物理 功和机械能(讲义及答案)及答案
一、选择题
1．如图所示，重为G的物体在拉力F的作用下，以速度v匀速运动距离为s，已知物体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的n分之一，不计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是（）
A．使用该滑轮组一定省力B．拉力的功率为Fv
C．额外功为1
n
（2nF﹣G）s D．滑轮组的机械效率为
2
G
F
2．如图，保持F的方向竖直向上不变，将杆由A位置匀速转动到B位置，在这个过程中F 将（）
A．先变大后变小B．始终变大C．始终变小D．始终不变
3．用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）
A．此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B．当G物＝6N 时，机械效率约为η＝66.7%
C．同一滑轮组η随G物的增大而增大，最终将超过 100%
D．G物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率将改变
4．在建筑工地，用如图所示的滑轮组把建筑材料运送到高处。当电动机用800N的力拉钢丝绳，使建筑材料在10s内匀速上升1m的过程中，滑轮组的机械效率为90%，g取
10N/kg。则下列说法中正确的是（）
A．建筑材料的质量为2160kg
B．电动机对钢丝绳做的功为1600J
C．钢丝绳自由端移动的速度为0.1m/s
D．电动机对钢丝绳做功的功率为240W
5．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（）
A．F1>F2，因为甲中的动力臂长
B．F1 C．F1>F2，因为乙中的阻力臂短 D．F1=F2，因为动力臂都是阻力臂的2倍 6．如图所示，物体A在拉力的作用下沿水平面匀速运动了一段距离s，试比较拉力F1、F2 及拉力所做的功W1、W2的大小（滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计）。下列判断正确的是 A．F1=2F2W1=W2 B．F1=1 2 F2W1= 1 2 W2 C．F1=4F2W1= W2 D．F1=1 4 F2W1= 1 4 W2 7．如图所示，边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边，在BB′边上施加一个力F 使其绕DD′边转动掉落于河水中，它漂浮时露出水面的高度为h，水的密度为ρ，则下列说法中不正确的是 A．物块的密度为a h a ρ- （） B．物块的重力为（a﹣h）ρga C．物块漂浮在水面时底面受水的压强为ρg（a﹣h） D．为了使物块掉落于河水中，力F至少是 2 2a h a g ρ- （） 8．如图所示的四幅图中，不正确的是 A．滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动的过程中的受力示意图（略空气阻力） B．近视眼成像情况和近视眼校正后成像情况 C．同名磁极（S）的磁场方向 D．吊桥所受拉力的力臂L1 9．一个原来处于平衡状态的杠杆，如果再作用一个力后，杠杆仍处于平衡状态，则此力 （） A．必须作用于动力的作用点上 B．必须作用在支点上 C．必须作用在阻力的作用点上 D．可以作用在杠杆任一点上，但必须使力的作用线通过支点 10．如图所示，在水平拉力F的作用下重100 N的物体A，沿水平桌面做匀速直线运动，弹簧测力计B的示数为10 N，则拉力F的大小及物体A与水平桌面的摩擦力大小分别为( ) A．200 N，10 N B．200 N，20 N C．20 N，10 N D．20 N，20 N 二、填空题 11．如图，AB为能绕B点转动的轻质杠杆，中点C处用细线悬挂一重物，在A端施加一个竖直向上大小为10 N的拉力F，使杠杆在水平位置保持平衡，则物重G＝________N。若保持拉力方向不变，将A端缓慢向上提升一小段距离，在提升的过程中，拉力F将 ________(填“增大”“不变”或“减小”)。 12．如图为吊装工具示意图，M是重5000N，边长为0.5m正方体的配重物体，杠杆AB的支点为O，OA∶OB＝1∶2，当重为700N的工人用300N的力竖直向下匀速拉动绳子时，工人对地面的压力为______N，物体M对地面的压力为______N，压强为______。（滑轮、杠杆及绳的自重、滑轮组摩擦均不计） 13．如图所示，一块均匀的厚木板长 15m，重 400N，对称的搁在相距8m 的A、B两个支架上．一个体重为 500N 的人，从A点出发向左走到离B点_________m 处时，木板将开始翘动． 14．如图所示，一长为3m的粗细不均匀的水泥电线杆，用竖直向上的力F1＝1200 N可将A 端抬起（B端仍在地面上），用竖直向上的力F2＝600 N可将B端抬起．则该水泥杆重G＝_____N，重心与A端距离x＝_____m． 15．国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长为55毫米，满负荷工作时，燃气平均压强为9.59×105帕，飞轮转速为1500转/分，则该汽油机满负荷工作时的功率为_____瓦．（不计摩擦） 16．如图所示，一直撬棒AD=1m，CD=BC=0.15m，石头垂直作用在棒上的力是420N，若要撬动石头，则施加在撬棒A点的力至少是_________N。 17．如图所示，搬运工人用滑轮将重为425 N的重物匀速提升4m，所用拉力为250N，时间为20s．则此过程中总功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是 ______． 18．如图，杠杆每小格的长度相等，质量不计，以O为支点，杠杆的右端挂有重物M，支点左边的A处挂钩码时，杠杆平衡，将重物M浸没在水中，钩码放在B处，杠杆又平衡，则重物与钩码的质量之比为____，重物M的密度是____kg/m3 19．如图所示，置于水平桌面上的物体A 的质量为90kg，悬挂在滑轮组下的物体B 的质量为60kg．在物体B 的作用下，A 恰能沿水平桌面向左做匀速直线运动．现用水平向右的力F 1 拉动物体A 以0.2m/s的速度沿桌面水平向右做匀速直线运动，在此过程中，物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 1 ，T 1 提升物体B 的机械效率为η 1 ．当用此装置以相同的速度提升物体C 时，水平向右拉物体A 的力为F 2 ，物体A 通过绳子拉动滑轮组的力为T 2 ，T 2 提升物体C 的机械效率为η 2 ．已知η 1 : η 2 =16:15，T 1 : T 2 =5:4，不计绳重及滑轮的摩擦，则拉力F 2 的功率为 W．（g取10N/kg） 20．如图所示，用相同的滑轮组装成甲、乙滑轮组，分别将同一重物在相等的时间内提升相同的高度，不计绳重和摩擦，则甲、乙的拉力之比为______甲、乙的机械效率之比 ______。 三、实验题 21．在探究“杠杆平衡条件”实验中(每个钩码质量相等，杠杆上每小格等距) (1)将杠杆的中点O挂在支架上后，调节杠杆两端螺母使杠杆在水平位置平衡，目的是 _____________； (2)杠杆平衡后，小明同学在图甲所示的A位置挂上两个钩码，可在B位置挂上_____个钩码，使杠杆在水平位置平衡； (3)取下B位置的钩码，改用弹簧测力计拉杠杆的C点使杠杆在水平位置保持平衡。当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中，杠杆在水平位置始终保持平衡(如图乙)，测力计示数将_____________(选填“一直变大”、“一直变小”、“先变大后变小”、“先变小后变大”)； (4)接着小明把支点选到B点，如图丙，在A点挂一个钩码，在C点挂3个钩码，杠杆也恰好水平静止，她觉得此时不满足杠杆平衡条件，造成这个问题的原因是_____________； (5)完成以上实验后，小明利用杠杆来测量测量杠杆的机械效率。如图丁，实验时，竖直向上拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。实验中，将杠杆拉至图中虚线位置测力计的示数F=_____N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动 距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为_______%(结果精确到0.1%)。如果把钩码由A移至 B，两次实验A点竖直移动相同距离，拉力所做的有用功将____，此杠杆的机械效率将 ________(两空均选填“变大”、“变小”或“不变”)。 22．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小丽与同学们用同一滑轮组进行了三次实验 (如下图所示),实验数据记录如下表． 次数钩码重/N钩码上升距离/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计上升距离/cm机械效12100.83083.3% 2410 1.530①3610②3090.9% (1)实验中应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计． (2)表格中编号①处数据为______编号②处数据为______． (3)第3次实验时,钩码上升的速度为0.1m/s,则拉力的功率为______W． (4)分析数据可得结论:使用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越_____(选填 “高”或“低”)． (5)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计绳重及摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 _____(选填“变大”“变小”或“不变”),理由是_____． 23．在探究“杠杆的平衡条件”实验时，所提供的器材有:杠杆、支架、弹簧测力计、细线和 质量相同的钩码若干个． （1）实验前，将杠杆的中点放在支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉(如图甲所 示)，此时应将平衡螺母向_____（选填“左“或”右“）调，直到杠杆在水平位置平衡； （2）调节杠杆平衡后，小明在杠杆A点处挂4个钩码(如图乙所示)，应在B点处挂_____个钩码才能使杠杆再次平衡;此时若在A、B两点处各增加一个钩码，则杠杆____（选填“左”或“右”)端会下沉． （3）在实验（2）中，若用弹簧测力计拉B点，要使杠杆在水平位置平衡，则弹簧测力计应沿______拉杠杆最省力;若弹簧测力计由竖直方向逐渐向右转动，杠杆始终保持平衡，则弹簧测力计的读数将逐渐______（选填“增大“、”等于“或”减小“） （4）实验结束后，小明提出一个新的问题:“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，发现在杠杆左端的不同位置，用弹簧测力计竖直向上拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，其原因是:_____． 24．在研究杠杆的平衡条件实验中： （1）实验前杠杆倾斜情况如图A所示，为使它在水平位置平衡，可将左端的平衡螺母向_________（选填“左”“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡的好处是 __________________________． （2）实验中共有10个相同的钩码，如图B所示，杠杆上每格等距，当在A点挂4个钩码时，则怎样挂钩码可以使杠杆在水平位置平衡？（请设计两种方案） 答：①________________________________；②________________________________．（3）如图B中用弹簧测力计在G点第一次竖直向下拉，第二次仍在G点斜向右下方拉，此时弹簧测力计的示数将_________．（选填“不变”“变小”或“变大”） （4）如果某组同学在实验前猜想杠杆平衡的条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”，他们经过实验，获得了如下表所示的数据： 动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm 4554 于是，他们分析了所得的数据，认为自己的猜想得到了验证，请你指出他们的实验中存在的问题． 答：①______________________________________________； ②__________________________________________________． 25．在研究“杠杆平衡条件”的实验中： (1)某同学实验前发现杠杆左端低右端高，这时应调节杠杆左右两端的螺母，使其向______端移动，直到杠杆在 ______位置平衡，这样做的好处是______；（写一条）(2)根据杠杆平衡条件，在下表空格处填上适当的数值； 实验次动力/N动力臂/cm阻力/N阻力臂/cm 10.98 4.0______8.0 2 1.47______ 2.94 6.0 调节钩码位置，并调节杠杆两端螺母使杠杆重新保持平衡，并记录有关数据，该同学在实验中存在的问题是______。 四、计算题 26．用如图所示的滑轮组把一个重30N的物体沿竖直方向匀速提升0.6m，拉力是12N，不计绳重与摩擦，求： (1)该过程所做的有用功是多少？ (2)该过程所做的总功为多少？ (3)该滑轮组的机械效率为多大？（计算结果要求小数点后保留1位小数） (4)该动滑轮的重力为多大？ 27．如图是某科技小组设计的在岸边打捞水中金属块的装置示意图，每个滑轮重为 100N，均匀实心金属块的密度为 8×10 3kg/m3，金属块的质量为 80kg．绳重和摩擦、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属块的阻力均忽略不计，金属块一直匀速上升．（水的密度ρ水=1.0×10 3kg/m3，g 取 10N/kg） （1）在金属块还未露出水面时，求此时金属块所受到的浮力； （2）在金属块未露出水面时，求人的拉力F； （3）金属块在水中匀速上升 2m，且金属块未露出水面时，求人的拉力所做的功．28．如图所示，利用质量为1.5 t的汽车将矿井中的矿石以2 m/s的速度匀速向上提升．已知汽车的最大功率为10 kW，汽车轮胎与地面的阻力为车重的0.1倍，轮胎与水平地面总的接触面积为0.2 m2，动滑轮质量为25 kg，不计滑轮摩擦及绳重，g取10 N/kg．求 （1）汽车对地面的压强，若提升1 000 kg矿石至地面用时30 s，绳子对矿石做的功．（2）保持提升矿石的速度不变，滑轮组的最大机械效率 29．小群利用如图甲所示的滑轮组将水底的物体匀速提升到空气中．他所用的拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图像如图乙所示．物体在空气中匀速上升过程中，滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力，g取10 N/kg．求： （1）物体的重力及单个动滑轮的重力； （2）物体浸没在水中时受到的浮力； （3）水底的深度及水对水底的压强； （4）物体的密度． 30．如图所示，一名体重为700N、双脚与地面接触面积为0.04m2的人站在水平地面上，他用500N的拉力，在20s内将800N的重物匀速提升1m．求： （1）拉重物前，人对地面的压强； （2）拉力做功的功率； （3）滑轮组的机械效率． 【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1．C 解析：C 【详解】 A ．当动滑轮的重力超过物体受到的摩擦阻力，使用该滑轮组也可能费力，故A 选项不正确； B ．根据滑轮组特点可知，绳子的运动速度为2v 。由P =Fv 得，拉力的功率为2Fv ，故B 选项不正确； C ．根据滑轮组特点可知，绳子的运动的距离为2s 。由W =Fs 得，总功为2Fs 、有用功为 W 有=fs = G s n 所以额外功为 W 额=W 总-W 有=2Fs -G s n = 1 n (2nF ﹣G )s 故C 选项正确； D ．滑轮组的机械效率 22Gs W G n W Fs nF η=== 有总 故D 选项不正确。 故选C 。 2．D 解析：D 【详解】 如图，杠杆在A 位置，因为杠杆平衡，所以 F ×OA = G ×OC 所以 OC F G OA = 杠杆在B 位置，OA '为动力臂，OC '为阻力臂，阻力不变为G ，因为杠杆平衡， 所以 F OA G OC '?'=?' 所以 OC F G OA ' '= ' 如图，又因为 OC D OA B ''∽ 所以 ::OC OA OD OB ''= 因为 ::OD OB OC OA = 所以 ::OC OA OC OA ''= 所以 OC OC F G G F OA OA ''= ==' 由此可知当杠杆从A 位置匀速提到B 位置的过程中，力F 的大小不变。故ABC 不符合题意，D 符合题意。 故选D 。 3．B 解析：B 【分析】 (1)结合图中信息，根据 'W Gh G W Gh G h G G η==++= 有总动动 求得动滑轮的重力。 (2)当G 物＝6N 时，根据' W Gh G W Gh G h G G η==++= 有总动动 求得机械效率。 (3)使用机械时，人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功；对完成任务没有用，但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率。 (4)G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，改为2段绳子承担，分别将同一物体匀速提高到相同高度，做的有用功相同；由题知，忽略绳重及摩擦，所做的额外功为提升动滑轮做的功，由W 额＝G h 可知额外功相同，又因为总功等于有用功加上额外功，所以总功相同，所以可以得出两图的机械效率相同。 【详解】 A ．由图象可知，当G ＝12N 时，η＝80%，不计绳重和摩擦，则 'W Gh G W Gh G h G G η==++= 有总动动 即 12N 80%12N G = +动 解得 G 动＝3N 故A 错误； B ．当G 物＝6N 时，此时的机械效率 '6N 100%66.7%6N 3N W Gh G W Gh G h G G η===?≈+++= 有总动动 故B 正确。 C ．由图象可知，同一滑轮组η 随 G 物的增大而增大，由题知，不计绳重和摩擦；使用滑轮组时，克服物重的同时，不可避免地要克服动滑轮重做额外功，所以总功一定大于有用功；由公式W W η= 有 总 知，机械效率一定小于1，即同一滑轮组机械效率η随G 物的增大而增大，但最终不能超过100%，故C 错误； D ．G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，如下图所示， 因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度，所以所做的有用功相同，忽略绳重及摩擦时，额外功：W 额＝G 动h ，则额外功W 额相同，又因为W 总＝W 有+W 额，所以总功相同，由W W η= 有 总 知，两装置的机械效率相同，即 η1＝η2 所以，G 物不变，改变图甲中的绕绳方式，滑轮组机械效率不变，故D 错误。 故选B 。 4．D 解析：D 【详解】 ABC ．图中动滑轮上绳子的有效段数为3，建筑材料匀速上升1m ，钢丝绳移动的距离 331m 3m s h ==?= 钢丝绳自由端的移动的速度 3m 10s 0.3m/s t v s = == C 错误； 电动机用800N 的力拉钢丝绳，电动机对钢丝绳做的功即总功 800N 3m 2400J W Fs ==?=总 B 错误； 滑轮组的机械效率 100%W mgh W W η= = ?有总 总 则建筑材料的质量 2400J 90% 216kg 10N/kg 1m W m gh η?= ==?总 A 错误； D ．电动机对钢丝绳做功的功率 2400J 240W 10s W P t = ==总 D 正确。 故选D 。 5．D 解析：D 【分析】 把水泥板看做一个杠杆，抬起一端，则另一端为支点；由于水泥板是一个厚度、密度都均匀的物体，所以，其重力的作用点在其中心上，此时动力F 克服的是水泥板的重力，即此时的阻力臂等于动力臂的一半；在此基础上，利用杠杆的平衡条件，即可确定F 1与F 2的大小关系。 【详解】 两次抬起水泥板时的情况如图所示： 在上述两种情况下，动力克服的都是水泥板的重力，对于形状规则质地均匀的物体，其重心都在其几何中心上，所以两图中动力臂都是阻力臂的2倍；依据Fl Gl =阻动可得， 1 2 l F G G l ==阻动， 所以，前后两次所用的力相同，即12F F =，故ABC 都错误，D 正确。 【点睛】 本题作为考查杠杆平衡条件应用的一道经典例题，很容易让学生在第一印象中选错，一定要仔细分析，重点记忆！ 6．C 解析：C 【详解】 物体A 在两种情况下的摩擦力f 相等，上图滑轮是动滑轮，下图滑轮的轴固定不动，可以看做是特殊使用的定滑轮。则： F 1=2f F 2= 12 f 故： F 1=4F 2 根据功的公式可知： W 1=F 1× 12s =2f ×12 s =fs W 2=F 2×2s = 1 2 f ×2s =fs 故：W 1=W 2，故选C 。 7．B 解析：B 【解析】 【分析】 物体在水中漂浮，浮力等于自身重力，根据此关系式可求物体的密度； 根据A 中求得的组成物块材料的密度，将其代入G=mg=ρ物gV =ρ物ga 3，即可得出结论； 由图可分析出物块底面所处的深度，再根据公式p=ρgh 可求出其底面的压强； ，根据杠杆的平衡条件可求动力的大小。 【详解】 A 、因为物块漂浮，所以F 浮=ρgV 排=ρga 2（a-h ），G=mg=ρ物gV =ρ物ga 3，又知F 浮=G ，即F 浮=ρgV 排=ρga 2（a-h ）=ρ物gV =ρ物ga 3，解得()a h a ρ ρ-=物，故A 正确，不符合题意； B 、物块所受的重力3 32()()a h G mg gV ga g a a h ga a ρ ρρρ-====??=-物物，故B 错误，符合题意； C 、物块漂浮时底面所处的深度为a-h ，则物块底面所受水的压强p=ρg（a-h ），故C 正确，不符合题意； D 、物体重力为G=mg=ρ物Vg=ρ物a 3g ，根据杠杆平衡条件FL 1=GL 2 ，所以 22 2 1 ()()4 a a h ga GL a h a g F L ρ-? -= ==，故D 正确，不符合题意。 故选B 。 8．A 解析：A 【解析】 【分析】 （1）对滑块进行受力分析，根据光滑斜面可得，滑块不受摩擦力作用，因此滑块只受重力和支持力作用； （2）近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。 （3）磁感线都是从北极出发回到南极； （4）力臂的概念：力臂是指从支点到力的作用线的距离。 【详解】 A 、滑块被固定在光滑斜面底端的压缩弹簧弹出后沿斜面向上运动，是因为滑块具有惯 性，因为斜面光滑，所以不受摩擦力的作用，只受到竖直向下的重力和垂直于斜面向上的支持力作用，故A错误； B、近视眼成因：眼球晶状体的曲度过大，远处物体反射来的光线通过晶状体折射后形成的物像，就会落在视网膜的前方造成近视眼。近视矫正方法，需佩戴凹透镜。故B正确； C、在磁体外部，磁感线的方向都是从N极出发回到S极，故C正确； D、由图可知，杠杆的支点为C，吊桥所受拉力的力臂是从C到拉力作用线的垂线段，故D正确。 故选：A。 9．D 解析：D 【解析】左边的力矩（力与力臂的乘积）为：；右边的力矩为：；已知杠杆平衡，则：；在杠杆的一边添加一个力F后，若杠杆仍然平衡，则必须满足：的条件；所以所加力F的力臂必为0（即力矩为0），那么有两种情况：①力F的作用点为支点；②力F的作用线通过支点；显然D的说法更符合题意，故选D． 【点睛】此题考查的是杠杆中的力的分类，记住两点即可： ①作用点在支点或力的作用线经过支点的力，不会影响杠杆的转动； ②力的作用线不经过支点时，会影响杠杆的转动。 10．C 解析：C 【解析】如图所示，弹簧测力计B示数为10N，通过滑轮拉动物体A相当于定滑轮，A受到拉力也为10N；A做匀速直线运动，所以物体A与水平桌面的摩擦力与A受到拉力是一对平衡力，摩擦力大小为10N； F=?= 向右的拉力F与向左的两段绳子的拉力平衡，所以拉力为：210N20N 点睛：重点是滑轮受力情况的分析，对于单个滑轮来说，使用时处于平衡状态，绕绳子一侧的两段绳子的两个力的和等于另一侧的拉力。 二、填空题 11．不变 【详解】 [1]如图，杠杆在水平位置，lBA =2lBC ，杠杆平衡，FlBA =GlBC ，所以 G===2×10N=20N [2]杠杆被拉起后，如图所示： BA′为动力臂，BC′ 解析：不变 【详解】 [1]如图，杠杆在水平位置，l BA =2l BC ，杠杆平衡，Fl BA =Gl BC ，所以 G= BA BC F l l ?=10N 2BC BC l l ?=2×10N=20N [2]杠杆被拉起后，如图所示： BA ′为动力臂，BC ′为阻力臂，阻力不变为G △BC′D ∽△BA′D ′ BC ′∶BA ′=BD ∶BD ′=1∶2 杠杆平衡，所以 F ′l BA ′=Gl BC ′ F ′= BC BA G l l ?''=2 G =20N 2=10N 由此可知当杠杆从A 位置匀速提到B 位置的过程中，力F 的大小不变。 12．4550 1.82×104Pa 【分析】 工人竖直向下匀速拉动绳子时，先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力，又知道 解析：4550 1.82×104Pa 【分析】 工人竖直向下匀速拉动绳子时，先对工人进行受力分析，受竖直向下的重力、竖直向上的拉力、竖直向上的支持力，人对绳子的拉力等于绳子对人的拉力，又知道人的重力，从而可以计算出地面对人的支持力，根据力作用的相互性可知工人对地面的压力；分析杠杆A 端受到的拉力，利用杠杆的平衡条件求出B 端受到的拉力，对M 进行受力分析得出地面对物体的支持力即物体M 对地面的压力，根据F p S =算出物体M 对地面的压强。 【详解】 [1]工人竖直向下匀速拉动绳子时，工人受到竖直向下的重力G 人、竖直向上的拉力F 、竖直向上的支持力F 支，由力的平衡条件F +F 支=G 人,可得 F 支= G 人﹣F =700N ﹣300N =400N 因为地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力，大小相等，所以工人对地面的压力 F 压=F 支=400N [2]滑轮、绳的自重、滑轮组摩擦均不计，则定滑轮受3段绳子向下的拉力、杠杆对定滑轮向上的拉力，由力的平衡条件可得杠杆对定滑轮的拉力 F A ′=3F =3×300N =900N 杠杆对定滑轮的拉力和定滑轮对杠杆的拉力是一对相互作用力，大小相等，则 F A = F A ′=900N 根据OA ∶OB =1∶2和杠杆的平衡条件F A ×OA =F B ×OB ，可得 900N 450N 2A B F OA OA F OB OA ??= == 因为物体间力的作用是相互的，所以杠杆对物体M 的拉力等于物体M 对杠杆的拉力，即 F B ′=F B =450N 物体M 受竖直向下的重力、竖直向上的支持力、竖直向上的拉力，则物体M 受到的支持力为 F M 支持= G M ﹣F B ′=5000N ﹣450N =4550N 因为物体间力的作用是相互的，所以物体M 对地面的压力 F M 压=F M 支持=4550N [3]物体M 对地面的压强 4M 4550N 1.8210Pa 0.5m 0.5m F p S = ==??压 13．2 【解析】 【详解】 当木板开始翘动时，动力为人的体重500N ，此时距离支点A 的距离为动力臂，阻力为木板自重大小为400N ，作用点位于木板重心，即木板中央，距离支点A 长度为4m ，由杠杆平衡条件可得 解析：2 【解析】 【详解】 当木板开始翘动时，动力为人的体重500N ，此时距离支点A 的距离为动力臂，阻力为木板自重大小为400N ，作用点位于木板重心，即木板中央，距离支点A 长度为4m ，由杠杆平衡条件1122Fl F l =可得： 1500N?400N?4m l = 解得此时人距离A 点3.2m ，距离B 点： 3.2m+8m=11.2m 。 14．1 【解析】 分析：设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离，然后根据杠杆平衡的条件列出两 个关系式，联立方程组求解． 解答：如图所示， 电线杆的长L=3m ，设电线杆的重心与A 端的距离为x ，结合图示 解析：1 【解析】 分析：设杠杆的重心位置距杠杆一端的距离，然后根据杠杆平衡的条件列出两个关系式，联立方程组求解． 解答：如图所示， 电线杆的长L=3m ，设电线杆的重心与A 端的距离为x ，结合图示可知，重心到细端的距离为L 1=3m-x ，离粗端的距离为L 2=x ，将A 端抬起（图1），由杠杆平衡的条件可得： 11F L GL =，代入数据得：120033N m G m x ?=?------（）①；将B 端抬起（图 2），由杠杆平衡的条件可得：22F L GL =，代入数据得： 6003N m Gx ?=-----②；联立①②解得：18001G N x m ==， 故答案为 (1). 1800 (2). 1 【点睛】本题考查了杠杆平衡条件的应用，确定两种情况下的力臂大小是关键． 15．2189 【解析】 活塞的面积： ， 燃气对活塞的平均压力： ； 一个做功冲程中燃气对活塞做的功： ； 曲轴每转两圈对外做功一次，所以1min 转动1500周，要做功750次， ， ． 解析：2189 【解析】 活塞的面积： 2323213.146510m 3.3210m 2 S r π==???≈?﹣﹣（）， 第十二章 总结 一、动能和势能 1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，不是“正在做 功”或“已经做功 如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。 2、知识结构： 2、 探究决定动能大小的因素： ① 猜想：动能大小与物体质量和速度有关； ② 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量； ？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少 ？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速 度大小相同； ？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下； ③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大 动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大； ④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大 动能也越大。 练习：☆右表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分 析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛机 械 能 势能 重力 势能 定义：物体由于被举高而具有的能量。 决定其大小的因素： 物体质量越大、举得越高，势能就越大 弹性 势能 定义：发生形变的物体具有的能量。 决定其大小的因素： 物体弹性形变越大、弹性势能就越大 动能 定义：物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素： 物体速度越大、质量越大，动能就越大 的12倍说明速度对动能影响大 4、机械能：动能和势能统称为机械能。 理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。 二、动能和势能的转化 1、知识结构： 2、动能和重力势能间的转化规律： ①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 3、动能与弹性势能间的转化规律： ①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 4、动能与势能转化问题的分析： ⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。 ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。 ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。 三、水能和风能 1、 知识结构： 动能 转化 转化 势能 机械能的风能 水能 拦河筑坝 海水潮汐 直接做功 发电 中考物理一轮复习功和机械能(讲义及答案)及答案 一、选择题 1．已知ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ铝=2.7×103kg/m3，如图所示，A端挂的实心铁块，B端挂的实心铝块，两金属块均浸没在水中，等臂杠杆平衡，若将两个盛水杯撤去，则（） A．A端向下，B端向上B．A端向上，B端向下C．A端向下，B端向下D．A端向上，B端向上 2．轻质硬杆AB长50cm。用长短不同的线把边长为10cm的立方体甲和体积是1dm3的球乙分别拴在杆的两端。在距A点20cm处的O点支起AB时，甲静止在桌面上，乙悬空，杆AB处于水平平衡。将乙浸没在水中后，杆AB仍平衡，如图所示。下列说法中正确的是（取g＝10N/kg）（） A．杆A端受力增加了15N B．杆A端受力减小了10N C．甲对水平桌面的压强增加了1500Pa D．甲对水平桌面的压强减小了1500Pa 3．如图所示，不计绳子的质量和一切摩擦作用，整个系统处于静止平衡状态。重物G1 =100N，每一个滑轮重力均为20N，则下列说法正确的是（） A．b处绳子的拉力为50N B．G2=280N C．e处绳子的拉力为140N D．G2=200N 4．如图所示，一块厚度很薄、质量分布均匀的长方体水泥板放在水平地面上，若分别用一 竖直向上的动力F1、F2作用在水泥板一端的中间，欲使其一端抬离地面，则（） A．F1>F2，因为甲中的动力臂长 B．F1 2018初中物理功和机械能练习题 一、选择填空 1. 如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（ ） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2. 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（） A．势能减少，动能增加，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少 C．势能不变，动能不变，机械能不变D．势能减少，动能不变，机械能不变 3. 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大5. 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1C．1∶4D．4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是（） A．W·s B．J C．J/s D．N·m 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加． 9. 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能． 10. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推 力做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J． 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在 相同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 功和机械能附参考答案 一、选择填空 1. 如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（） A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C．他的重力势能转化成了动能和内能 D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 2. 直升机在匀速下降过程中，能量变化情况是（） A．势能减少，动能增加，机械能不变B．势能减少，动能不变，机械能减少 C．势能不变，动能不变，机械能不变D．势能减少，动能不变，机械能不变 3. 关于机械能的论述，下列说法正确的是（） A．在空中飞行的飞机只具有动能B．炮弹具有的机械能一定比子弹具有的机械能大 C．质量和速度都相同的物体具有的动能一样大D．质量大的物体的具有的重力势能一定大 4. 关于机械效率的说法正确的是（） A．越省力的机械，其机械效率越高B．做的总功越多，机械效率越高 C．做的有用功越多，机械效率越高D．有用功一定时，额外功越少，机械效率越高 5. 甲、乙两辆汽车，功率之比为2∶1，在相同时间内沿水平路面通过的距离之比为1∶2．则它们所做的功之比为（） A．2∶1 B．1∶1 C．1∶4 D．4∶1 6. 下列单位中不是功的单位的是（） A．W·s B．J C．J/s D．N·m 7. 某人用手将一物体竖直举高2m和用机械效率为80％的斜面将它升高2 m．比较两种情况（） A．用手举高时做功多B．用斜面升高时做功多 C．两种情况做功一样多D．两种情况都不做功 8. 跳水运动员从最高点向水面下落的过程中，他的________能逐渐减少，________能逐渐增加． 9. 一只小鸟在空中飞行时具有40J的机械能，若它具有10J的势能，则它具有________J的动能． 10. 小明在水平面上用50 N的水平推力，加速推着一辆重120 N的小车，前进了10 m，小明的推力 做功是________J．水平面对小车的支持力做功是________J． 11. 甲、乙两辆汽车在公路上匀速行驶．如果它们的功率相同，行驶速度之比v甲∶v乙＝2∶1．在相 同的时间内，甲、乙两车牵引力做功之比为________． 12. 用一只铁桶从深井中取水，第一次取半桶，第二次取满桶，两次相比：W1额_____W2额，η1___η2 （填“＞”“＜”或“＝”） 二、计算题（每小题5分，共10分） 13.一人用如图所示．的滑轮组匀速提升物重为200牛的物体，此时人对绳的 拉力为120牛，不计绳重和摩擦．求： 1）滑轮组的机械效率． 2）如果人的体重为600牛，那么他们用此滑轮组所提升物体的物重不能超过 多少牛？ 1）滑轮组的机械效率等于有用功除以总功，有用功等于物体的重力乘以物体 上升的高度，总功等于拉力乘以绳子自由端移动的距离． 2）当绳子的拉力和人的体重相等时，滑轮组所提升物体的物重最大，先计算出动滑轮的重力，最大拉力就等于最大物重与动滑轮重和的一半．从而求出最大物重． 功和机械能参考答案1．B 2．B 3．C 4．D 5．A 6．C 7．B 功和机械能 一、功 做功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离 功的计算：力与力的方向上移动的距离的乘积。W=FS。 单位：焦耳(J) 1J=1Nm 功的原理：使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。即：使用任何机械都不省功。 二、机械效率 有用功：为实现人们的目的，对人们有用，无论采用什么办法都必须做的功。 额外功：对人们没用，不得不做的功（通常克服机械的重力和机件之间的摩擦做的功）。 总功：有用功和额外功的总和。 计算公式：η=W有用/W总 机械效率小于1；因为有用功总小于总功。 三、功率 功率(P)：单位时间(t)里完成的功(W)，叫功率。 计算公式：。单位：P→瓦特（w） 推导公式：P=Fv。（速度的单位要用m） 四、动能和势能 能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能（能量）。能做的功越多，能量就越大。 动能：物体由于运动而具有的能叫动能。 质量相同的物体，运动速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；其中，速度对物体的动能影响较大。 注：对车速限制，防止动能太大。 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 重力势能：物体由于被举高而具有的能。 质量相同的物体，高度越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。 物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 五、机械能及其转化 机械能：动能和势能的统称。 （机械能=动能+势能）单位是：J 动能和势能之间可以互相转化的。方式有：动能和重力势能之间可相互转化；动能和弹性势能之间可相互转化。 机械能守恒：只有动能和势能的相互住转化，机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒；近地点动能最大，重力势能最小；远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。 物理初中物理功和机械能练习题及解析 一、功和机械能选择题 1．掉在水平地面上的弹性小球会跳起，而且弹跳的高度会越来越低．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，则小球在位置1、2时的 A．动能相同，机械能也相同 B．动能相同，2位置的机械能较小 C．机械能相同，2位置的动能较小 D．2位置的动能较小，机械能也较小 【答案】D 【解析】 【详解】 （1）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同；由于与空气摩擦等，小球机械能逐渐减小，所以在1处的机械能大，2处的机械能小； （2）小球在1、2位置的高度相同，所以重力势能相同，但在2处的机械能小，所以2位置的动能小． 故选D． 【点睛】 对于这类题目要抓住题目的隐含信息，小球弹跳的高度会越来越低，就是明显告诉小球的机械能越来越小，由于高度相同，所以重力势能相同，所以动能在同样的高度时，动能会越来越小． 2．跳远运动的几个阶段（不计空气阻力）如图所示，关于运动员的下列说法正确的是（） A．在助跑阶段动能不变 B．在起跳时动能最大 C．在最高点时势能最小 D．落地时势能最大 【答案】B 【解析】A. 助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，因此重力势能不变。机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，因此 机械能增大，故A错误。B. 起跳时，运动员的速度达到最大值，动能达到最大值，故B正确。C. 最高点时，高度达到最大值，因此重力势能也达到最大值，故C错误。D. 落地时势能最小，故D错误。 点睛：动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。 3．如图所示，分析小球从A点自由摆动到C点的过程，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（） A．小球从A点自由摆动到B点的过程中，动能转化为重力势能 B．小球摆动到最低点B时，动能为零 C．小球摆动到最高点C时，重力势能最小 D．小球在整个过程中的机械能守恒 【答案】D 【解析】 试题分析：小球从A点自由摆动到B点的过程中，速度增大，高度减小，所以动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，故A错；小球摆动到最低点B时，速度最大，动能最大，故B错；小球摆动到最高点C时，重力势能与在A点时相同都为零，故C错；由于不计空气阻力，只有重力做功，故机械能是守恒的，D正确；应选D． 【考点定位】机械能转化和守恒 4．下列说法中正确的是 A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中推力对它做了功 B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力对水桶做了功 C．用水平力推着购物车前进，推车的力做了功 D．书静止在水平桌面上，书受到的支持力做了功 【答案】C 【解析】 【详解】 A．抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，不再受到推力的作用，只有距离，没有推力的作用，所以对铅球不做功，故A错误． B．提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手的拉力竖直向上，距离水平向前，没有在拉力方向上通过距离，故拉力没有做功．故B错误． C．用水平力推着购物车前进，购物车受到水平力的作用且在力的方向上通过了距离，推车的力做了功．故C正确． 一、初中物理功和机械能问题 1．王强同学在探究凸透镜成像的规律后，又想采用实验中的装置来比较甲、乙、丙、丁四个透镜焦距的大小，在实验中还测出了其中一个透镜的焦距．实验时凸透镜和烛焰的距离保持16 cm不变，烛焰通过四个凸透镜的成像情况如下表所示，由此可推断（） 凸透镜像的性质 甲倒立放大实像 乙倒立等大实像 丙倒立缩小实像 丁正立放大虚像 A．甲透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cm B．乙透镜的焦距最小，丁透镜的焦距是16 cm C．丙透镜的焦距最小，乙透镜的焦距是8 cm D．丁透镜的焦距最小，甲透镜的焦距是16 cm 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据表中数据可知，丁的焦距最大，其次是甲，再次是乙，最小的是丙，根据乙透镜成像情况可知，放在了二倍焦距上，即2f=16cm所以乙透镜的焦距是8 cm，C对，所以正确选项为C 2．如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它沿水平木板匀速滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图象．下列说法正确的是（） A．木块两次受到的拉力和摩擦力均相等 B．木块第1次受到的拉力较大 C．木块两次的动能一样多 D．两次拉力对木块做的功一样多 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 AB．从图象上可以看出，木块两次都是作匀速直线运动，而做匀速直线运动的物体受平衡力作用。因木板受到的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则两次滑动摩擦力大小不变，所以两次木块受到的拉力相等，故A选项正确，B选项错误； C．从图中可以看出第一次木块运动的速度较大，而木块的质量不变，所以第一次木块具有的动能多，故C选项错误； D．从图中可以看出，在相同拉力作用下，木块两次运动的距离不同，所以木块两次所做的功不同，故D选项错误。 故选A。 3．2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭成功发射第45颗北斗导航卫星。下列说法错误的是（） A．运载火箭加速上升过程中，重力势能变小，动能增大 B．运载火箭加速升空是利用了物体间力的作用是相互的 C．北斗卫星绕轨道运行时受到非平衡力的作用 D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，动能变小，机械能守恒 【答案】A 【解析】 【分析】 物体由于运动而具有的能叫动能，质量越大，速度越大，动能就越大；物体由于被举高而具有的能叫重力势能，质量越大，高度越高，重力势能就越大；物体间力的作用是相互的；物体受平衡力的作用处于平衡状态；在太空中，卫星绕地球运动时，没有阻力作用，没有克服摩擦做功，机械能守恒。 【详解】 A．火箭上升过程中高度增大，重力势能增大，速度增大，动能增大，故A错误，符合题意； B．火箭升空时向后喷出高温气体给空气一个向后的力，空气给火箭以反作用力，是利用了物体间力的作用是相互的，故B正确，不符合题意； C．火箭入轨后做圆周运动运动状态不断改变，故受到非平衡力的作用，故C正确，不符合题意； D．北斗卫星绕轨道从近地点向远地点运动时，速度减小，高度增加，所以动能减小，势能增加；北斗卫星在地球大气层外运行，不受空气阻力的作用，只有动能和势能之间的转化所以机械能守恒，故D正确，不符合题意。 初中物理功和机械能解题技巧及经典题型及练习题(含答案) 一、功和机械能选择题 1．跳伞运动员在空中匀速下落时，以下说法中正确的有 A．重力势能减少，动能增加，机械能不变 B．重力势能增加，动能减少，机械能不变 C．重力势能减少，动能不变，机械能减少 D．重力势能增加，动能不变，机械能增加 【答案】C 【解析】解：（1）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，速度不变，动能不变．（2）跳伞运动员在空中匀速下落时，质量不变，高度越来越小，重力势能越来越小．（3）动能不变，重力势能减小，机械能减小． 故选C． 2．如图，在同样的水平面上，两人分别去推静止在水平面上重100N的同一课桌．小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动；小明用20N的水平推力，课桌在水平面上也做直线运动．则下列说法正确的是 A．小芳推课桌时，推力做功的功率为20W B．小明推课桌时，课桌所受的摩擦力大小为20N C．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小为100N D．小明推课桌时，课桌沿水平面也以2m/s做匀速直线运动 【答案】A 【解析】 小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动，则小芳推课桌时，推力做功的功率P=Fv=10N×2m/s=20W，故A正确． 根据小芳用10N的水平推力，课桌沿水平面以2m/s做匀速直线运动可知，课桌处于平衡状态，受平衡力的作用，课桌所受摩擦力的大小和推力相等，即f=F=10N；小明推课桌时，课桌对地面的压力和接触面粗糙程度不变，摩擦力大小不变，仍为10N，故B错误．小芳推课桌时，课桌受到的摩擦力大小与推力是一对平衡力，大小相等，摩擦力为10N，故C错误． 小明推课桌时，推力大于摩擦力，课桌做加速运动，故D错误． 答案为A． 3．班里组织一次“比一比上楼时的功率”活动，从一楼登上五楼，比谁的功率最大。为此，需要测量一些物理量。下列物理量中必须测量的是（） ①五楼到一楼的高度H；②从一楼到达五楼所用的时间T； ③每个同学的体重G；④四楼到五楼楼梯的长度L。 初中物理功和机械能典型解答题集锦 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A重300N，在F＝ 4N的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动。则物体在运动过程 中受的阻力是 N ；5s内滑轮组对物体A做的功是 J ；拉 力F的功率为 W。 2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N的物体，使物体匀速上升3m，所用拉力 为400N，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的 机械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计， 在水平拉力F作用下物体沿水平面以2m／s的速度做匀速运动，运动过程 中与地面间的摩擦力是100N。求在2rnin内拉力做的功及拉力的功率。 [24000,200] 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N，物 体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N时物体以0.5m／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械 效率。[1.5，80%] 5．如图10－19所示，物块重200N，移动过程中所受阻力为40N。 （l）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m／s的速度匀速移动，拉力F 的功率是多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F是多大？[8,25] 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N时，绳端施加40N的拉力可以使物体匀速上升，求滑轮组的机械效率η 1 ； （2）当被提升的物重为120N时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这时滑轮组的 机械效率η 2何值？ 图10-2 图10-4 图10-15 图10-17 图10-19 图10-20 初中物理功和机械能常见题型及答题技巧及练习题(含答案) 一、功和机械能选择题 1．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是 A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高 【答案】D 【解析】 【详解】 A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误； B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1 初中物理功和机械能典型题 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A 重300N ，在F ＝ 4N 的拉力作用下，物体以5m/s 的速度匀速运动。则物体在运动过程 中受的阻力是 N ；5s 内滑轮组对物体A 做的功是 J ；拉 力F 的功率为 W 。2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N 的物体，使物体匀速上升3m ，所用拉力为 400N ，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N 的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机 械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N ，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计， 在水平拉力F 作用下物体沿水平面以2m ／s 的速度做匀速运动，运动过程 中与地面间的摩擦力是100N 。求在2rnin 内拉力做的功及拉力的功率。 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N ，物 体与地面间的摩擦力是240N ，当绳端的拉力是100N 时物体以0.5m ／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械 效率。 5．如图10－19所示，物块重200N ，移动过程中所受阻力为40N 。 （l ）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m ／s 的速度匀速移动，拉力F 的功率是多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F 是多大？ 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N 时，绳端施加40N 的拉力可以使物体匀速上升，求 滑轮组的机械效率η1； （2）当被提升的物重为120N 时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这 时滑轮组的机械效率η2何值？7．如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m 2 、高为2m 的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为 2.0×103kg/m 3，水的密度为1.0×103kg/m 3, 滑轮组的机械效率是70％．(g 取10N ／kg ，滑轮和绳子的重力忽略不计) 求：(1)圆柱体在水中所受的浮力． (2)若圆柱体从H=16m 深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F 所 做的功． (3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N ，则物体被提到露出水面多高 时，绳子恰好被拉断? 8．一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示,若车 图10-2 图10-4 图10-15 图10-17 图10-19 图10-20 （物理）初中物理功和机械能测试卷及答案 一、选择题 1．物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是 A．F1=F2 P1>P2B．F1=F2 P1 故选B。 【点睛】 本题考查力和运动及机械能的题目，需要知道物体受到平衡力作用时，其运动状态不变，即处于静止状态或匀速直线运动状态。 3．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（） A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左 B．乒乓球弹跳时机械能守恒 C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小 D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能 【答案】D 【解析】 【详解】 乒乓球在地面上连续弹跳中是动能和势能的相互转化．由于球与地面碰撞时有能量损失，运动中有空气阻力，所以小球在运动中机械能逐渐变小．小球向上运动时，动能转化为重力势能；下降时重力势能转化为动能，因为机械能在逐渐减小，所以球跳起的高度逐渐减小，AB选项不符合题意．乒乓球在向上运动时，重力势能增大，下降时重力势能减小，C 选项不符合题意，D选项符合题意． 4．两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）一时间（t）图象如图，根据图象，下列判断正确的是（） A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2 C．0﹣8s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2 D．0﹣8s两次拉力对物体所做的功：W1＝2W2 【答案】D 【解析】 【详解】 A．由图象知道，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，即v1＞ 初中物理功和机械能典型题 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A 重300N ，在F ＝ 4N 的拉力作用下，物体以5m/s 的速度匀速运动。则物体在运动过程 中受的阻力是 N ；5s 内滑轮组对物体A 做的功是 J ；拉 力F 的功率为 W 。 2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N 的物体，使物体匀速上升3m ，所用拉力为 400N ，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N 的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机 械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N ，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计， 在水平拉力F 作用下物体沿水平面以2m ／s 的速度做匀速运动，运动过程 中与地面间的摩擦力是100N 。求在2rnin 内拉力做的功及拉力的功率。 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N ，物 体与地面间的摩擦力是240N ，当绳端的拉力是100N 时物体以0.5m ／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械 效率。 5．如图10－19所示，物块重200N ，移动过程中所受阻力为40N 。 （l ）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m ／s 的速度匀速移动，拉力F 的功率是多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F 是多大？ 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N 时，绳端施加40N 的拉力可以使物体匀速上升，求 滑轮组的机械效率η1； （2）当被提升的物重为120N 时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这 时滑轮组的机械效率η2何值？ 7．如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m 2、高为2m 的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m 3，水的密度为1.0×103kg/m 3, 滑轮组的机械效率是70％．(g 取10N ／kg ，滑轮和绳子的重力忽略不计) 求：(1)圆柱体在水中所受的浮力． (2)若圆柱体从H=16m 深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F 所 做的功． (3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N ，则物体被提到露出水面多高 时，绳子恰好被拉断? 8．一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如图所示, 若车 图10-2 图 10-4 图 10-15 图10-17 图 10-19 图 10-20 初三物理功和机械能专题训练答案及解析 一、功和机械能选择题 1．甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度．则（） A．乙升降机提升重物做的有用功较多B．甲升降机的电动机做的额外功较多 C．甲升降机的电动机做的总功较少D．乙升降机的电动机做的总功较少 【答案】C 【解析】 【详解】 A．提升物体质量和高度相同说明甲、乙升降机做的有用功相等，故A错误； BCD．既然甲机械效率高，则说明甲做的额外功少，总功也就少，故BD错误，C正确． 2．关于能量及能量之间的转化，下列说法正确的是（） A．火山具有内能，冰山不具有内能 B．火箭在加速上升时，机械能保持不变 C．拦河大坝使水位升高，增大了水的动能 D．坠落的陨石在空中划过一道亮光时，机械能转化为内能 【答案】D 【解析】 【分析】 （1）物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，任何物体都具有内能；（2）物体由于运动而具有的能叫做动能，影响动能大小的因素有质量和速度；（3）物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，影响重力势能大小的因素是质量和高度；（4）物体克服摩擦力做功时，机械能转化为内能． 【详解】 A. 任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，该选项说法不正确； B. 火箭加速上升时，动能增大，重力势能也增大，因此机械能是增大的，该选项说法不正确； C. 拦河坝使水位升高，增大了水的重力势能，该选项说法不正确； D. 陨石在空中运动出现亮光，是因为它与空气摩擦，机械能转化为内能，温度升高而燃烧的现象，该选项说法正确。 故选D. 3．如图所示，小明用相同滑轮组成甲、乙两装置，把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲装置所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙装置所做的总功为W2，机械效率为η2．若不计绳重与摩擦，则 机械能 【学习要求】 1、 知道什么是动能、重力势能、弹性势能、机械能，并能举例说明。 2、 知道动能、重力势能、弹性势能的大小与什么因素有关，并能解释简单现象。 3、 能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。 4、 知道水能和风能的利用。 【例题选讲】 例1．射箭时，能的转化关系是怎样的，为什么拉满弓时射出的箭速度更快？ 解：拉弓时，使弓形变，人对弓做功转化为弓的弹性势能。放手后，弓对箭做功，弓的弹性势能转化为箭的动能使箭以很大速度射出，弓弦拉得越开（即拉满弓）弓的形变越厉害，弓所储藏的弹性势能越多，箭射出时的动能更大，速度也更快。 例2、判断下列几种情况下物体的动能、势能是否变化？是增大还是减小？ （1）汽车沿着斜坡匀速上行 （2）电梯上升得越来越快 （3）皮球在空中下落 （4）汽车在平直马路上匀速前进 例3、某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（ ） A ．势能一定不变，动能一定不变 B ．势能可能改变，动能一定不变 C ．势能可能改变，动能可能改变 D ．势能一定不变，动能可能改变 答：B 【课上检测题】 一、填空题 1、下列物体各具有什么形式的机械能？ （1）天空中向前飞行的飞机： （2）在地面上被拉弯的弓： （3）稳稳地立在山顶上的一块石头： （4）在地上滚动的足球： 2、如图1-1所示，在“研究物体动能与哪些因素有关”的实验中，将A 、B 、C 三小球先后从同一 装置的h A 、h B 、h C 高处滚下（m A ＝m B ＜m C ，h A ＝h C ＞h B ）推动 纸盒运动一段距离后静止。 （1）要研究动能与质量的关系，我们要选择 两图来 进行比较。 （2）从图中可以看出，A 、B 、C 三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大。 3、判断下列几种情况下，物体的动能，势能是否变化，是增加还是减少？ （1）直升飞机匀速上升： （2）滑梯上的小孩往下滑地越来越快： （3）汽车在平直的公路上匀速行驶： （4）弯曲的钢条在逐渐变直： 4、比较下列物体具有的机械能的大小 （1）一个人和一头大象以相同的速度在平路上行走： （2） 两辆完全相同的拖拉机在同一水平公路上行驶，一辆的速度是20km/h ，另一辆的速度为10km/h ： 图1-1 【初中物理】功与机械能知识 点 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除 【初中物理】七、功与机械能知识点 一、功 1、定义：一个力作用在物体上，且物体沿力的方向通过了一段距离，物理学上称这个力对物体做了机械功，简称做了功。 2、机械功的两个必要因素： （1）作用在物体上的力； （2）物体在力的方向上通过的距离。 必要！一个都不能少！ 3、认识几种不做功的情况： （1）有力，但是在力的方向上通过的距离为零——劳而无功； （2）有距离，但是在运动方向上物理没有力的作用-惯性——不劳无功；（3）有力，也有距离，但是力和运动方向是相互垂直的——垂直无功； 4、功的大小计算 功的计算公式 W=Fs （s必须是在力F的方向上移动的距离）； 单位：焦耳 应用功的公式注意： ①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力； ②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 二、功率 和比较物体运动快慢一样，比较物体做功快慢有两种方法： a.做相同的功，比较所用时间的多少。时间越少，做功越快 b.相同的时间内，比较做功的多少。做功越多，做功就越快 c.如果做功的多少和所用时间都不同，就比较单位时间内所做功的多少。单位时间内做功越多。做功就越快。 为了比较物体运动快慢，我们引入了速度的概念，为了比较物体做功的快慢，我们引入功率的概念. 1、功率定义：单位时间内所做的功 2、物理意义：表示做功快慢的物理量。 3、公式：P=W／t 4、单位：瓦特，简称瓦，W 常用单位 kW １kＷ＝1000Ｗ 1w=1J/s，表示1秒钟内所做的功为1J。 三、功的原理 作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离。 简单机械的作用是什么？ 省力省距离改变力的方向 那么使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗我们来看一下，要把重物运到高处，有哪些方法 初中物理功和机械能典型解答题集锦 1．如图10-2所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A 重300N ，在F ＝4N 的拉力作用下，物体以5m/s 的速度匀速运动。则物体在运动过程中受的阻力是 N ；5s 内滑轮组对物体A 做的功是 J ；拉力F 的功率为 W 。 2．用如图10-4所示的滑轮组提升重900N 的物体，使物体匀速上升3m ，所用拉力为400N ，摩擦不计。求： （1）动滑轮有多重。 （2）滑轮组机械效率是多大。 （3）若用它匀速提升重1800N 的物体，绳端的拉力是多大？这种情况下滑轮组的机械效率是多大？ 3．如图10－15所示，物体重500N ，滑轮重及滑轮转动时的摩擦不计，在水平拉力F 作用下物体沿水平面以2m ／s 的速度做匀速运动，运动过程中与地面间的摩擦力是100N 。求在2rnin 内拉力做的功及拉力的功率。 4．用如图10－17的滑轮组水平地拉动物体．已知物重为1000N ，物体与地面间的摩擦力是240N ，当绳端的拉力是100N 时物体以0.5m ／s 的速度匀速移动．求：（1）人拉绳端的移动速度；（2）滑轮组的机械效率。 5．如图10－19所示，物块重200N ，移动过程中所受阻力为40N 。 （l ）若不考虑滑轮重及摩擦，物块以0.2m ／s 的速度匀速移动，拉力F 的功率是 多大？ （2）如果这个装置的机械效率是80％，则拉力F 是多大？ 6.如图10-20所示，滑轮组工作时摩擦不计。[75%,80%] （1）当被提升的物重为90N 时，绳端施加40N 的拉力可以使物体匀速上升，求滑轮组的机械效率η1； （2）当被提升的物重为120N 时，绳端需施加多大的力可使物体匀速上升？这时滑轮组的机械效率η2何值？ 7．(04南宁)如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m 2、高为2m 的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0×103kg/m 3，水的密度为1.0× 103kg/m 3,滑轮组的机械效率是70％．(g 取10N ／kg ，滑轮和绳子的重力忽略不计) 求：(1)圆柱体在水中所受的浮力．400 (2)若圆柱体从H=16m 深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F 所做的功．8000 (3)如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N ，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断 ?0.8 图10-2 图 10-4 图 10-15 图 10-17 图 10-19 图10-20 功和机械能中考题精选 1．关于机械效率，下面说法正确的是（） A．功率越大的机械，机械效率越高 B．机械效率大小与功率大小无关 C．机械效率越低的机械，做的功就越少 D．做功越多的机械，其机械效率就越高 2．如图3所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉 到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1、F2，拉力做的功为W1、W2，拉力做功的 功率分别为P1、P2，则下列判断中正确的是（） A、F1最新初中物理机械能知识点总结
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