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第十一章　功与机械能
　本章总结提升　
1．某人用100 N的水平拉力使重为500 N的小车沿水平方向前进了5 m，在这一过程中拉力做的功是　500　J。后来又用沿斜坡方向的100 N的拉力将小车拉上坡顶，该斜坡长为6 m，高为0.6 m，这时拉力做的功为　600　J，克服重力做的功是　300　J。
2．［新情境·安全与健康］随着我国经济的发展，城市建筑越建越高，“高空坠物伤人”事件
时有发生，原因是高处不稳固的物体坠落时，重力势能转化为　动能　，而且高度越高，物体落到地面时的做功本领　越大　(选填“越大”或“越小”)。
3．如图所示，小军沿着斜面用500 N的拉力，将重为800 N的物体从底端匀速拉上斜面顶端，物体沿斜面方向移动的距离s为3 m，上升的高度h为1.5 m，在这一过程中，拉力做的功是　1 500　J，斜面的机械效率是　80%　，物体受到的摩擦力为　100　N。
4．用如图甲所示的滑轮组提升物体，乙图是滑轮组的机械效率与所挂物体的重力关系图像(不计绳重及摩擦)。从图像可知，同一滑轮组，提起物体越重，滑轮组的机械效率越　大　；动滑轮重为　200　N；当物重为1 800 N时，滑轮组的机械效率为　90%　。
甲　　　乙
5．［跨学科·物理学与日常生活］学校最近买了30套总质量为300 kg的物理实验器材，每套一箱。现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14 m高的物理实验室，该实验员至少需要做功　4.2×104　J。假设他身体可以提供的功率P如图所示，取决于所搬运物体的质量m，若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为　3　个。不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，他搬运这批实验器材的最短时间为　10　min。(不考虑他克服自身重力所做的功，取g＝10 N/kg)
第5题图　第6题图
6．科技实践是提高学生核心素养的重要途径，如图是某科技实践小组制作的水火箭的运动轨迹，运动到A点后不再喷水，B点是最高点，则在B点时水火箭的动能　不为零　(选填“为零”或“不为零”)，从B运动到C，水火箭的重力势能　减小　(选填“增大”或“减小”)。
7．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程( D )
A．有用功为300 J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
第7题图　　第8题图
8．［新课标·模型建构］如图是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是( C )
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
9．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m，每个滑轮的重均为10 N。不计绳重及摩擦，此过程中( D )
A．F甲小于F乙
B．甲的机械效率小于乙的机械效率
C．F甲做的功大于F乙做的功
D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
第9题图　　第10题图
10．如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图，关于“引体向上”，下列说法中正确的是( D )
A．身体悬挂不动时，机械能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
11．［新情境·运动与健康］同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是( A )
A．实心球从B→C过程中，动能逐渐减小
B．实心球到达最高点C时，受力平衡
C．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
D．实心球在B处的动能比D处大
12．物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
次 数 钩码所 受的重 力G/N 钩码提 升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械效 率η
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6%
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
4 4 0.1 2.0 0.3
(1)实验中应竖直向上　匀速　拉动弹簧测力计。
(2)第4次实验测得的机械效率为　66.7%　。
(3)比较第　1、2　两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，　提起物体的重力　越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见机械效率提高的原因是　有用功增加比额外功增加多得多，从而使有用功占总功的比值变大　。
13．［跨学科·物理学与日常生活］如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10 m，物体重G＝4×103 N，汽车重G车＝3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：
(1)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)
(2)汽车的牵引力是多大？
(3)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
解：(1)由题图可知，滑轮组中由3段绳子承担重物，绳子移动的距离s＝3h＝3×10 m＝30 m，滑轮组所做的总功W总＝Fs＝2×103 N×30 m＝6×104 J，滑轮组做功的有用功W有用＝Gh＝4×103 N×10 m＝4×104 J，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈66.7%。
(2)由题意可得，汽车受到的阻力f＝0.05×G车＝0.05×3×104 N＝1 500 N，汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上受到向右的牵引力、向左的阻力和拉力作用；由力的平衡条件可得，汽车的牵引力F牵＝F＋f＝2×103 N＋1 500 N＝3 500 N。
(3)汽车运动的距离s车＝s＝30 m，牵引力做功为W牵＝F牵s车＝3 500 N×30 m＝1.05×105 J。第十一章　功与机械能
　本章总结提升　
1．某人用100 N的水平拉力使重为500 N的小车沿水平方向前进了5 m，在这一过程中拉力做的功是　 　J。后来又用沿斜坡方向的100 N的拉力将小车拉上坡顶，该斜坡长为6 m，高为0.6 m，这时拉力做的功为　 　J，克服重力做的功是　 　J。
2．［新情境·安全与健康］随着我国经济的发展，城市建筑越建越高，“高空坠物伤人”事件
时有发生，原因是高处不稳固的物体坠落时，重力势能转化为　 　，而且高度越高，物体落到地面时的做功本领　 　(选填“越大”或“越小”)。
3．如图所示，小军沿着斜面用500 N的拉力，将重为800 N的物体从底端匀速拉上斜面顶端，物体沿斜面方向移动的距离s为3 m，上升的高度h为1.5 m，在这一过程中，拉力做的功是　 　J，斜面的机械效率是　 　，物体受到的摩擦力为　 　N。
4．用如图甲所示的滑轮组提升物体，乙图是滑轮组的机械效率与所挂物体的重力关系图像(不计绳重及摩擦)。从图像可知，同一滑轮组，提起物体越重，滑轮组的机械效率越　 　；动滑轮重为　 　N；当物重为1 800 N时，滑轮组的机械效率为　 　。
甲　　　乙
5．［跨学科·物理学与日常生活］学校最近买了30套总质量为300 kg的物理实验器材，每套一箱。现在，某实验员需要把这批实验器材搬运到14 m高的物理实验室，该实验员至少需要做功　 　J。假设他身体可以提供的功率P如图所示，取决于所搬运物体的质量m，若要尽可能快地把这批器材搬上去，那么他每次搬运的箱子数应为　 　个。不考虑搬起箱子、放下箱子和下楼的时间，他搬运这批实验器材的最短时间为　 　min。(不考虑他克服自身重力所做的功，取g＝10 N/kg)
第5题图　第6题图
6．科技实践是提高学生核心素养的重要途径，如图是某科技实践小组制作的水火箭的运动轨迹，运动到A点后不再喷水，B点是最高点，则在B点时水火箭的动能　 　(选填“为零”或“不为零”)，从B运动到C，水火箭的重力势能　 　(选填“增大”或“减小”)。
7．用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10 m，使人匀速升高0.5 m，水瓶对绳a的拉力为F1＝30 N，绳b对人的拉力为F2＝480 N。此过程( )
A．有用功为300 J
B．F1做的功等于F2做的功
C．F1做的功小于F2做的功
D．滑轮组的机械效率为80%
第7题图　　第8题图
8．［新课标·模型建构］如图是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是( )
A．球在B、C两点的动能相等
B．球在A、D两点的机械能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到C点的过程中重力势能减少
9．分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组，在5 s内将重为100 N的物体G匀速提升2 m，每个滑轮的重均为10 N。不计绳重及摩擦，此过程中( )
A．F甲小于F乙
B．甲的机械效率小于乙的机械效率
C．F甲做的功大于F乙做的功
D．F甲做功的功率等于F乙做功的功率
第9题图　　第10题图
10．如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图，关于“引体向上”，下列说法中正确的是( )
A．身体悬挂不动时，机械能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
11．［新情境·运动与健康］同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是( )
A．实心球从B→C过程中，动能逐渐减小
B．实心球到达最高点C时，受力平衡
C．实心球从B→C→D过程中，没有力对它做功
D．实心球在B处的动能比D处大
12．物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图所示的滑轮组进行了4次测量，测得数据如下表所示。
次 数 钩码所 受的重 力G/N 钩码提 升高度 h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械效 率η
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 1 0.2 0.7 0.6 47.6%
3 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
4 4 0.1 2.0 0.3
(1)实验中应竖直向上　 　拉动弹簧测力计。
(2)第4次实验测得的机械效率为　 　。
(3)比较第　 　两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，　 　越大，机械效率越高，第4次拉力做的额外功与第3次相比　 　(选填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见机械效率提高的原因是　 　。
13．［跨学科·物理学与日常生活］如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图，已知井深10 m，物体重G＝4×103 N，汽车重G车＝3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.05倍。请计算：
(1)滑轮组的机械效率是多少？(保留一位小数)
(2)汽车的牵引力是多大？
(3)将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是多少？
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