2024年中考科学二轮复习专项练：功和功率的综合应用

专题4：功和功率的综合应用

一'单选题

1.如图甲所示的装置,A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60No

质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的

速度v随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。下列结论正确的是（）

①动滑轮的重力为9N；

②0〜1s内拉力F做的功为2.4J；

③1〜2s内拉力F的功率为4W；

④此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%。

A.①④B.③C.①③D.②③④

2.如图甲所示，重80N的物体在大小为30N的水平向左的拉力Fi的作用下,在水平面上以0.4m/s

的速度做匀速直线运动，再改用图乙所示的滑轮组拉物体，该物体在水平向右的拉力F2作用下，

在相同的水平面上以相同的速度水平向右匀速直线运动了0.5m｛滑轮与绳子质量及滑轮与绳了的

摩擦均不计）。下列说法正确的是（）

甲乙

A.拉力F2的大小为60N

B.拉力Fi的功率为24W

C.物体与水平面之间的摩擦力的大小为15N

D.拉力F2做的功为45J

3.甲、乙两铁块如图连接，吸附在竖直且足够长的固定磁板两侧，m甲=2.5kg、m^=3kg,G

动=5N,甲以0.2m/s的速度竖直向下匀速直线运动，磁性平板对甲、乙的磁力相同（细绳足够长

且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材

无磁力作用且接触面粗糙程度都相同）。下列说法不正确的是（）

A.磁性平板对甲乙的摩擦力相同均为5N

B.甲所受拉力为20N

C.乙所受拉力的功率为1.5W

D.3s内甲、乙克服摩擦力做功不相等

4.如图用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.4m/s的速度在水平地面上匀速运动，

弹簧测力计的示数为3No下列说法正确的是（不计滑轮、弹簧测力计、绳重及滑轮摩擦）（）

A.地面对A的摩擦力为3N

B.绳子拉物体A的功率为2W

C.物体B受到的摩擦力为3N,方向水平向左

D.在运动过程中若将拉力F增大到12N,弹簧测力计的示数也增大

5.“胜哥”做了一个打捞沉船的动画在。打捞沉船时，电动机将沉

船以相同的速度从水下竖直吊起至水面上方一定高度，下列表示此过程中绳子拉力的功率P随沉

船上升高度h变化的大致曲线，其中合理的是（）

6.如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同的速度

匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙，拉力做功的功率分别

是P用和P乙。若不计摩擦、动滑轮重和绳重，则F甲与F乙、P甲与Pz之

间的大小关系是（）

A.F甲＜F乙P甲=「乙B.F甲＞尸乙P甲＞「乙

C.F甲＞F乙P甲=P乙D.F甲VF乙P甲VP乙

7.如图所示，“胜哥”分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起重力为G

的物体，且物体上升速度相同。若不计绳重及摩擦，每个滑轮质量

相同，对比两个滑轮组，下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲的拉力小于乙的拉力

B.甲、乙绳子自由端移动的速度相等

C.甲、乙的机械效率相等

D.拉力甲的功率大于拉力乙的功率

8.如图甲所示，用由一个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组，提升吊篮C及其中的货物A和电

动机B。启动电动机，它所提供的拉力F随时间t的变化关系如图乙所示，吊篮上升的速度v和

上升的高度h随时间t变化的关系分别如图丙和丁所示。若一切摩擦和绳重均可忽略不计，在1s〜

2s内，滑轮组的机械效率为90%,则下列说法中正确的是（）

A.在。〜1s内，电动机提供的拉力所做的功为1100J

B.在1s〜2s内，电动机提供的拉力的功率为1500W

C.在。〜3s内，电动机提供的拉力的功率为1275W

D.动滑轮重为100N

9.如图所示，用滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度，则下列分析不正确的是（）

A.Fi小于F2B.F2做功可能更快

C.甲做的有用功更多D.乙的机械效率更高

10.如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变

化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为

80%,滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（）

1.0

0.5

246810v，

乙

A.在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛

B.左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用

C.10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m

D.在10s内，拉力F做功的功率为1.2W

11.“胜哥”分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相［改就］

同时间内把重物G提升相同高度。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）?/巴

A.甲滑轮组更省力日为副

B.力F2做功的功率大山山

C.两个滑轮组机械效率一样大甲乙

D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高

12.小科通”学习了斜面原理的课程后，对相关知识有了深刻的理解。

如图，重力为6N的物体在4N拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿斜面匀速上升。当物体升高

0.6m时，物块恰好沿斜面前进1.2m的距离。忽略绳重和动滑轮自重，则（）

A.物体对斜面的压力为6NB.该装置的机械效率为75%

C.物体与斜面间的摩擦力为8ND.拉力F的功率为1.6W

二、填空题

13.“胜哥”到健身房健身，如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°,重100N的物

块与固定在斜面底端的弹簧相连，“胜哥”通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程

中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），“胜哥”对绳的拉力所做的功为2000J,克服弹簧拉

力做功800J,则克服物块重力做的功为，物块与斜面之间摩擦力的大小为。

（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）

14.由我国自主研制、体现中国力量与中国速度的大国重器，世界首台千吨级运、架一体机“昆

仑号”，可为高铁、道路桥梁的建设高效铺设箱梁。某次架桥时，要将一段重为1.0X107N的箱梁

运到铺设位置。

（1）工作时，“昆仑号”将箱梁自桥面竖直向上提升0.6m,固定好后，载着箱梁水平向前运动

了30m。此过程中克服箱梁所受重力做的功为J；

（2）如图所示，“昆仑号”将箱梁运到桥墩A、B之间的正上方时水平静止。图中11表示MN

的水平距离，12表示ON的水平距离，G表示“昆仑号”与箱梁受到的总重力（不包括轮车A受到

的重力）、其重心在O点，F表示桥墩B上的支腿对“昆仑号”竖直向上的支持力。请推导支持力

F的表达式（用字母表示）。

15.工人用如图所示装置将重600N的货物沿斜面由底部拉到顶端。装置固定在水平面上，斜面

长12m,高6m,工人的拉力为400N,此过程工人所做的总功为J,该装置的机械效率

为，若不计绳重、绳子与滑轮间的摩擦，货物与斜面间的摩擦力为No

16.如图，一个重为G的物体在大小不变的力F作用下先后经过粗糙程度相同的水平面和斜面,

斜面倾角为仇其中AB和CD段距离均为L。

n

（1）物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是,

（2）物体通过AB和CD段时，克服摩擦力做功分别为Wi和W2,则WiW2（选填“>”、

'或"=")

（3）若已知物体在斜面上匀速运动，则斜面CD段物体所受的摩擦力大小为

（用题中字母表示）。

17.长度均为20cm的相同均质木块A、B平放在水平桌面上，从图示位置开始推木块。当F为

6N时，木块A、B开始沿桌面做匀速直线运动，2s后木块A掉落；继续推木块B使其仍做匀速

直线运动直到掉落。则从开始推动到木块B掉落的过程中，推力共做功Jo

18.有一斜面长s=5m,高h=3m,用弹簧测力计把一物块沿斜面从底部匀速拉到顶部，弹簧测

力计的示数如图所示。忽略弹簧秤自重，若该斜面的机械效率为80%,则

（1）物体的重力为N,物体受到斜面的摩擦力为N„

（2）使用斜面可以（选填“省力”或“省功”），若其他条件不变，将斜面倾斜角度增加，

则斜面的机械效率80%（选填“大于”、“小于”、“不变”或“无法判断”）。

19.如图是中国自主设计的“人造太阳”实验装置——东方超环，它在1亿度超高温度下运行了

（1）核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径，“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通

过的途径释放出巨大能量，从而获得高温。

（2）人造太阳加热功率超过1x1012瓦，若利用人造太阳发电，发电效率为60%,则每小时

发电量达Jo

20.威马汽车智能制造基地是中国第一家实现全产业链数字化的车企。该汽车具有节能减排、绿

色环保的特点，越来越受消费者的青睐。

车速V（米/秒）10203040

空气阻力f（牛）50450800

威马汽车制造温州有限公司

“回",电池类型银钻镒酸锂电池

动力电池系统额定电压380V

动力电池系统额定容量200Ah

最大允许总质量3200kg

（1）汽车行驶时会受到空气阻力。经测试，该汽车在不同速度时受到空气阻力如表。当车速

为20米/秒时，汽车所受空气阻力为牛。

（2）汽车行驶过程中受到的总阻力来自两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，该阻力约为车

重的0.05倍；二是空气对汽车的阻力。该电动汽车充满电后以最大允许质量、20米/秒的速度

匀速直线行驶时，汽车所能行驶的最大距离为米。

21.如图甲所示，一块质量为0.2kg的铁块被吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上，在竖直方

向上拉力F=3N的作用下向上运动，铁块运动速度v与时间t的关系图象如图乙所示。则铁块受

到的摩擦力为N,在该时间段内拉力F做功的功率是Wo

甲乙

三、解答题

22.质量为60kg的工人用如图所示的滑轮组将重为600N的货物运送上楼，摩擦力及绳重

忽略不计。求:

（1）若工人在Imin内将货物匀速向上提高了6m,作用在钢绳上的拉力为400N,拉

力的功率是多大？

（2）此工人利用该机械最大能拉起质量为多少的货物？

23.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含

驾驶员）空载时重为2.5X104N。

（1）求货车以10m/s的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；

（2）当货车以90kW的额定功率、25m/s的速度匀速行驶，求货车最多可装载多重的货物。

24.如图所示，是工人用来粉刷楼房外墙壁的简易升降装置示意图，其上端固定在楼顶，工人用

力拉绳子，装置可使工人与粉刷涂料及工具乘工作台升至所需高度，工人将绳子固定后进行粉刷

墙壁工作，已知工作台的底面积为L2m2,涂料和工具质量为10kg,工人的质量为60kg,当工人

用200N的力竖直向下拉绳子时，工作台对地面的压强为250Pa；当工人用300N的力竖直向下

拉绳子时，工作台可匀速上升（不计绳重及摩擦）。求：

(1)动滑轮和工作台的总重G；

(2)若工人在10s内，使工作台从距地面1m匀速升到距地面6m高处，工人拉绳子所做的

功W及拉力的功率P。

25.我国某汽车企业发布、使用了全球最先进的锂电池—“刀片电池”。如图所示为一种采用该

锂电池的电动汽车，该锂电池的额定电压为550V,容量为150A・h,整车质量为2390kg。

(1)该车采用150kW直流快充充电技术，则理论上将锂电池电量从20%充至80%的时间

为o

(2)若仅靠锂电池驱动，质量为60kg的小慈老师驾驶充满电的该电动汽车能以80km/h的速

度在水平路面上匀速行驶550km。已知行驶时的阻力为车对地面压力的0.02倍，则该电动汽车

匀速行驶时所受的牵引力大小为多少？该电动汽车的电动机效率是多少(结果保留到0.1%)?

答案解析部分

1.【答案】D

【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组及其工作特点；机械效率的计算

【解析】【分析】①由图丙可知，在第2s内A被匀速提升，由图乙可知第2s内拉力F大小。

由图知，n=2,忽略绳重及摩擦，根据F=」（GA+G动）计算动滑轮重力；

n

②由图丙可知，。〜1s内，A做匀加速运动，根据图示，结合三角形面积的求法可求出物体通过

的路程，再根据自由端移动的距离为物体上升高度的2倍求出自由端移动的距离，再由图乙读出

拉力F的大小，并利用W=Fs求出拉力做的功；

③由图丙可知，1〜2s内，物体A做匀速运动，并得出其速度大小，再根据自由端移动速度等

于A上升速度的2倍可知自由端的速度，最后利用P=Fv求出第1〜2s内拉力F的功率；

④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力Fc=：（FB+G动），据此判断出B、C处的最大拉力，进一步

w

求出最大物重，而此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，根据77=三削=

总

GhG

F------s=2F-----求出此装置提升重物的最大机械效率。

。最大。最大

【解答】①由图丙可知，在1〜2s内，A被匀速提升，由图乙可知拉力F=10N,

由图知，承担重力的绳子段数n=2,忽略绳重及摩擦，

根据拉力F=（（GA+G动）得到，则动滑轮重力：GS=2F-GA=2X10N-10N=10N,故①错误；

②由图丙可知，。〜1s内物体上升的距离：h=1x0.2m/sxls=0.1m,

贝U自由端移动的距离：s=2h=2x0.1m=0.2m,

由图乙可知，0〜1s内拉力F=12N,

则0〜Is内拉力F做的功：W=Fs=12NxO.2m=2.4J,故②正确；

③由图丙可知，A上升的速度VA=0.2HI/S,拉力端移动速度v=2vA=2x0.2m/s=0.4m/s,

1〜2s内拉力F的功率：P=Fv=10Nx0.4m/s=4W,故③正确；

④忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力Fc=：（FB+G动）=3（FB+10N）,

则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为110N；

当B处最大拉力为100N时,C处拉力为55N；所以要以B处最大拉力为准,B处的拉力:FB=GA+G

货物二100N，

此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物=FB-GA=100N-10N=90N；

此装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，此装置提升重物的最大机械效率：

w

=2T—=x100%-8L8%-故④正确。

总C最大

那么正确的是②③④。

故选D。

2.【答案】B

【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算

【解析】【分析】C.根据图片确定图甲中承担拉力的绳子段n,再根据平衡力的知识计算物体受

到的摩擦力；

AB.在乙图中，对左侧滑轮进行受力分析，根据平衡力的知识计算出每段绳子上的拉力，根据v=nv

物计算每段绳子上的速度，接下来再根据功=3u计算拉力F2的速度，最后根据P=Fv计算它的功

率即可；

D..拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功，根据W=fs计算即可。

【解答】C.图甲中是一只动滑轮，承担拉力的绳子段数n=2,物体做匀速直线运动时，拉力与摩

擦力是一对平衡力，则摩擦力：f=2Fi=2x30N=60N,故C错误；

AB.左侧滑轮由两段绳子承担，每段绳子的拉力：F=*X60N=30N,

每段绳子的速度：v=nv物=2x0.4m/s=0.8m/s,

右侧滑轮由3段承担，右侧拉力：F2=3F=3X30N=90N,

f114

F2的速度：v2=jv=@x0.8m/s=正zn/s,

则拉力F2的功率：P2=92功=9ONX白m/s=24/，故A错误，B正确；

D.拉力F2做的功就是克服物体受摩擦力做的功：W=fs=60Nx0.5m=30J,故D错误。

故选Bo

3.【答案】C

【知识点】二力平衡的条件及其应用；功的计算公式的应用；功率计算公式的应用

【解析】【分析】(1)(2)分别对甲、乙和动滑轮进行受力分析，并列出平衡关系式，再根据

影响滑动摩擦力的因素确定两个摩擦力大小关系，进而计算出摩擦力、以及两个拉力的大小。

(3)由v甲=2v乙可求出乙运动的速度，根据P=Fv可求出乙的功率；

(4)由丫=$1可求出甲、乙两物体运动的路程，再根据W=fs可求出甲、乙克服摩擦力做的功，

即可判断它们的关系。

【解答】对甲、乙两物体进行受力分析，如下图所示:

teIGa

甲受到的重力为：Gkm甲g=2.5kgxlON/kg=25N,

乙受到的重力为：G乙g=3kgxlON/kg=3ON,

因为甲、乙都做匀速直线运动，

贝!J有：G甲=f^+F甲，G乙+f『F乙，

磁性平板对甲和乙的磁力相同，则甲和乙受到的摩擦力相等，

即25N=f+F甲①，

30N+f=F乙②

对动滑轮进行受力分析得到：F乙+G动=2F甲；

即：F乙+5N=2F甲③；

①②③联立解得：f甲=f『5N,F甲=20N,F乙=35N；

故A、B正确不合题意；

由v用=2v乙可知，乙运动的速度为：v乙=/v?=ixO.2m/s=0.1m/s,

则乙所受拉力的功率为：P『F乙v乙=35Nx().lm/s=3.5W,故C错误符合题意;

D.甲、乙两物体在3s内运动的路程分别为：

s甲=v甲t=0.2m/sx3s=0.6m,

s乙二v乙t二O.lm/sx3s=0.3m,

由亚=£$可知，3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功分别为：

W甲=£甲s甲=5NxO.6m=3J,

W乙二f乙s乙=5NxO.3m=1.5J,

所以3s时间内甲、乙克服摩擦力做的功不相等，故D正确不合题意。

故选C。

4.【答案】B

【知识点】二力平衡的条件及其应用；影响摩擦力大小的因素；功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉

力的计算

【解析】【分析】AC.物体B相对于地面是静止的，对对B进行受力分析，根据二力平衡条件可

知A对B的摩擦力大小和方向；根据物体间力的作用是相互的可知B对A的摩擦力大小；

对动滑轮进行受力分析，根据力的平衡条件求出绳子上的拉力，A处于平衡状态，水平方向上受

力平衡，根据力的平衡条件求出A受到地面的摩擦力大小；

B.根据P=Fv求出绳子拉动物体A的功率；

D.滑动摩擦力的大小只与压力大小、接触面的粗糙程度有关，据此可知拉力增大时物体B受到摩

擦力的变化，根据二力平衡条件可知测力计示数的变化。

【解答】AC.物体A在水平地面上匀速运动时，物体B相对于地面是静止的，即B处于平衡状

态，水平方向上受到向左的拉力和A对它右向的摩擦力，由二力平衡条件可得，B受到的摩擦力

f=F示=3N,方向水平向右；因物体间力的作用是相互的，则B对A的摩擦力方向水平向左，大

小为3No

图中的滑轮为动滑轮，2段绳子向左的拉力与F平衡，即2Fffl=F,则F®=1F=1X10N=5N；

A沿水平方向向右做匀速直线运动，A在水平方向上受力平衡，

则地面对A的摩擦力：f地=F^-fB对A=5N-3N=2N,故A、C错误；

B.绳子拉物体A的功率：P=F绳v物=5NxO.4m/s=2W,故B正确；

D.在运动过程中若将拉力F增大，但是A、B间的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A、B

间的摩擦力大小不变，且物体B仍然静止，由二力平衡条件可知弹簧测力计的示数不变，仍为

3N,故D错误。

故选B。

5.【答案】B

【知识点】阿基米德原理；浮力大小的计算；功率计算公式的应用

【解析】【分析】首先根据阿基米德原理F浮产p液体gV排分析这个过程中浮力的变化，再根据F拉

=G-F浮分析绳子上的拉力变化，最后根据P=Fv分析绳子上拉力的功率变化即可。

【解答】①在沉船露出水面前，它排开水的体积不变，根据阿基米德原理F浮力=p液体gV排可知，

它受到的浮力不变。根据FMG-F浮可知，它受到的拉力不变。根据P=Fv可知，拉力的功率不

变；

②当沉船完全出水后，它排开水的体积为零，即不受浮力，此时拉力等于重力，即拉力保持不

变。根据P=Fv可知，拉力的功率不变；

③从沉船开始露出水面到完全露出水面时，它排开水的体积不断增大，则它受到的浮力不断增

大。根据阿基米德原理FMG-F浮可知，它受到的拉力不断增大。

此时绳子上的拉力Fa=G-Fff=G-p##gV排,根据图片可知，沉船上大下小，则升高相同的高度时，

它排开水的体积的增大速度逐渐减小，那么浮力的减下量也逐渐减小，那么绳子上拉力的增大量

也逐渐减小。根据P=Fv可知，上升过程中功率的增大量也逐渐减小。

故B正确，而A、C、D错误。

故选Bo

6.【答案】C

【知识点】功率计算公式的应用；动滑轮及其工作特点

【解析】【分析】根据动滑轮的特点比较拉力的大小和上升速度的大小，再根据P=Fv比较甲乙

的功率大小。【解答】由题知，两装置都不计摩擦、动滑轮重和绳重，提升物体的重相同，

甲图，拉力作用在动滑轮的轴上，费一倍的力，即F甲=2G；

乙图，拉力作用在绳子自由端，省一半的力，即F乙=：G,故F,>F乙，A、D错误；

物体上升的速度相同，则拉力端的速度分别为：v甲=上物，v乙=2v物，

甲图拉力的功率：P甲=F甲v甲=2Gx尹物=Gv物；

乙图拉力的功率：Pz,=FZ,Vz.=|Gx2vS=GV故P（P=P乙，C正确，B错误。

故选C。

7.【答案】C

【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算

【解析】【分析】（1）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n,不计绳重及摩擦，拉力F=1（G+G

n

动）比较两滑轮组拉力的大小关系；

（2）由图可知，两滑轮组的绳子的有效股数n,绳子自由端移动的速度等于物体升高速度的n

倍，据此比较甲、乙绳子自由端移动的速度关系；

（3）不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率^=入部=也患比=不奈7据此比较滑轮组的

机械效率大小关系；

（4）利用P=Fv比较拉力做功功率大小关系。【解答】由题知，利用两个滑轮组提升相同的重

物G,并且每个滑轮的质量、重力G轮相同，物体上升的速度v物相同。

A.由图知，承担物体重力的绳子段数n甲=2,nz=3,

不计绳重及摩擦，则拉力分别为F产;（G+G轮），FV（G+G轮），

所以甲的拉力大于乙的拉力，故A错误；

B.根据s=nh可知，甲滑轮组绳子自由端移动的速度v甲=2v物，乙滑轮组绳子自由端移动的速度

v乙=3v物，所以甲、乙绳子自由端移动的速度不相等，故B错误;

勿有用GhG

C.不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率77

因提升的重物G相同，且每个滑轮的重力G轮相同，所以两个滑轮组的机械效率相等，故C正

确；

D.拉力做功的功率P=与=r=Fv,

则拉力甲的功率：P甲二F甲丫甲=;（G+G轮）x2v物=（G+G轮）xv物；

拉力乙的功率：P乙二F乙丫乙（G+G轮）x3v物=（G+G轮）xv物；

可见，拉力甲的功率等于拉力乙的功率，故D错误。

故选C。

8.【答案】A

【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用

【解析】【分析】（1）由图乙知，在0〜1s内，电动机提供的拉力，由图丁知，吊篮上升上升

的高度，根据$=如和W=Fs计算拉力所做的功；

（2）从乙图中找出1〜2s内对应的拉力，由丁图找出对应的物体上升的高度h,根据W=Fnh

就可以计算出拉力做的功，再根据P=半计算电动机提供的拉力的功率；

（3）由图乙知，0〜3s内电动机提供的拉力，由丙图知，1〜3s内吊篮匀速上升，求出吊篮2s3s

上升的高度h,根据W=Fnh就可以计算出拉力做的功，再根据P=^计算电动机提供的拉力的

功率；

（4）已知在1s〜2s内，滑轮组的机械效率为90%,一切摩擦和绳重均可忽略不计,根据4=市里=

GhGI

Gh+G~h=G+G~>F=~《G+G动）可以计算出动滑轮重。【解答】A.由图乙知，在0〜Is内，

动动11例

电动机提供的拉力Fi=550N。由图丁知，0〜Is内吊篮上升上升的高度hi=0.5m,

由图甲知，承担重物绳子的段数n=4,所以si=4hi,

拉力所做的功：Wi=Fmhi=550Nx4x0.5m=1100J,故A正确；

B.由图知，在1〜2s内，电动机提供的拉力F2=500N。由丁图知，这段时间吊篮升高的高度

h2=1.5m-0.5m=lm,

贝（JS2=4h2=4x1m=4m,

贝！J拉力F做的功W2=F2S2=500Nx4m=2000J,

功率：「2==2,=2000W,故B错误；

C.由乙图知，在1〜3s内对应的拉力F=500N,

由丙图知,1〜3s内吊篮匀速上升,2s3s升高的高度h3=V3t3=1m/sx1s=1m,

贝（JS3=4h3=4xlm=4m,

则拉力F做的功W3=Fs3=500Nx4m=2000J,

在0〜3s内拉力做的总功为W=1100J+2000J+2000J=5100J,

功率P=《=*叟=1700W,故C错误；

t3s

D.在Is〜2s内，滑轮组的机械效率为90%,

根据公式〃=丈=就好=看得至u：

总动动

­=9。％①

动

一切摩擦和绳重均可忽略不计，根据尸=工（G+G动）得到：

n切

即：SOON=1x（G+G动）②

联立①②解得，G动=200N,G=1800N,故D错误。

故选Ao

9.【答案】C

【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；定滑轮及其工作特点；动滑轮及其工作特点；

机械效率的计算

【解析】【分析】A.根据定滑轮和动滑轮的特点比较拉力大小；

B.根据P=学比较做功的快慢；

C.根据Ws=Gh比较有用功的大小；

D.根据^=萨比较机械效率大小。

总

G+G

【解答】A.根据甲图可知，拉力/__到，拉力F2=G。一般情况下，动滑轮的重力都小于物

体重力，则Fi小于F2,故A正确不会题意；

B.甲中对动滑轮和物体做功，乙中只对物体做功，当上升高度相同时，拉力做功Wi>W2。由于

不知道做功时间的长短，根据P=^可知，F2做功可能更快，故B正确不合题意；

C.根据W^f=Gh可知，甲和乙做的有用功一样多，故C错误符合题意;

D.在不考虑摩擦的情况下，拉力做功Wi>W2,而有用功相等，根据叶=，可知，乙的机械效率

总

更高，故D正确不合题意。

故选C。

10.【答案】A

【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算

【解析】【分析】(1)根据甲图确定承担拉力的绳子段数n,根据f=0.1G计算出物体A受到的

摩擦力，最后根据/?=萨=方列式计算；

(2)根据二力平衡的知识解答；

(3)根据s=nh计算；

(4)首先根据W=Fs计算出拉力做的功，再根据P=字计算拉力的功率。

【解答】根据甲图可知，承担拉力的绳子段数n=3,物体A受到的摩擦力f=0.1G=0.1xl20N=12N；

W

根据77=己=4得到：80%=募；

解得：F=5N,故A正确；

以最左边的滑轮为受力对象分析，左边受到墙壁的拉力，右边受到绳子的拉力共4个。根据二力

平衡的知识可知，左侧墙壁受到滑轮的拉力F拉=4F=4x5N=20N,故B错误；

根据乙图可知，10s内物体移动距离1m,则绳子自由端移动距离s=ns，=3xlm=3m,故C错误；

10s内拉力做的功W=Fs=5Nx3m=15J,则拉力的功率P="=黑=1.5UZ，故D错误。

t10s

故选Ao

11.【答案】C

【知识点】功率计算公式的应用；滑轮组绳子拉力的计算；机械效率的计算

【解析】【分析】(1)由图可知甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的股数，利用不计绳重和

摩擦时F=1①+G动)求两个滑轮组中绳子自由端的拉力，比较判断哪个滑轮组更省力；

(2)绳子自由端移动的距离$=吐，利用WMFS求两个滑轮组中拉力做的总功，比较判断哪个

W

滑轮组中拉力的功大，利用p=_占比较判断哪个滑轮组中拉力做功的功率更大；

(3)(4)利用W：s=Gh求两个滑轮组中拉力做的有用功，利用叩=萨义100%求两个滑轮组

的机械效率，比较判断哪个滑轮组的机械效率更高。【解答】A.由图可知，甲滑轮组中的动滑轮

由一个滑轮组成，乙滑轮组中的动滑轮由两个滑轮组成，甲、乙两个滑轮组中承担动滑轮绳子的

股数分别为：n甲=2,n乙=3,

因为不计绳重和摩擦，所以两个滑轮组中绳子自由端的拉力分别为：

1

（G+G动）,

1

F2=3%+G动）,

则FI>F2,即乙滑轮组更省力，故A错误；

B.两个滑轮组中绳子自由端移动的距离分别为：si=2h,S2=3h,

两个滑轮组中拉力做的总功分别为：Wi=Fisi=1（G+G轮）x2h=（G+G轮）h,

W2=F2s2=g（G+Gx3h=（G+Gh,

所以W1=W2,

由题意可知，时间t相同，根据p=与可知，两个力做功的功率一样大，故B错误；

CD.由题意可知，物重G和提升的高度h相同，根据W产Gh可知，两个滑轮组中拉力做的有

用功相等，

又因为做的总功一样大，

由4=市公义100%可知，两个滑轮组的机械效率相等，故C正确，D错误。

故选C。

12.【答案】D

【知识点】功的计算公式的应用；功率计算公式的应用；机械效率的计算

【解析】【分析】（1）根据物体对斜面压力的产生原因判断；

（2）根据动滑轮的特点可知绳子自由端移动的距离s=2s物，由拉力和绳子自由端移动的距离利

用W.e=Fs计算出总功，由物体的重力和物体上升的高度利用W有『Gh计算出有用功，再根据

w

r]=r产计算出装置的机械效率；

总

（3）由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与

斜面间的摩擦力所做的功，利用W额外=W^W有用计算出额外功，再利用W额夕尸fs物计算摩擦力；

（4）绳子自由端的速度v=2v物，利用P=Fv求出拉力的功率。【解答】A.物体对斜面的压力小

于物体的重力，故A错误；

B.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的距离：s=2s物=2xl.2m=2.4m,

拉力做的总功：W^=Fs=4Nx2.4m=9.6J,

该装置做的有用功：W有用=Gh=6NxO.6m=3.6J,

W

所以该装置的机械效率：T]=~X100%=X100%=37.5%,故B错误;

总

C.由于忽略绳重和动滑轮自重，若再忽略轮与轴之间的摩擦，该装置的额外功为克服物体与斜面

间的摩擦力所做的功，所以w额外=W总-w有用=9.6J-3.6J=6J,

W〜

物体与斜面间的摩擦力f=—=您=5N,而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦，因此

物

物体与斜面的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小，故C错误；

D.由动滑轮的特点可知，绳子自由端移动的速度v=2v物=2x0.2m/s=0.4m/s,所以拉力F的功率P=

=Fv=4NxO.4m/s=l.6W,故D正确。

故选D。

13.【答案】500J：100N

【知识点】功的计算公式的应用

【解析】【分析】首先根据三角函数的知识计算出物体上升的高度，然后根据W『Gh计算克服

W

重力做功。接下来根据W额=WmW弹簧-W有计算出克服摩擦做的额外功，最后根据f=d计算

物体受到的摩擦力。

【解答】斜面的倾角为30°,则物体沿斜面运动2m时上升的高度h=|s=|x2m=1m,

那么克服重力做功：W^r=Gh=1000Nxlm=1000J,克服摩擦做功：W额=W-W弹簧-W有

w

=2000J-800J-1000J=200J,则物体受到的摩擦力为：「=£00/=

Js2m1QQN

14.【答案】（1）6xl06

⑵PG

【知识点】功的计算公式的应用；杠杆的平衡条件

【解析】【分析】（1）根据题意确定箱梁在重力方向上通过的距离，然后根据亚=611计算即可；

（2）根据图片确定杠杆的支点，动力和动力臂，阻力和阻力臂，最后根据杠杆的平衡条件

FILI=F?L2列式计算即可。

【解答】（1）根据题意可知，箱梁在竖直方向上通过距离0.6m,

76

则此过程中克服箱梁所受重力做的功：W=G#h=l.OxlONxO.6m=6xlOJ；

（2）以M点为支点，则支持力的力臂为LF=1I,重力的力臂为LG=1I42,

由杠杆的平衡条件FILI=F2L2可知：FXLF=GXLG,

FxLi=Gx(L1-L2),

解得：F=

15.【答案】4800；75%；100

【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算

【解析】【分析】(1)使用定滑轮不省力、不省距离，且绳子自由端移动距离等于物体移动的

距离；根据功的计算公式W—Fs可求出拉力做的功，即总功；再根据W有用=Gh求出有用功；

然后根据机械效率的计算公式可叩=萨求出该装置的机械效率。

(2)根据WS=W总-W有计算出额外功，再根据Ws=fs变形后可求物体与斜面间的摩擦力fo

【解答】(1)此过程所做有用功为：Ww=Gh=600Nx6m=3600J；

图中使用的滑轮为定滑轮，由定滑轮的特点可知，s航s物=12m,

拉力所做的总功为：Wa=Fs=400Nxl2m=4800J；

该装置的机械效率为4=二=嚼带=75%；

(2)此过程所做额外功为：W额=WkW有=4800J-3600J=1200J；

W

由WsFfs可得，物体与斜面间的摩擦力为：f=1=32Z=iooN。

Js12m

16.【答案】(1)竖直向下

(2)>

(3)f=F-sinO

【知识点】重力及其方向；影响摩擦力大小的因素；功的计算公式的应用

【解析】【分析】(1)根据重力方向的知识解答；

(2)比较AB段和CD段物体对接触面的压力大小，据此比较产生摩擦力的大小，最后根据W=fs

比较克服摩擦做功大小；

(3)根据W=Fs,结合WMW有+W额计算摩擦力的大小即可。

【解答】(1)物体在CD段运动时，物体所受重力的方向是竖直向下的。

(2)根据图片可知，AB段物体对接触面的压力等于重力，而CD段对接触面的压力小于重力，

那么受到的摩擦力fAB>fcD。根据W=fs可知，克服摩擦做功WAB>WCD。

(3)在斜面上做的总功：WS=FL；

在斜面上做的有用功Ww=Gh=GxLxsin30°；

在斜面上做的额外功：W额=fL；

根据W,e=Ww+W额得至IJ：FL=GxLxsin30°+fL；

解得：f=F-sin3(rG。

17.【答案】1.2

【知识点】功的计算公式的应用

【解析】【分析】推力做的功W分为两部分，一部分是木块A掉落前做的功，另外一部分是从

A掉落到B掉落这段路程做的功，分别找到对应的力和移动距离，就可计算相应的功，最后将两

个功相加即可。【解答】当木块A一半体积离开桌面时，木块A就会掉落，

此时移动的距离s=爷％=10cm=0.1m；

木块A掉落前做的功Wi=Fis=6Nx0.1m=0.6J；

当木块B一半体积离开桌面时，木块B就会掉落，

从A掉落到B掉落，一共移动距离s，=0.1m+0.1m=0.2m；

这段路程中，压力大小变成了之前的一半，摩擦力变为原来的一半，

所以推力F2mFi=3N；

,

这段路程做功W2=F2S=3Nx0.2m=0.6J；

从开始推动到木块B掉落的过程中，推力做的功W=WI+W2=0.6J+0.6J=1.2JO

18.【答案】(1)4.8；0.72

(2)省力；大于

【知识点】功的计算公式的应用；机械效率的计算

【解析】【分析】(1)①由图读出弹簧测力计示数，由年=武=,计算物体的重力；

②由W^r=Gh计算有用功，W&=Fs计算总功，根据W额=W.B-W有计算额外功，由W»Ffs计算

物体受到斜面的摩擦力；

(3)①比较拉力与物体重力关系可知斜面能否省力，比较有用功和总功关系可知斜面能否省功。

②当斜面倾斜角度增大后，首先分析斜面受到压力的变化，再根据影响滑动摩擦力的因素分析

物体受到摩擦力的大小变化。根据Ws=fs分析物体克服摩擦做额外功的大小变化，最终确定斜

面机械效率的变化。

【解答】(1)①由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N,则示数为3.6N,

w

根据4=状=■可得，物体的重力：G=^=80%X^6jVX5m=4.8/V;

Wrsh3m

②有用功ww=Gh=4.8Nx3m=14.4J,

总功Wfi=Fs=3.6Nx5m=18J,

克服物体与斜面间的摩擦做的额外功：WS=W,e-Ww=18J-14.4J=3.6J,

由W«Ffs可得，物体受到斜面的摩擦力：5=*=驹=072%。

Js5m,

(3)①因为F<G,所以使用斜面能省力；因为W.a>W额，所以使用斜面不能省功。

②若其他条件不变，将斜面的倾斜角度增加，则斜面受到的压力减小，那么物体受到的摩擦力

减小。根据W=fs可知，物体克服摩擦做的额外功减小，那么斜面的机械效率大于80%。

19.【答案】(1)轻核聚变

(2)2.16X1015

【知识点】功率计算公式的应用；核裂变与核聚变

【解析】【分析】(1)根据太阳的发热原理分析；

(2)首先根据Q=Pt计算出每小时发热量，再根据W=nQ计算每小时的发电量。

【解答】(1)“人造太阳”的反应原理与太阳相似，通过轻核聚变的途径释放出巨大能量，从而

获得高温。

(2)每小时人造太阳的发热量：Q=Pt=lxl012Wx3600s=3.6xl015J；

每小时发电量为：W=r)Q=3.6xlO15Jx6O%=2.16xlO15J„

20.【答案】(1)200

(2)1.52X105

【知识点】功率计算公式的应用；电功计算公式的应用

【解析】【分析】(1)分析表中的汽车阻力f与汽车行驶的速度v的数值关系，然后求出当该

汽车速度为20m/s时，受到的空气阻力；

(2)由(1)可知空气阻力，汽车行驶过程中还受到地面摩擦力，汽车受到的总阻力等于空气阻

力和路面阻力之和；

根据W=Ult计算出动力电池储存的能量；根据W=Fs计算汽车所能行驶的最大距离。【解答】

(1)由表中数据第一组和三组数据可知，速度增大到原来的3倍时，空气阻力为原来阻力的9

倍；比较第一组和第四组数据可知，速度增大到原来的4倍时，则空气阻力为原来的16倍；

可以看出，车速越大，汽车受到的阻力越大，且阻力与车速度的平方成正比，

用公式表示它们之间的关系为：f=kv2；

即：50N=k(10m/s)2,解得k=0.5N/(m/s)2；

所以当该汽车速度达到20m/s时，受到的空气阻力为：

f=kv2=0.5N/(m/s)2x(20m/s)2=200N；

(2)汽车行驶过程中还受到路面阻力：f=0.05G=0.05xmg=0.05x3200kgxl0N/kg=1600N,

这辆汽车速度为20m/s时，所受的阻力约为：ffi=FeB+f=200N+1600N=1800N,

汽车匀速行驶时，由二力平衡可知，牵引力等于阻力，F=f总=1800N,

动力电池储存的能量：

W=UIt=380Vx200Ax3600s=2.736xl08J,

O

由W=Fs可得，汽车所能行驶的最大距离为：叱=2.736X10'=

F1800N

21.【答案】1；0.6

【知识点】二力平衡的条件及其应用；功率计算公式的应用

【解析】【分析】（1）对铁块进行受力