2025年中考物理第一轮专题复习专题11：简单机械和功练习（含答案+解析）

这是一份2025年中考物理第一轮专题复习专题11：简单机械和功练习（含答案+解析），共28页。试卷主要包含了单选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，是仿照人的手臂设计的我国天宫空间站的机械臂。下列工具使用时与机械臂属于同类型杠杆的是( )
A. 夹起食物的筷子
B. 拔钉子的羊角锤
C. 剪铁丝的钢丝钳
D. 起瓶盖的开瓶扳手
2.如图所示的四种情景中，人对物体做功的是( )
A. 用力搬石头但没有搬动
B. 用水平拉力使小车水平移动
C. 用力推箱子但没有推动
D. 背着书包在水平面上移动
3.为了拔除外来入侵物种“一枝黄花”，农业专家自制轻质拔草器，如图所示，将拔草器左下端的叉子插入植株根部，用手对拔草器施力，可将植株连根拔起。若拔同一植株，手施力最小的是( )
A. B.
C. D.
4.如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形，下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是( )
A. 增加钩码的个数
B. 向左调节平衡螺母
C. 向右移动钩码的位置
D. 减小弹簧测力计的拉力
5.物理学的著作《远西奇器图说》里记载了一种机械装置，如图所示。小球B拉着小球A匀速移动，若小球B的质量是20g，不考虑摩擦和绳重，小球A的质量可能为( )
A. 30gB. 20gC. 16gD. 10g
6.如图所示，OQ是水平地面，物体在水平拉力作用下从O匀速直线运动到Q，OP段拉力F1为300 N，F1做的功为W1，功率为P1；PQ段拉力F2为200 N，F2做的功为W2，功率为P2。则( )
A. W1>W2B. W1P2D. P1P2，故C正确，D错误。
故选：C。
7.【答案】B
【解析】解：A、动滑轮可以省一半力，F=12G；
B、不计机械自重及摩擦的情况下，根据斜面的长度和高度可知：FL=Gℎ，F=GℎL=G×2m5m=25G=0.4G；
C、根据题图可知：此时杠杆的动力臂是阻力臂的1.5倍，所以F=GL2L1=GL21.5L2=23G≈0.7G；
D、使用定滑轮不省力，即F=G。
综上可知：最省力的是斜面，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选：B。
(1)动滑轮在理想情况下可以省一半力。
(2)斜面长是斜面高的多少倍，所用的拉力就是物重的多少分之一。
(3)根据杠杆的平衡条件进行分析。
(4)使用定滑轮不省力。
本题主要考查了常见的简单机械的省力状况，属于基础性题目；会利用杠杆原理进行分析。
8.【答案】200； 0
【解析】解：(1)推力对购物车做功：W=Fs=20N×10m=200J；
(2)购物车在水平地面上移动10m，支持力的方向竖直向上，购物车没有在支持力的方向上移动距离，所以支持力不做功，即购物车的支持力做功为0J。
故答案为：200；0。
(1)知道推力和在推力方向上移动的距离，利用W=Fs求推力做的功；
(2)做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，二者缺一不可。据此分析支持力是否做功，若做功，利用W=Gℎ计算。
本题考查了功的计算、做功的两个必要因素，明确力是否做功是关键，易错点！
9.【答案】3×104 3.75×104 2.5×103
【解析】解：物体的重力：G=mg=600kg×10N/kg=6000N，
拉力做的有用功：W有=Gℎ=6000N×5m=3×104J；
由η=W有W总×100%可知，拉力做的总功：W总=W有η=3×104J80%=3.75×104J；
拉力做功的功率：P=W总t=3.75×104J15s=2.5×103W。
故答案为：3×104；3.75×104；2.5×103。
根据G=mg求物体的重力，利用W有=Gℎ求有用功，利用η=W有W总×100%求滑轮组的机械效率，利用P=W总t求拉力做功的功率。
本题考查重力公式、使用滑轮组时功、功率和机械效率公式的应用，难度不大。
10.【答案】300 83.3%
【解析】解：由图知，n=3，拉力端移动距离s=3ℎ=3×1m=3m，
拉力做的总功：W总=Fs=120N×3m=360J；
已知G=300N，ℎ=1m，
拉力做的有用功：W有用=Gℎ=300N×1m=300J；
滑轮组的机械效率：
。
故答案为：300；83.3%。
已知物体上升的高度和绳子的段数，可求得绳子自由端移动的距离s，知道拉力的大小，根据公式W=Fs可求拉力做的总功；
已知物体的重力和提升的高度，根据公式W=Gℎ可求拉力做的有用功；
滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算等，关键是公式及其变形的灵活运用。
11.【答案】630 75 84% 10
【解析】解：
(1)拉力做的有用功：
W有用=Gℎ=210N×3m=630J；
(2)由图知，n=2，拉力端移动距离s=2ℎ=2×3m=6m，
拉力做的总功：
W总=Fs=125N×6m=750J，
拉力做功的功率：
P=W总t=750J10s=75W；
(3)滑轮组的机械效率：
η=W有用W总=630J750J×100%=84%；
(4)提升动滑轮做的额外功：
W额1=G动ℎ=25N×3m=75J，
W额1W总=75J750J×100%=10%，
即：克服动滑轮重所做的额外功占总功的10%。
故答案为：630；75；84%；10。
(1)利用W=Gℎ求拉力做的有用功；
(2)由图知，n=2，拉力端移动距离s=2ℎ，利用W=Fs求拉力做的总功，再利用P=Wt求拉力做功的功率；
(3)滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比；
(4)利用W=Gℎ求提升动滑轮做的额外功，进而求出克服动滑轮重所做的额外功占总功的百分比。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功、功率、机械效率的计算，明确有用功、总功、额外功的含义是关键。
12.【答案】50；90.9 ；27.5。
【解析】解：(1)物体的重力：G=mg=10kg×10N/kg=100N；
此过程中的有用功：W有=Gℎ=100N×0.5m=50J；
(2)由题知滑轮为定滑轮，则绳子自由端移动的距离：s=ℎ=0.5m，
拉力做的总功：W总=Fs=110N×0.5m=55J；
定滑轮的机械效率：η=W有用W总×100%=50J55J×100%≈90.9%。
(3)拉力的功率P=W总t=55J2s=27.5W。
故答案为：50；90.9；27.5。
(1)根据G=mg求出物体重力，根据W=Gℎ求出有用功；
(2)根据W=Fs求出总功，根据η=W有用W总×100%求出机械效率；
(3)根据P=Wt可求得拉力的功率。
本题考查了有用功、总功、功率及机械效率的计算，清楚有用功、总功的含义是本题的关键。
13.【答案】定 4000 80
【解析】解：由图可知，该滑轮不随重物一起移动，故该滑轮为定滑轮；
工人师傅做的有用功为：
W有=Gℎ=800N×5m=4000J；
工人师傅做的总功为：
W总=Fℎ=1000N×5m=5000J，
则该滑轮的机械效率为：
η=W有W总=4000J5000J×100%=80%。
故答案为：定；4000；80。
(1)定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；
(2)根据W有=Gℎ求出工人师傅做的有用功；
(3)根据W总=Fℎ求出工人师傅做的总功，利用η=W有W总求出该滑轮的机械效率。
本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式的应用，属于求滑轮组机械效率中最基础的题目。
14.【答案】0
大于
8

【解析】【详解】[1]由图丙可知，0∼ 2s内物体运动的速度为0，处于静止状态，由W=Fs得，推力做功为0J。
[2]由图丙可知，2∼4s内物体做加速运动，受到的推力大于摩擦力。
[3]由图丙可知，4∼6s内物体做匀速运动，由图乙可知，物体受到的推力为2N，第5s时，由图丙可知，速度为4m/s，推力的功率为
P=Wt=Fst=Fv=2N×4m/s=8W
15.【答案】116
1102
1×106
1000

【解析】【详解】(1)[1]用刻度尺测量出ℎ1和ℎ2所对应的长度分别为2.2cm和1.5cm，由数学知识有
ℎ2.2cm=ℎ11.5cm
代入数据
170cm2.2cm=ℎ11.5cm
解得
ℎ1≈116cm=1.16m
[2]隋文静的重力
G隋=m隋g=38kg×10N/kg=380N
托举过程中所做的功
W=G隋ℎ=m隋gℎ1=38kg×10N/kg×1.16m=440.8J
托举过程中所做功的功率
P=Wt=
(2)[3]韩聪对地面的压强为
p=FS=G总S=m总gS=(38kg+62kg)×10N/kg10×10−4m2=1×106Pa
[4]冰面对韩聪的支持力为
F支=G总=m总g=(38kg+62kg)×10N/kg=1000N
16.【答案】总功 60 10 ④
【解析】解：(1)图乙中纵坐标表示拉力，且拉力大小为50N不变，横坐标表示绳子自由端移动的距离，所以，阴影部分的面积=Fs，表示拉力所做的总功；
由图甲可知，n=3，该滑轮组的机械效率为：
η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF=90N3×50N×100%=60%；
(2)由图丙可知，O为杠杆的支点，C点拉力F的力臂OC=OA+AB+BC=3OA，B点作用力的力臂为OB=OA+AB=2OA，
由杠杆平衡条件可得：F×OC=G×OB，
解得：F=OBOC×G=2OA3OA×G=23×15N=10N；
由题意可知，保持杠杆水平静止，F方向保持不变，
根据杠杆平衡条件可得：F×l=G×OB，
解得：F=G×OB×1l=2G×OA×1l……Ⅰ，
将M从B移至A，由杠杆平衡条件可得：F×l=G×OA，
解得：F=G×OA×1l……Ⅱ，
由数学知识可知，Ⅰ、Ⅱ两式中拉力F与1l的关系图线均为正比例函数，
由图1可知，2G>G，则Ⅰ式的斜率大于Ⅱ式的斜率，
因此将M从B移至A，F与的关系图线为过原点且斜率比图线①小的图线④。
故答案为：(1)总功；60；(2)10；④。
(1)根据横纵坐标表示的单位和数值以及其数值变化关系确定该物理量；根据滑轮组装置确定绳子股数，利用η=W有W总=GℎFs=GℎFnℎ=GnF求出该滑轮组的机械效率；
(2)根据杠杆平衡条件求出拉力F；根据杠杆平衡条件分析拉力F的变化；根据杠杆平衡条件列出两次F与1l的数学表达式，结合数学知识分析判断。
本题考查功、机械效率的计算、杠杆平衡条件的应用和数学正比例函数相关的知识，关键是根据杠杆平衡条件列出两次F与1l的数学表达式。
17.【答案】
【解析】过拉力作用点作竖直向下的拉力F2；过支点O作F1的作用线的垂线段，即动力臂L1。如图所示：
18.【答案】
【解析】如图，O为支点，过点O过动力作用线的垂线段即为动力臂，标上垂直符号，作图如下

19.【答案】解：n为奇数时，承担物重的有3段绳子，此时最省力，根据奇动偶定，绳子的固定端在动滑轮上，如图所示：
。
【解析】要使滑轮组省力，就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力，图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，有两种绕线方法。若n为偶数，绳子固定端在定滑轮上；若n为奇数，绳子固定端在动滑轮上；即：“奇动偶定”。
滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多。
20.【答案】右 重量 力臂 3 普遍性
【解析】解：(1)调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，平衡螺母应向上翘的右端移动；
(2)实验前把支点选在杠杆中点的目的是消除杠杆自身重量对杠杆平衡的影响；
(3)实验过程中保持杠杆处于水平位置，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
(4)设杠杆的一个小格是L，一个钩码重为G，根据杠杆平衡条件得，3G×2L=2G×nL，所以n=3，所以挂在杠杆O点右侧第3格的位置；
(5)探究杠杆平衡的条件时进行多次实验，多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置，收集杠杆平衡时多组动力，动力臂、阻力和阻力臂的数据，其目的是通过实验数据总结实验结论，使实验结论具有普遍性，避免偶然性；
故答案为：(1)右；(2)重量；(3)力臂；(4)3；(5)普遍性。
(1)调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动；
(2)支点通过杠杆的重心，可消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；
(3)探究杠杆平衡条件时，使杠杆在水平位置平衡，这样方便测量力臂；
(4)根据杠杆的平衡条件得出挂钩码的位置；
(5)用实验探究物理问题时要进行多次实验，有的是为了多次测量求平均值来减小误差；有的是多次测量发现变化规律；有的是为了使实验结论具有普遍性。
本题考查调节平衡螺母的作用、杠杆实验时动力和阻力的实验要求及根据杠杆平衡条件计算，知道当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上。
21.【答案】竖直向下；9；
压力大小会影响滑动摩擦力的大小，当接触面粗糙程度不变时，铁夹张开幅度越大，压力越大，标志牌杆受到铁夹的摩擦力变大；
接触面的粗糙程度会影响滑动摩擦力的大小，当压力大小不变时，接触面的粗糙程度越小，标志牌杆受到铁夹的摩擦力越小；
2；4.5；8.4；2。
【解析】解：(1)放学时，值班教师用13N的力可将标志牌竖直向上匀速拔出，标志牌在竖直方向上受到的竖直向下的摩擦力和重力、竖直向上的拉力的作用，三个力平衡，大小相等，所以摩擦力的大小为13N−4N=9N，方向是竖直向下的；
(2)猜想1：考虑到“雨天木质标志牌杆受潮膨胀”，则铁夹张开幅度越大，夹得越紧，即压力越大，则标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变大；
考虑到“雨天木质标志牌杆表面湿润”，在压力不变时，接触面的粗糙程度变小，导致标志牌杆拔出铁夹过程中，受到铁夹的摩擦力变小；
(3)使用定滑轮不能改变力的大小，使用动滑轮可以省力；由于原始方案中，弹簧测力计对标志牌的拉力等于改进方案1中弹簧测力计的拉力，并且此时的读数超出了弹簧测力计的量程，所以采用是实验方案2；
实验时，由图可知，滑轮组有3段绳子拉着动滑轮，拔出后静止时，测力计示数为1.6N，则F′=1n(G′+G动)，吸水后的标志牌的重力为：G′=nF′−G动=3×1.6N−0.3N=4.5N；
匀速拔出过程中，测力计示数为4.4N，不计绳重及滑轮处摩擦，则：F=1n(FG+G动)，标志牌受到向上的拉力为：FG=nF−G动=3×4.4N−0.3N=12.9N，则受到的摩擦力为：f=FG−G=12.9N−4.5N=8.4N；
由此可知，摩擦力变小了，即猜想2起主导作用。
本题考查了影响滑动摩擦力大小的因素、求滑动摩擦力的大小、滑轮组的特点、滑轮组拉力公式的应用。
22.【答案】B 0.72 7.6 2
【解析】解：
(1)①金属棒没离开地面时，金属棒是在拉力作用下绕着A端被缓慢匀速提起，此时金属棒是杠杆，支点为A，动力为测力计对金属棒的拉力，阻力为金属棒的重力，其中棒长L，设金属棒的重心离A端距离为d，如图1；
根据杠杆的平衡条件可得F1L1=GL2，且由数学知识可得L1L2=Ld，所以F1G=dL，这一过程中测力计对金属棒的拉力F1不变，且F1F1，所以提升相同高度时拉力做功更多，即图线更陡；
综上，所以B图最能表现弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度ℎ的关系，故应该选B。
(2)①当ℎ1=1m时，金属棒AB还没离开地面，假设金属棒与地面的夹角为α，如图2；
根据杠杆平衡条件，有F1×Lcsα=G×dcsα，
即3N×1.2m=5N×d，
解得d=0.72m，即金属棒的重心到A端的距离d为0.72m。
②当ℎ2=2m时，金属棒AB已经离开地面，未离开地面时，弹簧测力计示数F1为3N且不变，
弹簧测力计对棒做的功为：W未=F1L=3N×1.2m=3.6J，
金属棒离开地面继续上升的高度为：ℎ2=2m−1.2m=0.8m，
离开地面后，弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功：W后=Gℎ2=5N×0.8m=4J，
故当ℎ2=2m时，拉力F1做的功为：W2=W未+W后=3.6J+4J=7.6J；
(3)由(2)可知金属棒的重心到A端的距离d为0.72m，
则金属棒的重心到B端的距离为：d1=1.2m−0.72m=0.48m，
若弹簧测力计竖直地将置于水平地面上的金属棒AB的左端A缓慢匀速拉起时，
当ℎ=0.6m时，金属棒AB未离开地面，设金属棒AB与地面的夹角为β，如图3，
根据杠杆平衡条件，有F2×Lcsβ=G×d1csβ，
即F2×1.2m=5N×0.48m，
解得F2=2N。
故答案为：(1)B；(2)0.72；7.6；(3)2。
(1)金属棒未离开地面时，弹簧测力计对棒所做的功为弹簧测力计对棒的拉力做的功，且B端高开地面的高度ℎ与金属棒与地面的夹角有关，金属棒离开地面后，弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功。
(2)由ℎ1=1m知金属棒未离开地面，根据杠杆的平衡条件可求得金属棒的重心到A端的距离d；
由ℎ2=2m知金属棒已经离开地面，此时拉力做的功等于金属棒未离开地面与金属棒已离开地面做功之和；金属棒未离开地面时，做的功为弹簧测力计对棒的拉力做的功W未=F1L，金属棒离开地面后，做的功为克服棒重力做的功W后=Gℎ2。
(3)重心到A端的距离d已知，即可求得重心到B端的距离d1，由ℎ=0.6m知金属棒未离开地面，根据杠杆的平衡条件可求得测力计的示数。
此题综合考查了功的计算和杠杆的平衡条件，难度较大，解题时，要根据提供的条件，判断金属棒处于哪个状态：金属棒未离开地面(金属棒为杠杆，处于平衡状态)，金属棒已离开地面(拉力做功等于克服金属棒重力做的功)。
23.【答案】解：(1)龙舟的重力G舟=m舟g=300kg×10N/kg=3000N；
(2)运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力F浮=G总=m总g=(300kg+1500kg)×10N/kg=18000N，
根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积V排=F浮ρ水g=18000N103kg/m3×10N/kg=1.8m3；
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态，所受动力F=f=0.1G总=0.1×18000N=1800N，
动力做的功W=Fs=1800N×500m=9×105J，
所用时间t=2min30s=150s，
动力做功的功率P=Wt=9×105J150s=6000W。
答：(1)龙舟的重力为3000N；
(2)运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积为1.8m3；
(3)比赛过程中龙舟获得的动力做功的功率为6000W。
【解析】(1)根据G舟=m舟g得出龙舟的重力；
(2)根据F浮=G总=m总g得出运动员坐上龙舟后龙舟所受浮力，根据阿基米德原理可知运动员坐上龙舟后龙舟排开水的体积；
(3)比赛过程中龙舟处于平衡状态，根据F=f=0.1G总得出所受动力，根据W=Fs得出动力做的功，根据P=Wt得出动力做功的功率。
本题考查重力、浮力、功、功率的有关计算问题，综合性强，有一定难度。
24.【答案】解：(1)由图可知，动滑轮上绳子的有效股数n=2，
绳子自由端移动的距离：s=2ℎ=2×2m=4m，
拉力做的功：W总=Fs=400N×4m=1600J，
拉力的功率：P=W总t=1600J10s=160W；
(2)建筑材料的重力：G=mg=70kg×10N/kg=700N，
有用功：W有=Gℎ=700N×2m=1400J，
滑轮组的机械效率：η=W有W总×100%=1400J1600J×100%=87.5%；
(3)不计绳子重力和摩擦，由F=12(G+G动)可得，动滑轮的重力：G动=2F−G=2×400N−700N=100N。
答：(1)拉力的功率为160W；
(2)滑轮组的机械效率为87.5%；
(3)动滑轮的重力为100N。
【解析】(1)由图可知，动滑轮上绳子的有效股数n=2，根据s=nℎ求出绳子自由端移动的距离，然后根据W=Fs求出拉力做的功，再根据P=Wt求出拉力的功率；
(2)根据G=mg求出建筑材料的重力，根据W有=Gℎ求出有用功，再根据η=W有W总求出滑轮组的机械效率；
(3)不计绳子重力和摩擦，根据F=12(G+G动)求出动滑轮的重力。
本题考查有用功、总功、功率、机械效率以及动滑轮重力的计算，从滑轮组的结构找出n的值，知道不计绳子重力和摩擦时，F=1n(G+G动)、s=nℎ是本题的关键。
25.【答案】解：
(1)提升重物做的有用功：
W有用=Gℎ=1.2×104N×2m=2.4×104J；
(2)由η=W有用W总=80%可得拉力做的总功：
W总=W有用80%=2.4×104J80%=3×104J；
由图可知，承担物重绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离：s=3ℎ=3×2m=6m；
由W总=Fs可得拉力：
F=W总s=3×104J6m=5000N；
(3)对动滑轮、克服摩擦和钢绳重所做的额外功：
W额=W总−W有用=3×104J−2.4×104J=6000J，
提升动滑轮做的额外功：
W额1=G动ℎ=m动gℎ=40kg×10N/kg×2m=800J，
克服摩擦和钢绳重所做的额外功：
W额2=W额−W额1=6000J−800J=5200J。
答：(1)提升重物做的有用功为2.4×104J；
(2)绳端的拉力为5000N；
(3)克服摩擦和钢绳重所做的功为5200J。
【解析】(1)利用W=Gℎ求提升重物做的有用功；
(2)知道滑轮组的机械效率，利用η=W有用W总求拉力做的总功；由图可知，承担物重绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离s=3ℎ；利用W总=Fs求拉力大小；
(3)拉力做的额外功等于对动滑轮、克服摩擦和钢绳重所做的功，利用W=Gℎ求提升动滑轮做的额外功，进而求克服摩擦和钢绳重所做的额外功。
本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功的计算，要知道：额外功等于对动滑轮、克服摩擦和钢绳重所做的功。
26.【答案】28.(1)119m；(2)1×104Pa；(3)140W
【详解】解：(1)机器狗每次运输铁饼运动的路程
s=vt=3.5m/s×34s=119m
(2)机器狗背上铁饼站立在水平地面上，对水平地面的压力
F压=G总=m总g=18+2kg×10N/kg=200N
机器狗对地面的压强
p=F压S=200N4×50×10−4m2=1×104Pa
(3)机器狗匀速直线运动时做功的功率
P=Fv=40N×3.5m/s=140W
答：(1)机器狗每次运输铁饼运动的路程约是119m；
(2)机器狗背上铁饼站立在水平地面上，机器狗对地面的压强为1×104Pa；
(3)机器狗匀速直线运动时做功的功率为140W。

【解析】详细答案和解答过程见答案
27.【答案】解：(1)货车的总重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
(2)牵引力做的有用功为
W有用=Gℎ=5×104N×300m=1.5×107J
(3)动机牵引力1000s所做的功为
W=Pt=25×103W×1000s=2.5×107J
山坡AB的机械效率为
η=W有W总×100%=1.5×107J2.5×107J×100%=60%
答：(1)货车的总重力为5×104N；
(2)牵引力做的有用功1.5×107J；
(3)山坡AB的机械效率为60%。

【解析】【详解】解：(1)货车的总重力为
G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N
(2)牵引力做的有用功为
W有用=Gℎ=5×104N×300m=1.5×107J
(3)动机牵引力1000s所做的功为
W=Pt=25×103W×1000s=2.5×107J
山坡AB的机械效率为
η=W有W总×100%=1.5×107J2.5×107J×100%=60%
答：(1)货车的总重力为5×104N；
(2)牵引力做的有用功1.5×107J；
(3)山坡AB的机械效率为60%。
28.【答案】【详解】(1)船厢中各装800g的水，自身质量400g，所以总重力为：
G=mg=0.4kg+0.8kg×10N/kg=12N
(2)①重力为12N，下降的高度为 10cm=0.1m .所以做功为：
W=Fs=Gℎ=12N×0.1m=1.2J
②加水过程中，两船厢的重不变，即对浮筒D的拉力不变，所以静止时，浮力也不变，装置仍然平衡，则浮筒D浸入水中的深度不变，仍为8cm。
(3)800g木块重为
G木=m木g=0.8kg×10N/kg=8N
当加入800g木块后，一个船厢的重为20N，由图知，两个船厢各一半的拉力作用于动滑轮，所以对动滑轮向上的拉力等于一个船厢的重，即20N，由于 FC+G动=G厢 ，可得
G动=G厢−FC=20N−18N=2N
压强变化
Δp=ρ液gΔℎ=4400Pa−4000Pa=400Pa
液面高度变化为
Δℎ=Δpρ水g=400Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=0.04m=4cm
受力分析有
12N−G动=GD−F浮
20N−G动=GD−F浮′
解得
ΔF浮=8N
则D的横截面积为
SD=ΔF浮ρ水gΔℎ=8N1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=0.02m2=200cm2
加木块前的浮力为
F浮=ρ水gℎ浸SD=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m×0.02m2=16N
则D的重为
GD=12N−G动+F浮=12N−2N+16N=26N
D的质量为
mD=GDg=26N10N/kg=2.6kg
容器E的底面积为
SE=ΔVΔℎ+GD=200cm34cm+200cm2=250cm2
根据 F=pS 得
4000Pa×SE=G水+F浮′
G水=4000Pa×250×10−4cm2−16N−8N=92N
注满水(再加质量不等的木块时，由于浮力等于重力，即排开水的重等于木块的重，所以总重不变)受力分析得
20N+4N−2N=GD−F浮′′
F浮′′=4N
又得
p1SE=G水+F浮′′=92N+4N=96N
注水使压强为原来3倍得
3p1SE=G水+ΔG注+F浮′′
加水的质量为
Δm注=3p1SE−G水−F浮′′g=2p1SEg=2×96N10N/kg=19.2kg
答：(1)每只船厢所受的总重力是12N；
(2)①船厢A的总重力对A所做的功是1.2J；
②此时浮筒D浸入水中的深度是8cm；
(3)浮筒D的质量是2.6kg，注入圆柱形容器E中的水的质量19.2kg。
【点睛】考查了压强、液体压强、浮力公式的应用，需要应用动滑轮的工作特点，平衡时的受力分析等知识，综合性强，难度较大，关键是根据船厢的重和C的拉力得出动滑轮的重，再利用受力分析，平衡时向上与向下的力相等，得出浮力的变化，进而可得，D的底面积，S的底面积，最后根据向上的压力等于水的重与浮力的和求加水的质量。

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