学年中考科学一轮基础复习 第33课时 功和功率能力提升训练.docx

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学年中考科学一轮基础复习第33课时功和功率能力提升训练

第33课时功和功率

1．[2014·盐城]学校旗杆顶端装有定滑轮，这样做（　C　）

A．既省力，也改变力的方向

B．省力，但不改变力的方向

C．不省力，但改变力的方向

D．既不省力，也不改变力的方

向

【解析】使用定滑轮不能省力，可以改变力的方向。

2．[2015•南京]一名普通中学生从地上拿起一个鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，此过程中他对鸡蛋做的功约为（　B　）

A．0.1JB．1JC．10JD．100J

【解析】一只鸡蛋的质量约50g，受到的重力为G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N。

从地上拿起鸡蛋，并把它缓缓举过头顶，通过的距离大约2m，所以对鸡蛋做的功大约为W＝Gh＝0.5N×2m＝1J。

3．[2015·济南]为了探究杠杆的平衡条件，物理老师带来了一个自制杆AB。

从其上找一点C用支架支起来，如图331所示，当小强依次在杠杆上的A1、A2、A等各点施加一个向下的力时。

发现越来越容易提起水桶。

根据这一实验现象大家提出的以下四个问题中，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是（　C　）

图331

A．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，为什么施力点离支点越远就越省力

B．水桶重和位置不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系

C．阻力和阻力臂不变，杠杆平衡时，动力和动力臂之间存在着怎样的关系

D．杠杆平衡时，动力和动力臂、阻力和阻力臂之间存在着怎样的关系

4．如图332所示，在甲、乙两图中，甲图地面粗糙、乙图地面光滑。

质量分别为m、2m的两个物体在大小为F的恒力作用下，在力的方向上前进了相同的距离，则下列结论正确的是（　B　）

图332

A．甲图中F做的功小于乙图中F做的功

B．甲图中F做的功等于乙图中F做的功

C．甲图中F做的功大于乙图中F做的功

D．条件不足，无法确定甲、乙图中F做的功谁大

【解析】做功的大小与接触面的粗糙程度没有直接的关系。

5．[2014·咸宁]在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。

一个物体由A点自由下落，相继经过B、C两点，已知AB＝BC，如图333所示，物体在AB段重力做功W1，做功功率P1；

在BC段重

力做功W2，做功功率P2，则下列关系正确的

是（　D　）

图333

A．W1≠W2　P1≠P2

B．W1＝W2　P1＝P2

C．W1＝W2　P1>P2

D．W1＝W2　P1

【解析】因为AB＝BC，所以根据W＝Gh可知，物体在AB段和BC段重力做功相等，即W1＝W2；由于小球在自由下落时做加速运动，根据t＝s/v可

知，小球在BC段运动的时间短，根据公式P＝W/t可知，物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率，即P1＜P2。

图334

6．[2014·烟台]如图334所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于杆的作用力F，使杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中，力F的大小将（　C　）

A．一直是变大的

B．一直是变小的

C．先变大，后变小

D．先变小，后变大

【解析】阻力和动力臂不变，阻力臂先变大后变小，所以动力先变大后变小。

图335

7．[2014·宁波]利用如图335所示的装置，工人用力F把重为100N的物体以0.2m/s的速度匀速提升6m。

若不计绳重和摩擦，则这一过程中（　C　）

A．拉力F的大小为50N

B．绳子自由端的速度为0.4m/s

C．拉力F所做的功为600J

D．拉力F的功率为10W

【解析】使用的是定滑轮，不能省力，不计摩擦，拉力F＝G＝100N，绳子自由端的速度与物体的速度相同为0.2m/s，拉力F所做的功W＝Fs＝100N×6m＝600J，拉力F的功率P＝Fv＝100N×0.2m/s＝20W。

8．如图336所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。

若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（　D　）

图336

A．B受到的摩擦力为3N，方向水平向左

B．滑轮移动的速度为0.2m/s

C．绳子拉物体A的功率为2W

D．在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N

【解析】B受到的摩擦力方向水平向右；滑轮移动的速度是物体移动速度的一半；绳子拉力为F的一半，是5N，P＝F·v＝5N×0.2m/s＝1W；弹簧测力计测量B受到的拉力的大小与A运动速度大小无关。

9．[2015·台州]使用简单机械可以给人们的生活带来便利。

（1）如图337图甲所示，旗杆的顶端安装着一个__定__滑轮，用来改变拉力的方向。

（2）如图乙所示，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小__阻力__臂，剪断物体更省力。

图337

【解析】

（2）图中剪刀在使用过程中，在同样的情况下，往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1l1＝F2l2可知：

阻力臂l2越小，越省力。

因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。

10．[2015·温州]钓鱼是人们喜爱的一种休闲活动，如图338所示为钓鱼示意图。

图338

（1）钓鱼时，若其他条件不变，鱼竿长度越长，手提鱼竿的力越__大__。

（2）钓鱼者将一条重为5N的鱼从水面提高2m，再沿水平方向移动1m。

在这一过程中，他克服鱼的重力做功为__10__J。

11．[2015·益阳]如图339是自行车手闸示意图，手闸是一个简单机械，这种简单机械的名称是__杠杆__，当图中手对车闸的作用力F＝10N时，刹车拉线受到力的大小为__40__N。

图339

【解析】自行车手闸在力的作用下，能够绕着铆钉转动，所以是杠杆的应用；因为F1l1＝F2l2，所以拉线受到的拉力为F′＝

×10N＝40N。

12．如图3310是引体向上的示意图，小云同学在半分钟内做了12个规范的引体向上。

已知小云的质量为60kg，每次引体向上他能将自身重心提高0.4m，则小云每做一次引体向上所做的功为__240__J，整个过程中的平均功率为__96__W。

（g取10N/kg）

图3310

13．如图3311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，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1__＝__W2，P1__<__P2。

（均选填“>”“<”或“＝”）

图3311

【解析】因斜面光滑不计摩擦，拉动物体过程中机械能没有转化为内能或其他形式的能，所以沿光滑的不同斜面拉动物体，所做的功相等。

14．[2015·金华]小柯在测量某铁块的重力时，发现铁块的重力超出了弹簧测力计的量程，一时又找不到其他测量工具，为了测出该铁块的重力，他找来木棒、细铁丝等物品进行如下改进：

图3312

步骤一：

将细线系在木棒的A位置，在木棒左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡，如图甲所示；

步骤二：

用手指勾住弹簧测力计的B处，对弹簧测力计进行调零，如图乙所示；

步骤三：

在木棒左端挂上铁块，右端用弹簧测力计竖直向下拉，如图丙所示。

（1）步骤一中“在木棒的左端绕上适量的细铁丝，使木棒处于水平位置平衡”是为了防止__木棒自身重力__对测量结果的影响。

（2）步骤三中，当木棒处于水平位置平衡时，弹簧测力计的示数如图丁所示，则该铁块的重力是__6.6__N。

15．[2015·广州]如图3313所示，用水平向右的力F拉着物体，使其匀速直线运动了5m，运动时间为10s，F做功的功率是50W。

（1）这段时间F做了多少功？

（2）F多大？

（3）在方框内画出物体运动时的受力示意图（以“黑点”代表物体）。

（4）物体受到的摩擦力多大？

图3313

【答案】

（1）500J　

（2）100N　（3）如答图所示。

　（4）100N

第15题答图

【解析】

（1）力F做的功为：

W＝Pt＝50W×10s＝500J。

（2）拉力的大小为：

F＝W/s＝500J/5m＝100N。

（3）力的示意图如答图所示。

（4）由于物体做匀速直线运动，所以受到的摩擦力f和拉力F平衡，所以摩擦力为100N。

16．[2014·自贡]如图3314所示，一根不可伸长的轻细绳绕过滑轮，一端固定在墙壁上，另一端固定在物体上，绳与水平面平行，物体A重150N，与水平面的滑动摩擦力是45N，在水平拉力F的作用下，物体沿水平直线匀速前进2m，若不计滑轮的摩擦和质量，则拉力F的大小是多少？

F做的功是多少？

图3314

【答案】90N　90J

【解析】该滑轮为动滑轮，由于不计滑轮、绳子的重力及摩擦，则A受地面的摩擦力f＝F/2＝45N，拉力F＝2f＝2×45N＝90N；物体沿水平直线匀速前进2m，则拉力F移动了1m，W＝Fs＝90N×1m＝90J。

图3315

17．[2015·衢州]如图3315所示为水平桌面上的圆形玻璃转盘（转盘半径为50cm），在水平力作用下能绕转盘中心O点自由转动，转动时可视为杠杆。

甲在A点施加一个大小为

20N的水平力FA，想让转盘转动，对面的乙在距O点40cm处的B点同时施加一个水平力，想让转盘反方向转动。

乙应沿图中__F2__（选填“F1”“F2”“F3”或“F4”）方向施加一个至少为__25__N的力，才可能达到目的（假设只有甲、乙两人对转盘施力，忽略其他力对转动的影响）。

18．某同学利用身边的塑料直尺和若干硬币来验证杠杆平衡的条件，如图3316所示，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂l1和l2的大小，他测力臂的方法是__错误__（选填“正确”或“错误”）的。

如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，则杠杆__向右倾斜__（选填“仍平衡”“向左倾斜”或“向右倾斜”）。

图3316

19．如图3317所示，小明在探究“杠杆的平衡条件”实验中所用的实验器材有：

杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。

图3317

（1）实验前，将杠杆中点置于支架上，使杠杆在不挂钩码时，保持__水平__并静止，达到平衡状态。

这样做的好处是：

便于在杠杆上直接测量__力臂__。

（2）杠杆调节平衡后，小明在杠杆上A点处挂4个钩码，在B点处挂6个钩码杠杆恰好在原位置平衡。

于是小明便得出了杠杆的平衡条件为：

__F1l1＝F2l2__。

他这样得出的结论是否合理？

__不合理__；为什么？

__结论具有偶然性（或结论没有普遍性）__。

图3318

（3）实验结束后，小明提出了新的探究问题：

“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？

”于是小组同学利用如图3318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使杠杆处于平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符。

其原因是：

__杠杆自重的影响__。

20．[2015·嘉兴]肥胖可能会引发许多慢性疾病。

某人用如图3319所示的健身拉力器进行减肥锻炼，配重由若干金属块（每块质量为10kg）组成，锻炼时可以根据自己的实际选择配重的金属块数量。

（杆重、绳重、摩擦均不计，g取10N/kg）

图3319

（1）拉力器上的滑轮均属于__定__（选填“定”或“动”）滑轮。

（2）若该人的质量为85kg，他一次最多能拉起__8__块金属块。

（3）当他选择6块金属块时，把拉杆向下拉动0.5m，若累积拉动100次，则拉力共做了多少功？

假设脂肪氧化释放的能量10%用于拉力做功，则相当于消耗多少克脂肪？

（已知1g脂肪在体内完全氧化约释放37.5kJ的能量）

【答案】3×104J　8g

【解析】F＝G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，W＝Fs＝100×600N×0.5m＝3×104J，消耗脂肪的质量＝

÷10%＝8g。

21．[2016·预测]为了

在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。

（1）他先沿着200m长的跑道慢跑锻炼，10分钟共跑了12圈。

他的平均速率大约是多少？

（2）慢跑结束后开始跳绳。

如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？

（3）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。

试问：

测试中，成绩好的同学做功一定多吗？

说出你的理由。

【答案】

（1）4m/s　

（2）30J　（3）不一定，因为相同时间内做功多少与重力大小、跳起高度、次数有关。

而本题中只明确了次数关系，重力和高度的关系都不明确，无法得出明确结论，所以得分高的同学，做功不一定多。

【解析】

（1）t＝10min＝600s，v＝

＝

＝4m/s。

（2）G＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，W＝Fs＝Gh＝600N×5

×10－2m＝30J。

22．[2014·安顺]如图3320图甲所示，长1.6m、粗细均匀的金属杆可以绕O点在竖直平面内自由转动，一拉力—位移传感器竖直作用在杆上，并能使杆始终保持水平平衡。

该传感器显示其拉力F与作用点到O点距离x的变化关系如图乙所示。

据图可知金属杆重（　B　）

图3320

A．5NB．10N

C．20ND．40N

【解析】金属杆重心在中心上，力臂为l1＝0.8m，取图像上的一点F＝20N，l2＝0.4m，根据杠杆的平衡条件：

动力×动力臂＝阻力×阻力臂，Gl1＝Fl2，G×0.8m＝20N×0.4m，解得：

G＝10N。

23．[2014·绍兴]面积很大的水池，水面上浮着一边长为a、质量为m的正方体均匀木块，开始时木块静止，如图3321图甲所示。

现用力F将木块匀速下压，运动时，F随深度H变化如图乙所示，则下列正确的是（　C　）

图3321

A．正方体木块的密度为水的2/3

B．在木块匀速下沉过程中，F最大值是mg/4

C．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，重力对木块做功是mga/4

D．木块开始下沉到恰好浸没的过程中，F对木块做的功是mga/32

【解析】根据立方体木块的边长求出木块的体积；木块漂浮，木块受到的浮力等于木块的重力，利用阿基米德原理，木块受到的浮力等于排开水的重力，得出F浮＝ρ水gV排＝ρ水g3/4V木＝G木＝ρ木gV木，据此得出木块密度与水的密度关系；利用阿基米德原理求木块全部没入水中后受到的浮力，当木块全部没入水中后匀速下沉时，木块受到的浮力等于木块的重力加上手对木块的压力，据此求出手对木块的压力；

木块开始下沉到恰好浸没

的过程中，由图可知物体重心下降了1/4a，根据W＝Gh求重力所做的功；木块开始下沉到恰好浸没的过程中，F匀速下压，力匀速增大，最大为Fmax＝1/3mg，利用W＝1/2Fs求F做的功

。

24．小刚利用滑轮组及相关器材进行实验，记录的实验数据如下表所示。

请根据表中数据归纳出拉力与重力的关系：

__F＝0.1＋0.4G__。

G/N

2

3

4

5

6

7

8

F/N

0.9

1.3

1.7

2.1

2.5

2.9

3.3

25．对于杠杆的原理，我国古代也很注意研究，在古书《墨经》中就对杆秤作了科学的说明。

某兴趣小组探究如图3322所示的一杆秤，通过观察和测量知道：

杆秤上标有刻度，提纽在B点，秤钩在A点，O点为刻度的起点（为零刻度点，在B点左侧）。

用刻度尺量出OA＝l1，OB＝l2。

图3322

（1）秤钩不挂重物时，秤砣挂在O点时杆秤平衡，则重心C应在B点的__右__（选填“左”“右”或“不确定”）侧。

设该杆秤秤砣的质量为m，则杆秤自身重力（不含秤砣）和它力臂的乘积是__mgl2__。

（2）兴趣小组利用空瓶（空瓶质量比秤砣质量小一些）、细线和原有秤砣测出原秤砣的质量。

方法是：

用细线系在空瓶上并置于__O__点，慢慢往瓶中加沙子，如果杆秤恰能平衡，相当于新做了一个秤砣，再把它挂在秤钩上，移动原秤砣位置至杆秤平衡，秤杆上的读数即为原秤砣质量。

（3）兴趣小组通过查资料得到“如果杠杆受两个阻力，杠杆的平衡条件是：

F动l动＝F阻l阻＋F阻′l阻′，如图3323所示”。

则上一问中实际上只要有刻度尺并利用科学推理也可测得秤砣质量，方法是：

设想有两个完全一样的原秤砣甲、乙，将甲置于A点，乙置于B点右侧某点，杆秤恰好平衡。

由杠杆的平衡条件可知，量出长度l1、l2后，只需从B点起向右量出长度__l1__，该位置杆秤上的读数即为秤砣的质量m。

图3323

26．[2015•扬州]“低头族”长时间低头看手机，会引起颈部肌肉损伤。

当头颅为竖直状态时，颈部肌肉的拉力为零，当头颅低下时，颈部肌肉会产生一定的拉力。

为了研究颈部肌

肉的拉力与低头角度大小的关系，我们可以建立一个头颅模型来模拟实验。

如图3324图甲所示，把人的颈椎简化成一个支点O，用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动，A点为头颅模型的重心，B点为肌肉拉力的作用点，将细线的一端

固定在B点，用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力，头颅模型在转动过程中，细线拉力的方向始终垂直于OB，如图乙所示，让头颅模型从竖直状态开始转动，通过实验记录出低头角度θ及细线拉力

F的数据，如下表：

图3324

低头角度θ

0°

15°

30°

45°

60°

细线拉力F

0N

7.3N

14.0N

20.2N

25.0N

（1）设头颅质量为8kg，当低头角度为60°时，颈部肌肉实际承受的拉力是__200__N。

（2）在图乙中画出细线拉力的示意图。

【答案】如答图所示。

第26题答图

（3）请解释：

为什么低头角度越大，颈部肌肉的拉力会越大？

__人低头的角度越大，G的力臂越大__。

（4）请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议：

__尽量减小低头的角度（或不要长时间低头做事，低头时间久了要抬头休息等等）__。

【解析】

（1）由表格中数据可知，当低头角度为60°时，若m＝1kg，细线的拉力为25N；若m＝8kg，由于角度不变，所以动力臂和阻力臂不变，则拉力F＝8×25N＝200N。

（3）图乙中，F的力臂为OB，作出乙图G的力臂，如图所示，

根据杠杆的平衡条件：

G•lG＝F•lF，则F＝

＝

，人低头的角度越大，sinθ越大，则G的力臂越大，肌肉的拉力就越大。