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7 利用如图所示的滑轮组，用$F=1000\ \mathrm{N}$的力拉绳子自由端，货物A以$0.1\ \mathrm{m/s}$的速度匀速直线运动20 s，整个过程中，滑轮组的机械效率为75%。求：
（1）货物A在20 s内移动的距离。
（2）这个过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
（1）货物A在20 s内移动的距离。
（2）这个过程中拉力F的功率。
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小。
答案
7. （1）由$v=\frac{s}{t}$可知,货物 A 在 20 s 内移动的距离$s_{物}=v_{物}t=0.1\ \mathrm{m/s}×20\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$
（2）由图可知 $n=2$,绳子自由端移动的速度 $v=nv_{物}=2×0.1\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$,拉力 $F$ 做功的功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=1000\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m/s}=200\ \mathrm{W}$
（3）由 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fs}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fns_{物}}×100\%=\frac{f}{nF}×100\%$可知,地面对货物 A 的摩擦力 $f=\eta nF=75\%×2×1000\ \mathrm{N}=1500\ \mathrm{N}$
（2）由图可知 $n=2$,绳子自由端移动的速度 $v=nv_{物}=2×0.1\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$,拉力 $F$ 做功的功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv=1000\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m/s}=200\ \mathrm{W}$
（3）由 $\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fs}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fns_{物}}×100\%=\frac{f}{nF}×100\%$可知,地面对货物 A 的摩擦力 $f=\eta nF=75\%×2×1000\ \mathrm{N}=1500\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
要解决这道题，分三步梳理思路：
1. 求货物A移动的距离，直接利用速度公式$v=\frac{s}{t}$变形计算；
2. 求拉力的功率，先确定滑轮组承担拉力的绳子段数$n$，再根据绳端速度与物体速度的关系$v_{绳}=nv_{物}$得到绳端速度，最后用功率公式$P=Fv_{绳}$计算；
3. 求水平地面对货物A的摩擦力，水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功，结合机械效率公式化简后即可求出摩擦力。
【解析】
（1）根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，货物A在20s内移动的距离：
$s_{物}=v_{物}t=0.1\ \mathrm{m/s}×20\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$；
（2）由图可知，滑轮组中承担拉力的绳子段数$n=2$，则绳子自由端移动的速度：
$v_{绳}=nv_{物}=2×0.1\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$，
拉力F的功率：
$P=Fv_{绳}=1000\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m/s}=200\ \mathrm{W}$；
（3）水平滑轮组中，有用功$W_{有用}=fs_{物}$，总功$W_{总}=Fs_{绳}=Fns_{物}$，
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fns_{物}}×100\%=\frac{f}{nF}×100\%$，
变形得摩擦力：
$f=\eta nF=75\%×2×1000\ \mathrm{N}=1500\ \mathrm{N}$。
【答案】
（1）货物A在20s内移动的距离为2m；
（2）拉力F的功率为200W；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小为1500N。
【知识点】
滑轮组的应用、机械效率、功率计算
【点评】
本题是水平滑轮组的综合计算题，考察了速度、功率、机械效率的应用，关键是明确水平滑轮组有用功的来源，确定绳子段数$n$，属于力学基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，分三步梳理思路：
1. 求货物A移动的距离，直接利用速度公式$v=\frac{s}{t}$变形计算；
2. 求拉力的功率，先确定滑轮组承担拉力的绳子段数$n$，再根据绳端速度与物体速度的关系$v_{绳}=nv_{物}$得到绳端速度，最后用功率公式$P=Fv_{绳}$计算；
3. 求水平地面对货物A的摩擦力，水平滑轮组的有用功是克服摩擦力做的功，总功是拉力做的功，结合机械效率公式化简后即可求出摩擦力。
【解析】
（1）根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，货物A在20s内移动的距离：
$s_{物}=v_{物}t=0.1\ \mathrm{m/s}×20\ \mathrm{s}=2\ \mathrm{m}$；
（2）由图可知，滑轮组中承担拉力的绳子段数$n=2$，则绳子自由端移动的速度：
$v_{绳}=nv_{物}=2×0.1\ \mathrm{m/s}=0.2\ \mathrm{m/s}$，
拉力F的功率：
$P=Fv_{绳}=1000\ \mathrm{N}×0.2\ \mathrm{m/s}=200\ \mathrm{W}$；
（3）水平滑轮组中，有用功$W_{有用}=fs_{物}$，总功$W_{总}=Fs_{绳}=Fns_{物}$，
机械效率$\eta=\frac{W_{有用}}{W_{总}}×100\%=\frac{fs_{物}}{Fns_{物}}×100\%=\frac{f}{nF}×100\%$，
变形得摩擦力：
$f=\eta nF=75\%×2×1000\ \mathrm{N}=1500\ \mathrm{N}$。
【答案】
（1）货物A在20s内移动的距离为2m；
（2）拉力F的功率为200W；
（3）水平地面对货物A的摩擦力大小为1500N。
【知识点】
滑轮组的应用、机械效率、功率计算
【点评】
本题是水平滑轮组的综合计算题，考察了速度、功率、机械效率的应用，关键是明确水平滑轮组有用功的来源，确定绳子段数$n$，属于力学基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.6
8 探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装置如图所示。关于该实验说法正确的是（
A.水平面越光滑越好
B.实验研究的是木块的动能大小
C.小球由斜面滚下，重力势能转化为动能
D.小球质量越大，动能越大
C
）A.水平面越光滑越好
B.实验研究的是木块的动能大小
C.小球由斜面滚下，重力势能转化为动能
D.小球质量越大，动能越大
答案
8. C
解析
【分析】本题围绕探究物体动能影响因素的实验展开，需结合实验原理、能量转化、控制变量法等知识逐一分析选项：实验通过木块被推动的距离反映小球动能大小，因此水平面需有适当阻力让木块停下；实验研究对象是小球的动能，木块是转换法的载体；小球滚下时高度降低、速度增大，重力势能转化为动能；动能与质量、速度都有关，需控制变量分析。
【解析】
1. 分析选项A：实验中要通过木块移动的距离比较小球动能大小，若水平面过于光滑，木块不受阻力会一直运动，无法停止，无法测量移动距离，因此水平面并非越光滑越好，A错误。
2. 分析选项B：实验的研究对象是小球的动能，木块的作用是利用转换法，通过被推动的距离间接体现小球动能的大小，并非研究木块的动能，B错误。
3. 分析选项C：小球从斜面滚下时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，此过程中重力势能转化为动能，C正确。
4. 分析选项D：动能的大小由质量和速度共同决定，根据控制变量法，探究质量对动能的影响时需保证速度相同，该选项未说明速度相同的前提，无法得出“质量越大，动能越大”的结论，D错误。
【答案】C
【知识点】动能的影响因素、能量转化、控制变量法
【点评】本题是初中物理探究动能影响因素的基础实验题，重点考查实验原理、转换法与控制变量法的应用，以及能量转化的判断，属于对基础知识点的综合考查。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 分析选项A：实验中要通过木块移动的距离比较小球动能大小，若水平面过于光滑，木块不受阻力会一直运动，无法停止，无法测量移动距离，因此水平面并非越光滑越好，A错误。
2. 分析选项B：实验的研究对象是小球的动能，木块的作用是利用转换法，通过被推动的距离间接体现小球动能的大小，并非研究木块的动能，B错误。
3. 分析选项C：小球从斜面滚下时，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，此过程中重力势能转化为动能，C正确。
4. 分析选项D：动能的大小由质量和速度共同决定，根据控制变量法，探究质量对动能的影响时需保证速度相同，该选项未说明速度相同的前提，无法得出“质量越大，动能越大”的结论，D错误。
【答案】C
【知识点】动能的影响因素、能量转化、控制变量法
【点评】本题是初中物理探究动能影响因素的基础实验题，重点考查实验原理、转换法与控制变量法的应用，以及能量转化的判断，属于对基础知识点的综合考查。
【难度系数】0.6
9 在某款游戏中,可以用弹弓把小动物对准怪物打过去,下列有关弹弓的说法正确的是(
A.弹出小动物时,弹弓的弹性势能转化为小动物的机械能
B.弹弓的橡皮筋斜向下伸长的过程中,弹性势能减小
C.弹弓的橡皮筋斜向下伸长的过程中,小动物的机械能守恒
D.被弹弓弹出后的小动物,动能不变,重力势能增大
A
)A.弹出小动物时,弹弓的弹性势能转化为小动物的机械能
B.弹弓的橡皮筋斜向下伸长的过程中,弹性势能减小
C.弹弓的橡皮筋斜向下伸长的过程中,小动物的机械能守恒
D.被弹弓弹出后的小动物,动能不变,重力势能增大
答案
9. A
解析
【分析】
要判断各选项的正误，需明确：①弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大；②机械能包含动能和重力势能，动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关；③能量转化遵循“减少的能量转化为增加的能量”；④机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功。接下来逐一分析选项。
【解析】
A选项：弹出小动物时，弹弓橡皮筋的弹性形变减小，弹性势能减少；小动物的速度增大，动能（属于机械能）增加，因此弹弓的弹性势能转化为小动物的机械能，该选项正确。
B选项：橡皮筋斜向下伸长时，弹性形变程度增大，弹性势能应增大，而非减小，该选项错误。
C选项：橡皮筋伸长时会对小动物做功，小动物的机械能会增加，不满足机械能守恒的条件，因此机械能不守恒，该选项错误。
D选项：被弹出后的小动物在空中运动时受空气阻力，动能会减小；且运动过程中高度变化，重力势能也会改变，并非动能不变，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
弹性势能与形变的关系、机械能转化、机械能守恒
【点评】
本题考查能量转化的基础知识点，需掌握弹性势能、动能、重力势能的影响因素及机械能守恒的条件，属于对基础概念的应用考查。
【难度系数】
0.6
要判断各选项的正误，需明确：①弹性势能大小与弹性形变程度有关，形变越大弹性势能越大；②机械能包含动能和重力势能，动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关；③能量转化遵循“减少的能量转化为增加的能量”；④机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，其他力不做功。接下来逐一分析选项。
【解析】
A选项：弹出小动物时，弹弓橡皮筋的弹性形变减小，弹性势能减少；小动物的速度增大，动能（属于机械能）增加，因此弹弓的弹性势能转化为小动物的机械能，该选项正确。
B选项：橡皮筋斜向下伸长时，弹性形变程度增大，弹性势能应增大，而非减小，该选项错误。
C选项：橡皮筋伸长时会对小动物做功，小动物的机械能会增加，不满足机械能守恒的条件，因此机械能不守恒，该选项错误。
D选项：被弹出后的小动物在空中运动时受空气阻力，动能会减小；且运动过程中高度变化，重力势能也会改变，并非动能不变，该选项错误。
【答案】
A
【知识点】
弹性势能与形变的关系、机械能转化、机械能守恒
【点评】
本题考查能量转化的基础知识点，需掌握弹性势能、动能、重力势能的影响因素及机械能守恒的条件，属于对基础概念的应用考查。
【难度系数】
0.6
10 新趋势 学科融合 体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将排球斜向上抛出，排球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则排球在a点的机械能
等于
（选填“大于”“小于”或“等于”）在d点的机械能；排球在a、b、c、d四点中b
点的重力势能最大。答案
10. 等于 b
解析
【分析】
本题考查机械能守恒和重力势能的影响因素。首先明确：不计空气阻力时，物体运动过程中只有动能和势能的转化，机械能总量保持不变；重力势能大小与物体质量和高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。先判断a、d点的机械能关系，再比较四点的高度确定重力势能最大的点。
【解析】
1. 机械能判断：排球运动时不计空气阻力，只有动能和重力势能的相互转化，因此机械能守恒，各点机械能总量相等，故a点的机械能等于d点的机械能。
2. 重力势能判断：重力势能公式为$E_p = mgh$，排球质量不变，b点是轨迹的最高点，高度$h$最大，所以b点的重力势能最大。
【答案】等于；b
【知识点】机械能守恒、重力势能
【点评】本题结合抛体运动场景，考查基础物理规律，需牢记不计空气阻力时机械能守恒的结论，以及重力势能与高度的关系，属于常规基础题。
【难度系数】0.3
本题考查机械能守恒和重力势能的影响因素。首先明确：不计空气阻力时，物体运动过程中只有动能和势能的转化，机械能总量保持不变；重力势能大小与物体质量和高度有关，质量不变时，高度越高，重力势能越大。先判断a、d点的机械能关系，再比较四点的高度确定重力势能最大的点。
【解析】
1. 机械能判断：排球运动时不计空气阻力，只有动能和重力势能的相互转化，因此机械能守恒，各点机械能总量相等，故a点的机械能等于d点的机械能。
2. 重力势能判断：重力势能公式为$E_p = mgh$，排球质量不变，b点是轨迹的最高点，高度$h$最大，所以b点的重力势能最大。
【答案】等于；b
【知识点】机械能守恒、重力势能
【点评】本题结合抛体运动场景，考查基础物理规律，需牢记不计空气阻力时机械能守恒的结论，以及重力势能与高度的关系，属于常规基础题。
【难度系数】0.3
11 [2024常州]起重机将1000 N的重物先竖直向上匀速提升3 m，再悬停6 s，起重机对重物做功的情况是（
A.提升过程做了功，悬停过程做了功
B.提升过程不做功，悬停过程不做功
C.提升过程不做功，悬停过程做了功
D.提升过程做了功，悬停过程不做功
D
）A.提升过程做了功，悬停过程做了功
B.提升过程不做功，悬停过程不做功
C.提升过程不做功，悬停过程做了功
D.提升过程做了功，悬停过程不做功
答案
11. D
解析
【分析】
判断是否做功的关键是牢记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。接下来分两个过程分析：①提升过程：起重机对重物施加向上的拉力，重物在拉力方向（竖直向上）移动了3m，满足做功的两个条件；②悬停过程：起重机对重物仍有向上的拉力，但重物在拉力方向上没有移动距离，不满足第二个条件，据此可判断选项。
【解析】
做功的两个必要因素为：作用在物体上的力，以及物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。①竖直向上匀速提升重物时，起重机对重物的拉力与重力平衡，大小为F=G=1000N，重物在拉力方向（竖直向上）移动了s=3m，满足做功的两个条件，因此提升过程起重机对重物做了功；②悬停6s时，起重机对重物仍有向上的拉力，但重物在拉力方向上没有移动距离（s=0），不满足做功的第二个条件，因此悬停过程起重机对重物不做功。综上，提升过程做功，悬停过程不做功，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功的概念；做功的判断
【点评】
本题考查功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，属于初中物理基础题，易错点是混淆“有力”和“做功”的关系，需明确只有力和力方向上的距离同时存在时才做功。
【难度系数】
0.8
判断是否做功的关键是牢记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。接下来分两个过程分析：①提升过程：起重机对重物施加向上的拉力，重物在拉力方向（竖直向上）移动了3m，满足做功的两个条件；②悬停过程：起重机对重物仍有向上的拉力，但重物在拉力方向上没有移动距离，不满足第二个条件，据此可判断选项。
【解析】
做功的两个必要因素为：作用在物体上的力，以及物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。①竖直向上匀速提升重物时，起重机对重物的拉力与重力平衡，大小为F=G=1000N，重物在拉力方向（竖直向上）移动了s=3m，满足做功的两个条件，因此提升过程起重机对重物做了功；②悬停6s时，起重机对重物仍有向上的拉力，但重物在拉力方向上没有移动距离（s=0），不满足做功的第二个条件，因此悬停过程起重机对重物不做功。综上，提升过程做功，悬停过程不做功，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
功的概念；做功的判断
【点评】
本题考查功的判断，核心是掌握做功的两个必要条件，属于初中物理基础题，易错点是混淆“有力”和“做功”的关系，需明确只有力和力方向上的距离同时存在时才做功。
【难度系数】
0.8
12 如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（
A.在a点的动能大
B.在b点的重力势能大
C.在两点的机械能一样大
D.在a点的机械能大
C
）A.在a点的动能大
B.在b点的重力势能大
C.在两点的机械能一样大
D.在a点的机械能大
答案
12. C
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确题目条件：斜面光滑、不计空气阻力，物块由静止下滑。解题思路是：判断物块下滑过程是否满足机械能守恒的条件，再结合动能、重力势能的影响因素分析能量变化，进而判断各选项的正误。
【解析】
物块在光滑斜面上下滑，不计空气阻力，下滑过程中只有重力做功，满足机械能守恒的条件（机械能=动能+重力势能，总和保持不变）。物块从a点到b点，位置高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此a点重力势能更大，b点动能更大，但两点的机械能相等。对照选项，A、B、D错误，C正确。
【答案】
C
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化
【点评】
本题考查机械能守恒的基础应用，需掌握机械能守恒的条件，明确动能、重力势能的影响因素，属于易得分的基础题。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需先明确题目条件：斜面光滑、不计空气阻力，物块由静止下滑。解题思路是：判断物块下滑过程是否满足机械能守恒的条件，再结合动能、重力势能的影响因素分析能量变化，进而判断各选项的正误。
【解析】
物块在光滑斜面上下滑，不计空气阻力，下滑过程中只有重力做功，满足机械能守恒的条件（机械能=动能+重力势能，总和保持不变）。物块从a点到b点，位置高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此a点重力势能更大，b点动能更大，但两点的机械能相等。对照选项，A、B、D错误，C正确。
【答案】
C
【知识点】
机械能守恒、动能与势能转化
【点评】
本题考查机械能守恒的基础应用，需掌握机械能守恒的条件，明确动能、重力势能的影响因素，属于易得分的基础题。
【难度系数】
0.7
