资料简介
功和机械能
一、单选题
1.甲机械能比乙机械能的功率大,表示两机械在工作时( )
A. 甲做功多 B. 甲更省力 C. 甲做功快 D. 甲用时少
2.分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组,在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m,每个滑轮的重均为10N.不计绳重及摩擦,此过程中( )
A. F甲小于F乙 B. 甲的机械效率小于乙的机械效率
C. F甲做的功大于F乙做的功 D. F甲做功的功率等于F乙做功的功率
3.(2017•巴彦淖尔)如图所示,水平地面G点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向5N的拉力F.物体经过E点开始计时,每经过相同时间,用虚线框记录物体的位置,物体在EG段做匀速直线运动,则:( )
A. 物体在EF段的速度大于GH段的速度 B. 物体在GK段受到的摩擦力等于5N
C. 拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功 D. 拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率
4.4月22日12时23分,天舟一号与天宫二号成功在浩渺太空相会,作为中国自主研发的首个“太空快递小哥”,天舟一号货运飞船与“堂兄弟”天宫二号空间实验室的成功牵手,为中国空间实验室任务的收官之战打出漂亮一役.天舟一号货运飞船的首次太空旅行,主要任务是给天宫二号输送燃料和物资,也就是通俗上说的“太空加油”.以下说法正确的是( )
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A. 交会对接前货运飞船相对空间站是静止的 B. 交会对接后货运飞船相对空间站是静止的
C. 货运飞船给空间站输送燃料过程中机械能不变 D. 北斗导航卫星是通过超声波监测交会对接过程
5.下列说法正确的是( )
A. 没有机械省力又省功 B. 没有机械省力不省功
C. 没有机械效率大但做功少 D. 没有机械功率大但做功少
6.紧急情况逃生时,使用普通破窗锤产生的碎玻璃容易伤人.如图为一种新型破窗锤,使用时将吸盘吸附在窗玻璃上,然后拉长弹性绳,人离玻璃较远后松手,破窗锤在弹力作用下瞬间击碎窗玻璃而不会伤到人.下列有关说法错误的是( )
A. 吸盘能吸附在窗玻璃上是由于受到大气压的作用
B. 若吸盘面积太小,则拉长弹性绳时容易脱落
C. 锤头前端做得比较尖是为了增大压力
D. 松手后,绳的弹性势能主要转化为破窗锤的动能
7.关于功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A. 机械做功越快,功率越大 B. 机械做功时间越长,效率越高
C. 机械做功越多,功率越大 D. 机械的功率越大,效率越高
8.下列说法正确的是( )
A. 人体的安全电压为36V B. 把
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一本物理书从地面拿到课桌上做的功大约为20J
C. 小明用10s时间爬上三楼做功的功率约为30W D. 教室里的日光灯正常发光的电流约为0.15A
9.如图所示,小明用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体.小明用125N的拉力,使物体在4s内上升了2m.此过程中( )
A. 小明做的有用功为250J B. 动滑轮的重力为25N
C. 拉力的功率为125W D. 滑轮组机械效率为62.5%
10.人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A. 在粗糙地面上做功较多 B. 在光滑地面上做功较多
C. 两次做功一样多 D. 条件不够,无法比较两次做功的多少
11.下面的例子中,属于内能转化成机械能的是( )
A. 钻木取火 B. 陨石的坠落 C. 用弹弓把石子射出去 D. 点燃爆竹,爆竹腾空而起
12.如图所示,弹簧的上端固定一块木板,小虎同学从地面跳上木板后,向下压缩弹簧的过程中,他的重力势能、弹簧的弹性势能变化情况是( )
A. 重力势能减小,弹性势能增大 B. 重力势能增大,弹性势能减小
C. 重力势能增大,弹性势能增大 D. 重力势能减小,弹性势能减小
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13.在体育考试中,小明投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若实心球重20N,从最高点到落地点的过程中,球下降的高度为2.7m,则( )
A. 实心球到达最高点时机械能为零 B. 实心球从最高点到落地点的过程中将重力势能转化为动能
C. 从最高点到落地点重力做功为零 D. 实心球在空中飞行时小明一直对球做功
14.学习了功率的知识后,小明和几位同学准备开展“比一比谁的功率大”的活动,他们设计了三套方案:①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较,可行的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以
15.功率一定的拖拉机在深耕时的行驶速度比在公路上慢,这主要是为了( )
A. 增大牵引力 B. 增大牵引力所做的功 C. 增大发动机的功率 D. 节省燃料
二、填空题
16.如图所示,弹簧将小球弹起,说明力的作用效果是________;小球离开弹簧继续上升过程中的能量转化是________.(不计空气阻力)
17.如图皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片.由图可知,下落过程中,皮球的动能________ ,离开地面上升的过程中,皮球重力势能 ________ ,皮球运动过程中的机械能 ________ .(均选填”增大”、”减小”或”不变”.)
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18.如图所示,是北京奥运会射箭项目的图标.运动员射箭时,要用力将弓拉开,然后弓将箭射出,在此过程中是弓的________能转化为箭的________能.
19.甲、乙两台机器的功率相等,在相同时间内通过的路程之比为3:1,则甲、乙两台机器做功之比为________ ,受到的牵引力为________ .
20.如图所示,滑轮组自重及摩擦不计.物体A重300N,在F=4N的拉力作用下,物体以5m/s的速度匀速运动.则物体在运动过程中受的阻力是________ N;5s内滑轮组对物体A做的功是________ J;拉力F的功率为________ W.
21.如图所示,请根据图中物理现象的分析来回答问题:
a图说明被跳水运动员压弯了的跳板具有________ ,跳板变形的原因是________ .b图中所示的情景中你的认识是________ .
三、解答题
22.如图是某科技小组设计的一个提升重物的装置,CD是一个以O点为转轴的水平杠杆,CO:OD=3:2。滑轮组固定在杠杆C点,通过固定在水平地面的电动机匀速提升重物,每个滑轮的质量均为m0。放置在水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D点,使杠杆CD始终保持水平平衡,配重E的质量mE为100kg。当电动机用拉力F1匀速提升重物A时,滑轮组的机械效率为η1 , 物体A匀速上升的速度为v1;当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,滑轮组的机械效率为η2 , 物体B匀速上升的速度为v2。在匀速提升重物A、B的过程中,电动机的功率保持不变。已知F2-F1=50N,v1:v2=5:4,η2=90%。细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg。求:
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(1)拉力F1的大小;
(2)滑轮组的机械效率η1;
(3)当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,配重E对地面的压力N2。
23.如图所示,用一滑轮组将重力为700 N的物体提高5 m, (不计动滑轮重、绳重及摩擦),试求:
(1)提起物体所用的力F是多少?
(2)绳端移动的距离是多少?
四、实验探究题
24.如图所示,甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置,实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,碰到同一木块上。乙是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置,实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题:
(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与________的关系;实验时,它是通过观察________ , 从而判断钢球动能的大小。
(2)进行乙实验时,每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下,其目 的是使小车在水平面运动的起始________相同;通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小 车在不同的水平面受________的大小。从而可以推理:如果运动的物体不受力,它将________。
25.斜面在物理实验中多次使用.
(1)如图所示,在学习“运动和力的关系”时,小云让同一小车从同一斜面的相同高度由静止开始下滑,使小车进入水平面时的________相同.观察实验现象可以得出:平面越光滑,小车受到阻力越小,运动的距离越________.进一步推理,假如小车受到的阻力为零,它将会在水平面上做________运动.
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(2)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小云让质量不同的铁球从斜面的相同高度由静止释放,撞击同一木块,如图所示.本实验要探究的是物体动能的大小与物体________的关系;物体动能的大小是通过________来反映的.
(3)这两个实验中,斜面的作用是________.
五、综合题
26.重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场.如图所示,该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料.机翼上安装有高效太阳能电池板,能提供65kW的最大功率,该飞机的最大飞行速度为140km/h.假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2 , g取10N/kg.求:
(1)飞机停在水平地面时对地面的压强大小;
(2)当飞机发动机的输出功率保持60kW,并以108km/h的速度水平匀速飞行时,发动机的牵引力大小;
(3)若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h,发动机输出的能量为多大?这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量?航空燃油的热值取4×107J/kg,密度取0.75×103kg/m3 .
27.(2017•扬州)“暴走”是一种快速的徒步运动方式.观察分析人走路情形,可以将人的脚视为一根杠杆,如图所示,行走时人的脚掌前端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力.已知某人的质量为80kg,g=l0N/kg.
运动方式
散步
快走
慢跑
快跑
消耗能量E/J
315
1165.5
1260
1764
(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1 .
(2)根据图片,估算小腿肌肉产生的拉力是________ N.
(3)人向前走一步的过程中,重心升高约4cm,人克服自身重力约做了________ J的功.
(4)通过查阅资料:人以不同方式徒步运动半小时,消耗人体内的能量如上表所示.请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因:________.
28.为了研究物体做功快慢,某实验小组分别将铁块匀速向上提升,所得实验数据如下表所示:
实验序号
铁块的重力G(牛)
升高的高度h(米)
功(焦)
时间t(秒)
1
5
1
5
2
2
2.5
2
5
4
3
4
3
12
3
4
5
2
10
4
(1)比较实验序号2、4可得出的结论:________
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(2)比较实验序号________ 可得出的结论:做功相同时,做功所用时间短,做功越快.
(3)如何比较实验序号1、3或2、3或1、4做功的快慢,该组同学经过思考、讨论后,他们在表格中增加了最后一列(空栏)项目,这个项目的名称是________ ,为此物理学中引入了一个物理量叫________ , 它能比较物体做功快慢.
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】C
2.【答案】D
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】A
6.【答案】C
7.【答案】A
8.【答案】D
9.【答案】C
10.【答案】C
11.【答案】D
12.【答案】A
13.【答案】B
14.【答案】D
15.【答案】A
二、填空题
16.【答案】改变物体的运动状态;动能转化为重力势能
17.【答案】增大;增大;减小
18.【答案】弹性势;动
19.【答案】1:1;1:3
20.【答案】12;300;60
21.【答案】弹性势能;跳水运动员的压力;力的作用效果与力的作用点有关
三、解答题
22.【答案】解:(1)因为在匀速提升重物A、B的过程中,电动机的功率保持不变,所以:
P= F1×3v1= F2×3v2 解得:F1:F2=v2:v1=4:5
又因为F2- F1=50N,所以F1=200N, F2=250N
(2)以动滑轮和重物A整体为研究对象,进行受力分析,如图所示。
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3F1=G0 +GA ①
同理有 3F2=G0 +GB ②
当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,滑轮组的机械效率为η2=90%
GB:G0=9:1 ③
由①②③联立得:GA=525N,GB=675N,G0=75N。
当电动机用拉力F1匀速提升重物A时,滑轮组的机械效率为η1
(3)当电动机用拉力F2匀速提升重物B时,设滑轮组对杠杆C点的拉力为FC2 , 配重E对杠杆D点的拉力为FD2 , 地面对配重E的支持力为N2。
以定滑轮为研究对象,进行受力分析,如图所示,
FC2=G0 +2 F2 =75N+2×250N=575N
以杠杆CD为研究对象进行受力分析,如图所示,
FC2×OC= FD2×OD
解得FD2 = FC2×OC/OD=575N×3/2=862.5N
以配重E为研究对象,进行受力分析,如图所示。
FD2+N2=GE
得:N2=GE -FD2=mEg -FD2=100kg×10N/kg-862.5N=137.5N。
23.【答案】解:
由图知,n=3
(1)∵不计动滑轮重、绳重及摩擦
(2)s=3h=3×5m=15m.
答:(1)提起物体所用的力F是250N;
(2)绳端移动的距离是15m.
四、实验探究题
24.【答案】(1)速度;木块B移动的距离
(2)速度 ;阻力;作匀速直线运动
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25.【答案】(1)速度;远;匀速直线
(2)质量;铁球推动木块运动的距离
(3)斜面可以控制实验时物体到达水平面的运动速度
五、综合题
26.【答案】(1)飞机在水平地面,对地面的压力:
F=G=mg=2.3×103kg×10N/kg=2.3×104N;
飞机对地面的压强:
p====2.3×105Pa
(2)由P=Fv得:
F===2×103N;
(3)由P=得:
W=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J;
由Q=qm得:
m===5.4kg;
由ρ=得:
V===7.2×10﹣3m3=7.2L.
27.【答案】(1)解:如图:
(2)400
(3)32
(4)人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多
28.【答案】(1)做功时间相同时,做功越多,做功越快
(2)1、2
(3)做功的快慢;功率
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