(柳州專版)2020版中考物理奪分復(fù)習(xí) 課時(shí)訓(xùn)練13 機(jī)械功與機(jī)械能試題
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1、課時(shí)訓(xùn)練(十三) 機(jī)械功與機(jī)械能 (限時(shí):50分鐘) |基礎(chǔ)鞏固| 一、選擇題 1.將一本物理書(shū)從地面撿起放到課桌上,所做的功大約是 ( ) A. 0.2 J B.2 J C.20 J D.200 J 2.【2019·海南】用大小相同的力F,作用在質(zhì)量不同的物體上,使它們分別在同一水平面上沿力的方向移動(dòng)相同的距離s(如圖K13-1所示),F(xiàn)所做的功分別為W1和W2,則 ( ) 圖K13-1 A. W1=12W2 B.W1=W2 C.W1=2W2 D.W1=4W2 3.【2018·柳州】下列四組數(shù)據(jù)給出了四個(gè)力做功與做功所用的時(shí)間,其中功率最大的是 ( ) A
2、. 40 J,8 s B.80 J,8 s C.80 J,10 s D.90 J,10 s 4.【2019·宜賓】用輕繩將小球系好后,固定在天花板上,做成一個(gè)擺,如圖K13-2所示。小球在a、c之間往返運(yùn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力。對(duì)小球從a點(diǎn)向右擺動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是( ) 圖K13-2 A. 小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化 B.小球所受重力的方向總是豎直向下的 C.小球的動(dòng)能先減小后增大 D.小球的機(jī)械能不守恒 5.【2019·巴中】如圖K13-3所示,物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端,在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ( ) 圖K13-3 A. 物體動(dòng)能
3、增大,機(jī)械能不變 B.物體動(dòng)能不變,機(jī)械能減小 C.物體重力勢(shì)能不變,機(jī)械能不變 D.物體重力勢(shì)能減小,機(jī)械能增大 6.【2019·黃石】專業(yè)蹦床運(yùn)動(dòng)(如圖K13-4所示)逐漸進(jìn)入大眾生活,下列對(duì)蹦床運(yùn)動(dòng)的相關(guān)表述錯(cuò)誤的是 ( ) 圖K13-4 A. 下落到蹦床前運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B.運(yùn)動(dòng)員下降到最低點(diǎn)時(shí),蹦床的彈性勢(shì)能最大 C.運(yùn)動(dòng)員想彈得更高,就要在蹦床上發(fā)力,消耗體能 D.若運(yùn)動(dòng)員不發(fā)力,會(huì)一直運(yùn)動(dòng)下去,因?yàn)槟芰渴鞘睾愕? 7.【2018·德州】?jī)纱嗡嚼瓌?dòng)同一物體在同一水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng),兩次物體運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖K13-5所示。根據(jù)圖像,下列判
4、斷正確的是( )
圖K13-5
A. 兩次物體運(yùn)動(dòng)的速度v1 5、的貨物從圖示位置向上緩慢提升一段距離。F1、F2始終沿豎直方向;圖甲中OB=2OA,圖乙中動(dòng)滑輪重為60 N,重物上升速度為0.01 m/s,不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦,則下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖K13-7
A. 甲、乙兩種方式都省一半的力
B.甲方式中F1由150 N逐漸變大
C.乙方式中機(jī)械效率約為83.3%
D.乙方式中F2的功率為3 W
10.(雙選)【2019·成都】如圖K13-8甲所示的裝置中,每個(gè)滑輪的重力均為10 N,物體A的重力GA=100 N,物體B的重力GB=40 N,對(duì)A施加水平向右的拉力F1=110 N,使A以0.1 m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng);撤去拉 6、力F1,在A的右側(cè)加掛一個(gè)與它相同的物體,如圖乙所示,對(duì)B施加一個(gè)豎直向下的拉力F2,使A以0.2 m/s的速度勻速向左運(yùn)動(dòng)。繩重及滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦等因素忽略不計(jì),則下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖K13-8
A. 圖甲中,A受到的摩擦力為110 N
B.圖乙中,F(xiàn)2的大小為45 N
C.圖乙中,P點(diǎn)處受到的拉力為145 N
D.圖乙中,F(xiàn)2做功的功率為2 W
二、填空題
11.【2018·柳州】6月份是柳州楊梅成熟的季節(jié),熟透的楊梅會(huì)從樹(shù)上自然掉落,下落過(guò)程中速度越來(lái)越大,楊梅的 能轉(zhuǎn)化成 能。?
12.【2019·山西】小明利用“3D”打印機(jī),打印出和自己大小 7、一樣的“自己”模型,但其質(zhì)量只有自己的110,則這個(gè)模型的密度是小明密度的 。小明把模型從一樓搬到二樓教室克服模型重力做功約為 J。?
13.在探究“汽車的速度”的實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像如圖K13-9所示。由圖可知,甲車的動(dòng)能 ?。ㄟx填“大于”“小于”或“等于”)乙車的動(dòng)能;經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間,甲、乙兩車牽引力做的功之比為 。(空氣阻力忽略不計(jì))?
圖K13-9
三、實(shí)驗(yàn)探究題
14.【2019·綏化】如圖K13-10所示,某實(shí)驗(yàn)小組在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,讓小球從同一斜面某處由靜止釋放,撞擊同一水平 8、面上的同一木塊,木塊移動(dòng)一段距離后停止。
圖K13-10
(1)小球滾下斜面的過(guò)程中,它的 能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,其動(dòng)能大小是通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映的。?
(2)分析比較 兩次實(shí)驗(yàn),可探究出的結(jié)論是:質(zhì)量相同的物體,速度越大,動(dòng)能越大。?
(3)甲實(shí)驗(yàn)中若木塊的重力為1 N,水平移動(dòng)的距離是30 cm,則重力對(duì)木塊做功 J。?
(4)如果水平面光滑,則 ?。ㄟx填“能”或“不能”)完成本實(shí)驗(yàn)。?
15.【2019·綏化】圖K13-11是智慧小組“測(cè)滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
圖K13-11
實(shí)驗(yàn)
次數(shù)
物重
G/N
物 9、體上升
高度h/m
拉力
F/N
繩端移動(dòng)
距離s/m
機(jī)械
效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。?
(2)第三次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是 。(精確到0.1%)?
(3)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組,物重 ,滑輪組的機(jī)械效率越高。?
(4)若在第三次實(shí)驗(yàn)中,物體上升的速度為0.1 m/s,則拉力F的功率為 W。?
(5)創(chuàng)新小組也利用重為1 N、2 N、4 N的物體進(jìn) 10、行了三次實(shí)驗(yàn),每次測(cè)得的機(jī)械效率均大于智慧小組的測(cè)量值,則創(chuàng)新小組測(cè)量值偏大的原因可能是 。(填字母)?
A. 測(cè)拉力時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)未調(diào)零,指針指在零刻度線下方
B.彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)均加速上升
C.所使用的動(dòng)滑輪的重力小于智慧小組的
16.【2018·鞍山】斜面是在生活和生產(chǎn)中常見(jiàn)的簡(jiǎn)單機(jī)械,也是物理實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)器材。
(1)使用斜面提升物體可以省力。如圖K13-12甲所示,將重力為5 N的木塊放在長(zhǎng)1 m、高0.2 m的斜面上,沿斜面向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.6 N,則該斜面的機(jī)械效率η= %;木塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為 11、 N。繼續(xù)探究,可以得出斜面越陡,省力越 ?。ㄟx填“多”或“少”),機(jī)械效率越 ?。ㄟx填“高”或“低”)。?
圖K13-12
(2)用斜面探究“物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),如圖乙所示,使一個(gè)小球從斜面上不同高度由靜止開(kāi)始滾下,撞擊水平面上的小木塊,通過(guò)觀察 比較小球動(dòng)能的大小,可以探究物體的動(dòng)能跟 這一因素的關(guān)系。?
四、綜合應(yīng)用題
17.【2019·北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)】我們?cè)诔匈?gòu)物時(shí),常常使用購(gòu)物車。已知購(gòu)物車的質(zhì)量為10 kg,小明用10 N的水平推力推著購(gòu)物車沿水平地面運(yùn)動(dòng)了4 m,用時(shí)4 s。求:(g取10 N/kg)
(1)購(gòu)物車的 12、重力。
(2)推力所做的功。
(3)推力的功率。
18.質(zhì)量為60 kg的工人用如圖K13-13甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓,滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖像如圖乙所示,機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì)。(g取10 N/kg)
(1)影響滑輪組機(jī)械效率的因素之一是 。?
(2)若工人在1 min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6 m,作用在鋼繩自由端的拉力為400 N,求拉力的功率。
(3)求動(dòng)滑輪受到的重力。
(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí),此滑輪組的機(jī)械效率最大值是多少?(結(jié)果精確到0.1%)
圖K13-13
13、
|能力提升|
一、選擇題
1.【2018·東營(yíng)】關(guān)于功、功率和機(jī)械效率,下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 通過(guò)改進(jìn)機(jī)械的性能可使機(jī)械效率達(dá)到100%
B.做功多的機(jī)械,功率一定大
C.功率大的機(jī)械,做功一定快
D.做功快的機(jī)械,機(jī)械效率一定高
2.如圖K13-14所示,光滑斜面長(zhǎng)度AB>AC,沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部,所需拉力分別為F1和F2,所做的功分別為W1和W2。則 ( )
圖K13-14
A. F1 14、如圖K13-15所示,不計(jì)繩重和摩擦,把重力G=16 N的物體勻速提起所用的拉力F=10 N,則下列關(guān)于該動(dòng)滑輪的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( )
圖K13-15
A. 動(dòng)滑輪重4 N
B.使用該動(dòng)滑輪要費(fèi)距離
C.此次該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%
D.提升物體的速度越快,機(jī)械效率越高
4.【2018·廣安】如圖K13-16所示,斜面長(zhǎng)3 m、高0.6 m,建筑工人用繩子在6 s內(nèi)將重500 N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端,拉力是150 N(忽略繩子的重力),則下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖K13-16
A. 斜面上的摩擦力是50 N
B.拉力的功率是50 W
C.拉 15、力所做的功是300 J
D.斜面的機(jī)械效率是80%
5.建筑工人用如圖K13-17所示的滑輪組,在4 s內(nèi)將重為1500 N的物體A沿水平方向勻速移動(dòng)2 m的過(guò)程中,所用的拉力大小為375 N,物體受到水平地面的摩擦力為物重的0.4倍。在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖K13-17
A. 繩子自由端沿水平方向移動(dòng)了6 m
B.物體受到的拉力為750 N
C.拉力F的功率為750 W
D.滑輪組的機(jī)械效率為80%
6.【2018·樂(lè)山】圖K13-18甲中力F1水平拉著重為G的物體在水平路面上勻速移動(dòng)s的距離。圖乙中用動(dòng)滑輪拉著它也在同一路面勻速移動(dòng)s的距離,拉力為F2。 16、使用動(dòng)滑輪的過(guò)程中 ( )
圖K13-18
A. 總功為W總=F2s
B.有用功為W有用=Gs
C.機(jī)械效率為η=Gs2F2s×100%
D.額外功為W額外=2F2s-F1s
7.甲、乙兩個(gè)滑輪組如圖K13-19所示,其中的每一個(gè)滑輪的質(zhì)量都相同,用它們分別將重為G1、G2的物體提高相同的高度,不計(jì)滑輪組的摩擦,下列說(shuō)法中正確的是 ( )
圖K13-19
A. 若G1=G2,拉力做的額外功相同
B.若G1=G2,拉力做的總功相同
C.若G1=G2,甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率
D.用甲、乙其中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物,機(jī)械效率不變
8.如圖K13-20 17、所示是雜技演員演出時(shí)的過(guò)程示意圖。男演員從甲處用力向上起跳,落下后踩在蹺蹺板的a端,能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力,故 ( )
圖K13-20
A. 男演員的質(zhì)量必須要大于女演員的質(zhì)量
B.甲處男演員的勢(shì)能一定要大于乙處女演員的勢(shì)能
C.男演員離開(kāi)跳臺(tái)時(shí)的機(jī)械能一定大于乙處女演員的勢(shì)能
D.女演員彈起時(shí)的動(dòng)能與她站在乙處時(shí)的機(jī)械能相等
9.有一種運(yùn)動(dòng)叫蹦極,如圖K13-21所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化示意圖,彈性繩一端固定在O點(diǎn),另一端系住運(yùn)動(dòng)員,運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落,A點(diǎn)處彈性繩自然伸直,B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力相等處,C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低 18、點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,忽略空氣阻力,則 ( )
圖K13-21
A. 從O至C運(yùn)動(dòng)員速度一直減小
B.從O點(diǎn)至A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能不守恒,從A點(diǎn)至C點(diǎn)機(jī)械能守恒
C.從O至A過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度增大,從A至C過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度減小
D.從O至B過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度增大,從B至C過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員速度減小
10.(多選)【2019·河北】如圖13-22所示,重為G的物體在拉力F的作用下,以速度v勻速運(yùn)動(dòng)了s。已知物體在水平桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為物重的1n,不計(jì)繩重、輪與軸間的摩擦。下列說(shuō)法正確的是 ( )
圖K13-22
A. 使用該滑輪組一定省力
B.拉力的功率為 19、2Fv
C.額外功為1n(2nF-G)s
D.滑輪組的機(jī)械效率為G2F×100%
二、填空題
11.如圖K13-23所示的甲、乙兩套裝置,每個(gè)滑輪的質(zhì)量均相等,用它們分別將重力為G1和G2的重物勻速提升一定高度,所用豎直向上的拉力大小分別為F1和F2,忽略繩重和摩擦。若F1=F2,則G1 G2;若G1=G2,則它們的機(jī)械效率η1 η2。(均選填“>”“=”或“<”)?
圖K13-23
12.【2019·龍東】如圖K13-24所示,小聰用滑輪組拉動(dòng)水平地面上重為500 N的物體A,使它沿水平方向勻速前進(jìn)2 m,地面對(duì)它的摩擦力為150 N,小聰施加的拉力F=100 N(忽略繩 20、重和滑輪重),則滑輪組做的有用功為 J,滑輪組的機(jī)械效率為 。?
圖K13-24
13.【2019·溫州】為了解火箭升空過(guò)程中的相關(guān)運(yùn)動(dòng)狀況,興趣小組制作了一模型火箭,重為8 N(不包含燃料),發(fā)射后獲取模型火箭的飛行高度與時(shí)間的關(guān)系,如圖K13-25所示。
圖K13-25
(1)模型火箭燃料耗盡后仍能向上飛行一段距離,這是因?yàn)槟P突鸺哂小 ?
(2)圖中標(biāo)注的A、B、C三個(gè)位置中,模型火箭的重力勢(shì)能最小的是 。?
(3)模型火箭從最高點(diǎn)B下落到地面,重力做功的功率為 W。?
三、實(shí)驗(yàn)探究題
14.【2019·眉山】為了探究斜面的機(jī)械效率 21、與斜面傾斜程度之間的關(guān)系,探究小組的同學(xué)利用木板、刻度尺、 彈簧測(cè)力計(jì)、木塊等器材設(shè)計(jì)了如圖K13-26所示的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表:
圖K13-26
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
斜面傾斜程度
較緩
較陡
最陡
木塊重力G/N
3
3
3
斜面高度h/m
0.2
0.3
0.4
沿斜面拉力F/N
1.6
1.8
2.0
斜面長(zhǎng)度s/m
1
1
1
機(jī)械效率
37.5%
60%
請(qǐng)你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)解答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)中要求用沿斜面向上的力拉著木塊在斜面上做 運(yùn)動(dòng),該過(guò)程中木塊的機(jī)械能 (選填“變大”“ 22、不變”或“變小”)。?
(2)第2次實(shí)驗(yàn)中,斜面的機(jī)械效率為 ,斜面對(duì)木塊的摩擦力為 N。?
(3)斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度之間的關(guān)系是 。?
(4)試列舉出生活中利用斜面的一個(gè)實(shí)例 。?
15.【2019·黃石】探究小組為探究影響滑輪組的機(jī)械效率的因素,實(shí)驗(yàn)裝置如圖K13-27所示,數(shù)據(jù)如下表所示。
圖K13-27
次數(shù)
鉤碼重
力/N
提升鉤
碼高度
/cm
有用
功/J
拉力
/N
總功
/J
機(jī)械
效率
1
1.0
40
0.4
1.1
0.88
45%
2
1.5
40 23、
0.6
1.4
1.12
54%
3
2.0
30
?
1.7
?
?
4
2.5
40
1.0
2.0
1.60
63%
(1)請(qǐng)把表格中三個(gè)未完成的空補(bǔ)充完整。
(2)甲同學(xué)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可以得出:鉤碼重力逐漸增大時(shí),滑輪組機(jī)械效率 ?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”)。請(qǐng)你解釋出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因, ?
。?
(3)乙同學(xué)進(jìn)一步 24、研究,測(cè)出動(dòng)滑輪的質(zhì)量為100 g,根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)得出:總功總是大于有用功與克服動(dòng)滑輪重力的功之和,即W總>W有用+W輪,他猜測(cè)還有 因素影響機(jī)械效率。(寫(xiě)一種因素即可)?
(4)丙同學(xué)計(jì)算出每一組總功與有用功和克服動(dòng)滑輪重力的功的差值ΔW=W總-W有用-W輪,通過(guò)比較第1、2和 組的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)提升重物的重力越大,差值ΔW ?。ㄟx填“越大”“越小”或“不變”),請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)對(duì)此做出解釋 ?
25、 ?! ?
四、綜合應(yīng)用題
16.【2019·攀枝花】如圖K13-28所示,在水平路面上行駛的汽車通過(guò)滑輪組拉著重G=9×104 N的貨物A沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)。貨物A的速度為v=2 m/s,經(jīng)過(guò)t=10 s,貨物A豎直升高h(yuǎn)=10 m。已知汽車對(duì)繩的拉力F的功率P=120 kW,不計(jì)繩、滑輪的質(zhì)量和摩擦,求:
(1)t時(shí)間內(nèi)汽車對(duì)繩的拉力所做的功。
(2)汽車對(duì)繩的拉力大小。
(3)斜面的機(jī)械效率。
圖K13-28
26、
17.某人站在水平高臺(tái)上用如圖K13-29所示的滑輪組提升重物,不計(jì)繩重和摩擦。第一次他勻速提升重物G1=150 N時(shí),人豎直向上拉繩的力為F1,人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)為p1;第二次他勻速提升另一重物G2=270 N時(shí),人豎直向上拉繩的力為F2,人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)為p2。兩次物體勻速上升的速度均為0.5 m/s,人的重力G人=500 N,且p1∶p2=14∶15。求:
(1)若人的雙腳與高臺(tái)的總接觸面積為4×10-2 m2,當(dāng)人站在高臺(tái)上沒(méi)有拉繩時(shí),人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)。
(2)第一次提升重物時(shí),克服物體重力做功的功率。
(3)第二次提升重物時(shí),滑輪組的機(jī)械效率。
圖K13-29
27、
【參考答案】
基礎(chǔ)鞏固
1.B 【解析】一本物理書(shū)的重力約2 N,從地面撿起放到課桌上,上升的高度約1 m,則所做的功W=Gh=2 N×1 m=2 J,故選B。
2.B 【解析】根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs,得W1=Fs,W2=Fs??梢?jiàn)W1=W2,故選B。
3.B 4.B
5.B 【解析】物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能減小,機(jī)械能減小。所以選B。
6.D
7.C
8.D 【解析】由題圖知,n=2,則繩子自由端移動(dòng)的距離s=2h=2×1 m=2 m,故C錯(cuò)誤;拉力做的總功W總=Fs=250 N×2 m 28、=500 J,故A錯(cuò)誤;拉力F的功率P=W總t=500J10s=50 W,故B錯(cuò)誤;有用功W有用=Gh=400 N×1 m=400 J,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=400J500J×100%=80%,故D正確。
9.C 10.CD
11.重力勢(shì) 動(dòng)
12.110 150(估測(cè)數(shù)值合理即可)
13.小于 1∶4
14.(1)重力勢(shì)?。?)甲、乙?。?)0
(4)不能
15.(1)勻速緩慢(或勻速)
(2)74.1%
(3)越大(越重)
(4)0.54?。?)C
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)豎直向上勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。
(2)第3次實(shí)驗(yàn)中,滑輪組的機(jī)械效 29、率為η=W有用W總×100%=GhFs×100%=4N×0.1m1.8N×0.3m×100%≈74.1%。
(3)分析表格中的數(shù)據(jù)可知,同一滑輪組,物重越大,滑輪組的機(jī)械效率越高。
(4)圖中物體和動(dòng)滑輪的總重是由3段繩子承擔(dān)的,所以繩子自由端移動(dòng)的速度為v繩=3v物=3×0.1 m/s=0.3 m/s,拉力的功率為P=Fv繩=1.8 N×0.3 m/s=0.54 W。
(5)若測(cè)量拉力時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)沒(méi)有調(diào)零,指針在零刻度線的下方,會(huì)導(dǎo)致所測(cè)拉力偏大,計(jì)算出的機(jī)械效率偏小,故A不符合題意;若彈簧測(cè)力計(jì)每次拉動(dòng)物體時(shí)均加速上升,所測(cè)拉力偏大,計(jì)算出的機(jī)械效率偏小,故B不符合題意;若所使用的 30、動(dòng)滑輪重力偏小,會(huì)導(dǎo)致額外功所占比例偏小,所測(cè)量的機(jī)械效率偏大,故C符合題意。
16.(1)62.5 0.6 少 高
(2)小木塊移動(dòng)的距離 速度
【解析】(1)木塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力做的總功為W總=Fs=1.6 N×1 m=1.6 J,有用功為W有用=Gh=5 N×0.2 m=1 J,則斜面的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=1J1.6J×100%=62.5%,額外功為W額外=W總-W有用=1.6 J-1 J=0.6 J,滑動(dòng)摩擦力為f=W額外s=0.6J1m=0.6 N。繼續(xù)探究,可得結(jié)論:斜面越陡,省力越少,機(jī)械效率越高。
17.解:(1)購(gòu)物車的重力
G=mg=10 kg× 31、10 N/kg=100 N。
(2)推力所做的功W=Fs=10 N×4 m=40 J。
(3)推力的功率P=Wt=40J4s=10 W。
18.解:(1)物重(或動(dòng)滑輪重)
(2)由題圖甲可知,n=3,則繩端移動(dòng)的距離s=nh=3×6 m=18 m,
拉力做的功W=Fs=400 N×18 m=7200 J,
拉力的功率P=Wt=7200J60s=120 W。
(3)由圖乙可知,物重G=300 N時(shí),滑輪組的機(jī)械效率η=60%,
因機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計(jì),克服物重做的功為有用功,克服動(dòng)滑輪重和物重做的功為總功,所以,滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=Gh(G+G動(dòng))h 32、×100%=GG+G動(dòng)×100%=300N300N+G動(dòng)×100%=60%,解得G動(dòng)=200 N。
(4)已知工人的質(zhì)量為60 kg,則該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時(shí),對(duì)繩子的最大拉力F大=G人=m人g=60 kg×10 N/kg=600 N,
由F=1n(G+G動(dòng))可得,提升的最大物重
G大=nF大-G動(dòng)=3×600 N-200 N=1600 N,
則滑輪組的最大機(jī)械效率
η大=G大G大+G動(dòng)×100%=1600N1600N+200N×100%≈88.9%。
能力提升
1.C 2.A 3.D 4.A
5.D 【解析】繩端移動(dòng)的距離s是物體A移動(dòng)距離的2倍,即4 m,A錯(cuò) 33、誤。由于物體勻速運(yùn)動(dòng),水平方向受到的拉力與摩擦力平衡,大小相等,故物體所受拉力FA=f=0.4G=0.4×1500 N=600 N,B錯(cuò)誤。拉力做功W總=Fs=375 N×4 m=1500 J,則拉力的功率P=W總t=1500J4s=375 W,C錯(cuò)誤?;喗M的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=FAsAFs×100%=FA2F×100%=600N2×375N×100%=80%,D正確。
6.D 7.C 8.C 9.D
10.BC 【解析】拉力F在拉動(dòng)物體的同時(shí)還提起了動(dòng)滑輪,動(dòng)滑輪重力未知,則不能確定是否省力,故A錯(cuò)誤。由圖知,承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為2,物體移動(dòng)速度為v,拉力端移動(dòng)的速度為 34、2v,則拉力的功率P=2Fv,故B正確。由題意可知,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力f=1nG,滑輪組克服摩擦力做的功為有用功,即W有用=fs=1nGs,拉力F端移動(dòng)的距離s繩=2s,則拉力F做的總功W總=Fs繩=2Fs,做的額外功W額外=W總-W有用=2Fs-1nGs=1n(2nF-G)s,該滑輪組的機(jī)械效率η=W有用W總×100%=1nGs2Fs×100%=G2nF×100%,故C正確,D錯(cuò)誤。
11.< =
【解析】忽略繩重和摩擦,設(shè)滑輪重力為G,2F1=G1+G,3F2=G2+G,若F1=F2,則G2=32G1+12G,則G1< G2;若G1=G2,將重物提升相同高度,動(dòng)滑輪也提升了相同高 35、度,所做額外功相同,有用功相同,則機(jī)械效率相同。
12.300 75%
13.(1)慣性?。?)C?。?)70
14.(1)勻速直線 變大
(2)50% 0.9
(3)同一斜面,斜面越陡,機(jī)械效率越高
(4)盤山公路(或用木板搭成斜面,將重物推上汽車等)
【解析】(1)在本實(shí)驗(yàn)中,要求木塊處于平衡狀態(tài),所以應(yīng)拉著它在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)。由于木塊沿斜面勻速上升,速度不變,故動(dòng)能大小不變,但高度增加,重力勢(shì)能變大,所以機(jī)械能變大。
(2)由第2組數(shù)據(jù)可得,做的有用功W有用=Gh=3 N×0.3 m=0.9 J,總功W總=Fs=1.8 N×1 m=1.8 J,則機(jī)械效率η=W有用 36、W總×100%=0.9 J1.8 J×100%=50%;對(duì)于斜面來(lái)說(shuō),克服摩擦力做的功為額外功,額外功W額外=W總-W有用=1.8 J-0.9 J=0.9 J,則斜面對(duì)木塊的摩擦力為f=W額外s=0.9 J1 m=0.9 N。
(3)通過(guò)3次實(shí)驗(yàn)對(duì)比,可得出結(jié)論:同一斜面,斜面越陡,機(jī)械效率越高。
15.(1)0.6 1.02 59%
(2)增大 動(dòng)滑輪重力不變,隨著鉤碼重力增大,有用功所占比例增大
(3)繩重(或各種摩擦)
(4)4 越大 所掛鉤碼越重,摩擦力越大,額外功越多
16.解:(1)t時(shí)間內(nèi)汽車對(duì)繩的拉力做的功
WF=Pt=120×103 W×10 s=1.2×106 37、 J。
(2)由圖可知,承擔(dān)對(duì)A拉力的繩子段數(shù)n=3,則拉力端移動(dòng)速度vF=3v=3×2 m/s=6 m/s,則拉力端移動(dòng)的距離sF=vF×t=6 m/s×10 s=60 m,
由W=Fs可得,汽車對(duì)繩的拉力F=WFsF=1.2×106 J60m=2×104 N。
(3)該過(guò)程做的有用功
W有用=Gh=9×104 N×10 m=9×105 J,
斜面的機(jī)械效率η=W有用WF×100%=9×105 J1.2×106 J×100%=75%。
17.解:(1)當(dāng)人站在高臺(tái)上沒(méi)有拉繩時(shí),對(duì)高臺(tái)的壓力F壓=G人=500 N,
人對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)
p人=F壓S=500N4×10-2 m2=1. 38、25×104 Pa。
(2)第一次提升重物時(shí),克服物體重力做功的功率P=G1v=150 N×0.5 m/s=75 W。
(3)由題圖可知,n=3,則繩子自由端的拉力
F=1n(G+G動(dòng))=13(G+G動(dòng)),
人對(duì)高臺(tái)的壓力
F'壓=G人+F=G人+13(G+G動(dòng)),
對(duì)高臺(tái)的壓強(qiáng)
p'=F'壓S=G人+13(G+G動(dòng))S=3G人+G+G動(dòng)3S,
則p1=3G人+G1+G動(dòng)3S=3×500N+150N+G動(dòng)3S=1650N+G動(dòng)3S,
p2=3G人+G2+G動(dòng)3S=3×500N+270N+G動(dòng)3S=1770N+G動(dòng)3S,
由p1p2= 1650N+G動(dòng)3S 1770N+G動(dòng)3S=1650N+G動(dòng)1770N+G動(dòng)=1415,
解得G動(dòng)=30 N,
因不計(jì)繩重和摩擦,由η=W有用W總×100%=Gh(G+G動(dòng))h×100%=GG+G動(dòng)×100%可得,第二次提升重物時(shí)滑輪組的機(jī)械效率
η=G2G2+G動(dòng)×100%=270N270N+30N×100%=90%。
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