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1.(2025·淮阴区期末)青少年在思考问题时,心脏推动血液流动的功率约为1.5W,则你在考试的80min内,心脏做功约为
7200
J.很多公共场所设计了如图所示的专用通道,若将重400N的小车沿8m长的斜面推至3m高的入口处,沿斜面所用的推力为200N,则在此过程中做的有用功为1200
J.使用斜面不能
(选填“能”或“不能”)省功.答案
1. 7200 1200 不能
解析
【分析】
要解决这道题，分三步思考：①计算心脏做功，需利用功的公式$W=Pt$，注意将时间单位换算为秒；②计算斜面的有用功，有用功是克服物体重力做的功，用公式$W_{有用}=Gh$计算；③判断斜面是否省功，需依据功的原理：使用任何机械都不省功。
【解析】
1. 计算心脏做功：
已知心脏推动血液流动的功率$P=1.5W$，做功时间$t=80min=80×60s=4800s$，根据功的计算公式$W=Pt$，可得心脏做功：
$W=Pt=1.5W×4800s=7200J$。
2. 计算斜面的有用功：
沿斜面推小车时，有用功是克服小车重力做的功，已知小车重力$G=400N$，提升高度$h=3m$，根据$W_{有用}=Gh$，可得有用功：
$W_{有用}=400N×3m=1200J$。
3. 判断斜面是否省功：
根据功的原理，使用任何机械都不能省功，因此使用斜面不能省功。
【答案】
7200；1200；不能
【知识点】
功的计算；斜面的应用；功的原理
【点评】
本题考查功的计算和功的原理，属于基础题型，解题时需注意单位换算（如时间单位），牢记有用功的计算方法和功的原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，分三步思考：①计算心脏做功，需利用功的公式$W=Pt$，注意将时间单位换算为秒；②计算斜面的有用功，有用功是克服物体重力做的功，用公式$W_{有用}=Gh$计算；③判断斜面是否省功，需依据功的原理：使用任何机械都不省功。
【解析】
1. 计算心脏做功：
已知心脏推动血液流动的功率$P=1.5W$，做功时间$t=80min=80×60s=4800s$，根据功的计算公式$W=Pt$，可得心脏做功：
$W=Pt=1.5W×4800s=7200J$。
2. 计算斜面的有用功：
沿斜面推小车时，有用功是克服小车重力做的功，已知小车重力$G=400N$，提升高度$h=3m$，根据$W_{有用}=Gh$，可得有用功：
$W_{有用}=400N×3m=1200J$。
3. 判断斜面是否省功：
根据功的原理，使用任何机械都不能省功，因此使用斜面不能省功。
【答案】
7200；1200；不能
【知识点】
功的计算；斜面的应用；功的原理
【点评】
本题考查功的计算和功的原理，属于基础题型，解题时需注意单位换算（如时间单位），牢记有用功的计算方法和功的原理即可轻松解答。
【难度系数】
0.6
2.(2025·南京期末)如图为某工人利用一个重为10N的滑轮提升物体的示意图.若该工人将重为200N的物体沿竖直方向10s内匀速提升1m,若此过程中滑轮的机械效率为80%,则工人所做的有用功是
200
J,额外功是50
J,工人所做的总功是250
J,拉力的功率是25
W.答案
2. 200 50 250 25
解析
【分析】
本题考查滑轮相关的功、机械效率、功率的计算，解题思路为：①有用功是对物体做的功，利用公式$W_{有}=G_{物}h$计算；②根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$变形求出总功；③额外功等于总功减去有用功；④拉力的功率用总功除以时间计算。
【解析】
1. 计算有用功：
有用功是提升物体所做的功，公式为$W_{有}=G_{物}h$，代入数据得：
$W_{有}=200N×1m=200J$；
2. 计算总功：
由机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}$，代入数据得：
$W_{总}=\frac{200J}{80\%}=250J$；
3. 计算额外功：
额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，代入数据得：
$W_{额}=250J -200J=50J$；
4. 计算拉力的功率：
功率公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$，代入数据得：
$P=\frac{250J}{10s}=25W$。
【答案】
200；50；250；25
【知识点】
有用功、总功、机械效率、功率
【点评】
本题结合动滑轮的应用，考查功、机械效率和功率的基础计算，需牢记相关公式并理清各功的关系，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
本题考查滑轮相关的功、机械效率、功率的计算，解题思路为：①有用功是对物体做的功，利用公式$W_{有}=G_{物}h$计算；②根据机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$变形求出总功；③额外功等于总功减去有用功；④拉力的功率用总功除以时间计算。
【解析】
1. 计算有用功：
有用功是提升物体所做的功，公式为$W_{有}=G_{物}h$，代入数据得：
$W_{有}=200N×1m=200J$；
2. 计算总功：
由机械效率公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}$，变形得$W_{总}=\frac{W_{有}}{\eta}$，代入数据得：
$W_{总}=\frac{200J}{80\%}=250J$；
3. 计算额外功：
额外功$W_{额}=W_{总}-W_{有}$，代入数据得：
$W_{额}=250J -200J=50J$；
4. 计算拉力的功率：
功率公式为$P=\frac{W_{总}}{t}$，代入数据得：
$P=\frac{250J}{10s}=25W$。
【答案】
200；50；250；25
【知识点】
有用功、总功、机械效率、功率
【点评】
本题结合动滑轮的应用，考查功、机械效率和功率的基础计算，需牢记相关公式并理清各功的关系，属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
3.如图甲所示，放在粗糙程度不变的水平地面上的物体，用方向不变的力F向右推物体，推力F的大小随时间的变化关系如图乙所示，物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示，0～2s推力做功为
0
J；2～4s物体受到的推力大于
（选填“等于”“大于”或“小于”）摩擦力；第5s时，推力的功率为8
W.答案
3. 0 大于 8
解析
【分析】
要解决本题，需结合F-t图像和v-t图像分析不同时间段物体的运动状态，再运用功、摩擦力、功率的相关知识计算：
1. 0～2s：由v-t图判断物体是否移动，结合功的公式计算推力做功；
2. 2～4s：由v-t图判断物体运动状态，结合F-t图的推力大小，分析推力与摩擦力的关系；
3. 第5s时：由v-t图确定匀速运动的速度，结合F-t图的推力大小，利用功率公式计算推力功率。
【解析】
1. 0～2s：由图丙可知，0～2s内物体速度为0，保持静止，推力方向上物体移动的距离s=0。根据功的计算公式$ W=Fs $，可得推力做功$ W=1N×0m=0J $；
2. 2～4s：由图丙可知，2～4s内物体速度逐渐增大，做加速直线运动，说明物体受力不平衡，合力方向与推力方向相同。由图乙可知，2～4s内推力$ F=3N $，加速运动时推力大于摩擦力，因此物体受到的推力大于摩擦力；
3. 第5s时：由图丙可知，4～6s内物体速度保持$ 4m/s $不变，做匀速直线运动，此时推力与摩擦力平衡，由图乙得4～6s推力$ F=2N $。根据功率公式$ P=Fv $，可得推力的功率$ P=2N×4m/s=8W $。
【答案】
0；大于；8
【知识点】
功的计算、摩擦力、功率的计算
【点评】
本题结合F-t图像和v-t图像考查力学核心知识点，需准确解读图像信息，将运动状态与受力、功和功率的计算结合，是力学中典型的图像分析题型，需掌握图像与物理规律的对应关系。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合F-t图像和v-t图像分析不同时间段物体的运动状态，再运用功、摩擦力、功率的相关知识计算：
1. 0～2s：由v-t图判断物体是否移动，结合功的公式计算推力做功；
2. 2～4s：由v-t图判断物体运动状态，结合F-t图的推力大小，分析推力与摩擦力的关系；
3. 第5s时：由v-t图确定匀速运动的速度，结合F-t图的推力大小，利用功率公式计算推力功率。
【解析】
1. 0～2s：由图丙可知，0～2s内物体速度为0，保持静止，推力方向上物体移动的距离s=0。根据功的计算公式$ W=Fs $，可得推力做功$ W=1N×0m=0J $；
2. 2～4s：由图丙可知，2～4s内物体速度逐渐增大，做加速直线运动，说明物体受力不平衡，合力方向与推力方向相同。由图乙可知，2～4s内推力$ F=3N $，加速运动时推力大于摩擦力，因此物体受到的推力大于摩擦力；
3. 第5s时：由图丙可知，4～6s内物体速度保持$ 4m/s $不变，做匀速直线运动，此时推力与摩擦力平衡，由图乙得4～6s推力$ F=2N $。根据功率公式$ P=Fv $，可得推力的功率$ P=2N×4m/s=8W $。
【答案】
0；大于；8
【知识点】
功的计算、摩擦力、功率的计算
【点评】
本题结合F-t图像和v-t图像考查力学核心知识点，需准确解读图像信息，将运动状态与受力、功和功率的计算结合，是力学中典型的图像分析题型，需掌握图像与物理规律的对应关系。
【难度系数】
0.5
4.(2025·如皋三模)研学实践活动时,小明在农家乐看到一种农具(如图甲),他查阅资料后知道这种农具是农民捣谷用的“舂”,其工作原理图如图乙所示,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长0.3m,则 (
A.使用舂捣谷时可以省力
B.不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C.每踩一次对碓头做的功是1800J
D.若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是15W
D
)A.使用舂捣谷时可以省力
B.不计碓杆的重力和摩擦,脚至少用15N的力才可以将碓头抬起
C.每踩一次对碓头做的功是1800J
D.若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是15W
答案
4. D
解析
【分析】
本题考查杠杆平衡条件、功、功率、机械效率的综合应用，需逐一分析各选项：先判断杠杆类型，再利用杠杆平衡条件计算作用力，接着计算有用功，最后结合机械效率和功率公式分析功率，确定选项正误。
【解析】
选项A：舂的支点为O，阻力是碓头的重力（作用在A点），阻力臂为AO=1.5m；动力是脚在B点的作用力，动力臂为OB=0.3m。因动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不能省力，故A错误。
选项B：不计碓杆重力和摩擦，根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，得 $ F × OB = G × AO $，代入数据：$ F = \frac{G × AO}{OB} = \frac{30N × 1.5m}{0.3m} = 150N $，并非15N，故B错误。
选项C：每踩一次，对碓头做的有用功 $ W_{有用} = Gh = 30N × 0.6m = 18J $，不是1800J，故C错误。
选项D：1min内做的总有用功 $ W_{有用总} = 30 × 18J = 540J $，由机械效率 $ \eta = \frac{W_{有用总}}{W_{总}} $，得总功 $ W_{总} = \frac{W_{有用总}}{\eta} = \frac{540J}{60\%} = 900J $，人做功的功率 $ P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{900J}{60s} = 15W $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、功、功率、机械效率
【点评】
本题综合考查简单机械与功的相关知识，需熟练运用各公式，区分有用功与总功，对学生的综合分析能力有一定要求，易错点为杠杆力臂判断和机械效率的应用。
【难度系数】
0.5
本题考查杠杆平衡条件、功、功率、机械效率的综合应用，需逐一分析各选项：先判断杠杆类型，再利用杠杆平衡条件计算作用力，接着计算有用功，最后结合机械效率和功率公式分析功率，确定选项正误。
【解析】
选项A：舂的支点为O，阻力是碓头的重力（作用在A点），阻力臂为AO=1.5m；动力是脚在B点的作用力，动力臂为OB=0.3m。因动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，不能省力，故A错误。
选项B：不计碓杆重力和摩擦，根据杠杆平衡条件 $ F_1L_1 = F_2L_2 $，得 $ F × OB = G × AO $，代入数据：$ F = \frac{G × AO}{OB} = \frac{30N × 1.5m}{0.3m} = 150N $，并非15N，故B错误。
选项C：每踩一次，对碓头做的有用功 $ W_{有用} = Gh = 30N × 0.6m = 18J $，不是1800J，故C错误。
选项D：1min内做的总有用功 $ W_{有用总} = 30 × 18J = 540J $，由机械效率 $ \eta = \frac{W_{有用总}}{W_{总}} $，得总功 $ W_{总} = \frac{W_{有用总}}{\eta} = \frac{540J}{60\%} = 900J $，人做功的功率 $ P = \frac{W_{总}}{t} = \frac{900J}{60s} = 15W $，故D正确。
【答案】
D
【知识点】
杠杆平衡条件、功、功率、机械效率
【点评】
本题综合考查简单机械与功的相关知识，需熟练运用各公式，区分有用功与总功，对学生的综合分析能力有一定要求，易错点为杠杆力臂判断和机械效率的应用。
【难度系数】
0.5
5.使用如图所示的滑轮组匀速提升重力不同的物体时，除了动滑轮的重力导致的额外功外，其他因素导致的额外功与总功之比为一定值.已知动滑轮的重力为1.0N，绳子能够承受的最大拉力为50N.当匀速提升重为9.0N的物体时，滑轮组的机械效率为81%，则使用该滑轮组匀速提升物体时的机械效率的最大值为 （
A.90%
B.89%
C.88%
D.87%
B
）A.90%
B.89%
C.88%
D.87%
答案
5. B
解析
【分析】
首先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=2；根据题意，其他额外功与总功之比为定值，先利用已知条件求出该定值；再结合绳子最大拉力，求出最大物重，最后计算最大机械效率。需理清有用功、额外功、总功的关系，逐步推导定值与最大物重。
【解析】
1. 确定滑轮组绳子段数：由图可知，动滑轮上有2段绳子，故n=2，绳子自由端移动距离s=2h。
2. 求其他额外功与总功的定值：
当提升G₁=9.0N时，机械效率η₁=81%，总功W总₁= F₁s=F₁·2h，有用功W有₁=G₁h，动滑轮额外功W额动₁=G动h=1.0N·h。
由η₁=W有₁/W总₁，得W总₁=W有₁/η₁=(9.0N·h)/0.81。
此时其他额外功W额其他₁=W总₁ - W有₁ - W额动₁ = (9h/0.81) -9h -1h = 10h/9。
则其他额外功与总功的比值k=W额其他₁/W总₁=0.1（定值）。
3. 计算最大拉力时的总功：
绳子最大拉力Fmax=50N，总功W总max=Fmax·s=50N·2h=100h。
4. 求最大物重Gmax：
总功W总max=W有max + W额动max + W额其他max，其中W额动max=1h，W额其他max=0.1×100h=10h，W有max=Gmax·h。
代入得：100h = Gmax·h +1h +10h → Gmax=89N。
5. 计算最大机械效率：
ηmax=W有max/W总max=(89h)/(100h)=89%。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组机械效率、额外功与总功
【点评】
本题结合滑轮组特点，利用额外功与总功的定值关系，结合最大拉力求解最大机械效率，需理清各功的关系，步骤清晰，考查对机械效率的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
首先确定滑轮组承担物重的绳子段数n=2；根据题意，其他额外功与总功之比为定值，先利用已知条件求出该定值；再结合绳子最大拉力，求出最大物重，最后计算最大机械效率。需理清有用功、额外功、总功的关系，逐步推导定值与最大物重。
【解析】
1. 确定滑轮组绳子段数：由图可知，动滑轮上有2段绳子，故n=2，绳子自由端移动距离s=2h。
2. 求其他额外功与总功的定值：
当提升G₁=9.0N时，机械效率η₁=81%，总功W总₁= F₁s=F₁·2h，有用功W有₁=G₁h，动滑轮额外功W额动₁=G动h=1.0N·h。
由η₁=W有₁/W总₁，得W总₁=W有₁/η₁=(9.0N·h)/0.81。
此时其他额外功W额其他₁=W总₁ - W有₁ - W额动₁ = (9h/0.81) -9h -1h = 10h/9。
则其他额外功与总功的比值k=W额其他₁/W总₁=0.1（定值）。
3. 计算最大拉力时的总功：
绳子最大拉力Fmax=50N，总功W总max=Fmax·s=50N·2h=100h。
4. 求最大物重Gmax：
总功W总max=W有max + W额动max + W额其他max，其中W额动max=1h，W额其他max=0.1×100h=10h，W有max=Gmax·h。
代入得：100h = Gmax·h +1h +10h → Gmax=89N。
5. 计算最大机械效率：
ηmax=W有max/W总max=(89h)/(100h)=89%。
【答案】
B
【知识点】
滑轮组机械效率、额外功与总功
【点评】
本题结合滑轮组特点，利用额外功与总功的定值关系，结合最大拉力求解最大机械效率，需理清各功的关系，步骤清晰，考查对机械效率的综合应用能力。
【难度系数】
0.5
