特訓(xùn)02期中壓軸填空題一、填空題1．人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，但最基本的運(yùn)動(dòng)形式是骨骼在肌肉提供的動(dòng)力作用下繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖所示是人行走時(shí)的情景，已知小延同學(xué)的質(zhì)量為50千克，OB間的水平距離約為AB間水平距離的4倍。（1）在行走時(shí)，腳掌的骨骼可以看作的物理模型是______；（2）求圖所示狀態(tài)時(shí)，腓腸肌提供的動(dòng)力F1的大小。()【答案】

杠桿

400N【解析】（1）[1]在行走時(shí)，腓腸肌收縮，產(chǎn)生一個(gè)向上的牽引力，使腳掌以O(shè)點(diǎn)為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以腳掌的骨骼可以看作一個(gè)杠桿。（2）[2]人在行走時(shí)，以點(diǎn)O為支點(diǎn)，腓腸肌收縮提供向上的動(dòng)力F1，人的重力G通過點(diǎn)B豎直向下，這兩個(gè)力的力臂對(duì)應(yīng)的是OA間的水平距離和OB間水平距離，因?yàn)镺B間的水平距離約為AB間水平距離的4倍，所以O(shè)A間的水平距離和OB間水平距離之比為5∶4，根據(jù)杠桿的平衡條件，有所以2．請(qǐng)根據(jù)你在資料中獲取的信息或生活中觀察塔吊的工作情況，來回答問題：塔吊如圖所示，“塔吊”是現(xiàn)在建筑工地上常見的起重設(shè)備，用塔吊可將重物方便地安放在工作區(qū)內(nèi)。塔吊水平臂由兩部分組成，一部分為平衡臂，一部分為吊臂，在吊臂上可移動(dòng)的滑輪組能夠帶動(dòng)重物水平移動(dòng)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)自身平衡保證安全。塔吊尖的功能是承受臂架拉繩及平衡臂拉繩傳來的上部荷載，并通過回轉(zhuǎn)塔架、轉(zhuǎn)臺(tái)、承座等的結(jié)構(gòu)部件式直接通過轉(zhuǎn)臺(tái)傳遞給塔身結(jié)構(gòu)。自升塔頂有截錐柱式、前傾或后傾截錐柱式、人字架式及斜撐架式。凡是上回轉(zhuǎn)塔機(jī)均需設(shè)平衡重，其功能是支承平衡重，用以構(gòu)成設(shè)計(jì)上所要求的作用方面與起重力矩方向相反的平衡力矩。除平衡重外，還常在其尾部裝設(shè)起升機(jī)構(gòu)。起升機(jī)構(gòu)之所以同平衡重一起安放在平衡臂尾端，一則可發(fā)揮部分配重作用，二則增大繩卷筒與塔尖導(dǎo)輪間的距離，以利鋼絲繩的排繞并避免發(fā)生亂繩現(xiàn)象。平衡重的用量與平衡臂的長度成反比關(guān)系，而平衡臂長度與起重臂長度之間又存在一定比例關(guān)系。平衡重量相當(dāng)可觀，輕型塔機(jī)一般至少要3~4t，重型的要近30t。（1）圖1中，_________部分是平衡臂；圖2中，_________部分是吊臂（選填A(yù)、B、C、D）。（2）如果塔吊的吊臂一定以及每次起吊的物體重力不變，那么平衡臂越長，則平衡重量應(yīng)該_________（選填不變、變大、變小）。【答案】

D

A

變小【解析】（1）[1]由題意可知，圖1中，由起升機(jī)構(gòu)和平衡重一起安放在平衡臂尾端可知，D部分是平衡臂。[2]圖2中，在吊臂上可移動(dòng)的滑輪組能夠帶動(dòng)重物水平移動(dòng)，所以A部分是吊臂。（2）[3]由題意可知，平衡重的用量與平衡臂的長度成反比關(guān)系，而平衡臂長度與起重臂長度之間又存在一定比例關(guān)系，所以，塔吊的吊臂一定以及每次起吊的物體重力不變，那么平衡臂越長，則平衡重量應(yīng)該變小。3．檢測機(jī)構(gòu)為了檢測汽車的剎車性能．在同一場地做了如下實(shí)驗(yàn)：（1）某車以不同車速行駛時(shí)，測得有關(guān)數(shù)據(jù)如圖甲所示．其中反應(yīng)距離是指司機(jī)發(fā)現(xiàn)情況，決定剎車到腳踩在剎車踏板上時(shí)，車通過的距離；剎車距離是指腳踩在剎車踏板上，使車減速，到車停時(shí)車通過的距離．如果司機(jī)以60千米/時(shí)的速度駕駛，從發(fā)現(xiàn)情況，決定剎車到車停止時(shí)，車通過的距離為_____米．（2）汽車的剎車方式有兩種：方式一：剎車時(shí)，車輪不能滾動(dòng)，只能滑行，直至車停．方式二：剎車時(shí)，車輪仍保持滾動(dòng)，但滾動(dòng)減慢，直至車停．圖乙反映的是以方式一和方式二剎車所產(chǎn)生的剎車距離的比較．從圖中可知，在車速相同時(shí)，采用_____（剎車方式一/剎車方式二）剎車方式剎車后，剎車距離較短．（3）檢測中，相同的A、B兩車均以v1速度行駛，A車采取方式一剎車，B車采取方式二剎車，剎車時(shí)車與障礙物的距離相等（距離小于S1，如圖），則撞擊時(shí)_____（A/B）車對(duì)障礙物的破壞程度更大，理由是_____（請(qǐng)結(jié)合圖乙中曲線說明）．【答案】

35

剎車方式二

B

由圖象可知，在撞擊時(shí)B車的車速較大，因此其動(dòng)能更大，破壞性更厲害【解析】（1）由圖可知，汽車的反應(yīng)距離為15m，剎車距離是20m，因此汽車的剎車距離s＝15m+20m＝35m；（2）由圖象可知，當(dāng)以相同速度行駛時(shí)，方式二剎車時(shí)，通過的距離小，所以在車速相同時(shí)，應(yīng)采用方式二剎車；（3）當(dāng)以相同速度行駛時(shí),剎車后,通過的距離小于s1時(shí)，第二種剎車方式的速度大，則車的動(dòng)能大，對(duì)障礙物的破壞程度更大．4．閱讀材料，回答問題。中國古代農(nóng)具——桔槔（jiégāo）桔槔是中國古代的一種汲水工具，如題圖甲所示，直桿的中間由豎木支撐或懸吊起來，一端用繩子與水桶相連，另一端綁上或懸上一塊重石頭。當(dāng)要汲水時(shí)，人用力向下拉繩子，使水桶下降到水面以下并讓水流入水桶。當(dāng)水桶裝滿水后，人向上拉動(dòng)繩子，就可讓綁重石端的位置下降，同時(shí)將提水的容器中的水提升。（1）桔槔本質(zhì)上是一種___________（填簡單機(jī)械名稱），由于其另一端配有重物，所以人們向井內(nèi)放送水桶時(shí)，人用的力一般___________（選填“大于”“小于”或“等于”）水桶的重力；（2）使用更大的水桶一次打取更多的水時(shí)，為了更省力，末端重物不改變其位置的情況下，其質(zhì)量應(yīng)___________（選填“增大”“減小”或“不變”）；（3）有同學(xué)說桔槔另一端綁上的大石頭越重越好，你的看法是：___________；（4）圖乙是桔槔的模型，若BO=1m，AO=2m，空水桶重20N，石頭重100N，水桶最大裝水量200N，則古人汲水時(shí)所用的最小力為___________N，方向___________。【答案】

杠桿

大于

增大

見詳解

30

豎直向下【解析】（1）[1]由題意可知，桔槔是一個(gè)在力的作用下繞著固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，所以桔槔本質(zhì)上是一種杠桿。[2]由圖可知，由于其另一端配有重物，所以人們向井內(nèi)放送水桶時(shí)，需要提起另一側(cè)的重物，所以人用的力一般大于水桶的重力。（2）[3]桔槔末端懸掛一個(gè)重物，前端懸掛水桶，如果使用更大的水桶一次打取更多的水時(shí)，為了更省力，根據(jù)杠桿平衡條件可知，末端重物在不改變其位置的情況下，其質(zhì)量應(yīng)該增大。（3）[4]根據(jù)杠桿平衡條件可知，在動(dòng)力臂和阻力臂一定時(shí)，阻力越大，需要的動(dòng)力也就越大，所以大石頭越重，人向井內(nèi)放送水桶時(shí)，向下的拉力更大，所以這個(gè)說法是不正確的。（4）[5][6]由題意可知，當(dāng)人要汲水時(shí)，根據(jù)杠桿平衡條件可得G空桶×OA+F拉l=G石×OB因?yàn)镚空桶、G石、OA、OB都不變，所以拉力的力臂越大，拉力越小，當(dāng)人豎直向下拉時(shí)，拉力的力臂最大，為OA，此時(shí)的拉力最小，為5．五一長假期間，小聰隨母親去老家農(nóng)村，看到很多老鄉(xiāng)使用如圖（a）所示桿秤稱量質(zhì)量。回家后，小聰用一根長30厘米的輕質(zhì)細(xì)木棒作秤桿、用0.2千克的鐵塊作秤砣，在距木棒一端4厘米處系上提紐線，制作了一把簡易桿秤如圖（b）所示。（1）將被測物掛上并調(diào)節(jié)秤砣至圖（c）所示位置時(shí)桿秤水平平衡，求被測物的質(zhì)量m物。______（2）這把簡易桿秤的最大稱量是______千克。若小聰用0.3千克的鐵塊替換原0.2千克的鐵塊做秤砣，桿秤的最大稱量______（選填“減小”、“不變”或“增大”）；（3）實(shí)際生活中的桿秤通常有兩個(gè)提紐線，如圖（a）所示，使用提紐______時(shí)（選填“1”或“2”），桿秤的最大稱量較大。【答案】

1kg

1.3

增大

2【解析】（1）[1]由杠桿平衡條件得m秤砣gl秤砣=m物gl物m秤砣l秤砣=m物l物0.2kg×20cm=m物×4cm解得m物=1kg。（2）[2]由杠桿平衡條件得m秤砣′gl秤砣′=m物′gl物m秤砣′l秤砣′=m物′l物0.2kg×26cm=m物′×4cm解得m物′=1.3kg，這把簡易桿秤的最大稱量是1.3kg。[3]0.3千克的鐵塊替換原0.2千克的鐵塊做秤砣，秤砣質(zhì)量變大，秤砣的力臂與物體的力臂不變，由m秤砣gl秤砣=m物gl物可知，秤的最大稱量增大。（3）[4]由圖示可知，使用提紐2時(shí)，秤砣的力臂變大，物體的力臂變小，由m秤砣gl秤砣=m物gl物可知，桿秤的最大稱量較大。6．閱讀《桔槔和轆轤》，回答問題。桔槔和轆轤中國古代五大農(nóng)書之首《齊民要術(shù)》中清楚的記載著：“井深用轆轤，井淺用桔槔。”桔槔是人類最早發(fā)明的簡單汲水工具，如圖甲所示，在其橫長桿的中間由豎木支撐或懸吊起來，橫桿的一端用一根繩與汲器相連，另一端綁上或懸上一塊重石頭。這個(gè)石頭不能太重，也不能太輕，太重落桶時(shí)費(fèi)力，太輕提水時(shí)費(fèi)力。石頭到底多重呢？假設(shè)落桶與提水時(shí)人施加在繩上的力的大小均為F，只不過落桶時(shí)F方向向下，提水時(shí)F方向向上，不計(jì)桶本身重力，利用杠桿平衡條件，我們可以計(jì)算出對(duì)于等臂的桔槔，石頭重G石=，也就是石頭的重力是所汲水重的一半。桔槔只能在淺水中汲水，無法滿足深井汲水的需求，極大限制了農(nóng)業(yè)發(fā)展。轆轤的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，滿足了人們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活方面對(duì)水資源的進(jìn)一步需求（如圖乙所示）。轆轤是典型的輪軸，其結(jié)構(gòu)如圖丙所示，半徑較大的是輪，半徑較小的是軸，輪軸是能夠連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的杠桿，支點(diǎn)就在轉(zhuǎn)軸線上。R為輪半徑，r為軸半徑，F(xiàn)1為作用在輪上的力，F(xiàn)2為作用在軸上的力，當(dāng)輪軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有F1R=F2r，且R>r，所以F1<F2，因而轆轤能夠省力，同時(shí)可以根據(jù)井深確定繩子的長度。根據(jù)上述材料，回答下列問題。（1）與桔槔相比，轆轤的優(yōu)勢是______（寫出一條即可）；（2）轆轤是______杠桿；（選填“省力”或“費(fèi)力”）（3）用桔槔汲水時(shí)，不計(jì)桶本身重力，設(shè)所提水重為G水，石頭重為G石，動(dòng)力臂為l1，阻力臂為l2，提水時(shí)人施加在繩上的力F方向向上，如果桔槔勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)杠桿平衡條件，下列關(guān)系式符合提水情景的是______；（選填選項(xiàng)前的字母）A．G水l1=G石l2?B．(G水-F)l1=G石l2??C．(G水+F)l1=G石l2（4）使用轆轤時(shí)，若想更加省力，可以進(jìn)行改進(jìn)，請(qǐng)你列舉出一條______。【答案】

便于深井汲水

省力

B

讓輪半徑大一些或軸半徑小一些【解析】（1）[1]由題意知，轆轤既省力又便于深井汲水。（2）[2]由題意知，轆轤的動(dòng)力作用在輪上，阻力作用在軸上，用輪半徑R大于軸半徑r，所以是省力杠桿。（3）[3]桔槔提水時(shí)，拉力F使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，石頭對(duì)杠桿的拉力也是使杠桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，水對(duì)杠桿的拉力使杠桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，那么令桔槔順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的力為F2=G水-F而提水時(shí)，杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，據(jù)杠桿的平衡條件有G石l2=(G水-F)l1所以B選項(xiàng)符合題意。（4）[4]轆轤是省力杠桿，為了更省力，可以讓動(dòng)力臂更長一些或阻力臂更短一些，即讓輪半徑大一些，或軸半徑小一小。7．小紅在進(jìn)行期中復(fù)習(xí)時(shí)，對(duì)“機(jī)械”繪制了如下所示的思維導(dǎo)圖（未全）。（1）在杠桿的定義中，缺少的文字是___________。在杠桿的類型中，應(yīng)分為___________類。（2）導(dǎo)圖中“？”處的內(nèi)容是___________。歸納兩種滑輪的特點(diǎn)時(shí)，應(yīng)從“能否省力”和“能否___________”兩個(gè)角度描述。【答案】

硬棒

省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿共三

滑輪

改變力的方向【解析】（1）[1]在杠桿的定義：在力的作用下，能繞某一固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的硬棒，故缺少的文字是硬棒。[2]根據(jù)杠桿的平衡條件，可以知道杠桿的運(yùn)用有三種情況，省力杠桿、費(fèi)力杠桿和等臂杠桿，所以在杠桿的類型中，應(yīng)分為三類。（2）[3]能繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小輪叫滑輪，故導(dǎo)圖中“？”處的內(nèi)容是滑輪。[4]定滑輪實(shí)質(zhì)是等臂杠桿，可以改變力的方向但不能省力；動(dòng)滑輪能省一半力，但不能改變力的方向。歸納兩種滑輪的特點(diǎn)時(shí)，應(yīng)從“能否省力”和“能否改變力的方向”兩個(gè)角度描述。8．如圖，純電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛。由于對(duì)環(huán)境影響相對(duì)傳統(tǒng)汽車較小，其前景被廣泛看好，但當(dāng)前技術(shù)尚不成熟。（1）在行駛過程中的能量轉(zhuǎn)化是將______能轉(zhuǎn)化為______能；隨車人員必須系好安全帶，這是為了防止______帶來的危害；（2）某車有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示。在一次測試過程中，該車以最大功率在水平面上行駛。當(dāng)達(dá)到最大速度后，勻速行駛了4分鐘。求在勻速測試的過程中：電動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)全輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)四驅(qū)高性能板加速4.9s（0~100km/h加速時(shí)間）能耗和排放最大馬力408hp電池容量（可用）75kW/h最大功率300kW最大扭矩660Nm最大速度180公里小時(shí)（a）該車牽引力所做的功______；（b）該車受到的阻力大小______。【答案】

電

機(jī)械

慣性

【解析】（1）[1][2][3]汽車在行駛的過程中，消耗電能，機(jī)械能增加，故將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；隨車人員必須系好安全帶，這是為了防止突然撞車時(shí)，人由于慣性繼續(xù)前進(jìn)而飛出去，即系安全帶是為了防止慣性帶來的傷害。（2）（a）[4]該車牽引力所做的功（b）[5]該車受到的阻力大小9．如圖甲和乙所示是人們從地面上搬起重物常用的兩種做法：彎腰或人下蹲彎曲膝蓋把它搬起來。這兩種做法哪種方法好呢？下面通過建立模型來研究這一問題。我們把脊柱簡化為杠桿，如圖丙所示，搬起重物的過程中，脊柱可繞骶骨（軸）O轉(zhuǎn)動(dòng)，脊柱與水平面的夾角（即杠桿與水平面的夾角）為α，腰背部復(fù)雜肌肉的等效拉力F1作用在A點(diǎn)，其實(shí)際作用方向與脊柱夾角為12°且保持不變，重物對(duì)人有一個(gè)向下的拉力F2，作用在肩關(guān)節(jié)B點(diǎn)。①當(dāng)α角增大時(shí)，F(xiàn)2的力臂l2將______，F(xiàn)1將______（選填“變大”、“不變”或“變小”）；②如果考慮人上半身的重力，那么腰背部肌肉的實(shí)際拉力大小將比丙圖中F1要______（選填“大”或“小”）；③根據(jù)丙圖的分析，對(duì)比甲、乙兩種搬箱子的方法，可知：圖______（選填“甲”或“乙”）的姿勢比較正確。【答案】

變小

變小

大

乙【解析】（1）[1][2]先畫出力臂的示意圖：延長F2作用線，由支點(diǎn)作其作用線的垂線，L2是其力臂。如圖：由圖可知：當(dāng)α角增大時(shí)，力臂L2變小；由于拉力F1的方向與脊柱夾角始終為12°，且OA這段距離不變，則O點(diǎn)到F1作用線的距離不變，即動(dòng)力臂不變，阻力為箱子的重力不變，根據(jù)杠桿平衡條件可知，F(xiàn)1變小。（2）[3]如果考慮到人上半身的重力，由于上半身的重力會(huì)阻礙杠桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)杠桿平衡條件可知：實(shí)際拉力將變大。（3）[4]比較甲、乙兩種姿勢可知：甲的支點(diǎn)太高，在搬起物體時(shí)，阻力臂減小得慢，則腰背部復(fù)雜肌肉的等效拉力F1要比較長時(shí)間的使用較大的力，所以甲姿勢不正確，乙姿勢比較正確。10．請(qǐng)閱讀，然后回答問題：“有用功指對(duì)人們有利用價(jià)值的功，如簡單機(jī)械提升重物所做的功就是人們需要的．額外功指對(duì)人們既無利用價(jià)值而又不得不做的功，如使用簡單機(jī)械時(shí)克服機(jī)械間的摩擦和機(jī)械自重所做的功就是人們不需要的，沒有利用價(jià)值而又不得不做的功．”下圖是小金同學(xué)用三種不同方法把沙子運(yùn)上三樓，如圖所示．下表中的數(shù)據(jù)是人、沙子、桶、滑輪、裝沙子的口袋的重力．小金重力500牛沙子重力100牛桶的重力20牛滑輪重力10牛口袋重力5牛根據(jù)上圖中的信息和表格中數(shù)據(jù)，請(qǐng)判斷：（1）小金同學(xué)用三種方法把沙子運(yùn)上三樓，其中哪種方法所做的額外功最多，是圖中的_______．（選填“方法一”、“方法二”或“方法三”）．（2）計(jì)算出小金同學(xué)用三種方法把沙子運(yùn)上三樓，其中所做的有用功為_______焦．【答案】

方法一

600【解析】(1)小金同學(xué)的三種運(yùn)沙子的方法中，將沙子提升的高度相同做的額外功：方法一：提升沙子的同時(shí)將人和桶提升，對(duì)人和桶做的額外功方法二：提升沙子的同時(shí)將動(dòng)滑輪和桶提升，對(duì)動(dòng)滑輪和桶做的額外功方法三：提升沙子的同時(shí)將口袋提升，對(duì)口袋做的額外功可見方法一做的額外功最多；(2)小金同學(xué)用三種方法把沙子運(yùn)上三樓，所做的有用功11．2021年，高空墜物列入刑法。某日，小區(qū)樓下的轎車被高空落下的玻璃瓶砸出一個(gè)窟窿。警方根據(jù)小區(qū)監(jiān)控，推算：玻璃瓶砸中車時(shí)速度約為20米/秒。請(qǐng)根據(jù)框圖，從能量轉(zhuǎn)換角度尋找肇事者大致樓層。（玻璃瓶由靜止下落，下落過程中不計(jì)空氣阻力）①Ⅰ推導(dǎo)Ⅱ的依據(jù)是：當(dāng)玻璃瓶質(zhì)量一定時(shí)，______________；②玻璃瓶下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能是通過______________實(shí)現(xiàn)的；③Ⅲ推導(dǎo)Ⅳ的依據(jù)是：_____________________；④分析表一和表二的數(shù)據(jù)及相關(guān)條件推算出肇事者大致在______________層。速度（米/秒）動(dòng)能（焦）127.21612.820202428.82839.2表一重力勢能（焦）樓層（層）13519725931113613表二【答案】

速度越大，動(dòng)能越大

克服重力做功

當(dāng)玻璃瓶的質(zhì)量一定時(shí)，高度越高，重力勢能越大

7【解析】①[1]據(jù)框圖知，由玻璃瓶的速度能推導(dǎo)玻璃瓶的動(dòng)能，是因?yàn)橘|(zhì)量一定時(shí)，玻璃瓶的速度越大，其動(dòng)能越大。②[2]在不計(jì)空氣阻力時(shí)，玻璃瓶下落過程，只需要克服重力做功，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。③[3]據(jù)框圖知，由玻璃瓶的重力勢能推導(dǎo)大致樓層，是因?yàn)橹亓菽芘c質(zhì)量及高度有關(guān)，玻璃瓶的質(zhì)量一定，重力勢能越大，則樓層越高。④[4]由表一知，當(dāng)玻璃瓶的速度約為20m/s時(shí)，對(duì)應(yīng)的動(dòng)能約為20J。玻璃瓶下落過程，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，當(dāng)動(dòng)能為20J時(shí)，玻璃瓶下落時(shí)的重力勢能約為20J，由表二知，對(duì)應(yīng)的樓層為7層。12．在如圖(a)所示裝置中，杠桿OA在水平位置平衡，OA=50厘米，B為OA的中點(diǎn)，物體G重200牛，可在A點(diǎn)沿不同方向施加作用力FA，則：(1)作用在A點(diǎn)的最小的力的大小為_____牛？方向_______(2)有小虹、小楊兩位同學(xué)用作圖法進(jìn)一步分析FA大小時(shí)發(fā)現(xiàn)，如圖(a)(b)所示，小虹認(rèn)為：當(dāng)FA與杠桿OA的夾角為90°時(shí)，lA＞lB，為省力杠桿；小楊認(rèn)為：當(dāng)FA與杠桿OA的夾角為20°時(shí)，lA＜lB，為費(fèi)力杠桿；①請(qǐng)判斷：就他們?cè)O(shè)想的角度而言，小虹的結(jié)論是_____小楊的結(jié)論是___(均選填“正確”或“錯(cuò)誤”)②請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)猜想，是否有可能存在FA與杠桿OA的夾角為θ時(shí)，該杠桿為等臂杠桿？若有，則θ角可能為____度，（不需要解題過程）？若沒有可能，說明理由___【答案】

100N

方向豎直向上

正確

正確

30

存在杠桿為等臂杠桿【解析】(1)[1][2]圖a中，阻力和阻力臂均不變，在A點(diǎn)施加一個(gè)力FA，則OA為動(dòng)力臂時(shí)，動(dòng)力臂最大，動(dòng)力最小，方向垂直于杠桿豎直向上，根據(jù)杠桿平衡條件可得：FA×OA=G×OB，所以FA==G=×200N=100N；(2)[3][4]當(dāng)FA與杠桿OA的夾角為90°時(shí),lA=OA,lB=OA，lA>lB，則此時(shí)杠桿是省力杠桿；當(dāng)FA與杠桿OA的夾角為20°時(shí),由數(shù)學(xué)知識(shí)可知lA<OA,lB=OA,此時(shí)lA<lB，此時(shí)杠桿是費(fèi)力杠桿，故小虹和小楊的結(jié)論都是正確的；[5][6]當(dāng)FA與杠桿OA的夾角為30°時(shí),由數(shù)學(xué)知識(shí)可知lA=OA,lB=OA,此時(shí)lA=lB，此時(shí)杠桿是等臂杠桿，即當(dāng)θ=30°，該杠桿為等臂杠桿．13．暑假結(jié)束后，小亞跟隨父母回到老家省親，在農(nóng)村的集市上他看到如圖甲所示的桿秤，引起了他的興趣，他借來了一大一小兩把桿秤，進(jìn)行以下探究：（1）小亞認(rèn)為桿秤相當(dāng)于_____（填一種簡單機(jī)械名稱），人們用來測量物體的_____，他做出了桿秤的簡化圖如圖乙，其中_____點(diǎn)相當(dāng)于支點(diǎn)（選填“A”、“B”或“O”）；（2）設(shè)AO長度為L1，BO長度為L2，魚的質(zhì)量為m1，稱錘的質(zhì)量為m2，根據(jù)平衡條件應(yīng)該滿足關(guān)系式：_____（用以上物理量表達(dá)）；（3）細(xì)心的小亞發(fā)現(xiàn)秤桿上從O點(diǎn)往右標(biāo)上了一些稱星作為刻度，分別標(biāo)著1kg、2kg、3kg，這些稱星分布是_____的（選填“均勻”或“不均勻”）。為確保對(duì)買賣雙方公平，桿秤使用時(shí)秤桿應(yīng)在_____方向保持靜止；（4）他還發(fā)現(xiàn)有些桿秤有兩個(gè)不同的量程并能通過提起不同的繩紐實(shí)現(xiàn)大小量程間切換（不改變秤錘規(guī)格），如圖丙所示，要使用大量程，他應(yīng)提起_____繩紐（選填“A”、“B”或“A、B都行”）。【答案】

杠桿

質(zhì)量

O

L1m1=L2m2

均勻

水平

B【解析】（1）[1]桿秤是一根繞著提紐轉(zhuǎn)動(dòng)的木棒，所以桿秤相當(dāng)于杠桿。[2]桿秤是用來稱量物體質(zhì)量的工具。[3]桿秤繞著提紐轉(zhuǎn)動(dòng)，所以提鈕的位置是其支點(diǎn)，故O點(diǎn)為支點(diǎn)。（2）[4]根據(jù)杠桿平衡原理可得G魚×L1=G錘×L2等式兩邊同時(shí)除以g得L1m1=L2m2（3）[5]由杠桿平衡原理可得G物×L1=G錘×L2由于L1和G錘是定值，所以L2與G物成正比，故L2的長度隨物體質(zhì)量增大而變長，所以秤桿上的刻度是均勻分布的。[6]由于桿秤在沒有物體稱量時(shí)，是保持水平平衡的，所以在稱量物體時(shí)，為確保對(duì)買賣雙方公平，秤桿也應(yīng)保持水平平衡。（4）[7]由杠桿平衡原理可得G物×L1=G錘×L2要使用大量程可稱量更重的物體，即G物要增大，為了保持杠桿平衡，所以要減小L1，即縮短提紐與秤鉤之間的長度，所以用B繩紐。14．閱讀短文，回答問題。輪軸輪軸是一種簡單機(jī)械。輪軸由具有共同轉(zhuǎn)動(dòng)軸O的大輪和小輪組成。通常把大輪叫輪，小輪叫軸。如圖1甲所示是一些輪軸的實(shí)例。輪軸實(shí)際上是一個(gè)可以連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的變形的杠桿。輪半徑R和軸半徑r分別就是作用在輪和軸上的兩個(gè)力F1和F2的力臂，如圖1乙所示。根據(jù)杠桿的平衡條件，可得F1?R=F2?r，使用輪軸時(shí)，如果動(dòng)力作用在輪上能省力，且輪半徑是軸半徑的幾倍，作用在輪上的動(dòng)力就是阻力的幾分之一、如果動(dòng)力作用在軸上就費(fèi)力，但可以省距離。轆轤就是輪軸的一種，它的側(cè)面圖如圖2所示，轆轤也可以看成是杠桿的變形，轆轤繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心就是支點(diǎn)，轆轤的把手轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就是如圖所示的輪，作用在把手上的力為動(dòng)力F1，井筒對(duì)軸向下的拉力是阻力F2。選用身邊的器材探究輪軸的特點(diǎn)完成實(shí)驗(yàn)，如：圓珠筆芯（可以選用油性筆筆芯或普通圓珠筆筆芯，如圖3所示），若手頭沒有圓珠筆芯也可以選用其它一頭粗一頭細(xì)的筆代替。該實(shí)驗(yàn)不考慮摩擦力不同對(duì)結(jié)果的影響。（1）轆轤是___________杠桿；（填“省力”或“費(fèi)力”或“等臂”）（2）左手捏緊筆管，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，則左手___________（填“能”或“不能”）使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)；（3）當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，由于筆頭的直徑小于筆管的直徑，所以捏住筆管的手比捏住筆頭的手___________（填“省”或“費(fèi)”）距離；（4）若螺絲刀的輪半徑是1.5cm，軸半徑是0.3cm，則正常使用螺絲刀是___________（選填“省力”或“費(fèi)力”）的，且動(dòng)力和阻力之比是___________。（5）請(qǐng)你再舉出一個(gè)生活中輪軸的實(shí)例___________。【答案】

省力

能

費(fèi)

省力

自來水龍頭【解析】（1）[1]如圖2所示，是轆轤的側(cè)面圖，可以看成是杠桿的變形，轆轤繞著轉(zhuǎn)動(dòng)的軸心就是支點(diǎn)，轆轤的把手轉(zhuǎn)動(dòng)一圈就是如圖所示的輪，作用在把手上的力為動(dòng)力F1，井筒對(duì)軸向下的拉力是阻力F2，由此可知在使用轆轤時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿。（2）[2]由題意可知，筆管相當(dāng)于輪，而筆頭相當(dāng)于軸，所以左手捏緊筆管，作用在輪上，右手旋轉(zhuǎn)筆頭，作用在軸上，即可知左手能使筆管部分保持不被旋轉(zhuǎn)。（3）[3]當(dāng)筆管轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，筆頭也轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，由于筆頭的直徑小于比管的直徑，所以捏住筆管的手筆，捏住筆頭的手更省力，雖然省力，但是會(huì)費(fèi)距離。（4）[4][5]由題意可知，螺絲刀的輪半徑是1.5cm，軸半徑是0.3cm，則正常使用螺絲刀時(shí)，動(dòng)力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，所以正常使用螺絲刀是省力的，根據(jù)杠桿平衡條件可得F動(dòng)l輪=F阻l軸即可得（5）[6]輪軸的實(shí)質(zhì)是可繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，支點(diǎn)在軸心，阻力作用在軸上，而動(dòng)力作用在輪上，且輪的半徑大于軸的半徑，是一個(gè)省力杠桿，在生活中，自來水龍頭符合輪軸的特點(diǎn)。15．如圖所示，水平地面O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同，但各自的粗糙程度均勻，物體一直受到沿水平方向3N的力F。物體經(jīng)過M點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每經(jīng)過相同時(shí)間，用虛線框記錄物體的位置。物體在MO段做勻速直線運(yùn)動(dòng)。（1）以方框內(nèi)的黑點(diǎn)代表物體，畫出物體在MN段運(yùn)動(dòng)時(shí)在水平方向上的受力示意圖；()（2）在MO和OQ段中，物體所受的摩擦力大小相等嗎？___________，判斷依據(jù)是___________；（3）力F在MN、OP段做功分別為WMN、WOP，功率分別為PMN、POP，則WMN___________WOP，PMN___________POP（選填“>”、“=”或“<”），判斷PMN、POP大小關(guān)系的依據(jù)是___________。【答案】

不相等

雖然壓力相同，但水平地面O點(diǎn)兩側(cè)粗糙程度不同

=

＜

見詳解【解析】（1）[1]物體在MN段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力，拉力和摩擦力平衡，大小相等。如下圖所示（2）[2][3]滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度有關(guān)，在MO和OQ段中，物體對(duì)接觸面的壓力相同，而接觸面的粗糙程度不同，所以在MO和OQ段中，物體所受的摩擦力大小不相等。（3）[4]根據(jù)可知力F在MN、OP段力的大小相同，物體沿力的方向移動(dòng)距離相等，所以F在MN、OP段做的功相等。[5][6]由圖可知，物體在MN段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于在OP段運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)可知，在做功相同時(shí)，做功時(shí)間越長功率越小，所以PMN<POP。16．小明想利用所學(xué)的物理知識(shí)估測自己跳繩時(shí)克服重力的平均功率（不計(jì)繩重）。（1）實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量：①用______（填測量器材）測量自己的質(zhì)量m；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用______（填測量器材）記錄跳n次繩所用的______（填物理量與其對(duì)應(yīng)字母）。（2）跳繩時(shí)平均功率表達(dá)式：P=______。（3）若小明的質(zhì)量m=50kg，他跳繩時(shí)的重心高度隨時(shí)間變化的情況如圖所示，根據(jù)所給條件可估算出他每跳一次克服重力所做的功是______J，在1min內(nèi)，他跳繩的個(gè)數(shù)是______個(gè)，在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率為______W。（g取10N/kg）（4）小明和小華兩人想比較跳繩的平均功率（假設(shè)兩人跳起的平均高度相同），則______；A．頻率相同，體重大的功率大B．頻率相同，跳的時(shí)間長的功率大C．體重相同，頻率高的功率小D．體重相同，跳的時(shí)間長的功率大【答案】

磅秤

秒表

時(shí)間t

25

180

75

A【解析】（1）[1][2][3]實(shí)驗(yàn)中，除了測出人的質(zhì)量和起跳高度外，還要用秒表記錄跳一定次數(shù)時(shí)所用的時(shí)間t。①用磅秤測出質(zhì)量m，則重力為G=mg；②測自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度），則每次克服重力所做的功W=Gh=mgh；③用秒表記錄跳n次所用的時(shí)間t。（2）[4]跳繩時(shí)平均功率（3）[5]該同學(xué)的重力由圖可知，起跳的最大高度h=0.5m，他每跳一次克服重力所做的功[6]由圖可知，跳一次所用的時(shí)間，1min內(nèi)，他跳繩的個(gè)數(shù)[7]在1min內(nèi)克服重力做功的平均功率（4）[8]AB．頻率相同，體重大的，在相同時(shí)間里做的功多，功率大，故A符合題意，B不符合題意；C．體重相同，頻率高，在相同時(shí)間里做的功多，所以功率大，故C不符合題意；D．體重相同，只要跳頻率相同，功率與跳的時(shí)間長短無關(guān)，故D不符合題意。故選A。17．搬用工人一直用水平方向的力，把貨物從水平地而的A點(diǎn)推到Q點(diǎn)（地而粗糙程度保持不變）。如圖甲所示，第2s從B點(diǎn)以1.5m/s的速度勻速直線推著貨物前進(jìn)，推力為F1=200N。12s后到C點(diǎn)，第14s從D點(diǎn)以0.5m/s的速度，繼續(xù)推著貨物勻速直線運(yùn)動(dòng)，該貨物前進(jìn)15m到達(dá)終點(diǎn)Q，從D點(diǎn)到Q點(diǎn)過程中搬運(yùn)工人作用于貨物上的水平方向的推力為F2，貨物運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象如圖乙所示。求：（1）求搬運(yùn)工人把貨物從B點(diǎn)推到C點(diǎn)過程中，推力所做的功W1______以及對(duì)應(yīng)的功率P1______；（2）F1和F2的大小關(guān)系為：F1______F2（選填“大于”或“等于”或“小于”）；分析的依據(jù)是：______；（3）搬運(yùn)工人把貨物從A點(diǎn)推到Q點(diǎn)的全過程，所做的功為W2。若搬運(yùn)工人用叉車搬運(yùn)貨物，叉車托起貨物之后從A點(diǎn)勻速直線移到Q點(diǎn)（如圖），此過程中，叉車對(duì)貨物的支持力做的功為W3，則W2______W3（選填“大于”或“等于”或“小于”）。請(qǐng)說明你的理由：______。【答案】

3000J

300W

等于

見解析

大于

見解析【解析】(1)[1]貨物從B點(diǎn)推到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程sBC=vt1=1.5m/s×(12s-2s)=15m推力所做的功W1=F1sBC=200N×15m=3000J[2]對(duì)應(yīng)的功率P1==300W(2)[3][4]貨物勻速直線運(yùn)動(dòng)，均處于平衡狀態(tài)，此時(shí)推力均等于受到的摩擦力，又因?yàn)閴毫Υ笮∨c接觸面粗糙程度不變，因此摩擦力大小相等，推力大小相等，即F1=F2(3)[5][6]叉車托起貨物之后從A點(diǎn)到Q點(diǎn)，叉車對(duì)貨物的支持力與貨物的運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此支持力所做的功W3=0J，W2大于W3。18．閱讀以下材料，回答問題：請(qǐng)閱讀材料一、材料二，回答題。材料一2022年2月，第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京和張家口舉行。近日，有"冰絲帶”之稱的國家速滑館完成速滑滑冰賽道的首次制冰工作，正式具備了迎接測試賽的條件。值得一提的是，國家速滑館采用二氧化碳跨臨界直冷制冰系統(tǒng)，是全球首個(gè)采用二氧化碳跨臨界直接蒸發(fā)制冷的冬奧速滑場館。經(jīng)理論分析，采用二氧化碳制冷，有把握實(shí)現(xiàn)冰表面溫差不超過0.5℃，溫差越小，冰面的硬度就越均勻，冰面便越平整，越有利于出成績。此屆冬奧會(huì)將使中國成為第一個(gè)實(shí)現(xiàn)冬夏奧運(yùn)舉辦“全滿貫”國家。材料二北京冬奧會(huì)的跳臺(tái)滑雪比賽將在張家口賽區(qū)的北歐中心跳臺(tái)滑雪場進(jìn)行。此次冬奧會(huì)的跳臺(tái)滑雪比賽設(shè)有90米標(biāo)準(zhǔn)跳臺(tái)、120米大跳臺(tái)兩種規(guī)格的賽道，跳臺(tái)由助滑坡、著陸坡、停止區(qū)組成，如圖所示。滑雪運(yùn)動(dòng)員兩腳各綁一塊專用的滑雪板，每只滑板質(zhì)量約為4kg，板長2.3~2.7m，寬約0.1m。比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員不借助任何外力，以自身重力從出發(fā)臺(tái)起滑，經(jīng)助滑坡到起跳點(diǎn)時(shí)可獲得約110km/h的速度；在起跳點(diǎn)飛起后，身體前傾和滑雪板成銳角，兩臂緊貼體側(cè)，沿自然拋物線在空中飛行；在著陸坡著陸后繼續(xù)自然滑行到停止區(qū)。裁判們根據(jù)運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)到落地點(diǎn)的飛行距離和動(dòng)作姿勢進(jìn)行評(píng)分，跳臺(tái)滑雪比賽項(xiàng)目包括男女個(gè)人標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)、男子個(gè)人大跳臺(tái)、男子團(tuán)體大跳臺(tái)以及新增的混合項(xiàng)目會(huì)產(chǎn)生5枚金牌，我們期待北京冬奧會(huì)上中國跳臺(tái)滑雪健兒們帶來更多驚喜。根據(jù)上述材料，回答下列問題。（1）二氧化碳直冷制冰系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是__________；（2）跳臺(tái)滑雪比賽時(shí)，從出發(fā)臺(tái)到起跳點(diǎn)的過程中，滑雪運(yùn)動(dòng)員的重力勢能______（選填選項(xiàng)前的字母）；A．一直減小B．一直增加C．先減小后增加D．先增加后減小（3）質(zhì)量為70kg的滑雪運(yùn)動(dòng)員，從跳臺(tái)滑雪比賽的120m大跳臺(tái)起滑，經(jīng)助滑坡起跳，最終在停止區(qū)停下的過程中運(yùn)動(dòng)員自身重力做功為_______。（重力常數(shù)g=10N/kg）【答案】

見解析

C

65800J【解析】（1）[1]由題意知，采用直冷制冰系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)冰表面溫差不超過5℃，冰面的硬度更均勻、平整。（2）[2]跳臺(tái)滑雪比賽中，從出發(fā)臺(tái)到起跳點(diǎn)的過程中，運(yùn)動(dòng)員的高度先降低后升高，整個(gè)過程質(zhì)量不變，所以其重力勢能先減少后增加。故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。（3）[3]跳臺(tái)滑雪比賽中，經(jīng)助滑坡起跳到最終停止時(shí)，高度變化h=120m-26m=94m運(yùn)動(dòng)員的重力G=mg=70kg×10N/kg=700N運(yùn)動(dòng)員自身重力做功W=Gh=700N×94m=65800J19．閱讀短文，回答問題。“天問一號(hào)”登陸火星的最后9分鐘2021年5月15日清晨4時(shí)許，我國“天問一號(hào)”著陸器（如圖1甲）進(jìn)入火星大氣層，經(jīng)過約9分鐘的減速、懸停和緩沖，成功著落于火星表面，邁出了我國星際探測征程的重要一步。A．B．C．D．著陸器剛進(jìn)入大氣層時(shí)，會(huì)迅速調(diào)整自己的姿勢，使自身的運(yùn)動(dòng)方向、質(zhì)心和壓心處于一條直線上，以保持相對(duì)穩(wěn)定的姿態(tài)下降，此時(shí)運(yùn)動(dòng)方向與軸線方向并不在同一直線上。下降一段時(shí)間后，當(dāng)著陸器速度減小90%左右時(shí)，著陸器伸出“小翅膀”，通過向下壓火星大氣產(chǎn)生的反作用力，將其運(yùn)動(dòng)方向與軸線方向的夾角調(diào)整到0°，為安全打開降落傘擺正姿勢。如圖1乙所示，降落傘打開后減速到一定程度，先拋棄隔熱大底，后拋棄背罩，讓火星車和著陸平臺(tái)（如圖1丙）露出真容。隨后，著陸平臺(tái)打開發(fā)動(dòng)機(jī)，通過向下噴燃?xì)鈱?shí)現(xiàn)進(jìn)一步減速，在距離火星地面100m高度處速度減為零，進(jìn)入懸停狀態(tài)。此時(shí)著陸平臺(tái)開啟雷達(dá)和光學(xué)相機(jī)等進(jìn)行探測，尋找著陸點(diǎn)，在找準(zhǔn)著陸點(diǎn)后繼續(xù)下降，其速度先增大后減小，在經(jīng)過高度20m后，維持恒定速度下降，平穩(wěn)著陸。（1）著陸器在拋棄隔熱大底和背罩后，進(jìn)一步減速時(shí)受到向上推力的施力物體是_______；（2）從懸停到成功降落火星地面前，火星車的速度變化情況是_______；A．增大→不變→減小B．增大→減小→不變C．不變→增大→減小D．減小→增大→不變（3）請(qǐng)?jiān)趫D1丙中畫出火星車和著陸器平臺(tái)處于懸停狀態(tài)時(shí)，受到的“重力”G和氣體對(duì)它的升力F升的示意圖_______；（4）如圖2四幅圖中，能反映著陸器剛進(jìn)入大氣層時(shí)維持相對(duì)穩(wěn)定姿態(tài)下降的是_______；（5）已知降落傘下降過程所受氣體阻力大小與速度大小成正比，比例系數(shù)在火星和地球上分別為k1和k2。降落傘達(dá)到最小速度時(shí)，其所受的氣體阻力與著陸器重力大小相等。若同一個(gè)降落傘在火星表面和地球表面下降能達(dá)到的最小速度分別為v1和v2，同一物體在火星表面受到的“重力”與地球上的重力之比為2∶5，則k1∶k2為_______。A．B．C．D．【答案】

火星大氣

B

C

A【解析】（1）[1]著陸器伸出“小翅膀”后，給火星大氣一個(gè)向下的力，由于物體間力的作用是相互的，則火星大氣給小翅膀一個(gè)向上的推力，所以受到向上推力的施力物體是火星大氣。（2）[2]在找準(zhǔn)著陸點(diǎn)后繼續(xù)下降，其速度先增大后減小，在經(jīng)過高度20m后，維持恒定速度下降，其速度先增大后減小，火星車的質(zhì)量不變，則動(dòng)能先增大后減小，最后保持不變，故ACD不符合題意，B符合題意。故選B。（3）[3]懸停時(shí)，火星車和著陸器平臺(tái)處于平衡狀態(tài)，受到的“重力”G和氣體對(duì)它的升力F升的大小相同，方向相反，重力作用在質(zhì)心上，升力作用在壓心上，故力的示意圖為：（4）[4]根據(jù)題意可知，著陸器剛進(jìn)入大氣層時(shí)，會(huì)迅速調(diào)整自己的姿勢，使自身的運(yùn)動(dòng)方向、質(zhì)心和壓心處于一條直線上，但與軸線不重合，故ABD錯(cuò)誤，故C正確。故選C。（5）[5]已知降落傘下降過程所受氣體阻力大小與速度大小成正比，比例系數(shù)在火星和地球上分別為k1和k2，則f=kv降落傘達(dá)到最小速度時(shí)，其所受的氣體阻力與著陸器重力大小相等，即f=G；則G=kv同一個(gè)降落傘在火星表面和地球表面下降能達(dá)到的最小速度分別為v1和v2，同一物體在火星表面受到的“重力”與地球上的重力之比為2∶5；則故BCD錯(cuò)誤，故A正確。故選A。20．請(qǐng)你閱讀材料，回答下列問題。目前汽車剎車器均采用油壓制動(dòng)，油壓制動(dòng)剎車時(shí)消耗的機(jī)械能以摩擦發(fā)熱形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)。現(xiàn)有一種汽車能源再生制動(dòng)器，能把汽車剎車制動(dòng)時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲(chǔ)存起來（通常所說的發(fā)電），有效地利用了能量。實(shí)際上汽車剎車時(shí)再生制動(dòng)器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動(dòng)器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求，若某汽車以72km/h的速度行駛，剎車時(shí)再生制動(dòng)器產(chǎn)生的阻力隨時(shí)間變化的關(guān)系如下表：時(shí)間t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6再生剎車阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0（1）汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能______，剎車時(shí)機(jī)械能______；（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2）汽車剎車時(shí)，再生制動(dòng)器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時(shí)間的變化情況是：______。A．逐漸增大

B．先增大后不變

C．先增大后減小

D．先增大后不變?cè)贉p小（3）如果汽車制動(dòng)時(shí)需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×104N，t＝0.4s時(shí)油壓制動(dòng)器還需產(chǎn)生______N的剎車阻力。（4）在滿足（3）的剎車阻力作用下，汽車的行駛路程與時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，則在0~0.5s內(nèi)汽車克服剎車阻力所做的功W＝______J。【答案】

不變

減小

D

1.6×103

1×105【解析】（1）[1]由題意可知，汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量不變，速度不變，所以其動(dòng)能不變。[2]當(dāng)汽車剎車時(shí)，它的質(zhì)量不變，速度變小，所以其動(dòng)能變小，重力勢能不變，機(jī)械能等于動(dòng)能與勢能之和，所以機(jī)械能變小。（2）[3]由表格中的數(shù)據(jù)可知，從0~0.6s之間，再生剎車阻力F不斷增大，從0.8s~1.2s之間，再生剎車阻力F保持不變，從1.2s以后，再生剎車阻力F又不斷減小，所以汽車剎車時(shí)再生制動(dòng)器所產(chǎn)生的剎車阻力大小隨時(shí)間的變化情況是，先增大后不變?cè)贉p小。故選D。（3）[4]由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)t=0.4s時(shí)，再生制動(dòng)器產(chǎn)生的剎車阻力為8.4×103N，又因?yàn)槠囍苿?dòng)時(shí)需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×104N，所以油壓制動(dòng)器產(chǎn)生的剎車阻力應(yīng)為f油=1.0×104N-8.4×103N=1.6×103N（4）[5]由題意可知，剎車阻力的大小f=1×104N，由圖可知，0.5s內(nèi)通過的路程為10m，所以汽車克服剎車阻力所做的功為W=fs=1.0×104N×10m=1.0×105J21．在一次野外活動(dòng)中，小明用一根輕質(zhì)木棒扛著包裹前進(jìn)，第一、二次扛了同一個(gè)包裹，但包裹懸掛的位置離肩膀的距離不同，如圖（a）、（b）所示，小明感覺第二次手用的力較大．第三次他換了一個(gè)較輕的包裹，用第二次的方式扛著，如圖（c）所示，他感覺這次手用的力比第二次小．若將小明作用的力視為動(dòng)力，包裹作用的力視為阻力．（每次木棒靜止在肩膀上的位置、小明手握木棒的位置相同）（1）分析比較圖（a）與（b）及相關(guān)條件，可得出初步結(jié)論：_____．（2）分析比較圖（b）與（c）及相關(guān)條件，可得出初步結(jié)論：_____．【答案】

手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置相同，相同的包裹離肩膀較遠(yuǎn)時(shí)，手用的力較大

手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置相同，包裹離肩膀距離相同時(shí)，包裹較輕，手用的力較小【解析】[1]分析圖（a）和（b），手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置相同（動(dòng)力臂相同），相同的包裹（阻力相同）離肩膀較遠(yuǎn)（阻力臂大），手用的力（動(dòng)力）大；[2]分析圖（b）和（c），手握木棒的位置和木棒放在肩膀上的位置相同（動(dòng)力臂相同），包裹離肩膀距離（阻力臂）相同時(shí)，包裹（阻力）較輕，手用的力（動(dòng)力）小．22．由（外圍的）輪和（中間的）軸組成的能繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的簡單機(jī)械叫做輪軸。輪軸是杠桿類簡單機(jī)械，它可以看成不等臂杠桿。若動(dòng)力F1作用在輪上，阻力F2作用在軸上，動(dòng)力臂為輪半徑R，阻力臂為軸半徑r，如圖（a）所示，此時(shí)為______杠桿，如螺絲刀的柄是輪，刀桿是軸。反之，若動(dòng)力F1作用在軸上，阻力F2作用在輪上，動(dòng)力臂為輪半徑r，阻力臂為軸半徑R，如圖（b）所示，此時(shí)為______杠桿，如（c）所示的磨刀具用的砂輪（均選填“省力”、“等臂”或“費(fèi)力”）。如圖所示，以下生活實(shí)例中，屬于輪軸應(yīng)用的有________（請(qǐng)將編號(hào)填入空格內(nèi)）。【答案】

省力

費(fèi)力

bc【解析】[1]若動(dòng)力F1作用在輪上，阻力F2作用在軸上，動(dòng)力臂為輪半徑R，阻力臂為軸半徑r，此時(shí)動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿。[2]若動(dòng)力F1作用在軸上，阻力F2作用在輪上，動(dòng)力臂為輪半徑r，阻力臂為軸半徑R，此時(shí)動(dòng)力臂小于阻力臂，是費(fèi)力杠桿。[3]由兩個(gè)半徑不等的圓柱固定在同一軸線，大的稱為輪，小的稱為軸組成的叫輪軸。a.手搖鉆不是由兩個(gè)半徑不等的圓柱固定在同一軸線組成，不是輪軸，故a不符合題意；bc.自行車腳踏板與牙盤，汽車方向盤是由兩個(gè)半徑不等的圓柱固定在同一軸線組成，是輪軸，故bc符合題意。故選bc。23．如圖所示探究“物體的動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)”．將甲乙兩個(gè)金屬小球(m甲＜m乙)分別拉到與豎直方向成一定角度（0＜θ1＜θ2＜5o）的位置，由靜止釋放，當(dāng)小球與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞后，木塊會(huì)在水平面上滑行一定距離后停止．圖中的擺線長度L為1米．（1）在圖（a）、（b）所示的實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)甲、乙兩個(gè)金屬小球以相同角度同時(shí)釋放時(shí)，觀察到它們的擺動(dòng)始終相對(duì)靜止，表明兩個(gè)小球在擺動(dòng)過程中，任一時(shí)刻的速度大小________．（選填“相同”或“不相同”）實(shí)驗(yàn)中可以通過觀察_______來判斷小球具有動(dòng)能的大小；（2）分析比較圖（a）、（b），可分析歸納得出的結(jié)論是：________________．（3）分析比較圖（b）、（c），可分析歸納得出的結(jié)論是：__________________．【答案】

相同

木塊滑行的距離

速度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大

當(dāng)物體質(zhì)量相等時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大【解析】(1)[1]在圖(a)、(b)所示的實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)甲、乙兩個(gè)金屬小球以相同角度同時(shí)釋放時(shí)，小球同時(shí)到達(dá)豎直位置，說明任一時(shí)刻小球的速度大小相同；[2]兩球的速度相同，b圖中木塊滑行的距離更遠(yuǎn)，說明乙球的動(dòng)能更大，即通過觀察木塊滑行的距離判斷小球具有動(dòng)能的大小；(2)[3]比較(a)、(b)兩圖可知m甲<m乙，兩球的速度相同，b圖中木塊滑行的距離更遠(yuǎn)，由此可得出的結(jié)論：速度相同時(shí)，物體質(zhì)量越大，動(dòng)能越大；(3)[4]比較(b)、(c)兩圖可知，m甲=m乙，速度的大小不同，(c)圖中速度大，b圖中木塊滑行的距離更遠(yuǎn)，由此可得出的結(jié)論：當(dāng)物體質(zhì)量相等時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大．24．為研究受到拉力時(shí)彈簧長度的增加量與彈簧自身因素的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)選用材料和粗細(xì)相同的金屬絲繞制成的彈簧A、B、C、D和鉤碼進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．已知彈簧A、B原來的長度均為L0，C、D原來的長度均為L0′，且A、C的橫截面積均為S0，B、D的橫截面積均為S0′．實(shí)驗(yàn)時(shí)他們將彈簧A、B、C、D的上端固定，并分別在彈簧的下端掛相同質(zhì)量的鉤碼，它們各自增加了△L1、△L2和△L3，如圖（a）、（b）、（c）和（d）所示．請(qǐng)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納得出初步結(jié)論．①分析比較圖（a）和（b）或（c）和（d）中彈簧長度的增加量以及相關(guān)條件，可得：彈簧金屬絲材料和粗細(xì)相同，當(dāng)____________________．②分析比較圖（a）和（c）或（b）和（d）中彈簧長度的增加量以及相關(guān)條件，可得：彈簧金屬絲材料和粗細(xì)相同，當(dāng)_______________．【答案】

原長與材料相同，橫截面積不同的彈簧，在相同外力作用下，彈簧長度的增加量不同

材料、橫截面積都相同，原長不同的彈簧，在相同外力作用下，彈簧長度的增加量不同【分析】根據(jù)“為研究受到拉力時(shí)彈簧長度的增加量與彈簧自身因素的關(guān)系”可知，本題考查的控制變量法的思想，根據(jù)題意找出被研究問題，影響該問題的因素，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、描述結(jié)論時(shí)，要注意說清控制什么因素一定，這是控制變量