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11. 教学大楼每层楼高为3 m，小明提着一重为50 N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4 m进入教室，则小明从一楼到教室的过程中对箱子做的功为 ()
A.0 J
B.300 J
C.450 J
D.500 J
A.0 J
B.300 J
C.450 J
D.500 J
答案
B
解析
功的两个必要因素是作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。小明从一楼到三楼，箱子竖直上升的高度$h=3m×2=6m$，此过程对箱子做功$W=Gh=50N×6m=300J$；沿水平走廊行走时，箱子在竖直方向无移动距离，此过程对箱子不做功。总功为300J。
12. 如图11-5所示，杠杆上每一小格距离相同，每个钩码质量相同，为使杠杆在水平位置平衡，可采取下列哪种措施 ()
A.在支点左边离支点两小格处挂四个相同钩码
B.在最左端挂一个相同的钩码
C.在左端用弹簧测力计竖直向上拉
D.在右端用弹簧测力计竖直向上拉
A.在支点左边离支点两小格处挂四个相同钩码
B.在最左端挂一个相同的钩码
C.在左端用弹簧测力计竖直向上拉
D.在右端用弹簧测力计竖直向上拉
答案
C
解析
根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，设每个钩码重力为$G$，每小格长度为$L$，当前右边顺时针力矩为$2G×3L=6GL$。
选项A：左边2格挂4个钩码，顺时针力矩为$4G×2L=8GL≠6GL$，杠杆不平衡，错误。
选项B：最左端挂1个钩码，顺时针力矩为$G×6L=6GL$，与右边力矩同方向，总力矩顺时针，杠杆不平衡，错误。
选项C：左端竖直向上拉，拉力的逆时针力矩$F×6L=6GL$（即$F=G$）时，力矩平衡，杠杆水平平衡，正确。
选项D：右端竖直向上拉，若拉力力矩等于右边顺时针力矩，右边合力为0，左边无力矩，无法使杠杆在水平位置平衡，错误。
选项A：左边2格挂4个钩码，顺时针力矩为$4G×2L=8GL≠6GL$，杠杆不平衡，错误。
选项B：最左端挂1个钩码，顺时针力矩为$G×6L=6GL$，与右边力矩同方向，总力矩顺时针，杠杆不平衡，错误。
选项C：左端竖直向上拉，拉力的逆时针力矩$F×6L=6GL$（即$F=G$）时，力矩平衡，杠杆水平平衡，正确。
选项D：右端竖直向上拉，若拉力力矩等于右边顺时针力矩，右边合力为0，左边无力矩，无法使杠杆在水平位置平衡，错误。
13. 某物理兴趣小组同学学习了功率知识后，进行了“比一比谁上楼的功率大”的比赛。其中某同学从一楼跑到三楼用了10 s，则他上楼过程中的功率大约是 ()
A.3 W
B.30 W
C.300 W
D.3 000 W
A.3 W
B.30 W
C.300 W
D.3 000 W
答案
C
解析
1. 估算中学生质量约为50kg，其重力$G=mg=50\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}=500\mathrm{N}$；
2. 一楼到三楼的高度约为$h=3\mathrm{m}×2=6\mathrm{m}$；
3. 上楼过程做的功$W=Gh=500\mathrm{N}×6\mathrm{m}=3000\mathrm{J}$；
4. 功率$P=\frac{W}{t}=\frac{3000\mathrm{J}}{10\mathrm{s}}=300\mathrm{W}$，因此对应选项为C。
2. 一楼到三楼的高度约为$h=3\mathrm{m}×2=6\mathrm{m}$；
3. 上楼过程做的功$W=Gh=500\mathrm{N}×6\mathrm{m}=3000\mathrm{J}$；
4. 功率$P=\frac{W}{t}=\frac{3000\mathrm{J}}{10\mathrm{s}}=300\mathrm{W}$，因此对应选项为C。
14. 下列说法中正确的是 ()
A.机械效率越高，机械做功一定越快
B.做功越多的机械，机械效率一定越高
C.功率越大的机械做功一定越多
D.做功越快的机械，功率一定越大
A.机械效率越高，机械做功一定越快
B.做功越多的机械，机械效率一定越高
C.功率越大的机械做功一定越多
D.做功越快的机械，功率一定越大
答案
D
解析
明确功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是有用功与总功的比值，二者无直接关联。
A选项：机械效率高仅说明有用功占比大，与做功快慢无关，错误；
B选项：做功多但有用功占总功的比例不一定高，机械效率不一定高，错误；
C选项：功率大表示做功快，做功多少还与时间有关，功率大若时间短，做功不一定多，错误；
D选项：功率的物理意义是表示做功快慢，做功越快，功率越大，正确。
A选项：机械效率高仅说明有用功占比大，与做功快慢无关，错误；
B选项：做功多但有用功占总功的比例不一定高，机械效率不一定高，错误；
C选项：功率大表示做功快，做功多少还与时间有关，功率大若时间短，做功不一定多，错误；
D选项：功率的物理意义是表示做功快慢，做功越快，功率越大，正确。
15. 如图11-6所示，O为杠杆的支点，第一次杠杆在重物G和力$F_{1}$的作用下处于水平位置平衡。如果第二次杠杆在重物G和力$F_{2}$的作用下仍在图中位置保持平衡，下面关系中正确的是 ()
A.$F_{1}＞F_{2}$
B.$F_{1}=F_{2}$
C.$F_{1}＜F_{2}＜G$
D.$F_{2}＞F_{1}＞G$
A.$F_{1}＞F_{2}$
B.$F_{1}=F_{2}$
C.$F_{1}＜F_{2}＜G$
D.$F_{2}＞F_{1}＞G$
答案
D
解析
1. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，阻力$G$和阻力臂保持不变。
2. 力$F_1$的力臂是支点$O$到$F_1$作用线的垂直距离，$F_2$的力臂是支点$O$到$F_2$作用线的垂直距离，可知$F_1$的力臂大于$F_2$的力臂，因此$F_2＞F_1$。
3. 设$F_1$的力臂为$L_{动}$，阻力臂为$L_{阻}$，由图可知$L_{阻}＞L_{动}$，根据$F_1L_{动}=GL_{阻}$，可得$F_1=\frac{GL_{阻}}{L_{动}}＞G$。
4. 综上，$F_2＞F_1＞G$。
2. 力$F_1$的力臂是支点$O$到$F_1$作用线的垂直距离，$F_2$的力臂是支点$O$到$F_2$作用线的垂直距离，可知$F_1$的力臂大于$F_2$的力臂，因此$F_2＞F_1$。
3. 设$F_1$的力臂为$L_{动}$，阻力臂为$L_{阻}$，由图可知$L_{阻}＞L_{动}$，根据$F_1L_{动}=GL_{阻}$，可得$F_1=\frac{GL_{阻}}{L_{动}}＞G$。
4. 综上，$F_2＞F_1＞G$。
16. 两名运动员，甲运动员比乙运动员高，如果他们举起相同质量的杠铃所用的时间相等，如图11-7所示，则 ()
A.甲做功较多，功率较大
B.甲做功较多，功率较小
C.甲做功较多，甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等，乙的功率较大
A.甲做功较多，功率较大
B.甲做功较多，功率较小
C.甲做功较多，甲、乙功率相等
D.甲、乙做功相等，乙的功率较大
答案
A
解析
1. 杠铃质量相同，由$G=mg$可知，杠铃重力$G$相同；
2. 甲运动员比乙运动员高，即甲举起杠铃的高度$h_{甲}＞h_{乙}$，根据功的公式$W=Gh$，可得$W_{甲}＞W_{乙}$，甲做功较多；
3. 两人举起杠铃的时间$t$相等，根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，因$W_{甲}＞W_{乙}$、$t$相同，故$P_{甲}＞P_{乙}$，甲功率较大。
2. 甲运动员比乙运动员高，即甲举起杠铃的高度$h_{甲}＞h_{乙}$，根据功的公式$W=Gh$，可得$W_{甲}＞W_{乙}$，甲做功较多；
3. 两人举起杠铃的时间$t$相等，根据功率公式$P=\frac{W}{t}$，因$W_{甲}＞W_{乙}$、$t$相同，故$P_{甲}＞P_{乙}$，甲功率较大。
17. 如图11-8所示，一根轻质木杆，A端细线下所挂50 N的重物静止在水平地面上。当在B点加竖直向下的$F=30N$的力作用时，木杆恰能在水平位置处于平衡状态，此时细线竖直。已知$OA=15cm$，$OB=5cm$，则重物对水平地面的压力为 ()
A.80 N
B.60 N
C.40 N
D.20 N
A.80 N
B.60 N
C.40 N
D.20 N
答案
C
解析
1. 根据杠杆平衡条件$F_1L_1=F_2L_2$，以O为支点，代入已知条件$F×OB = F_A×OA$，即$30N×5cm = F_A×15cm$，解得A点拉力$F_A=10N$。
2. 重物静止，受力平衡，地面对重物的支持力$N=G-F_A=50N-10N=40N$。
3. 根据力的作用相互性，重物对水平地面的压力等于支持力，为40N。
2. 重物静止，受力平衡，地面对重物的支持力$N=G-F_A=50N-10N=40N$。
3. 根据力的作用相互性，重物对水平地面的压力等于支持力，为40N。
