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1 [2025 河南信阳质检,中]如图所示,用$F = 50N$的水平拉力,通过一个动滑轮,使重为$200N的物体A水平向右匀速移动了12m$,在这个过程中(

A.拉力$F做了150J$的功
B.重力做了$300J$的功
C.重力做了$600J$的功
D.拉力$F做了300J$的功
D
)A.拉力$F做了150J$的功
B.重力做了$300J$的功
C.重力做了$600J$的功
D.拉力$F做了300J$的功
答案:
D 【解析】由图知,拉力作用在动滑轮的轴上,则物体移动的距离等于拉力端移动距离的 2 倍,所以拉力端移动的距离$s=\frac{1}{2}s_{物}=\frac{1}{2}×12\ \text{m}=6\ \text{m}$;拉力$F$做的功$W=Fs=50\ \text{N}×6\ \text{m}=300\ \text{J}$,故 A 错误,D 正确;物体 A 在重力的方向上没有移动一段距离,则重力做功为$0\ \text{J}$,故 B、C 错误。故选 D。
2 [2025 江苏泰州期末,中]如图甲所示,一磁性板擦静止吸附在黑板上,对其施加方向始终向上的拉力$F$,板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力$f与时间t的关系图像和板擦移动距离s与时间t$的关系图像分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是( )

A.板擦的重力为$1.5N$
B.整个过程中拉力$F$一直增大
C.板擦所受滑动摩擦力的大小为$2.5N$
D.整个过程中拉力$F做的功为0.75J$
D
A.板擦的重力为$1.5N$
B.整个过程中拉力$F$一直增大
C.板擦所受滑动摩擦力的大小为$2.5N$
D.整个过程中拉力$F做的功为0.75J$
答案:
D 【解析】由乙图可知,当$t=0\ \text{s}$时,$f=1\ \text{N}$,此时$F_{1}$为$0\ \text{N}$,板擦在竖直方向上只受到重力和摩擦力,且这两个力是一对平衡力,则板擦受到的重力$G=1\ \text{N}$,故 A 错误;由丙图可知,4 - 6 s 内板擦做匀速直线运动,由图甲、乙知,此时板擦所受滑动摩擦力方向向下,大小为$1.5\ \text{N}$,此时$F_{2}=G + f'=1\ \text{N}+1.5\ \text{N}=2.5\ \text{N}$(4 - 6 s 内$f'$和$G$保持不变),则 4 - 6 s 内拉力大小不变,故 B、C 错误;由丙图可知,0 - 4 s 内板擦静止,此时拉力对板擦不做功,4 - 6 s 内板擦做匀速直线运动,板擦移动的距离$s=0.3\ \text{m}$,拉力对板擦所做的功$W=F_{2}s=2.5\ \text{N}×0.3\ \text{m}=0.75\ \text{J}$,所以整个过程中拉力$F$做的功为$0.75\ \text{J}$,故 D 正确。故选 D。
(1)金属棒的重力$G$为______
(2)金属棒的重心到$A端的距离d = $______
(3)小明想用同样的方式使用弹簧测力计竖直将金属棒的$A$端拉起,则$A$端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为______
5
$N$。(2)金属棒的重心到$A端的距离d = $______
0.64
$m$。(3)小明想用同样的方式使用弹簧测力计竖直将金属棒的$A$端拉起,则$A$端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为______
1
$N$。
答案:
(1)5
(2)0.64
(3)1 【解析】
(1)由乙图可知,在 B 端离地$0.8\ \text{m}$时,A 端刚好离开地面,说明金属棒长$l=0.8\ \text{m}$,因为 A 离开地面后$W=Gh$,所以金属棒的重力$G=\frac{\Delta W}{\Delta h}=\frac{5.2\ \text{J}-3.2\ \text{J}}{1.2\ \text{m}-0.8\ \text{m}}=5\ \text{N}$。
(2)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,A 离开地面前拉力不变(动力臂与阻力臂之比不变,重力不变),由图乙可知拉力$F_{1}=\frac{W_{1}}{h_{1}}=\frac{3.2\ \text{J}}{0.8\ \text{m}}=4\ \text{N}$,金属棒的重心距 A 端的距离为$d$,由杠杆平衡条件得,B 端刚被拉起时$Gd=F_{1}h_{1}$,则$d=\frac{4\ \text{N}×0.8\ \text{m}}{5\ \text{N}}=0.64\ \text{m}$。
(3)金属棒长$0.8\ \text{m}$,将 A 端拉起,根据杠杆平衡条件有$F×0.8\ \text{m}=5\ \text{N}×(0.8\ \text{m}-0.64\ \text{m})$,解得$F=1\ \text{N}$。
(1)5
(2)0.64
(3)1 【解析】
(1)由乙图可知,在 B 端离地$0.8\ \text{m}$时,A 端刚好离开地面,说明金属棒长$l=0.8\ \text{m}$,因为 A 离开地面后$W=Gh$,所以金属棒的重力$G=\frac{\Delta W}{\Delta h}=\frac{5.2\ \text{J}-3.2\ \text{J}}{1.2\ \text{m}-0.8\ \text{m}}=5\ \text{N}$。
(2)由于拉力始终竖直向上,由杠杆的平衡条件可知,A 离开地面前拉力不变(动力臂与阻力臂之比不变,重力不变),由图乙可知拉力$F_{1}=\frac{W_{1}}{h_{1}}=\frac{3.2\ \text{J}}{0.8\ \text{m}}=4\ \text{N}$,金属棒的重心距 A 端的距离为$d$,由杠杆平衡条件得,B 端刚被拉起时$Gd=F_{1}h_{1}$,则$d=\frac{4\ \text{N}×0.8\ \text{m}}{5\ \text{N}}=0.64\ \text{m}$。
(3)金属棒长$0.8\ \text{m}$,将 A 端拉起,根据杠杆平衡条件有$F×0.8\ \text{m}=5\ \text{N}×(0.8\ \text{m}-0.64\ \text{m})$,解得$F=1\ \text{N}$。
4 [2025 江苏南通质检,中]如图是一辆无人驾驶清洁车,该车的质量为$2000kg$,在一次测试中,该车在水平路面上匀速直线行驶了$6km$,用时$10min$,已知该车所受阻力为总重力的$\frac{1}{50}$,$g取10N/kg$,求测试过程中:
(1)该车的平均速度;
(2)该车受到的牵引力的大小;
(3)该车受到的牵引力所做的功。

(1)该车的平均速度;
(2)该车受到的牵引力的大小;
(3)该车受到的牵引力所做的功。
答案:
【解】
(1)无人驾驶清洁车的平均速度$v=\frac{s}{t}=\frac{6000\ \text{m}}{600\ \text{s}}=10\ \text{m/s}$;
(2)由题意知,该车所受阻力为总重力的$\frac{1}{50}$,则该车受到的阻力$f=\frac{1}{50}G=\frac{1}{50}mg=\frac{1}{50}×2000\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}=400\ \text{N}$,该车匀速直线行驶时,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,则牵引力$F=f=400\ \text{N}$;
(3)牵引力所做的功$W=Fs=400\ \text{N}×6000\ \text{m}=2.4×10^{6}\ \text{J}$。
(1)无人驾驶清洁车的平均速度$v=\frac{s}{t}=\frac{6000\ \text{m}}{600\ \text{s}}=10\ \text{m/s}$;
(2)由题意知,该车所受阻力为总重力的$\frac{1}{50}$,则该车受到的阻力$f=\frac{1}{50}G=\frac{1}{50}mg=\frac{1}{50}×2000\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}=400\ \text{N}$,该车匀速直线行驶时,受到的牵引力与阻力是一对平衡力,则牵引力$F=f=400\ \text{N}$;
(3)牵引力所做的功$W=Fs=400\ \text{N}×6000\ \text{m}=2.4×10^{6}\ \text{J}$。
5 核心素养科学思维 [中]悠悠球是世界上最古老的玩具之一,它由轮与轴(含绕轴上的线)两部分组成(如图甲)。一悠悠球,轮半径为$R$,轴半径为$r$,线为细线,如图乙是玩悠悠球的两种不同方式(轴与轮无相对运动,线已有一半绕在轴上),小科用拉力$F使球在水平方向匀速运动距离s$,则下列说法正确的是(


A.两种方式拉力$F做功均为Fs$
B.(a)方式拉力$F$所做的功大于(b)方式拉力$F$所做的功
C.(a)方式拉力$F$所做的功小于(b)方式拉力$F$所做的功
D.无法判断
C
)A.两种方式拉力$F做功均为Fs$
B.(a)方式拉力$F$所做的功大于(b)方式拉力$F$所做的功
C.(a)方式拉力$F$所做的功小于(b)方式拉力$F$所做的功
D.无法判断
答案:
C 【解析】(a)方式,拉力$F$作用在轴的下端时,轴向前滚动会使细线“收缩”,拉力端实际移动的距离$s_{1}\lt s$,$F$做的功$W_{1}=Fs_{1}$;(b)方式,拉力$F$作用在轴的上端时,轴向前滚动会使细线“拉长”,拉力端实际移动的距离$s_{2}\gt s$,$F$做的功$W_{2}=Fs_{2}$;比较可得$W_{1}\lt W_{2}$,故 C 正确。
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