yuǎn)，鋼球的動能就越大；（4）[4]大客車的質(zhì)量比小轎車的大，在速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大。為了保證安全，質(zhì)量大的大客車需要限制較低的速度，所以應(yīng)該是大客車的限速；（5）[5]要探究動能與速度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，實驗中應(yīng)該需要質(zhì)量相同的鋼球；[6]要探究動能與速度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法，應(yīng)該讓質(zhì)量相同的鋼球，從不同高度由靜止釋放，這樣鋼球到達(dá)水平面時的速度不同，然后觀察現(xiàn)象。17．小紅找來了幾個質(zhì)量不同的木塊、裝有細(xì)沙的容器和三腳小桌如圖所示，她利用這些器材探究“重力勢能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗。(1)該實驗是通過觀察比較來間接判斷物體重力勢能大小的，下列實驗中與上述研究方法相同的有（填寫實驗前的序號）；a.研究物體溫度時，通過觀察溫度計液柱高低來判斷物體溫度的高低；b.探究平面鏡成像的特點時用兩只等大的蠟燭；c.在研究光的傳播時引入光線；d.用木塊滑動的距離反映物體動能的大小。(2)實驗過程中選用質(zhì)量不等的木塊由的高度自由落下，是探究重力勢能大小與的關(guān)系，得到的實驗結(jié)論是：；(3)小紅發(fā)現(xiàn)先前學(xué)習(xí)的探究壓力作用效果的實驗也能用上述器材探究，對比“探究影響壓力作用效果因素”與“探究影響重力勢能大小因素”兩個實驗，以下關(guān)于兩個實驗的四個判斷中錯誤的是______。A．都需要觀察小桌陷入沙中深度B．前者實驗不需要將木塊從小桌正上方一定高度自由釋放C．都選用大小不同的木塊是為了改變相同的物理量D．后者實驗中小桌不需要倒放【答案】(1)小桌在沙子中下陷的深度ad(2)相同質(zhì)量高度一定時，質(zhì)量越大，重力勢能越大(3)C【解析】（1）[1][2]由題意知，實驗是通過觀察比較小桌在沙子中下陷的深度來間接判斷物體重力勢