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1 教室里，同学们正在调换座位，下列所描述的情境中，人对物体一定做功的是（
A.甲抱着一叠课本原地不动
B.乙用力推一张堆满课本的课桌，但未推动
C.丙背着书包从教室前排匀速走到后排
D.丁推着一张空课桌在教室地面上前进
D
）A.甲抱着一叠课本原地不动
B.乙用力推一张堆满课本的课桌，但未推动
C.丙背着书包从教室前排匀速走到后排
D.丁推着一张空课桌在教室地面上前进
答案
1. D
解析
【分析】要判断人对物体是否做功，需明确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。接下来逐一分析选项：A选项中，甲抱课本原地不动，课本没有在力的方向上移动距离，不满足做功条件；B选项中，乙推课桌未推动，课桌没有移动距离，不满足做功条件；C选项中，丙背书包匀速行走，书包受到的力是竖直向上的，移动的距离是水平方向，力与距离垂直，力的方向上无距离，不满足做功条件；D选项中，丁推空课桌，课桌在推力的方向上移动了距离，满足做功的两个条件。
【解析】根据做功的两个必要因素（力和力的方向上的距离）分析各选项：
A选项：甲对课本施加向上的力，但课本静止，没有移动距离，不做功；
B选项：乙对课桌施加推力，但课桌静止，没有移动距离，不做功；
C选项：丙对书包施加竖直向上的力，书包水平移动，力与距离方向垂直，力的方向上无距离，不做功；
D选项：丁对课桌施加推力，课桌在推力方向移动了距离，满足做功条件，做功。因此正确选项为D。
【答案】D
【知识点】功的必要因素
【点评】本题考查判断力是否做功，核心是掌握做功的两个必要条件，需注意力与距离的方向关系，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（力和力的方向上的距离）分析各选项：
A选项：甲对课本施加向上的力，但课本静止，没有移动距离，不做功；
B选项：乙对课桌施加推力，但课桌静止，没有移动距离，不做功；
C选项：丙对书包施加竖直向上的力，书包水平移动，力与距离方向垂直，力的方向上无距离，不做功；
D选项：丁对课桌施加推力，课桌在推力方向移动了距离，满足做功条件，做功。因此正确选项为D。
【答案】D
【知识点】功的必要因素
【点评】本题考查判断力是否做功，核心是掌握做功的两个必要条件，需注意力与距离的方向关系，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.6
2 如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量，两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力$F_1$和$F_2$的作用下以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中正确的是（
A.$F_1$大于$F_2$
B.$F_2$比$F_1$的功率大
C.$F_1$与$F_2$做功一样多
D.甲的重力做功较多
A
）A.$F_1$大于$F_2$
B.$F_2$比$F_1$的功率大
C.$F_1$与$F_2$做功一样多
D.甲的重力做功较多
答案
2. A
解析
【分析】
要解决这道题，需结合二力平衡、滑动摩擦力的影响因素、功和功率的知识分析：匀速直线运动的物体受力平衡，拉力等于滑动摩擦力；滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关，水平面上压力等于重力，甲质量更大则重力更大，滑动摩擦力更大，可判断拉力大小；再根据功率、功的公式分析其他选项，重力做功需看是否在重力方向有位移。
【解析】
1. 拉力大小分析：甲、乙做匀速直线运动，受力平衡，故拉力等于滑动摩擦力，即$F_1 = f_甲$，$F_2 = f_乙$。滑动摩擦力公式为$f = μ N$，水平面上压力$N = G = mg$，已知甲质量大于乙质量，两木块接触面粗糙程度相同（$μ$相同），因此$G_甲 ＞ G_乙$，则$f_甲 ＞ f_乙$，故$F_1 ＞ F_2$，A选项正确。
2. 功率分析：功率公式为$P = Fv$，两木块速度$v$相同，因$F_1 ＞ F_2$，所以$P_1 ＞ P_2$，即$F_1$的功率更大，B选项错误。
3. 做功分析：功的公式为$W = Pt$，运动时间$t$相同，因$P_1 ＞ P_2$，所以$W_1 ＞ W_2$，即$F_1$做功更多，C选项错误。
4. 重力做功分析：重力方向竖直向下，木块水平运动，在重力方向无位移，因此重力做功为0，D选项错误。
【答案】
A
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、功和功率
【点评】
本题综合考查力学基础知识点，需熟练掌握滑动摩擦力影响因素、二力平衡条件、功和功率的计算，结合受力分析逐一判断选项，是常见的力学基础题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需结合二力平衡、滑动摩擦力的影响因素、功和功率的知识分析：匀速直线运动的物体受力平衡，拉力等于滑动摩擦力；滑动摩擦力与压力、接触面粗糙程度有关，水平面上压力等于重力，甲质量更大则重力更大，滑动摩擦力更大，可判断拉力大小；再根据功率、功的公式分析其他选项，重力做功需看是否在重力方向有位移。
【解析】
1. 拉力大小分析：甲、乙做匀速直线运动，受力平衡，故拉力等于滑动摩擦力，即$F_1 = f_甲$，$F_2 = f_乙$。滑动摩擦力公式为$f = μ N$，水平面上压力$N = G = mg$，已知甲质量大于乙质量，两木块接触面粗糙程度相同（$μ$相同），因此$G_甲 ＞ G_乙$，则$f_甲 ＞ f_乙$，故$F_1 ＞ F_2$，A选项正确。
2. 功率分析：功率公式为$P = Fv$，两木块速度$v$相同，因$F_1 ＞ F_2$，所以$P_1 ＞ P_2$，即$F_1$的功率更大，B选项错误。
3. 做功分析：功的公式为$W = Pt$，运动时间$t$相同，因$P_1 ＞ P_2$，所以$W_1 ＞ W_2$，即$F_1$做功更多，C选项错误。
4. 重力做功分析：重力方向竖直向下，木块水平运动，在重力方向无位移，因此重力做功为0，D选项错误。
【答案】
A
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、功和功率
【点评】
本题综合考查力学基础知识点，需熟练掌握滑动摩擦力影响因素、二力平衡条件、功和功率的计算，结合受力分析逐一判断选项，是常见的力学基础题。
【难度系数】
0.6
3 一名中学生在无风的平直路面上以5 m/s的速度匀速骑行时，所受的阻力约为人重力的2%，那么该中学生骑车的功率最接近（
A.20 W
B.60 W
C.120 W
D.200 W
B
）A.20 W
B.60 W
C.120 W
D.200 W
答案
3. B
解析
【分析】
要解决这道题，需按以下思路推导：首先估算中学生的常见质量，计算其重力；再根据阻力与重力的关系算出骑行时的阻力，利用匀速运动时牵引力与阻力平衡的特点得到牵引力；最后结合功率公式$P=Fv$计算功率，对比选项得出答案。
【解析】
解：通常中学生的质量约为$m=50\ \mathrm{kg}$，其重力为：
$G=mg=50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
骑行时所受阻力：
$f=2\%G=0.02 × 500\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$
因匀速骑行，牵引力与阻力平衡，故牵引力$F=f=10\ \mathrm{N}$
根据功率公式$P=Fv$，代入速度$v=5\ \mathrm{m/s}$得：
$P=Fv=10\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m/s}=50\ \mathrm{W}$
该值最接近60W，故选B。
【答案】
B
【知识点】
功率的计算、二力平衡、重力的计算
【点评】
本题结合生活实际考查功率的估算，需合理估算中学生的重力，利用匀速运动的受力特点和功率公式求解，难度适中，注重物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需按以下思路推导：首先估算中学生的常见质量，计算其重力；再根据阻力与重力的关系算出骑行时的阻力，利用匀速运动时牵引力与阻力平衡的特点得到牵引力；最后结合功率公式$P=Fv$计算功率，对比选项得出答案。
【解析】
解：通常中学生的质量约为$m=50\ \mathrm{kg}$，其重力为：
$G=mg=50\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
骑行时所受阻力：
$f=2\%G=0.02 × 500\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$
因匀速骑行，牵引力与阻力平衡，故牵引力$F=f=10\ \mathrm{N}$
根据功率公式$P=Fv$，代入速度$v=5\ \mathrm{m/s}$得：
$P=Fv=10\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m/s}=50\ \mathrm{W}$
该值最接近60W，故选B。
【答案】
B
【知识点】
功率的计算、二力平衡、重力的计算
【点评】
本题结合生活实际考查功率的估算，需合理估算中学生的重力，利用匀速运动的受力特点和功率公式求解，难度适中，注重物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.7
4 如图甲,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0～6 s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2～4 s内,物体克服摩擦力做功的功率为（
A.5 W
B.15 W
C.25 W
D.30 W
B
）A.5 W
B.15 W
C.25 W
D.30 W
答案
4. B
解析
【分析】要计算2～4s内物体克服摩擦力做功的功率，需先确定该时间段内的摩擦力大小和物体的运动速度。结合F-t图像和v-t图像，2～4s物体做匀速直线运动，受力平衡，摩擦力等于拉力，再利用功率公式计算即可。
【解析】1. 确定2～4s内的速度：由图丙可知，2～4s内物体速度保持v=5.0m/s不变，做匀速直线运动；2. 确定摩擦力大小：由图乙可知，2～4s内拉力F=3N，匀速运动时拉力与摩擦力是平衡力，故摩擦力f=F=3N；3. 计算克服摩擦力做功的功率：根据功率公式P=Fv，代入数据得P=fv=3N×5.0m/s=15W。
【答案】B
【知识点】功率计算、二力平衡、运动图像分析
【点评】本题结合拉力-时间、速度-时间图像，考查二力平衡和功率的综合应用，关键是从图像中提取对应时间段的物理量，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定2～4s内的速度：由图丙可知，2～4s内物体速度保持v=5.0m/s不变，做匀速直线运动；2. 确定摩擦力大小：由图乙可知，2～4s内拉力F=3N，匀速运动时拉力与摩擦力是平衡力，故摩擦力f=F=3N；3. 计算克服摩擦力做功的功率：根据功率公式P=Fv，代入数据得P=fv=3N×5.0m/s=15W。
【答案】B
【知识点】功率计算、二力平衡、运动图像分析
【点评】本题结合拉力-时间、速度-时间图像，考查二力平衡和功率的综合应用，关键是从图像中提取对应时间段的物理量，难度适中。
【难度系数】0.5
5 如图,小明拉着质量为 30 kg 的行李箱匀速经过一段长 3 m、高 1 m 的斜坡路面,用时 10 s,若此过程拉力 F 方向沿斜面向上,大小为 125 N,则克服行李箱重力所做功是
300
J,拉力 F 做功的功率是37.5
W,斜面的机械效率是80
%。(g 取 10 N/kg)答案
5. 300 37.5 80
解析
【分析】这道题考查斜面的功、功率和机械效率的计算，解题思路为：先根据重力公式算出行李箱的重力，再利用功的公式分别计算克服重力的有用功、拉力做的总功，接着用功率公式计算拉力做功的功率，最后根据机械效率公式求出斜面的机械效率。
【解析】
1. 计算克服重力做的功（有用功）：
行李箱的重力 $ G = mg = 30\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 300\ \mathrm{N} $，
克服重力做功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 300\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J} $；
2. 计算拉力做功的功率：
拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 125\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 375\ \mathrm{J} $，
拉力做功的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{375\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 37.5\ \mathrm{W} $；
3. 计算斜面的机械效率：
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{300\ \mathrm{J}}{375\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
【答案】300；37.5；80
【知识点】功的计算、功率的计算、机械效率
【点评】本题是斜面相关的基础计算题，需掌握有用功、总功、功率和机械效率的计算公式，步骤清晰，属于常规基础题型。
【难度系数】0.3
【解析】
1. 计算克服重力做的功（有用功）：
行李箱的重力 $ G = mg = 30\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 300\ \mathrm{N} $，
克服重力做功 $ W_{\mathrm{有}} = Gh = 300\ \mathrm{N} × 1\ \mathrm{m} = 300\ \mathrm{J} $；
2. 计算拉力做功的功率：
拉力做的总功 $ W_{\mathrm{总}} = Fs = 125\ \mathrm{N} × 3\ \mathrm{m} = 375\ \mathrm{J} $，
拉力做功的功率 $ P = \frac{W_{\mathrm{总}}}{t} = \frac{375\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}} = 37.5\ \mathrm{W} $；
3. 计算斜面的机械效率：
机械效率 $ \eta = \frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}} × 100\% = \frac{300\ \mathrm{J}}{375\ \mathrm{J}} × 100\% = 80\% $。
【答案】300；37.5；80
【知识点】功的计算、功率的计算、机械效率
【点评】本题是斜面相关的基础计算题，需掌握有用功、总功、功率和机械效率的计算公式，步骤清晰，属于常规基础题型。
【难度系数】0.3
6 用如图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
| 实验次序 | 钩码重力$G/\mathrm{N}$ | 钩码上升高度$h/\mathrm{cm}$ | 拉力$F/\mathrm{N}$ | 绳子自由端移动距离$s/\mathrm{cm}$ | 机械效率$\eta$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 2.0 | 5 | 1.0 | 15 | 66.7% |
| 2 | 4.0 | 5 | 1.8 | 15 | 74.1% |
| 3 | 4.0 | 10 | 1.8 | 30 | 74.1% |
| 4 | 6.0 | 5 | 2.5 | 15 | |
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做
（2）第4次实验时所做的有用功为
（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是
A. 换用更轻的动滑轮
B. 加快提升物体的速度
| 实验次序 | 钩码重力$G/\mathrm{N}$ | 钩码上升高度$h/\mathrm{cm}$ | 拉力$F/\mathrm{N}$ | 绳子自由端移动距离$s/\mathrm{cm}$ | 机械效率$\eta$ |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 2.0 | 5 | 1.0 | 15 | 66.7% |
| 2 | 4.0 | 5 | 1.8 | 15 | 74.1% |
| 3 | 4.0 | 10 | 1.8 | 30 | 74.1% |
| 4 | 6.0 | 5 | 2.5 | 15 | |
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做
匀速直线
运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3 s，此过程中，绳子自由端上升的速度为0.05
$\mathrm{m/s}$。（2）第4次实验时所做的有用功为
0.3
J，滑轮组的机械效率是80
%。（3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越
大
（选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关
（选填“有关”或“无关”）。（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是
A
。A. 换用更轻的动滑轮
B. 加快提升物体的速度
答案
6. （1）匀速直线 0.05 （2）0.3 80 （3）大 无关 （4）A
解析
【分析】
本题围绕滑轮组机械效率的实验展开，需分步骤解决各问题：首先明确实验操作要求，再结合速度、功、机械效率的公式计算，最后通过对比实验数据总结规律，判断提高机械效率的方法。
【解析】
（1）实验过程中，需缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动，此时拉力大小等于弹簧测力计示数，能准确测量拉力。
第1次实验中，绳子自由端移动距离$s=15\mathrm{cm}=0.15\mathrm{m}$，时间$t=3\mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，得绳子自由端上升的速度$v=\frac{0.15\mathrm{m}}{3\mathrm{s}}=0.05\mathrm{m/s}$。
（2）第4次实验中，钩码重力$G=6.0\mathrm{N}$，上升高度$h=5\mathrm{cm}=0.05\mathrm{m}$，有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh=6.0\mathrm{N}×0.05\mathrm{m}=0.3\mathrm{J}$；
拉力$F=2.5\mathrm{N}$，绳子自由端移动距离$s=15\mathrm{cm}=0.15\mathrm{m}$，总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=2.5\mathrm{N}×0.15\mathrm{m}=0.375\mathrm{J}$；
机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{0.3\mathrm{J}}{0.375\mathrm{J}}×100\%=80\%$。
（3）对比1、2、4次实验，同一滑轮组，钩码重力越大，机械效率越高；对比2、3次实验，钩码上升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）提高滑轮组机械效率的方法是减少额外功：换用更轻的动滑轮可减少动滑轮重力带来的额外功，能提高效率；加快提升物体的速度不影响有用功和额外功的比值，无法提高效率，故选A。
【答案】
（1）匀速直线；0.05 （2）0.3；80 （3）大；无关 （4）A
【知识点】
滑轮组机械效率，速度计算，功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的实验操作、公式应用及规律分析，需学生掌握实验要点，熟练运用速度、功、机械效率公式，通过控制变量法分析实验数据，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕滑轮组机械效率的实验展开，需分步骤解决各问题：首先明确实验操作要求，再结合速度、功、机械效率的公式计算，最后通过对比实验数据总结规律，判断提高机械效率的方法。
【解析】
（1）实验过程中，需缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动，此时拉力大小等于弹簧测力计示数，能准确测量拉力。
第1次实验中，绳子自由端移动距离$s=15\mathrm{cm}=0.15\mathrm{m}$，时间$t=3\mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，得绳子自由端上升的速度$v=\frac{0.15\mathrm{m}}{3\mathrm{s}}=0.05\mathrm{m/s}$。
（2）第4次实验中，钩码重力$G=6.0\mathrm{N}$，上升高度$h=5\mathrm{cm}=0.05\mathrm{m}$，有用功$W_{\mathrm{有}}=Gh=6.0\mathrm{N}×0.05\mathrm{m}=0.3\mathrm{J}$；
拉力$F=2.5\mathrm{N}$，绳子自由端移动距离$s=15\mathrm{cm}=0.15\mathrm{m}$，总功$W_{\mathrm{总}}=Fs=2.5\mathrm{N}×0.15\mathrm{m}=0.375\mathrm{J}$；
机械效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{有}}}{W_{\mathrm{总}}}×100\%=\frac{0.3\mathrm{J}}{0.375\mathrm{J}}×100\%=80\%$。
（3）对比1、2、4次实验，同一滑轮组，钩码重力越大，机械效率越高；对比2、3次实验，钩码上升高度不同但机械效率相同，说明滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）提高滑轮组机械效率的方法是减少额外功：换用更轻的动滑轮可减少动滑轮重力带来的额外功，能提高效率；加快提升物体的速度不影响有用功和额外功的比值，无法提高效率，故选A。
【答案】
（1）匀速直线；0.05 （2）0.3；80 （3）大；无关 （4）A
【知识点】
滑轮组机械效率，速度计算，功的计算
【点评】
本题考查滑轮组机械效率的实验操作、公式应用及规律分析，需学生掌握实验要点，熟练运用速度、功、机械效率公式，通过控制变量法分析实验数据，难度适中。
【难度系数】
0.6
