6.如图甲所示，小明在同一水平地面上沿水平方向用力推木箱，推力F随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，以下分析正确的是（ ）
A.0~2s内木箱没有动，是因为人对木箱的推力小于地面对木箱的摩擦力
B.2~4s内木箱受到的摩擦力大小为40N
C.4~6s内人对木箱的推力做功为80J
D.6s后小明如果停止用力，木箱将做匀速直线运动
7.一辆汽车在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如图所示，汽车在第10s时已行驶了150m，速度达到了20m/s，随后匀速前进。
若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N，以下说法正确的是（ ）
A.在0~20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在0~10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在10~20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D.在10~20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
8.如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。
压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。
小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A.小球的动能不断增加
B.弹簧的弹性势能不断减少
C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
9.如图所示，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。
小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A.在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C.小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D.小木块P运动到最高点时处于平衡状态
10.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，某同学设计了如图甲所示的滑轮组装置。
当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）。
下列计算结果正确的是（ ）
A.1~2s内，拉力F做的功是187.5J
B.0~1s内，地面对物体的支持力是10N
C.2~3s内，拉力F的功率是100W
D.2~3s内，滑轮组的机械效率是62.5%
二、填空题
11.如图所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。
从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将 能转化为 能储存起来，此过程中机械能总量 。
12.某同学在10s内做了5个“引体向上”，他的质量为60kg，每次上升的高度为40cm。
该同学做一次“引体向上”克服重力做的功是 J，10s内做功的功率为 W。
（g取10N/kg）
13.如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s－t图像分别是图乙中的图线①、②.两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2.则F1______F2，P1______P2.（均选填“>”、“＝”或“<”）．
14.如图所示，一物体在水平向右的拉力F1的作用下以1m/s的速度在水平地面上匀速运动了10m，拉力F1所做的功为W1，功率为P1。
若该物体在水平向右的拉力F2的作用下以2m/s的速度在同一水平面上匀速运动了10m，拉力F2所做的功为W2，功率为P2。
则W1 W2，P1 P2。
（均选填“>”“<”或“=”）
15.王波同学帮父母搬家，现有30捆书籍，每捆书籍的质量都为5kg.王波想尽快将它们搬上10m高处的新家．如图是王波可以提供的用于搬运物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像，由图可知，为了尽可能快地将这批书籍搬上新家，他每次应搬________捆．若每次下楼时间是上楼时间的一半，则他最快完成搬运任务并返回原地，所用的总时间为________s．（g＝10N/kg）
16.劲度系数为12N/cm（弹簧每受到12N的力，长度就要变化1cm）的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在 （填某一范围）时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。
物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和 能。
（上述过程没超出该弹簧的弹性限度）
三、解答题
17.炼油厂工人将油桶装到卡车上，需要用木板搭建一个斜面．卡车车厢底部离地1.2m，所用木板长6m，工人沿着斜面用700N的力将油桶推上车，用时1min，若该斜面的机械效率为40%.
（1）工人推油桶所做的功是多少？
（2）工人做功的功率是多少？
（3）油桶的质量是多少（g＝10N/kg）?
18.如图甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢，货物移动的距离s与时间t的关系如图乙所示．在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为594N．此斜面的长为5m，高为1m，这箱货物重为1500N.
（1）0～5s内，这箱货物处于________状态，工人所做的功为________J.
（2）5～30s内，这箱货物运动的速度是多少？
拉力做功的功率是多大？
（3）该斜面的机械效率是多少？
19.我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为4000N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值为q=4.6×107J/kg。
在该段测试过程中:
（1）汽车的功率为多少?
（2）燃烧了多少汽油?
（计算结果保留两位小数）
20.如图甲所示底面积为0.2m2，高为0.2m的质量均匀的长方体A，放置在水平面上，对地面的压强为6×103Pa；一质量为80kg的工人站在水平地面上，用如图乙所示的滑轮组把A运到高处，工人用大小为F1的竖直拉力拉绳使A以10cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N1，工人匀速拉绳的功率为P，滑轮组的机械效率为η1.若工人以相同的功率用大小为F2的竖直拉力拉绳使另一物体B以12.5cm/s的速度匀速上升，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2.已知N1∶N2＝3∶4，η1∶η2＝16∶15.（g取10N/kg）求：
（1）物体A的密度；
（2）工人拉绳的功率P；
（3）用滑轮组提升B时滑轮组的机械效率η2.
2021中考物理专题复习：
做功与机械能-答案
一、选择题
1.【答案】B
2.【答案】A [解析]在相同时间内，做功越多，功率越大，也就是做功越快;由图像知，当时间相同时，甲做功最多，所以由公式P=
知，甲功率最大，做功最快，故A正确。
3.【答案】A [解析]排球竖直向上抛出，上升阶段，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，在最高处动能为零;排球下降阶段，重力势能转化为动能，动能增大，重力势能减小，故选A。
4.【答案】B [解析]物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，动能不变，重力势能减小，机械能减小。
故选B。
5.【答案】C [解析]由题图可知，相同时间，第一次移动的距离大，则v1>v2，故A错误;拉动同一个物体在同一水平面上做匀速直线运动，物体受到的摩擦力不变，物体受平衡力作用，所以F1=F2=f，故B错误;由题图可知，0~6s第一次物体运动了0.6m，第二次物体运动了0.3m，由W=Fs可得，W1>W2，故C正确;由P=
得，0~6s内P1>P2，故D错误。
6.【答案】B [解析]木箱在0~2s内没有动，处于平衡状态，则人对木箱的推力等于地面对木箱的摩擦力，故A错误。
由题图丙可知，在4~6s内木箱做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，此时木箱受到的滑动摩擦力f=F，由图乙可知，在4~6s内推力F=40N，则木箱受到的滑动摩擦力f=F=40N;由图丙可知，木箱在2~4s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，由于物体间接触面粗糙程度与物体对地面的压力不变，则木箱受到的滑动摩擦力不变，则2~4s内木箱受到的摩擦力大小为40N，故B正确。
由图丙知，4~6s内木箱通过的距离s=vt=2m/s×2s=4m，由图乙知，此时受到的推力F=40N，因此4~6s内推力做的功W=Fs=40N×4m=160J，故C错误。
如果6s后小明停止用力，木箱仍然受到摩擦力的作用，因此做减速运动，最后停下来，故D错误。
7.【答案】C [解析]由题图可知，汽车在10~20s内行驶的距离s2=vt2=20m/s×10s=200m，在0~20s内行驶的距离s=s1+s2=150m+200m=350m，则汽车在0~20s内的平均速度v=
=
=17.5m/s，故A错误。
在10~20s内汽车匀速前进，受力平衡，牵引力等于阻力，等于2000N，在0~10s内汽车做加速运动，牵引力大于阻力，大于2000N，故B错误。
在10~20s内汽车牵引力做的功W=Fs2=2000N×200m=4×105J，故C正确。
在10~20s内汽车牵引力做功的功率为P=
=
=4×104W，故D错误。
8.【答案】D [解析]由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态;小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向右，速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能;到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大;小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左，速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能;则小球从A位置运动到B位置的过程中，小球的动能先增加后减少，故A错误。
由以上分析知，小球从A位置运动到B位置的过程中，弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误。
由以上分析知，小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误。
水平台面光滑，且AO=OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确。
9.【答案】C [解析]在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，木块的速度变大，动能变大，同时因为水平面AB粗糙，木块需要克服摩擦力做功，内能变大，故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能，一部分转化为木块的内能，故A错误。
小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小，故B错误。
小木块P在斜面上向上运动时，高度增加，重力势能变大，因为斜面BC光滑，且空气阻力忽略不计，所以机械能守恒，故动能减小，故C正确。
因为斜面BC光滑，故木块不受摩擦力作用，小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用，这两个力不在一条直线上，不属于平衡力，所以木块处于非平衡状态，故D错误。
10.【答案】A [解析]滑轮组绳子的股数n=3，则拉力F移动的距离s=3h，速度v绳=3v。
在1~2s内，拉力F2=50N，物体上升高度h2=1.25m，拉力的作用点下降的距离为s2=3h2=3×1.25m=3.75m，拉力做的功W=F2s2=50N×3.75m=187.5J，故A正确。
由题图乙可知，在0~1s内，拉力F1=30N，由图丙可知，此时物体的运动速度为0，处于静止状态。
物体受重力G、绳子向上的拉力F'和地面对物体的支持力，则支持力F支=G-F'=G-（3F1-G动）=100N-3×30N+G动=G动+10N≠10N，故B错误。
由图丙可知，在2~3s内，重物做匀速运动，v3=2.5m/s，拉力F3=40N，绳子自由端移动速度v绳'=3v3=3×2.5m/s=7.5m/s，拉力的功率P总=F3v绳'=40N×7.5m/s=300W，故C错误。
在2~3s内，滑轮组机械效率η=
=
=
=
=
≈83.3%，故D错误。
二、填空题
11.【答案】动 重力势 减少
12.【答案】240 120
[解析]因为m=60kg，所以G=mg=60kg×10N/kg=600N，h=0.4m，每次克服重力做功W=Gh=600N×0.4m=240J;10s内做功的功率P=
=
=
=120W。
13.【答案】＝ ＞
14.【答案】= <
[解析]物体对地面的压力等于其重力，接触面的粗糙程度不变，因此物体受到地面的摩擦力大小相等，匀速运动时拉力等于摩擦力，则两次的拉力相等，即F1=F2;物体两次运动的距离相等，均为10m，由W=Fs可知，两次做的功相等，即W1=W2。
F1=F2，v1
15.【答案】3 450 【解析】根据t＝
，要尽快搬完这批书，功不变，时间要少，就需要功率最大，而由图可得当所搬物体质量为15kg时功率最大，因此他每次应该搬的捆数是n＝
＝3捆．而他搬书所做功为W＝Gh＝5kg×30×10N/kg×10m＝15000J，故搬书上楼的时间是t1＝
＝
＝300s，下楼的时间是t2＝
t1＝
×300s＝150s，所以所用的总时间是300s＋150s＝450s.
16.【答案】10~14cm 内
[解析]由于在弹簧的弹性限度内，弹簧的伸长量与它所受的拉力成正比;所以在弹簧下面挂48N的重物时，将重物由图中位置放手，重物下落过程中，当弹簧伸长4cm时（即弹簧长度达到6cm+4cm=10cm时）物体所受的拉力与重力平衡，继续向下运动的过程中，物体开始减速，其动能和重力势能同时转化为弹性势能;设物体能达到的最低点时的重力势能为0，此点动能也为0，在从图中所示释放点到最低点的运动过程中，理想状态下（即忽略空气阻力的作用），物体在释放点具有的重力势能全部转化为最低点时的弹簧的弹性势能，即Gh=
kΔL2①，因h=ΔL②，由①②可得ΔL=
=
=8cm;物体在最低点时，弹簧的长度为6cm+8cm=14cm。
实际中由于空气阻力的存在，物体往复运动一段时间后，最终会停下来，停留在弹簧长度等于10cm的状态，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。
三、解答题
17.【答案】解：
（1）工人用700N的力，把油桶推上6m长的斜面，所做的功为：
W总＝Fs＝700N×6m＝4200J；
（2）做功用时1min＝60s，
工人做功功率：
P＝
＝
＝70W
（3）斜面的机械效率是40%，总功为4200J,油桶上升高度1.2m，
由η＝
×100%得：
W有＝W总η＝4200J×40%＝1680J，
由W有＝Gh得：
G＝
＝
＝1400N，
故油桶的质量m＝
＝
＝140kg.
18.【答案】解：
（1）静止 0
（2）这货箱运动的速度是：
v＝
＝
＝0.2m/s
拉力做功为：
W＝Fs＝594N×5m＝2970J
拉力做功的功率是：
P＝
＝
＝118.8W
（3）工人对这箱货物所做的功为有用功：
W有用＝Gh＝1500N×1m＝1500J
拉力所做的功是总功，为：
W总＝W＝2970J
斜面的机械效率是：
η＝
×100%＝
×100%＝50.5%
19.【答案】解:
（1）汽车匀速行驶，牵引力F=f=4000N，
牵引力做功W=Fs=4000N×1.2×103m=4.8×106J，
汽车的功率P=
=
=1.2×105W。
（2）由η=
得，汽油燃烧放出的热量
Q=
=
=107J，
燃烧汽油的质量m=
=
≈0.22kg。
20.【答案】解：
（1）物体A对地的压力F＝pS＝6×103Pa×0.2m2＝1200N
物体所受重力G＝F＝1200N，
物体A的质量m＝
＝
＝120kg
物体A的体积V＝Sh＝0.2m2×0.2m＝0.04m3
物体A的密度ρ＝
＝
＝3×103kg/m3
（2）分别对工人提A物体、B物体时进行受力分析，提A物体时N1＝G人－F1 ①
提B物体时N2＝G人－F2②
由P＝Fv得F＝
两次工人所用拉力F1∶F2＝v2∶v1＝12.5∶10＝5∶4③
已知N1∶N2＝3∶4④
由①②③④得F1＝500N，F2＝400N，
拉力功率P＝F1v1×3＝500N×0.1m/s×3＝150W
（3）提A时的机械效率η1＝
×100%＝
×100%＝
×100%＝80%
由η1∶η2＝16∶15可得η2＝75%
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