机械能、机械综合
模块一 机械能
基础知识点
① 动能:物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能。
1
运动物体的速度越大,质量越大,它的动能就越大。Ek= mv2
2
1.动能和势能 a. 重力势能:物体由于被举高而具有的能量。Ep=mgh
物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能就越大。
② 势能 b.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量。
1
物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。Ek= kx2
机械能 2
③ 机械能:动能和势能统称为机械能。
2. 动能和势能的转化:动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能。
3. 水能和风能的利用:水能和风能是人类可以利用的巨大的机械能资源。
4. 机械能守恒定律:不计摩擦和阻力时,机械能总和不变。
考点一、动能
1.质量相同的铁球和木球,木球的速度比铁球的速度大,将它们的动能相比较( )
A.铁球的动能大
B.木球的动能大
C.两球动能一样大
D.无法比较
2.初三(1)班《八荣八耻》宣传栏中记述着:“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为,一位老太
太被抛下的西瓜皮砸伤…”,被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是( )
A.重力势能
B.动能
C.重力
D.密度
3.下列物体中具有动能的为( )
A.转动的砂轮 B.被吊起的电灯 C.拉弯的弓 D.压缩的弹簧
考点二、势能
1.一辆汽车匀速驶上斜坡,则它的( )
A.重力势能增大,动能不变 B.重力势能增大,动能减少
C.重力势能减少,动能减少 D.重力势能减少,动能不变
2.下列现象中属于动能转化为势能的是( )
A.用弓射出的箭; B.从山坡上滚下的石头
C.竖直向上抛出的小球(上升过程) D.竖直上抛的小球(下落过程)
3.骑自行车下坡的人,不踩脚踏板,速度也会越来越大(摩擦阻力不计),在这个 过程中
( )
A.势能减小,动能增加,机械能不变 B.势能增大,动能减少,机械能不变
C.动能不变,势能增大,机械能增大 D.动能不变,势能减少,机械能增大
4.跳伞运动员在匀速下降的过程中( )
A.重力势能减少,动能不变,机械能减少 B.重力势能减少,动能增加,机械能不变;
C.重力势能增加,动能减少,机械能不变 D.重力势能减少,动能不变,机械能不变。
5.将一重铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从 A位置开始向下运动,到达 C位置小球的速
度变为零。(AB与 BC的距离相等)则下列分析不正确的是( )
A.AB段和 BC段铁球重力对铁球做功相同 B.从 A到 C铁球所受的弹力逐渐增大
C.从 A到 C铁球的机械能逐渐减小 D.铁球在 A、C两个位置时,弹簧对地面的压
力是相同的
考点三、机械能相互转化
1.如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0 时刻,将一金属小球从弹簧正上
方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然
后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传
感器,测出该过程中弹簧弹力 F随时间 t变化的图象如图所示,不
计空气阻力。则( )
A.运动过程中小球的机械能守恒
B.t1~t2这段时间内,小球的动能与重力势能一直在增加
C.t2时刻小球的速度为最大
D.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
3.蹦床比赛已被列入奥运会正式比赛项目,图是小朋友玩蹦床的情景,对他们在上升和下落
过程中机械能的变化,下列分析错误的是(忽略空气阻力)( )
A.小孩上升到最高点时的重力势能最大
B.小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C.小孩下落到最低点时的动能最大
D.小孩下落到最低点时蹦床的弹性势能最大
4.如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳,落下后踩在翘翘板的
a端,能把站在 b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力,故( )
A.男演员的质量必须要大于女演员的质量
B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
模块二 机械综合计算
1.如图所示,用滑轮组匀速提起 1 200 N 的重物,拉力做功的功率为 1 500 W,绳子的
自由端向下拉的速度为 3 m/s,地面对人的支持力为 N1,不计绳重和摩擦.
(1)滑轮组中有几股绳子承担重物?作用在绳自由端的拉力是多少?
(2)滑轮组的机械效率是多少?
(3)若用此滑轮组匀速提起 2 400 N 的重物时,地面对人的支持力为
N2,作用在绳自由端的拉力是多少?若 N1∶N2=5∶1 时,人的重力是多
少?
2.建筑工人要向楼上运送货物,为了省力,他在一个斜面上安装了一个滑轮组,做成如
图所示的机械装置,斜面的倾角为 30°且固定在水平面上.工人用 400 N 的力拉绳子,重
为 500 N 的货物沿斜面匀速向上运动 6 m 所用时间为 20 s,求此过程中
(1)重物沿斜面匀速运动的速度大小;
(2)工人提升重物做的有用功;
(3)该装置的机械效率.
3.用如图所示的滑轮组匀速提起水中的重物,当重物浸没在水中时,拉力 F 为 11.6 牛,
滑轮组的机械效率为 75%,当重物离开水面时,拉力为 14.5 牛(整个装置的摩擦和绳重不
计),
求重物的密度。
·
F
·
水
4.如图是某种升降机电梯的工作原理图。轿厢空载时的重力是 3100N,配重的重量是 3000N,
某次电梯载货物的重量是 1000N,当电梯匀速上升 15m,所用的时间为 10m,不计缆绳
重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿箱的速度大小;
(2)配重重力对配重做的功;
(3)电动机的功率至少是多大。
5.如图所示,用一电动机通过滑轮组匀速提升一重 G=3000N 的货物,货物在 t=6s 时间内上
升高度为 h=1m,电动机的轴对绳的拉力 F=1200N,不计绳重和一切摩擦,求:
(1)滑轮组的机械效率是多少?
(2)电动机输出的总功率是多少?
(3)如果要匀速提起 5400N 的货物,电动机的轴对绳的拉力为多大?
6.如图甲是建造大桥时所用的起吊装置示意图,使用电动机和滑轮组(图中未画出)将
实心长方体A从江底竖直方向匀速吊起,图乙是钢缆绳对A的拉力F1随时间t变化的图象.A
完全离开水面后,电动机对绳的拉力 F 大小为 1×104N.滑轮组的机械效率为 75%.已知 A
的重力为 3×104N,A 上升的速度始终为 0.1m/s.(不计钢缆绳与滑轮间的摩擦及绳重,不
考虑风浪、水流等因素的影响)求:
(1)长方体 A 未露出水面时受到的浮力;
(2)长方体 A 的体积;
(3)长方体 A 的密度;
(4)长方体 A 完全离开水面后,在上升过程中 F 的功率.
7.如图甲所示,正方体 A 边长 0.2m,作为配重使用,杠杆 OE:OF=2︰3,某同学用这个装置
和一个密闭容器 D 提取水中的圆柱体 B,圆柱体 B 的体积是密闭容器 D的 ;旁边浮体 C
3
的体积是 0.1m ,该同学站在浮体 C上,C 总体积的 浸入水中;该同学用力拉动滑轮组
绕绳自由端,手拉绳的功率 P 和密闭容器 D 匀速被提升的距离关系如图乙所示;密闭容
器 D 上升速度 0.05m/s 保持不变,密闭容器 D 被提出水后,将圆柱体 B 从密闭容器 D 中
取出放在浮体 C 的上面,同时手松开绳子时,浮体 C 露出水面的体积减少总体积的 ;
在提升全过程中,配重 A始终没有离开地面。两个定滑轮总重 10N。(绳的重力,滑轮与
轴的摩擦及水的阻力不计。g=10N/kg),求:
(1)D 完全露出水面时人拉绳的力的大小。
(2)圆柱体 B的重力;
(3)密闭容器 D 离开水面时,滑轮组提升重物 B 的机械效率;(百分号前面保留整数);
(4)圆柱体 B的密度;