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1. (2024·中山期末)如题图所示,用一个平行于斜面向上的拉力$F$将重力为$G$的物体从粗糙的斜面底端拉到斜面顶端,已知斜面对物体的支持力为$F_{支}$,斜面对物体的摩擦力为$f$,这些力中,没有对物体做功的力是 (
A.重力$G$
B.拉力$F$
C.支持力$F_{支}$
D.摩擦力$f$
C
)A.重力$G$
B.拉力$F$
C.支持力$F_{支}$
D.摩擦力$f$
答案
1. C
解析
【分析】要判断力是否对物体做功，需依据做功的两个必要条件：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。逐一分析各力的方向与物体移动方向的关系，判断是否满足做功条件。
【解析】根据做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，逐一分析选项：
选项A：重力G竖直向下，物体沿斜面向上运动，在竖直方向存在移动的距离，因此重力做功，A不符合题意；
选项B：拉力F沿斜面向上，物体沿斜面向上运动，在拉力的方向上存在移动的距离，因此拉力做功，B不符合题意；
选项C：支持力$F_{支}$垂直于斜面向上，物体沿斜面向上运动，运动方向与支持力方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力不做功，C符合题意；
选项D：摩擦力$f$沿斜面向下，物体沿斜面向上运动，在摩擦力的反方向存在移动的距离，因此摩擦力做功，D不符合题意。
【答案】C
【知识点】功的必要因素、力是否做功的判断
【点评】本题考查力是否做功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，明确各力方向与物体移动方向的关系，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.6
【解析】根据做功的两个必要因素：①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，逐一分析选项：
选项A：重力G竖直向下，物体沿斜面向上运动，在竖直方向存在移动的距离，因此重力做功，A不符合题意；
选项B：拉力F沿斜面向上，物体沿斜面向上运动，在拉力的方向上存在移动的距离，因此拉力做功，B不符合题意；
选项C：支持力$F_{支}$垂直于斜面向上，物体沿斜面向上运动，运动方向与支持力方向垂直，物体在支持力的方向上没有移动距离，因此支持力不做功，C符合题意；
选项D：摩擦力$f$沿斜面向下，物体沿斜面向上运动，在摩擦力的反方向存在移动的距离，因此摩擦力做功，D不符合题意。
【答案】C
【知识点】功的必要因素、力是否做功的判断
【点评】本题考查力是否做功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，明确各力方向与物体移动方向的关系，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.6
2. (2024·大荔)如图所示,初三学生小明想测量自己每天上学从一楼正常爬到教室五楼的功率,下列相关说法中错误的是($g$取$10\ \mathrm{N/kg}$) （
A.他所依据的实验原理是$P=\dfrac{W}{t}$
B.他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺
C.他所需要的测量的物理量有他的质量$m$、一楼到五楼的高度$h$,正常爬楼的时间$t$
D.小明正常爬楼的功率有可能达到$500\ \mathrm{W}$
D
）A.他所依据的实验原理是$P=\dfrac{W}{t}$
B.他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺
C.他所需要的测量的物理量有他的质量$m$、一楼到五楼的高度$h$,正常爬楼的时间$t$
D.小明正常爬楼的功率有可能达到$500\ \mathrm{W}$
答案
2. D
解析
【分析】
本题考查爬楼功率的测量，需结合功率公式分析各选项：测量爬楼功率的原理是$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功$W=Gh=mgh$，因此需要测量自身质量、爬楼高度、爬楼时间，结合实际估算功率大小即可判断选项对错。
【解析】
1. 选项A：测量功率的原理是$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功$W=mgh$，因此该原理正确，A不符合题意。
2. 选项B：测量质量需要磅秤，测量爬楼高度需要刻度尺，测量爬楼时间需要秒表，所需测量工具正确，B不符合题意。
3. 选项C：根据$P=\frac{mgh}{t}$，需要测量的物理量是质量$m$、一楼到五楼的高度$h$、爬楼时间$t$，C不符合题意。
4. 选项D：初三学生质量约$50\ \mathrm{kg}$，每层楼高约$3\ \mathrm{m}$，一楼到五楼高度$h=4×3\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}$，正常爬楼时间约$20\ \mathrm{s}$，则功率$P=\frac{mgh}{t}=\frac{50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×12\ \mathrm{m}}{20\ \mathrm{s}}=300\ \mathrm{W}$，远小于$500\ \mathrm{W}$，D错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
功率的测量、功的计算
【点评】
本题结合实际场景考查功率的测量，核心是理解功率公式，明确测量所需的物理量和工具，同时需结合生活实际估算爬楼功率，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题考查爬楼功率的测量，需结合功率公式分析各选项：测量爬楼功率的原理是$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功$W=Gh=mgh$，因此需要测量自身质量、爬楼高度、爬楼时间，结合实际估算功率大小即可判断选项对错。
【解析】
1. 选项A：测量功率的原理是$P=\frac{W}{t}$，爬楼时克服重力做功$W=mgh$，因此该原理正确，A不符合题意。
2. 选项B：测量质量需要磅秤，测量爬楼高度需要刻度尺，测量爬楼时间需要秒表，所需测量工具正确，B不符合题意。
3. 选项C：根据$P=\frac{mgh}{t}$，需要测量的物理量是质量$m$、一楼到五楼的高度$h$、爬楼时间$t$，C不符合题意。
4. 选项D：初三学生质量约$50\ \mathrm{kg}$，每层楼高约$3\ \mathrm{m}$，一楼到五楼高度$h=4×3\ \mathrm{m}=12\ \mathrm{m}$，正常爬楼时间约$20\ \mathrm{s}$，则功率$P=\frac{mgh}{t}=\frac{50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}×12\ \mathrm{m}}{20\ \mathrm{s}}=300\ \mathrm{W}$，远小于$500\ \mathrm{W}$，D错误，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
功率的测量、功的计算
【点评】
本题结合实际场景考查功率的测量，核心是理解功率公式，明确测量所需的物理量和工具，同时需结合生活实际估算爬楼功率，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
3. 物体在同一水平面上做匀速直线运动，当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时，受到的水平推力为$F_1$；当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时，受到的水平推力为$F_2$。两次推力的功率分别为$P_1$、$P_2$。则$F_1:F_2$和$P_1:P_2$分别为（
A.$3:5,9:25$
B.$3:5,1:1$
C.$3:5,3:5$
D.$1:1,3:5$
D
）A.$3:5,9:25$
B.$3:5,1:1$
C.$3:5,3:5$
D.$1:1,3:5$
答案
3. D
解析
【分析】首先，物体两次均做匀速直线运动，根据二力平衡原理，水平推力等于滑动摩擦力。由于同一物体在同一水平面，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力大小相等，因此两次推力相等；再结合s-t图像和v-t图像求出两次运动的速度，最后根据功率公式计算功率之比。
【解析】1. 求$F_1:F_2$：物体做匀速直线运动时，水平方向受力平衡，推力等于滑动摩擦力，即$F=f$。同一物体在同一水平面，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力$f$大小相等，故$F_1=F_2$，因此$F_1:F_2=1:1$。
2. 求两次运动的速度：由甲图（s-t图像），$t_1=2s$时，$s_1=6m$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，得$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{6m}{2s}=3m/s$；由乙图（v-t图像）可知，物体速度保持$v_2=5m/s$不变。
3. 求$P_1:P_2$：功率公式为$P=Fv$，则$P_1=F_1v_1$，$P_2=F_2v_2$。因为$F_1=F_2$，所以$P_1:P_2=v_1:v_2=3m/s:5m/s=3:5$。
综上，$F_1:F_2=1:1$，$P_1:P_2=3:5$，对应选项D。
【答案】D
【知识点】二力平衡、速度计算、功率计算
【点评】本题结合运动图像考查力学综合知识，关键是利用匀速运动的二力平衡关系确定推力大小，再从图像提取速度信息计算功率，难度适中。
【难度系数】0.4
【解析】1. 求$F_1:F_2$：物体做匀速直线运动时，水平方向受力平衡，推力等于滑动摩擦力，即$F=f$。同一物体在同一水平面，压力和接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力$f$大小相等，故$F_1=F_2$，因此$F_1:F_2=1:1$。
2. 求两次运动的速度：由甲图（s-t图像），$t_1=2s$时，$s_1=6m$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，得$v_1=\frac{s_1}{t_1}=\frac{6m}{2s}=3m/s$；由乙图（v-t图像）可知，物体速度保持$v_2=5m/s$不变。
3. 求$P_1:P_2$：功率公式为$P=Fv$，则$P_1=F_1v_1$，$P_2=F_2v_2$。因为$F_1=F_2$，所以$P_1:P_2=v_1:v_2=3m/s:5m/s=3:5$。
综上，$F_1:F_2=1:1$，$P_1:P_2=3:5$，对应选项D。
【答案】D
【知识点】二力平衡、速度计算、功率计算
【点评】本题结合运动图像考查力学综合知识，关键是利用匀速运动的二力平衡关系确定推力大小，再从图像提取速度信息计算功率，难度适中。
【难度系数】0.4
4. 小华同学骑着自行车在平直公路上以正常速度匀速行驶时的功率约为70 W，则他骑车时所受的阻力约为（
A.2 000 N
B.200 N
C.20 N
D.2 N
C
）A.2 000 N
B.200 N
C.20 N
D.2 N
答案
4. C
解析
【分析】
要解决这道题，需结合匀速运动的受力特点和功率公式分析：首先，小华骑车匀速行驶时处于平衡状态，动力与阻力大小相等；其次，利用功率公式推导阻力的表达式，再结合生活中正常骑车的速度估算，即可计算出阻力大小，选出正确选项。
【解析】
1. 匀速运动的受力规律：小华骑车匀速行驶时，动力F与阻力f是一对平衡力，因此F=f；
2. 功率公式变形：功率P=W/t=Fs/t=Fv，变形可得F=P/v；
3. 估算正常骑车速度：人正常骑自行车的速度约为v=5m/s；
4. 计算阻力：将P=70W、v=5m/s代入f=F=P/v，得f=70W÷5m/s=14N，与选项中20N最接近，故选C。
【答案】
C
【知识点】
功率的计算、二力平衡
【点评】
本题是结合生活实际的估算题，核心是利用匀速运动的二力平衡条件和功率公式，关键在于正确估算正常骑车的速度，难度适中，注重物理知识与生活的联系。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合匀速运动的受力特点和功率公式分析：首先，小华骑车匀速行驶时处于平衡状态，动力与阻力大小相等；其次，利用功率公式推导阻力的表达式，再结合生活中正常骑车的速度估算，即可计算出阻力大小，选出正确选项。
【解析】
1. 匀速运动的受力规律：小华骑车匀速行驶时，动力F与阻力f是一对平衡力，因此F=f；
2. 功率公式变形：功率P=W/t=Fs/t=Fv，变形可得F=P/v；
3. 估算正常骑车速度：人正常骑自行车的速度约为v=5m/s；
4. 计算阻力：将P=70W、v=5m/s代入f=F=P/v，得f=70W÷5m/s=14N，与选项中20N最接近，故选C。
【答案】
C
【知识点】
功率的计算、二力平衡
【点评】
本题是结合生活实际的估算题，核心是利用匀速运动的二力平衡条件和功率公式，关键在于正确估算正常骑车的速度，难度适中，注重物理知识与生活的联系。
【难度系数】
0.6
5. 一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶，途中经过一段泥泞路面，若汽车发动机的功率始终保持不变，则汽车行驶路程$s$随时间$t$的变化关系可能是（
D
）答案
5. D
解析
【分析】
要解决这道题，需结合功率公式和s-t图像的物理意义分析：汽车发动机功率P恒定，根据公式$P=Fv$，牵引力F与速度v成反比。汽车在平直公路时阻力小，牵引力小，速度大，对应s-t图像斜率大；经过泥泞路面时，阻力增大，需增大牵引力以保持功率不变，因此速度减小，对应s-t图像斜率变小；离开泥泞路面后，阻力减小，牵引力减小，速度再次增大，对应s-t图像斜率变大。同时汽车始终向前行驶，路程s应随时间t持续增大，不会出现s减小的情况。
【解析】
根据功率公式$P=Fv$（功率恒定），分析汽车各阶段的速度变化，结合s-t图像斜率表示速度的规律判断：
1. 初始阶段：汽车在平直公路，阻力小，牵引力小，速度大，s-t图像斜率大；
2. 经过泥泞路面：阻力变大，为保持功率不变，牵引力需增大，速度减小，s-t图像斜率变小；
3. 离开泥泞路面后：阻力恢复变小，牵引力减小，速度再次增大，s-t图像斜率变大；
4. 汽车始终向前行驶，路程s随时间t持续增加，无下降段。
逐一分析选项：
A：图像斜率不变，速度不变，不符合速度变化规律，错误；
B：第二段斜率比第一段大，说明速度变大，不符合泥泞路面速度减小的情况，错误；
C：图像出现s减小的部分，说明路程后退，不符合汽车向前行驶的事实，错误；
D：图像斜率先大、再变小、再变大，且s持续增大，符合分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
功率与速度的关系；s-t图像的物理意义
【点评】
本题结合力学功率公式和运动图像，考查对物理量关系的理解，需明确s-t图像斜率代表速度，功率恒定时阻力变化对速度的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合功率公式和s-t图像的物理意义分析：汽车发动机功率P恒定，根据公式$P=Fv$，牵引力F与速度v成反比。汽车在平直公路时阻力小，牵引力小，速度大，对应s-t图像斜率大；经过泥泞路面时，阻力增大，需增大牵引力以保持功率不变，因此速度减小，对应s-t图像斜率变小；离开泥泞路面后，阻力减小，牵引力减小，速度再次增大，对应s-t图像斜率变大。同时汽车始终向前行驶，路程s应随时间t持续增大，不会出现s减小的情况。
【解析】
根据功率公式$P=Fv$（功率恒定），分析汽车各阶段的速度变化，结合s-t图像斜率表示速度的规律判断：
1. 初始阶段：汽车在平直公路，阻力小，牵引力小，速度大，s-t图像斜率大；
2. 经过泥泞路面：阻力变大，为保持功率不变，牵引力需增大，速度减小，s-t图像斜率变小；
3. 离开泥泞路面后：阻力恢复变小，牵引力减小，速度再次增大，s-t图像斜率变大；
4. 汽车始终向前行驶，路程s随时间t持续增加，无下降段。
逐一分析选项：
A：图像斜率不变，速度不变，不符合速度变化规律，错误；
B：第二段斜率比第一段大，说明速度变大，不符合泥泞路面速度减小的情况，错误；
C：图像出现s减小的部分，说明路程后退，不符合汽车向前行驶的事实，错误；
D：图像斜率先大、再变小、再变大，且s持续增大，符合分析，正确。
【答案】
D
【知识点】
功率与速度的关系；s-t图像的物理意义
【点评】
本题结合力学功率公式和运动图像，考查对物理量关系的理解，需明确s-t图像斜率代表速度，功率恒定时阻力变化对速度的影响，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
6. 2022年5月3日，央视新闻《以青春的名义》栏目播出《孔德庆：从月球到火屋的守望》，孔德庆是一位从临沂走出来的太空守望者，为了接收来自火星探测器的微弱信号，他和同事们进行了70 m天线建设. 如图所示，天线反射体质量为$4.5×10^{5}\ \mathrm{kg}$，它的重力为
$4.5×10^{6}$
N；吊装反射体时用到滑轮组，其中能改变拉力方向的是定
滑轮；若吊装机械在10 min内将反射体匀速提升了6 m，则吊装机械对反射体做功$2.7×10^{7}$
J，做功的功率为$4.5×10^{4}$
W.（g取10 N/kg）答案
6. $4.5×10^{6}$；定；$2.7×10^{7}$；$4.5×10^{4}$
解析
【分析】
本题考查力学相关的基础计算与概念，解题思路如下：1. 利用重力公式$G=mg$计算天线反射体的重力；2. 根据定滑轮和动滑轮的特点，判断能改变拉力方向的滑轮类型；3. 利用功的公式$W=Gh$计算吊装机械对反射体做的功；4. 利用功率公式$P=\frac{W}{t}$，注意时间单位换算，计算做功的功率。
【解析】
1. 计算重力：根据重力公式$G=mg$，代入$m=4.5×10^5\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，可得$G=4.5×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.5×10^6\ \mathrm{N}$；
2. 判断滑轮类型：定滑轮的作用是改变力的方向，动滑轮的作用是省力，因此能改变拉力方向的是定滑轮；
3. 计算做功：匀速提升反射体时，拉力等于重力，根据功的公式$W=Gh$，代入$G=4.5×10^6\ \mathrm{N}$，$h=6\ \mathrm{m}$，可得$W=4.5×10^6\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=2.7×10^7\ \mathrm{J}$；
4. 计算功率：先将时间单位换算，$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$，根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入$W=2.7×10^7\ \mathrm{J}$，$t=600\ \mathrm{s}$，可得$P=\frac{2.7×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}=4.5×10^4\ \mathrm{W}$。
【答案】
$4.5×10^6$；定；$2.7×10^7$；$4.5×10^4$
【知识点】
重力计算、定滑轮特点、功的计算、功率计算
【点评】
本题结合实际工程场景，考查力学核心基础知识点，需要牢记相关公式和滑轮的作用，注意单位换算细节，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查力学相关的基础计算与概念，解题思路如下：1. 利用重力公式$G=mg$计算天线反射体的重力；2. 根据定滑轮和动滑轮的特点，判断能改变拉力方向的滑轮类型；3. 利用功的公式$W=Gh$计算吊装机械对反射体做的功；4. 利用功率公式$P=\frac{W}{t}$，注意时间单位换算，计算做功的功率。
【解析】
1. 计算重力：根据重力公式$G=mg$，代入$m=4.5×10^5\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，可得$G=4.5×10^5\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=4.5×10^6\ \mathrm{N}$；
2. 判断滑轮类型：定滑轮的作用是改变力的方向，动滑轮的作用是省力，因此能改变拉力方向的是定滑轮；
3. 计算做功：匀速提升反射体时，拉力等于重力，根据功的公式$W=Gh$，代入$G=4.5×10^6\ \mathrm{N}$，$h=6\ \mathrm{m}$，可得$W=4.5×10^6\ \mathrm{N}×6\ \mathrm{m}=2.7×10^7\ \mathrm{J}$；
4. 计算功率：先将时间单位换算，$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$，根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，代入$W=2.7×10^7\ \mathrm{J}$，$t=600\ \mathrm{s}$，可得$P=\frac{2.7×10^7\ \mathrm{J}}{600\ \mathrm{s}}=4.5×10^4\ \mathrm{W}$。
【答案】
$4.5×10^6$；定；$2.7×10^7$；$4.5×10^4$
【知识点】
重力计算、定滑轮特点、功的计算、功率计算
【点评】
本题结合实际工程场景，考查力学核心基础知识点，需要牢记相关公式和滑轮的作用，注意单位换算细节，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
