1、栏目引栏目引栏目索引栏目索引 中考物理（北京专用）专题七功和能栏目引栏目引栏目索引栏目索引A组北京中考题组1.(2019北京,8,2分)图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是()A.从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃不做功B.从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃不做功C.从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃不做功D.举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃不做功栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案D从发力到上拉的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,A错误;从上拉到翻站的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠
2、铃做功,B错误;从翻站到上挺的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上移动一段距离,运动员对杠铃做功,C错误;举着杠铃稳定站立的过程中,运动员对杠铃施力,杠铃在力的方向上没有移动距离,运动员对杠铃不做功,D正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引2.(2016北京,12,2分)水平地面上的购物车在水平推力的作用下,沿推力的方向运动一段距离,则下列判断中正确的是()A.重力对购物车做了功B.支持力对购物车做了功C.推力对购物车做了功D.没有力对购物车做功答案答案C购物车水平运动,在重力方向上没有距离,重力不做功,A项错误;购物车水平运动,在支持力方向上没有距离,支持力不做功,B项错误;购物车在水平推
3、力的作用下,沿推力的方向运动一段距离,推力做功,C项正确,D项错误。故选C。解题关键解题关键明确三种情况不做功:一是有力无距离(推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。易错警示易错警示力的方向和运动方向没有判断清楚。栏目引栏目引栏目索引栏目索引3.(2016北京,15,2分)下列说法中正确的是()A.跳伞运动员匀速下落的过程中,动能变大B.投出去的实心球在空中运动过程中,运动状态不变C.跳远运动员起跳后能继续向前运动,是由于运动员具有惯性D.跳高运动员起跳蹬地时,运动员对地的压力小于地对运动员的支持力答案答案C动能大小跟质量和速度有关,跳伞运动员匀速下落的过程中,
4、质量和速度都不变,动能不变,A项错误;投出去的实心球在空中运动过程中,由于受重力作用,做曲线运动,运动状态改变,B项错误;跳远运动员起跳后虽然不受向前的力,但由于惯性能继续向前运动,C项正确;跳高运动员起跳蹬地时,运动员对地的压力和地对运动员的支持力是相互作用力,大小相等,D项错误。故选C。栏目引栏目引栏目索引栏目索引4.(2019北京,17,2分)(多选)如图所示,小朋友沿滑梯下滑得越来越快。关于该过程,下列说法中正确的是()A.小朋友不具有惯性B.小朋友的运动状态不变C.小朋友的动能增加D.小朋友的重力势能减少答案答案CD一切物体都有惯性,A错误;小朋友沿滑梯下滑得越来越快,说明运动状态在
5、改变,B错误;动能跟质量和速度有关,小朋友沿滑梯滑下时,质量不变,速度变大,动能变大,C正确;重力势能跟质量和高度有关,小朋友沿滑梯滑下时,质量不变,高度变小,重力势能变小,D正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引5.(2019北京,20,2分)(多选)某同学用滑轮组提升物体,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示。已知物体的质量为450g,所用动滑轮的质量为50g,绳子自由端的拉力F为1.3N。g取10N/kg。在02s的过程中,下列说法中正确的是()A.绳子自由端移动的速度为5.0cm/sB.拉力F的功率为0.26WC.有用功为
6、0.45JD.滑轮组的机械效率为90%栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案BC绳子自由端移动的速度v=0.2m/s,A错误;拉力F的功率P=Fv=1.3N0.2m/s=0.26W,B正确;有用功W有=mgh=0.45kg10N/kg0.1m=0.45J,C正确;滑轮组的机械效率=87%,D错误。st0.1m0.5sGhFs4.5N0.1m1.3N0.4m易错警示易错警示图像中给出了绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系图线a和物体上升的高度随时间变化的关系图线b,提取信息时必须区分开。栏目引栏目引栏目索引栏目索引6.(2018北京,22,2分)(多选)图所示为冬奥会的一些运动项目,关于这些项
7、目中的情景,下列说法中正确的是()A.跳台滑雪运动员在空中下落的过程中,重力势能不变B.短道速滑运动员在转弯滑行的过程中,运动状态不变C.冰壶运动员掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性D.冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中,冰球所受重力没有做功答案答案CD运动员在空中下落的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,A选项错误;运动员转弯时运动方向在变化,说明运动状态改变,B选项错误;掷出去的冰壶能继续向前运动,是由于冰壶具有惯性,C选项正确;冰球水平滑动过程中,在重力方向上没有移动距离,重力不做功,D选项正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引7.(2016北京,19,2分)(多
8、选)一个小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,相继经过B、C两点,如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离,则下列说法中正确的是()A.小球在下落过程中动能不变B.小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能C.小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功D.小球所受的重力在AB段做功的功率小于在BC段做功的功率栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案BCD小球从A点由静止开始下落,速度越来越大,动能变大,A项错误;C点的高度小于B点的高度,小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能,B项正确;AB段和BC段的长度相等,重力不变,小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功,C项正确;
9、因为小球运动的速度越来越大,所以,在BC段运动的时间比在AB段短,小球所受的重力在BC段做功的功率大,D项正确。故选B、C、D。评析评析本题是一道力学综合试题,主要考查学生对基本概念的理解和运用。解题关键解题关键(1)影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度;(2)影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度;(3)根据W=Gh来判断重力做功的大小;(4)根据P=W/t来判断做功的功率大小。易错警示易错警示审题不清,题目中明确告诉小球下落速度越来越大,因此动能变大;功率应用P=Fv来计算更简单。栏目引栏目引栏目索引栏目索引8.(2017北京,38,2分)在探究“物体动能的大小与物体质量是否有关
10、”的实验中,需要控制物体的速度大小相等。为了控制物体的速度大小相等,小华选用了体积相等、质量不等的金属球A和B,利用如图所示的带滑槽的轨道进行实验。小华认为:如果A、B两球先后从轨道上同一高度处由静止开始释放,则A、B两球到达轨道零刻度线处的速度大小相等。小刚对小华的观点提出了质疑。请你根据实验需要,添加适当的器材,设计实验检验小华的观点是否正确。请你写出检验的实验步骤。答案答案示例:将完全相同的两个带有滑槽的轨道并排放在水平桌面上,使两端对齐。将A、B两个金属球分别放置在两个轨道的最高点,从静止开始同时释放,观察两球是否一直并排滚动,直到轨道零刻度线处。栏目引栏目引栏目索引栏目索引9.(20
11、18北京,34,3分)图是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下,使重450N的货物A在50s的时间里,匀速竖直上升了10m。在这个过程中,拉力F做的功为5000J。求:(1)有用功W有;(2)拉力F的功率P;(3)动滑轮的机械效率。答案答案(1)4500J(2)100W(3)90%解析解析示例:(1)W有=Gh=450N10m=4500J(2)P=100W(3)=90%Wt总5000J50sWW有总4500J5000J栏目引栏目引栏目索引栏目索引10.(2017北京,45,3分)图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图,在竖直向下的拉力F作用下,使重900N的建筑材料A在5s的时间
12、里,匀速竖直上升了1m,绳自由端匀速竖直向下移动了2m。在这个过程中,拉力F为500N,滑轮组的机械效率为,拉力F做功的功率为P。求:(1)滑轮组的机械效率;(2)拉力F的功率P。答案答案(1)90%(2)200W解析解析示例:(1)W有=Gh=900N1m=900JW总=Fs=500N2m=1000J=90%(2)P=200WWW有总900J1000JWt总1000J5s栏目引栏目引栏目索引栏目索引11.(2016北京,42,3分)如图所示是用动滑轮运送建筑材料A的示意图,在卷扬机对绳子的拉力作用下,使重800N的建筑材料A在50s的时间里,匀速竖直上升了10m。在这个过程中,动滑轮提升建筑
13、材料A所做的有用功为W有,卷扬机对绳子的拉力F做功的功率为200W。绳重可忽略不计。求:(1)有用功W有;(2)动滑轮匀速提升建筑材料A的机械效率。栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)8000J(2)80%解析解析(1)W有=Gh=800N10m=8000J(2)=80%WW有总WP t有总8000J200W50s解题规范解题规范分三步:公式;代数要有单位;结果要有单位。解题关键解题关键注意总功为卷扬机做的功,需要利用W=Pt计算。栏目引栏目引栏目索引栏目索引12.(2015北京,45,4分)用如图所示的滑轮组提升物体A。在匀速竖直提升物体A的过程中,卷扬机加在绳子自由端竖直向下的拉力F
14、为400N,物体A上升的速度vA为0.1m/s,滑轮组的机械效率为90%,不计绳重和滑轮与轴的摩擦。求:(1)拉力F做功的功率P;(2)物体A所受的重力GA;(3)动滑轮所受的重力G动。答案答案(1)80W(2)720N(3)80N栏目引栏目引栏目索引栏目索引解析解析(1)绳端的速度v绳=2vA=20.1m/s=0.2m/s拉力F做功的功率P=Fv绳=400N0.2m/s=80W(2)滑轮组的机械效率=90%=GA=720N(3)将物体与动滑轮作为研究对象,其受力情况如图所示GA+G动=2FF=F720N+G动=2400NG动=80NWW有总AGnF2400NAG评析评析本题综合考查了滑轮组、
15、功及机械效率等问题,对于第(2)问正确运用公式变形是解答的关键,本题属于力学综合压轴题。采分要点采分要点(1)公式;(2)受力分析图;(3)结果;(4)单位。栏目引栏目引栏目索引栏目索引B组20152019年全国中考题组考点一功和功率1.(2019天津,6,3分)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近()A.9JB.30JC.90JD.300J答案答案C两个鸡蛋所受的重力约为1N,30个鸡蛋所受的重力约为15N,从一楼走到三楼其实是升高了两层楼的高度,一层楼高约3m,所以上升的高度约为6m,由W=Gh得人提鸡蛋的力做功约为90J,故选项C正确。栏目引栏目引栏目
16、索引栏目索引2.(2016广东广州,10,3分)如图所示,水平地面O点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F。物体经过M点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置。物体在MO段做匀速直线运动。F在MN、OP段做功分别为WMN、WOP,功率分别为PMN、POP,则()A.WMNWOPC.PMNPOPD.PMNPOP答案答案D根据W=Fs,在MN、OP段力F不变,通过的距离sMN=sOP,故WMN=WOP,A、B错误;由图可知,物体通过MN段的时间比通过OP段的时间长(刚好是2倍),根据P=W/t,得PMNF乙;机械效率:甲F乙;机械效率:甲乙D.手的拉力:F甲F乙;机械效率:
17、甲F乙。两滑轮提升相同重物且提升相同高度时,有用功相同,甲种方式不做额外功,乙种方式需克服动滑轮重力做额外功,所以甲乙。故选C。2GG物轮100N20N2栏目引栏目引栏目索引栏目索引2.(2019河南,13,2分)(多选)工人用如图所示的滑轮组,在时间t内,将重为G的货物匀速提升了h,人对绳子竖直向下的拉力恒为F。以下说法正确的是()A.拉力F的功率为B.额外功为(2F-G)hC.滑轮组的机械效率为D.滑轮组的机械效率随h的增大而增大2Fht3GF答案答案AB图中的滑轮组承担货物的绳子段数n=2。自由端移动的距离s=2h,拉力做的功W总=Fs=2Fh,功率P=,故A项正确。有用功W有=Gh,额
18、外功W额=W总-W有=2Fh-Gh=(2F-G)h,故B项正确。滑轮组的机械效率为=,故C项错。从C项的分析中可以看出滑轮组机械效率的表达式中没有h,说明机械效率与h无关,D项错。Wt总2FhtWW有总2GhFh2GF解题关键解题关键正确分析承担货物的绳子的段数是解题关键。栏目引栏目引栏目索引栏目索引3.(2018黑龙江齐齐哈尔,12,3分)(多选)小庆家买了新楼房,为了搬运装修材料,设计了如图所示的滑轮组,已知动滑轮和装货物的箱子共重100N,一次提升重500N的材料到12m高的楼上,绳重和摩擦忽略不计,则此过程中,下列说法正确的是()A.工人提升重物时,绳上的拉力为300NB.工人做的有用
19、功是6000JC.工人做的总功是10800JD.滑轮组的机械效率为83.3%答案答案ABD材料和动滑轮及箱子的总重G总=100N+500N=600N,承担物重的绳子股数n=2,提升高度h=12m,故拉力F=G总=600N=300N,总功W总=Fs=300N212m=7200J,有用功W有=G材h=500N12m=6000J,机械效率=83.3%。故正确选项为A、B、D。1212WW有总6000J7200J栏目引栏目引栏目索引栏目索引4.(2016广东广州,24)(1)图中测力计示数为N。(2)小明猜测:“图中滑轮组提升的物体越轻,机械效率越高”。设计实验检验其猜测,并填写实验报告。实验目的:实
20、验步骤(若需要可补充器材):滑轮组的机械效率(用所测出的物理量表达):栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)1.2(2)验证滑轮组提升的物体越轻,机械效率越高第一步:把钩码挂在弹簧测力计下方,处于静止状态,测出钩码的重力G,记录数据;第二步:滑轮组挂着1个钩码,用弹簧测力计缓慢竖直拉动细绳端,提升钩码测得拉力F,记录数据;第三步:增加钩码个数,重复实验;第四步:计算各次实验的机械效率;第五步:比较提升物体所受重力及滑轮组机械效率,检验猜想是否正确=100%3GF栏目引栏目引栏目索引栏目索引解析解析(1)弹簧测力计示数为1.2N。(2)题目明确表示小明设计此实验是为了“检验猜测”,故实验目的
21、就是检验滑轮组提升的物体越轻,机械效率越高。要用控制变量法的思想去设计实验,并熟练掌握测量机械效率的公式=100%。实验验证的是机械效率与提升物体重量的关系,故要控制滑轮的个数等其他变量不变,只改变物体的重量G,多次实验,并记录数据;要测量机械效率,则必须测量每次利用滑轮组提升物体时所用的拉力F;h与s满足s=nh,故可不测量提升距离,但绳的段数n要从图中读出。=100%=100%=100%。GhFsGhFsGhFnh3GF评析评析根据实验目的设计相关实验是近几年中考的热点,学生必须通过学习掌握不同类型实验的要求和方法,设计实验时要注意基本原理、基本公式的运用,各种测量工具的使用,以及控制变量
22、法、转换法、推理法等物理研究方法的运用。栏目引栏目引栏目索引栏目索引5.(2019天津,23,6分)用如图所示的滑轮组,将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m,拉力F为200N。求:(1)滑轮组的机械效率;(2)拉力F的功率。栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(6分)(1)75%(2)60W解析解析(1)=75%(2)P=Fnv=200N30.1m/s=60WWW有总GhFs450N2m200N 3 2m Wt总Fst易错警示易错警示应用公式计算时要注意物理量的对应性,防止出现张冠李戴。拉力的功率是总功率,要用拉力乘以绳子自由端的速度,而不是物体的速度。栏目引栏目引栏目索
23、引栏目索引6.(2019江苏苏州,24,6分)如图所示,利用动滑轮提升货物。在竖直向上、大小为250N的拉力F作用下,重为400N的货物在20s的时间内匀速上升5m。求:(1)有用功W有;(2)拉力F的功率P;(3)此过程中动滑轮的机械效率。栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)2000J(2)125W(3)80%解析解析(1)有用功W有=Gh=400N5m=2000J;(2)拉力F做的功为总功,根据题意知做功时间为t=20s,根据W=Fs,可得W总=Fs=250N(25)m=2500J根据W=Pt可知,拉力F的功率P=125W;(3)滑轮组的机械效率=100%=100%=80%。Wt总2
24、500J20sWW有总2000J2500J栏目引栏目引栏目索引栏目索引7.(2018吉林长春,18,5分)在翻建长春东大桥的施工中,起重机将质量为4.5103kg的钢材沿竖直方向匀速提升了2m,而它的电动机所做的功是2105J。(g取10N/kg)求:(1)起重机对钢材所做的有用功。(2)起重机的机械效率。答案答案(1)9104J(2)45%解析解析(1)起重机对钢材所做的有用功W有=Gh=mgh=4.5103kg10N/kg2m=9104J(2)起重机的机械效率=45%WW有总459 10 J2 10 J栏目引栏目引栏目索引栏目索引考点三机械能1.(2019山东潍坊,6,2分)无人机已被应用
25、于诸多领域,如图所示是一款四翼无人机。在无人机匀速上升过程中,对其分析正确的是()A.质量增加B.动能增加C.重力势能增加D.机械能不变答案答案C无人机匀速上升过程中,速度不变,动能不变;高度升高,重力势能增加,机械能是动能与势能的总和,所以机械能增加。故C正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引2.(2019四川成都,A10,2分)图所示的情景中,关于能量的说法正确的是()A.水力发电,将电能转化为机械能B.在空中飞行的C919,只具有重力势能C.张弓待发,弓静止,所以没有能量D.过山车冲上高处的过程中,重力势能增加答案答案D水力发电将水的机械能转化为电能,A项错误;在空中飞行的C919具有动能和
26、重力势能,B项错误;张弓待发,弓具有弹性势能,C项错误;过山车冲上高处过程中,质量不变,高度增加,所以重力势能增加,D项正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引3.(2019湖南长沙,24,3分)下列有关机械能及其转化的说法正确的是()A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大答案答案B弯弓射箭时,弓的弹性势能转化成箭的动能,故A错误。蹦床运动员从高处落下时,其重力势能转化为动能,故C错误。人造卫星在从近地点飞向远地点的过程中,受地球引力作用,速度逐渐减小,即
27、动能在减小,但势能在增加,故D错误。栏目引栏目引栏目索引栏目索引4.(2019江苏苏州,12,2分)将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是()A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案C皮球经过同一高度的A、B两点时由于空气阻力的影响,在B处的动能小于在A处的动能,故A错误;皮球第一次反弹后到达最高点P点时竖直方向上速度为零,但是水平方向上由于继续向
28、右移动,水平方向速度不为0,所以皮球在P点时速度不为零,故B错误;皮球由于受到空气阻力的影响,机械能逐渐减小,因此从C点到达D点时,机械能存在损失,故C正确;若将皮球表面涂黑,由于空气阻力影响,在M、N两点皮球的机械能不相等,因此在地面上留下的两个黑色圆斑大小不相等,应该M处较大,故D错误。易错警示易错警示同学们会想当然地以为整个过程机械能是不变的,所以在高度大的位置重力势能大动能小,这种认知是有前提条件的,在本题中不适用;最高点速度不一定为零,此时竖直方向的速度为零,我们还要考虑水平方向上的速度。栏目引栏目引栏目索引栏目索引5.(2019福建,15,2分)踢毽子是一项有益的体育活动。如图,毽
29、子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek1和Ep1,下落经过同一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek2和Ep2,则()A.Ek2Ek1B.Ek2Ep1D.Ep2Ep1答案答案B下落经过同一位置时,毽子的质量、高度均相同,故毽子的重力势能不变,C、D错误;由毽子的形状可知,毽子在运动过程中,空气的阻力不可忽略,因此,毽子在上升与下落过程中,克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,故其动能会减少,因此Ek2GB,则甲乙;若FA=FB,则GAGB。(选填“”、“=”或“解析解析用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,物体越重,有用功越大,所以有用功与总功的比值
30、越大,机械效率越大,因此甲的效率大于乙的效率;根据题图可知,GA+G动=2FA,GB+G动=3FB,FA=FB时GAGB。知识拓展知识拓展若有用功相同,额外功越多,机械效率越低;若额外功相同,有用功越多,机械效率越高。解题关键解题关键解决此题的关键是搞清有用功、额外功、总功之间的关系和滑轮组的特点。栏目引栏目引栏目索引栏目索引10.(2015贵州遵义,30,4分)如图所示,用滑轮组拉动重为70N的物体A,使物体A在水平方向上移动5m,所用拉力F为20N,地面对物体A的摩擦力为30N,则拉力F做的功为J,滑轮组的机械效率为。答案答案20075%(0.75)解析解析物体移动距离s1=5m,所以自由
31、端移动距离s2=25m=10m,则拉力F做的功W总=Fs2=20N10m=200J克服摩擦力做的功为有用功W有=fs1=30N5m=150J所以机械效率=100%=75%WW有总150J200J栏目引栏目引栏目索引栏目索引11.(2016黑龙江哈尔滨,49,5分)如图是同学们探究“影响滑轮组机械效率因素”的实验装置,请完成以下问题:(忽略摩擦及绳重)(1)实验中用到的测量工具除刻度尺外还有什么?栏目引栏目引栏目索引栏目索引次数钩码重G物/N动滑轮重G动/N机械效率120.580.0%230.585.7%340.588.9%441.0(3)分析1、2、3次实验数据,你认为他们可以探究滑轮组机械效
32、率与什么因素的具体关系?并写出你这样认为的理由。(2)下表记录了实验中的部分数据:请算出第4次实验中的机械效率。(只写出计算结果)栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)(1分)弹簧测力计(2)(1分)80.0%(3)(3分)可以探究滑轮组机械效率与所提升物体重力的关系。理由:由表格可知G物1=2N,G物2=3N,G物3=4N,有G物1G物2G物31=80%,2=85.7%,3=88.9%,有123G动1=G动2=G动3=0.5N可知:动滑轮重一定时,滑轮组所提升的物体越重机械效率越高,所以这样认为。解析解析(1)测量滑轮组机械效率的原理=所以要测量G、F、h、s四个量,测量工具为弹簧测力计
33、和刻度尺。(2)G物=4N,G动=1.0N,不计绳重和摩擦则=80%(3)分析见答案。GhF s WW有总G hG hG h物动物GGG物动物4N4N1.0N栏目引栏目引栏目索引栏目索引12.(2019陕西,33,8分)图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台,方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。栏目引栏目引栏目索引栏目索引(1)这台机器空载且静止时,对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)(2)起升电机以额定功率工作时,将总重为1000N的人和作业工具以0.2m/s的速度举高8m。该机器做的有用功是多少?机械效率是多少?(3)此类机器机械效率一般较低的
34、主要原因是:。答案答案(1)4105Pa(2)5%(3)机器所做额外功较多(或自重较大)(答案合理即可得分)整机质量(空载)/kg3200安全工作载荷/kg200起升电机额定电压/V24起升电机额定功率/kW4.0轮胎接地总面积/m20.08栏目引栏目引栏目索引栏目索引解析解析(1)机器静止在水平地面F=G=mg=3200kg10N/kg=3.2104N(1分)则机器对地面的压强p=4105Pa(2分)(2)机器做的有用功W有用=Gh=1000N8m=8103J(1分)由v=,得t=40s(1分)由表格可知,P=4kW=4000W机器做的总功W总=Pt=4000W40s=1.6105J(1分)
35、机器的机械效率=100%=100%=5%(1分)(其他方法参照赋分)(3)此类机器所做额外功较多(或自重较大)(1分)FS43.2 10 N0.08mstsvhv8m0.2m/sWW有用总358 10 J1.6 10 J栏目引栏目引栏目索引栏目索引13.(2018内蒙古呼和浩特,16,4分)如图所示,用甲、乙两种滑轮组,分别匀速竖直向上提升同一重物,从相同位置开始提升至同一高度处。求:(1)若不计绳重,滑轮重及摩擦,两次拉力F1和F2之比;(2)若不计绳重及摩擦,重物质量为400g,动滑轮质量为100g,匀速拉动过程中甲、乙两装置的机械效率。栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)3 2(2
36、)80%80%解析解析(1)F1=F2=(2)甲=乙=100%=100%=80%2G物3G物12FF32m ghm ghm gh物动物400g400g100g栏目引栏目引栏目索引栏目索引14.(2016广西南宁,29,9分)如图所示,利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体。已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍,物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时,滑轮组的机械效率为50%,不计绳重和绳与滑轮间的摩擦。求:(1)物体质量为2kg时,在水平面上受到的滑动摩擦力;(2)动滑轮的重力;(3)物体质量为10kg,以0.1m/s的速度匀速运动时,拉力F的功率。栏目引栏目引栏目索引栏
37、目索引答案答案(1)2N(2)2N(3)1.2W解析解析(1)当m1=2kg时,因为G1=m1g=2kg10N/kg=20N(1分)所以f1=0.1G1=0.120N=2N(1分)(2)当m1=2kg时,f1=2N因为W有用=f1s,W额外=G动s,W总=W有用+W额外=f1s+G动s所以1=(1分)即:50%=(1分)得:G动=2N(1分)WW有用总11f sf sG s动11ffG动2N2NG动栏目引栏目引栏目索引栏目索引(3)当m2=10kg时,G2=m2g=10kg10N/kg=100N得:f2=0.1G2=0.1100N=10N(1分)因为滑轮组绳子的段数n=3拉力F=4N(1分)拉
38、力的速度v=3v物=30.1m/s=0.3m/s(1分)所以拉力F的功率P=Fv=4N0.3m/s=1.2W(1分)2fGn动10N2N3评析评析本题是有关滑轮组机械效率的综合计算题,要掌握滑轮组省力特点,有用功、总功、机械效率的概念,能够正确判断出有用功是解决本题的关键。栏目引栏目引栏目索引栏目索引15.(2015天津,21,5分)利用图所示的滑轮组,在5s内将重为300N的物体匀速向上提起0.2m,竖直向上的拉力F为125N。求:(1)滑轮组的机械效率;(2)拉力的功率。答案答案(1)80%(2)15W解析解析(1)=80%(2)P=15WWW有总GhFs300N0.2m125N0.2m
39、3Wt总Fst125N0.2m 35s栏目引栏目引栏目索引栏目索引16.(2015内蒙古呼和浩特,16,3分)如图所示,滑轮组在向上的拉力F作用下,将重为120N的物体匀速提起,在10s内物体上移的距离为2m。求:(1)物体上升的速度;(2)有用功;(3)如果拉力F为50N,滑轮组提升该重物时的机械效率。答案答案(1)0.2m/s(2)240J(3)80%解析解析(1)v=0.2m/s(2)W=Gh=120N2m=240J(3)=100%=100%=80%(每问1分)ht2m10s3WFh240J50N3 2m 栏目引栏目引栏目索引栏目索引17.(2015山东德州,26,5分)混合动力汽车具有
40、节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12108J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%。求:(1)汽车牵引力做的功;(2)若所用燃料的热值为4.5107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少;(3)内燃机的效率。栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案(1)1108J(2)3.61
41、08J(3)42%解析解析(1)由公式v=,得:s=vt=50km/h0.5h=25km=2.5104m(1分)由图像可知,汽车速度为50km/h时,所受阻力为4000N,由于汽车匀速行驶,牵引力等于阻力。汽车牵引力做的功:W牵=Fs=4000N2.5104m=1108J(1分)(2)燃料完全燃烧放出的总热量:Q=mq=8kg4.5107J/kg=3.6108J(1分)(3)电能增加:W电=5.12108J10%=0.512108J(1分)内燃机的效率:=100%=100%=42%(1分)stWWQ牵电8881 10 J0.512 10 J3.6 10 J栏目引栏目引栏目索引栏目索引考点三机械
42、能1.(2019山西,14,3分)2019年1月,全国第二届青年运动会滑雪比赛在我省大同进行。如图是赛场上滑雪运动员正在加速下滑时的情景,此过程中运动员()A.重力势能增加B.动能保持不变C.相对地面是运动的D.运动状态保持不变答案答案C运动员在加速下滑,故其动能增加,重力势能减小,A、B项错误;运动员相对地面的位置发生了改变,故其相对于地面是运动的,C项正确;加速运动表明运动状态是变化的,D项错误。故选择C。规律总结规律总结(1)动能大小与物体质量和速度有关,质量一定时,速度越大,动能越大;(2)重力势能大小与物体质量和位置有关。质量一定时,位置越高,重力势能越大。栏目引栏目引栏目索引栏目索
43、引2.(2019安徽,12,3分)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动(已知AO=OB)。小球从A位置运动到B位置的过程中,下列判断正确的是()A.小球的动能不断增加B.弹簧的弹性势能不断减少C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变栏目引栏目引栏目索引栏目索引答案答案D小球在做往复运动的过程中,弹簧的弹性势能与小球的动能相互转化。由题知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则AO段弹簧处于压缩状态,OB段弹簧处于
44、拉伸状态;小球从A运动到O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,形变程度变小,弹性势能变小,小球所受弹力方向向右、速度不断增大,动能变大,此过程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能;到达O点时,弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能为零,小球所受弹力为零,此时小球的速度最大,动能最大;小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,形变程度变大,弹性势能变大,此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小,动能减小,此过程中小球的动能转化为弹簧的弹性势能,小球从A位置运动到B位置的过程中,小球的动能先增大后减小,弹簧的弹性势能先减小后增大,故A、B错误。小球运动到O点时的动能最大,此时弹簧的弹性势能为零,所以两者不相等,故C错误。“光
45、滑的水平台面”表示小球不受摩擦力,因为不受摩擦力,所以小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,故D正确。审题指导审题指导注意题中O点是弹簧保持原长时小球的位置,说明小球在O点时,弹簧的弹性势能为零。水平台面光滑,没有外力对小球和弹簧做功,所以整个系统能量守恒。知识归纳知识归纳(1)动能的大小与物体的质量、速度有关,质量越大、速度越大,则动能越大。(2)弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关,形变程度越大,弹性势能越大。栏目引栏目引栏目索引栏目索引3.(2018四川成都,A14,2分)如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的
46、能量分析,下列说法正确的是()A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最小答案答案C弹性绳绷直前,人在重力作用下加速下落,重力势能减小,动能增大,A、B错误;绳绷直后,人继续下落,弹性绳的伸长量逐渐增大,对人向上的拉力逐渐增大,下降到最低点,人的速度为零,此时人的重力势能最小,动能最小,弹性绳的弹性势能最大,C正确,D错误。栏目引栏目引栏目索引栏目索引4.(2015贵州遵义,24,3分)用力拉着物块在水平台面上运动,达到一定速度后,撤去拉力,物块做减速运动直至停止,物块从撤去
47、拉力到停止前的过程中,以下说法正确的是()A.物块的惯性越来越小B.物块所受滑动摩擦力越来越小C.物块的重力势能越来越小D.物块的动能越来越小答案答案D从撤去拉力到停止前的过程中,惯性大小不变,因为惯性大小只和质量有关,A项错误;物块所受滑动摩擦力大小不变,因为压力大小和接触面粗糙程度均不变,B项错误;重力势能大小不变,因为物块的质量和相对于水平台的高度均不变,C项错误,故正确选项为D。栏目引栏目引栏目索引栏目索引5.(2016安徽,14,3分)掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后,在空中运动的轨迹如图所示,球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球()A.
48、在a处重力势能最小B.在b处动能为零C.在a、b、c三处机械能相等D.在d处动能为零答案答案C物体的重力势能大小与物体的质量和被举高的高度有关。实心球的质量不变,a处位置不是最低处,所以A项错。实心球在b处具有水平向右的速度,所以动能不为零,B项错。不计空气阻力,实心球在空中运动过程中只受重力作用,所以机械能守恒,C项正确。由b到d的过程是重力势能转化为动能的过程,实心球落到d点后继续运动,到e点处停止,所以实心球在d处的动能不为零,D项错。评析评析本题考查动能和势能大小的判断,理解影响机械能大小的因素是解题关键。本题涉及机械能守恒的判定:实心球在空中运动过程中如果不考虑空气阻力,则实心球的机
49、械能守恒。栏目引栏目引栏目索引栏目索引6.(2015内蒙古呼和浩特,9,3分)(多选)如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法正确的是()A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断地变化答案答案ACD运动员将铅球从a推到b的过程对铅球施加了推力,而且铅球在推力的方向上通过了一段距离,所以运动员对铅球做了功,所以A项正确。铅球在b到d的运动过程中,只受重力作用,机械能守恒,所以B项错
50、。铅球在由c到d的过程中所具有的重力势能随高度的降低而减少,所以C项正确。整个运动过程中,铅球运动速度的大小和方向都在不断变化,所以其运动状态在不断变化,D项正确。栏目引栏目引栏目索引栏目索引7.(2019江苏南京,14,3分)如图为一辆正在匀速行驶喷射水雾的环保车,它的动能(选填“增大”、“减小”或“不变”)。水雾喷出后一会儿就消失了,其中发生的物态变化是,此过程需要热。答案答案减小汽化吸解析解析匀速行驶喷射水雾的环保车,速度不变,质量减小,故它的动能减小;水雾消失说明水由液态变为气态,这个过程叫做汽化,汽化需要吸热。栏目引栏目引栏目索引栏目索引8.(2019云南,11,2分)第24届冬奥会
