登录
3. 如图甲、乙所示，小明分别利用滑轮组来提升物体，请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法。
答案
3. 如图甲、乙所示
解析:滑轮组要最省力,承担物重的绳子段数要达到最大.题图甲中,n最大为3,即承担物重的绳子段数为3时最省力;题图乙中,n最大为5,即承担物重的绳子段数为5时最省力.根据“奇动偶定”可知,从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,这就是最省力的绕法.解析
【分析】
要画出滑轮组最省力的绕线，核心思路是让承担物重的绳子段数n取到最大值，n越大滑轮组越省力。首先分别统计两个图的滑轮数量：甲图有1个定滑轮、1个动滑轮，最多可实现n=3段绳子承担物重；乙图有2个定滑轮、2个动滑轮，最多可实现n=5段绳子承担物重。再结合滑轮组“奇动偶定”的绕线规则：当n为奇数时，绳子起始端固定在动滑轮的挂钩上，依次交替绕过所有滑轮，就能得到最大的绳子段数，实现最省力的效果。
【解析】
1. 甲滑轮组绕线步骤：
甲图共1定1动，最大n=3，属于奇数段，将绳子起始端固定在动滑轮上方的挂钩处，向上绕过顶部的定滑轮，再向下绕过动滑轮，即可完成最省力绕线，此时3段绳子共同承担物重。
2. 乙滑轮组绕线步骤：
乙图共2定2动，最大n=5，属于奇数段，将绳子起始端固定在最上方动滑轮的顶部挂钩处，依次交替绕过上层定滑轮、下层动滑轮、第二层定滑轮、第二层动滑轮，即可完成最省力绕线，此时5段绳子共同承担物重，是该滑轮组能达到的最小拉力状态。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，奇动偶定，滑轮组省力
【点评】
本题考查滑轮组最省力绕法的实操应用，核心是理解“承担物重的绳子段数越多越省力”的规律，熟练运用奇动偶定的绕线规则。易错点是乙图的2定2动滑轮组，很多同学会错误将起始端固定在定滑轮上，得到n=4的绕法，没有取到最大的5段绳子，无法实现最省力的要求。
【难度系数】
0.6
要画出滑轮组最省力的绕线，核心思路是让承担物重的绳子段数n取到最大值，n越大滑轮组越省力。首先分别统计两个图的滑轮数量：甲图有1个定滑轮、1个动滑轮，最多可实现n=3段绳子承担物重；乙图有2个定滑轮、2个动滑轮，最多可实现n=5段绳子承担物重。再结合滑轮组“奇动偶定”的绕线规则：当n为奇数时，绳子起始端固定在动滑轮的挂钩上，依次交替绕过所有滑轮，就能得到最大的绳子段数，实现最省力的效果。
【解析】
1. 甲滑轮组绕线步骤：
甲图共1定1动，最大n=3，属于奇数段，将绳子起始端固定在动滑轮上方的挂钩处，向上绕过顶部的定滑轮，再向下绕过动滑轮，即可完成最省力绕线，此时3段绳子共同承担物重。
2. 乙滑轮组绕线步骤：
乙图共2定2动，最大n=5，属于奇数段，将绳子起始端固定在最上方动滑轮的顶部挂钩处，依次交替绕过上层定滑轮、下层动滑轮、第二层定滑轮、第二层动滑轮，即可完成最省力绕线，此时5段绳子共同承担物重，是该滑轮组能达到的最小拉力状态。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕线，奇动偶定，滑轮组省力
【点评】
本题考查滑轮组最省力绕法的实操应用，核心是理解“承担物重的绳子段数越多越省力”的规律，熟练运用奇动偶定的绕线规则。易错点是乙图的2定2动滑轮组，很多同学会错误将起始端固定在定滑轮上，得到n=4的绕法，没有取到最大的5段绳子，无法实现最省力的要求。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示，用滑轮组沿水平方向拉动物体，请画出最省力的绕绳方法.
答案
4. 如图所示
解析:由一个动滑轮和一个定滑轮组合而成的滑轮组最多有3段绳子绕在动滑轮上,根据“奇动偶定”的原则,绳子的起始端应该固定在动滑轮上,然后依次绕绳即可.解析
【分析】
首先先识别图中的两个滑轮：左侧滑轮轴固定在墙面上，是定滑轮，右侧滑轮和待拉动的物体相连，是动滑轮。要实现最省力的效果，就需要让尽可能多的绳子段数分担拉动滑轮的拉力，1个定滑轮搭配1个动滑轮的滑轮组，最多可以有3段绳子作用在动滑轮上，此时拉力最小。接下来结合滑轮组绕线的“奇动偶定”规则：当承担拉力的绳子段数为奇数时，绳子的起始端要固定在动滑轮的挂钩上，之后依次绕过定滑轮、再绕回动滑轮，就能得到段数最多的最省力绕法。
【解析】
1. 判断滑轮属性：左侧滑轮轴位置固定，为定滑轮；右侧滑轮会随物体同步移动，为动滑轮。
2. 确定最大绳子段数：1定1动的滑轮组，最多可让3段绳子分担动滑轮受到的水平拉力，此时拉力最小，实现最省力。
3. 按照“奇动偶定”的绕线规则，n=3是奇数，将绳子起始端固定在动滑轮左侧的挂钩上，向左牵引绳子绕过左侧的定滑轮，再向右牵引绳子绕过右侧的动滑轮，即可完成最省力的绕绳。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕法；奇动偶定原则
【点评】
本题是水平滑轮组的基础作图题，核心要求是画出最省力的绕绳，解题关键是明确“最省力”对应动滑轮上绳子段数最多的要求，结合奇动偶定的绕线规律即可完成，注意不要误将绳端起点固定在定滑轮上得到仅2段绳的非最优绕法。
【难度系数】
0.6
首先先识别图中的两个滑轮：左侧滑轮轴固定在墙面上，是定滑轮，右侧滑轮和待拉动的物体相连，是动滑轮。要实现最省力的效果，就需要让尽可能多的绳子段数分担拉动滑轮的拉力，1个定滑轮搭配1个动滑轮的滑轮组，最多可以有3段绳子作用在动滑轮上，此时拉力最小。接下来结合滑轮组绕线的“奇动偶定”规则：当承担拉力的绳子段数为奇数时，绳子的起始端要固定在动滑轮的挂钩上，之后依次绕过定滑轮、再绕回动滑轮，就能得到段数最多的最省力绕法。
【解析】
1. 判断滑轮属性：左侧滑轮轴位置固定，为定滑轮；右侧滑轮会随物体同步移动，为动滑轮。
2. 确定最大绳子段数：1定1动的滑轮组，最多可让3段绳子分担动滑轮受到的水平拉力，此时拉力最小，实现最省力。
3. 按照“奇动偶定”的绕线规则，n=3是奇数，将绳子起始端固定在动滑轮左侧的挂钩上，向左牵引绳子绕过左侧的定滑轮，再向右牵引绳子绕过右侧的动滑轮，即可完成最省力的绕绳。
【答案】
【知识点】
滑轮组绕法；奇动偶定原则
【点评】
本题是水平滑轮组的基础作图题，核心要求是画出最省力的绕绳，解题关键是明确“最省力”对应动滑轮上绳子段数最多的要求，结合奇动偶定的绕线规律即可完成，注意不要误将绳端起点固定在定滑轮上得到仅2段绳的非最优绕法。
【难度系数】
0.6
1. (2025·连云港)下列情景中,人对物体做功的是（
A.司机用力推汽车,汽车不动
B.人推自行车前进
C.学生背着书包在水平路面上匀速前进
D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离
B
）A.司机用力推汽车,汽车不动
B.人推自行车前进
C.学生背着书包在水平路面上匀速前进
D.足球被踢后,在草地上滚动了一段距离
答案
1. B 解析:根据功的定义可知,对物体做功有两个必要条件:一是对物体有力的作用;二是物体在力的方向上通过一定的距离.司机用力推汽车,汽车不动,汽车在人的推力方向上没有移动距离,人没有对汽车做功,A不符合题意;人推自行车前进,自行车在人的推力方向上通过一定的距离,人对自行车做了功,B符合题意;学生背着书包在水平路面上匀速前进,书包没有在人对它的作用力的方向上移动距离,人没有对书包做功,C不符合题意;足球在草地上滚动的过程中,人对足球没有力的作用,人没有对足球做功,D不符合题意.
解析
【分析】
要判断人是否对物体做功，首先要牢记做功的两个必备条件：①人对物体施加了力的作用；②物体在这个力的方向上通过了一段距离，两个条件同时满足才说明人对物体做了功，二者缺一不可。接下来我们逐个对照四个选项，先确认是否存在人施加的力，再判断物体是否在该力的方向上移动了距离，排除不符合条件的选项就能得到正确答案。
【解析】
做功的两个必要条件为：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，两个条件同时满足时力才对物体做功。
选项A：司机用力推汽车，对汽车施加了推力，但汽车保持静止，在推力方向上没有移动距离，不满足第二个条件，人对汽车不做功。
选项B：人推自行车前进，人对自行车施加了向前的推力，同时自行车在推力的方向上移动了一段距离，两个条件都满足，人对自行车做了功。
选项C：学生背着书包在水平路面前进，学生对书包的力是竖直向上的，而书包的移动方向是水平的，书包没有在竖直向上的力的方向上移动距离，不满足第二个条件，人对书包不做功。
选项D：足球被踢出后在草地上滚动，这个过程中人不再对足球施加力的作用，足球是依靠惯性运动，不满足第一个条件，人对足球不做功。
综上只有B选项符合要求。
【答案】
B
【知识点】
做功的两个必要因素
判断力是否做功
【点评】
本题是功的概念部分的基础常规考题，核心考察对做功两个必要条件的理解，易错点是容易混淆“力的方向”和“物体移动方向”的关系，误将力与运动方向垂直的情况判定为做功，同时要注意物体依靠惯性运动时，没有动力对其做功的情况。
【难度系数】
0.8
要判断人是否对物体做功，首先要牢记做功的两个必备条件：①人对物体施加了力的作用；②物体在这个力的方向上通过了一段距离，两个条件同时满足才说明人对物体做了功，二者缺一不可。接下来我们逐个对照四个选项，先确认是否存在人施加的力，再判断物体是否在该力的方向上移动了距离，排除不符合条件的选项就能得到正确答案。
【解析】
做功的两个必要条件为：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，两个条件同时满足时力才对物体做功。
选项A：司机用力推汽车，对汽车施加了推力，但汽车保持静止，在推力方向上没有移动距离，不满足第二个条件，人对汽车不做功。
选项B：人推自行车前进，人对自行车施加了向前的推力，同时自行车在推力的方向上移动了一段距离，两个条件都满足，人对自行车做了功。
选项C：学生背着书包在水平路面前进，学生对书包的力是竖直向上的，而书包的移动方向是水平的，书包没有在竖直向上的力的方向上移动距离，不满足第二个条件，人对书包不做功。
选项D：足球被踢出后在草地上滚动，这个过程中人不再对足球施加力的作用，足球是依靠惯性运动，不满足第一个条件，人对足球不做功。
综上只有B选项符合要求。
【答案】
B
【知识点】
做功的两个必要因素
判断力是否做功
【点评】
本题是功的概念部分的基础常规考题，核心考察对做功两个必要条件的理解，易错点是容易混淆“力的方向”和“物体移动方向”的关系，误将力与运动方向垂直的情况判定为做功，同时要注意物体依靠惯性运动时，没有动力对其做功的情况。
【难度系数】
0.8
2. 非洲旱季,常用 Hippo Roller(中间有转轴的塑料桶)运水.如图所示,小华分别用背、抱、平拉、滚拉的方式运相同质量的水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,其中他对水做功最多的是（
C
）答案
2. C 解析:选项A、B中小华是用背、抱的方式,即力的方向向上,桶是在水平方向上移动距离,因此他没有对水做功;滑动摩擦力大于滚动摩擦力,所以选项C中的拉力大于选项D中的拉力,由于移动的距离s相同,由W=Fs可知,C选项中做功最多.
解析
【分析】
我们解题时首先要紧扣做功的两个必要条件逐一判断：首先明确做功需要同时满足“对物体施加力”和“物体在力的方向上移动距离”两个条件，缺一不可。第一步先分析A、B两种情况：背、抱水桶时，人对水桶的力是竖直向上的，而水桶沿水平方向移动，力的方向和移动方向垂直，因此这两种情况人对水不做功。接下来对比C、D两种情况：平拉和滚拉时拉力都是水平方向，和移动方向一致，都满足做功条件，再结合摩擦力的规律：相同压力、相同接触面粗糙程度下，滑动摩擦力远大于滚动摩擦力，匀速运动时拉力等于摩擦力，因此C的拉力更大，移动相同路程时，根据W=Fs就能判断出C的做功更多。
【解析】
1. 明确做功的判定规则：做功的两个必要因素为①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者同时满足才会对物体做功。
2. 分析A、B选项：背水桶、抱水桶时，人对水桶的作用力竖直向上，水桶沿水平方向运动，没有在竖直向上的力的方向上移动距离，因此A、B两种情况人对水不做功。
3. 分析C、D选项：平拉、滚拉时，人对水桶的拉力沿水平方向，水桶沿水平方向移动了距离，因此拉力对水桶均做功。
已知水的质量相同，水桶对水平地面的压力相等，接触面粗糙程度相同，滑动摩擦力大于滚动摩擦力；由于人匀速行走，拉力与摩擦力二力平衡，可得C选项的拉力F_C大于D选项的拉力F_D。
行走的路程s相同，根据功的计算公式W=Fs，可得W_C ＞ W_D。
综上，四种情况中对水做功最多的是C。
【答案】
C
【知识点】
做功的必要因素，摩擦力大小比较，功的计算
【点评】
本题结合生活运水的实际场景，综合考察功的判断和计算，易错点是忽略力与运动方向的垂直关系，误将背、抱物体的情况判定为做功，解题时先排除不做功的情况，再结合摩擦力规律比较拉力大小，即可快速得出结论。
【难度系数】
0.7
我们解题时首先要紧扣做功的两个必要条件逐一判断：首先明确做功需要同时满足“对物体施加力”和“物体在力的方向上移动距离”两个条件，缺一不可。第一步先分析A、B两种情况：背、抱水桶时，人对水桶的力是竖直向上的，而水桶沿水平方向移动，力的方向和移动方向垂直，因此这两种情况人对水不做功。接下来对比C、D两种情况：平拉和滚拉时拉力都是水平方向，和移动方向一致，都满足做功条件，再结合摩擦力的规律：相同压力、相同接触面粗糙程度下，滑动摩擦力远大于滚动摩擦力，匀速运动时拉力等于摩擦力，因此C的拉力更大，移动相同路程时，根据W=Fs就能判断出C的做功更多。
【解析】
1. 明确做功的判定规则：做功的两个必要因素为①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离，二者同时满足才会对物体做功。
2. 分析A、B选项：背水桶、抱水桶时，人对水桶的作用力竖直向上，水桶沿水平方向运动，没有在竖直向上的力的方向上移动距离，因此A、B两种情况人对水不做功。
3. 分析C、D选项：平拉、滚拉时，人对水桶的拉力沿水平方向，水桶沿水平方向移动了距离，因此拉力对水桶均做功。
已知水的质量相同，水桶对水平地面的压力相等，接触面粗糙程度相同，滑动摩擦力大于滚动摩擦力；由于人匀速行走，拉力与摩擦力二力平衡，可得C选项的拉力F_C大于D选项的拉力F_D。
行走的路程s相同，根据功的计算公式W=Fs，可得W_C ＞ W_D。
综上，四种情况中对水做功最多的是C。
【答案】
C
【知识点】
做功的必要因素，摩擦力大小比较，功的计算
【点评】
本题结合生活运水的实际场景，综合考察功的判断和计算，易错点是忽略力与运动方向的垂直关系，误将背、抱物体的情况判定为做功，解题时先排除不做功的情况，再结合摩擦力规律比较拉力大小，即可快速得出结论。
【难度系数】
0.7
3. 如图所示，湘西自治州矮寨公路被修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（
A.省力
B.省距离
C.省时间
D.省能量
A
）A.省力
B.省距离
C.省时间
D.省能量
答案
3. A 解析:山区的公路修成环绕山坡的盘山公路,盘山公路是斜面,斜面可以省力.
解析
【分析】首先我们先识别盘山公路对应的物理模型：它属于简单机械里的斜面。接下来结合功的原理和斜面的特性逐一判断选项：首先使用任何机械都无法省功，也就是不可能省能量，直接排除D；盘山公路绕山延伸，总长度远大于山坡的竖直高度，车辆行驶的路程比直接竖直上山要长，所以会费距离，排除B；行驶路程变长，在车速相近的情况下，需要的时间也会更长，不可能省时间，排除C；根据功的推导，不考虑额外摩擦时Fs=Gh，斜面长度s越大，所需的动力F就越小，因此可以省力，对应正确选项。
【解析】盘山公路的实质是斜面这一简单机械：
1. 根据功的原理，使用任何机械都不能省功，因此不可能省能量，D选项错误；
2. 斜面的核心特性是：在提升高度相同时，斜面越长、坡度越平缓，沿斜面施加的动力越小，能够省力，但同时车辆行驶的总路程会远大于直接上山的竖直距离，因此会费距离，B选项错误；
3. 车辆行驶路程变长，在正常车速下，所需的行驶时间会比沿陡坡直接上山更长，无法省时间，C选项错误。
综上，盘山公路让车辆向上行驶时可以省力。
【答案】A
【知识点】斜面省力原理，功的原理
【点评】本题结合生活中常见的盘山公路实景，考察简单机械斜面的基础特性，易错点是部分同学会混淆概念误以为机械可以省功、省能量，要牢记所有省力机械都必然费距离，且任何机械都不可能实现省功，属于典型的生活场景结合物理概念的基础应用题。
【难度系数】0.8
【解析】盘山公路的实质是斜面这一简单机械：
1. 根据功的原理，使用任何机械都不能省功，因此不可能省能量，D选项错误；
2. 斜面的核心特性是：在提升高度相同时，斜面越长、坡度越平缓，沿斜面施加的动力越小，能够省力，但同时车辆行驶的总路程会远大于直接上山的竖直距离，因此会费距离，B选项错误；
3. 车辆行驶路程变长，在正常车速下，所需的行驶时间会比沿陡坡直接上山更长，无法省时间，C选项错误。
综上，盘山公路让车辆向上行驶时可以省力。
【答案】A
【知识点】斜面省力原理，功的原理
【点评】本题结合生活中常见的盘山公路实景，考察简单机械斜面的基础特性，易错点是部分同学会混淆概念误以为机械可以省功、省能量，要牢记所有省力机械都必然费距离，且任何机械都不可能实现省功，属于典型的生活场景结合物理概念的基础应用题。
【难度系数】0.8
4. 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$t$变化的关系图像可能是（
D
）答案
4. D 解析:汽车在平直公路上沿直线向前行驶时比在泥泞路面上行驶时受到的摩擦力小,由$P=\dfrac{W}{t}=\dfrac{Fs}{t}=Fv$可知,当P不变,F增大时,v减小,即途中经过泥泞路面时行驶速度减小.在s-t图像中,s与t成正比时汽车做匀速直线运动,经过泥泞路面时,速度变小,则s-t图像的斜率变小,D符合题意.
解析
【分析】
解题时我们可以按三步思考：第一步，先明确s-t图像的核心规律：图像的斜率对应物体的运动速度，斜率越大速度越快。第二步，结合场景分析汽车的受力和速度变化：汽车先后经过普通公路、泥泞路面、普通公路，泥泞路面阻力更大，汽车行驶时牵引力等于阻力，因此泥泞路段牵引力更大；题目明确发动机功率始终不变，根据功率推导式P=Fv，牵引力F增大时速度v会减小，驶出泥泞路面后牵引力减小，速度又会增大。第三步，匹配速度变化对应的图像特征：速度变化为“大→小→大”，对应图像斜率先大、再变小、再变大，逐一排除不符合的选项即可得到答案。
【解析】
1. 分析受力变化：汽车在平直公路行驶时，普通路面的摩擦力较小，当驶入泥泞路面时，路面更粗糙，摩擦力增大，汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡，因此泥泞路段的牵引力F大于普通路面的牵引力。
2. 结合功率公式推导速度变化：已知发动机功率P始终保持不变，由功率公式推导可得$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$，可得$v=\frac{P}{F}$：驶入泥泞路面时F增大，因此行驶速度v减小；驶出泥泞路面后F减小，因此行驶速度v增大，大于泥泞路段的速度。
3. 结合s-t图像特征判断选项：s-t图像的斜率代表速度，因此全程图像的斜率变化应为：先较大，随后变小，之后再次变大。
选项A：图像斜率全程不变，代表汽车全程匀速，不符合速度变化规律，错误。
选项B：图像斜率先增大后持续减小，代表速度先变快后持续变慢，不符合推导的速度变化，错误。
选项C：图像中间有一段路程不随时间变化，代表汽车中途静止，与汽车沿直线向前行驶经过泥泞路面的场景不符，错误。
选项D：图像斜率先较大，随后斜率减小（对应泥泞路段速度降低），之后斜率再次增大（对应驶出泥泞后速度升高），完全符合推导规律，正确。
【答案】
D
【知识点】
s-t图像，功率公式P=Fv，影响摩擦力的因素
【点评】
本题综合了运动图像、功率、摩擦力多个初中力学核心考点，需要学生将路面场景的变化和受力、速度的变化逻辑串联起来，易错点是忽略恒定功率下驶出泥泞后速度会回升增大，错选斜率后续持续减小的B选项。
【难度系数】
0.5
解题时我们可以按三步思考：第一步，先明确s-t图像的核心规律：图像的斜率对应物体的运动速度，斜率越大速度越快。第二步，结合场景分析汽车的受力和速度变化：汽车先后经过普通公路、泥泞路面、普通公路，泥泞路面阻力更大，汽车行驶时牵引力等于阻力，因此泥泞路段牵引力更大；题目明确发动机功率始终不变，根据功率推导式P=Fv，牵引力F增大时速度v会减小，驶出泥泞路面后牵引力减小，速度又会增大。第三步，匹配速度变化对应的图像特征：速度变化为“大→小→大”，对应图像斜率先大、再变小、再变大，逐一排除不符合的选项即可得到答案。
【解析】
1. 分析受力变化：汽车在平直公路行驶时，普通路面的摩擦力较小，当驶入泥泞路面时，路面更粗糙，摩擦力增大，汽车匀速行驶时牵引力与阻力平衡，因此泥泞路段的牵引力F大于普通路面的牵引力。
2. 结合功率公式推导速度变化：已知发动机功率P始终保持不变，由功率公式推导可得$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv$，可得$v=\frac{P}{F}$：驶入泥泞路面时F增大，因此行驶速度v减小；驶出泥泞路面后F减小，因此行驶速度v增大，大于泥泞路段的速度。
3. 结合s-t图像特征判断选项：s-t图像的斜率代表速度，因此全程图像的斜率变化应为：先较大，随后变小，之后再次变大。
选项A：图像斜率全程不变，代表汽车全程匀速，不符合速度变化规律，错误。
选项B：图像斜率先增大后持续减小，代表速度先变快后持续变慢，不符合推导的速度变化，错误。
选项C：图像中间有一段路程不随时间变化，代表汽车中途静止，与汽车沿直线向前行驶经过泥泞路面的场景不符，错误。
选项D：图像斜率先较大，随后斜率减小（对应泥泞路段速度降低），之后斜率再次增大（对应驶出泥泞后速度升高），完全符合推导规律，正确。
【答案】
D
【知识点】
s-t图像，功率公式P=Fv，影响摩擦力的因素
【点评】
本题综合了运动图像、功率、摩擦力多个初中力学核心考点，需要学生将路面场景的变化和受力、速度的变化逻辑串联起来，易错点是忽略恒定功率下驶出泥泞后速度会回升增大，错选斜率后续持续减小的B选项。
【难度系数】
0.5
5. 为测量某同学做引体向上时的功率，以下待测物理量组合最合理的是 （
①人的质量$m$ ②单杠的高度$H$ ③每次身体上升的高度$h$ ④做1次引体向上的时间$t$
⑤引体向上的次数$n$ ⑥做$n$次引体向上的总时间$T$
A.①②④
B.①③④
C.①②⑤⑥
D.①③⑤⑥
D
）①人的质量$m$ ②单杠的高度$H$ ③每次身体上升的高度$h$ ④做1次引体向上的时间$t$
⑤引体向上的次数$n$ ⑥做$n$次引体向上的总时间$T$
A.①②④
B.①③④
C.①②⑤⑥
D.①③⑤⑥
答案
5. D 解析:做引体向上时要克服自身重力做功,由于体力消耗导致做1次引体向上的时间不同,则需要测的物理量为①人的质量m、③每次身体上升的高度h、⑤引体向上的次数n、⑥做n次引体向上的总时间T,某同学引体向上时的功率$P=\dfrac{mghn}{T}$,D符合题意.
解析
【分析】
首先我们要明确测量引体向上功率的核心思路：功率的定义是单位时间内做的功，因此需要先算出过程中做的总功，再除以对应的总时间得到平均功率。第一步，引体向上过程中是克服自身重力做功，每次做功的大小为$W_1=Gh=mgh$，这里的h是身体上升的高度，并非单杠的总高度H，因此单杠高度H是不需要测量的，直接排除包含②的A、C选项。第二步，考虑实验误差：人做1次引体向上的时间非常短，单独测量单次时间的误差极大，同时人连续做引体向上时体力会变化，单次测量的结果不具备代表性，因此不需要测单次的时间t，而是测量n次引体向上的总次数和对应的总时间T，计算得到的平均功率误差更小，因此需要选择⑤和⑥，最终就能确定合理的待测物理量组合。
【解析】
1. 实验原理：测量引体向上的功率本质是测量克服重力做功的平均功率，功率定义式为$P=\frac{W_{总}}{T}$。
2. 总功推导：每完成1次引体向上，克服自身重力做的功为$W_1 = mgh$，其中m是人的质量，h是每次身体上升的高度；完成n次引体向上的总功$W_{总}=nW_1=nmgh$，该过程不需要测量单杠的高度H，因此物理量②是多余的。
3. 时间测量优化：由于单次引体向上的时间很短，直接测量单次时间t的误差很大，为了减小实验误差，我们测量n次引体向上的总时间T，不需要单独测量单次时间t，因此物理量④的测量方案不合理。
4. 代入功率公式可得$P=\frac{nmgh}{T}$，因此需要测量的物理量是①人的质量m、③每次身体上升的高度h、⑤引体向上的次数n、⑥做n次引体向上的总时间T，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功率测量实验，重力做功计算，平均功率
【点评】
本题有两个典型易错点：一是容易混淆单杠高度和身体上升的高度，误选不需要的单杠高度；二是忽略单次时间测量的巨大误差，错选测量单次引体向上的时间。题目结合实际运动场景考察了功率测量的实验设计思路，重点考察了实验中减小误差的实操逻辑，避免学生死记硬背公式。
【难度系数】
0.6
首先我们要明确测量引体向上功率的核心思路：功率的定义是单位时间内做的功，因此需要先算出过程中做的总功，再除以对应的总时间得到平均功率。第一步，引体向上过程中是克服自身重力做功，每次做功的大小为$W_1=Gh=mgh$，这里的h是身体上升的高度，并非单杠的总高度H，因此单杠高度H是不需要测量的，直接排除包含②的A、C选项。第二步，考虑实验误差：人做1次引体向上的时间非常短，单独测量单次时间的误差极大，同时人连续做引体向上时体力会变化，单次测量的结果不具备代表性，因此不需要测单次的时间t，而是测量n次引体向上的总次数和对应的总时间T，计算得到的平均功率误差更小，因此需要选择⑤和⑥，最终就能确定合理的待测物理量组合。
【解析】
1. 实验原理：测量引体向上的功率本质是测量克服重力做功的平均功率，功率定义式为$P=\frac{W_{总}}{T}$。
2. 总功推导：每完成1次引体向上，克服自身重力做的功为$W_1 = mgh$，其中m是人的质量，h是每次身体上升的高度；完成n次引体向上的总功$W_{总}=nW_1=nmgh$，该过程不需要测量单杠的高度H，因此物理量②是多余的。
3. 时间测量优化：由于单次引体向上的时间很短，直接测量单次时间t的误差很大，为了减小实验误差，我们测量n次引体向上的总时间T，不需要单独测量单次时间t，因此物理量④的测量方案不合理。
4. 代入功率公式可得$P=\frac{nmgh}{T}$，因此需要测量的物理量是①人的质量m、③每次身体上升的高度h、⑤引体向上的次数n、⑥做n次引体向上的总时间T，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功率测量实验，重力做功计算，平均功率
【点评】
本题有两个典型易错点：一是容易混淆单杠高度和身体上升的高度，误选不需要的单杠高度；二是忽略单次时间测量的巨大误差，错选测量单次引体向上的时间。题目结合实际运动场景考察了功率测量的实验设计思路，重点考察了实验中减小误差的实操逻辑，避免学生死记硬背公式。
【难度系数】
0.6
