简单机械功和能

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名称 简单机械功和能
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文件大小 172.2KB
资源类型 教案
版本资源 鲁教版(五四学制)
科目 物理
更新时间 2012-11-23 06:58:53

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文档简介

一、多项选择
1、蹦床比赛已被列入奥运会正式比赛项目,图6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,下列分析正确的是(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
2、用如图所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m。关于这个滑轮组工作的下列说法中,正确的是(???? )
A.总功是800J???? B.额外功是100J C.有用功是400J???????D.机械效率是62.5%
二、选择题
3、用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀速提升相同的高度.若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(??? )A.绳子受的拉力F1和F2大小相等,滑轮组的机械效率相同
B.绳子受的拉力F1和F2大小不相等,滑轮组的机械效率不同C.绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等D.绳子自由端移动的距离相等,拉力对滑轮组所做的功不相等
4、在学校组织的登山比赛中,小杨同学第一个登顶。以下说法正确的是(??? )
A.小杨同学做的功最多B.小杨同学做功最慢C.小杨同学的动能增大了D.小杨同学的重力势能增大了
5、用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m,不计摩擦和绳重,滑轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是(??? )
A.拉力大小一定是125N??? B.有用功一定是150J C.总功一定是250J???????D.动滑轮重一定是100N
6、用如图5所示滑轮组,将质量为48kg的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉力为200N;若用该滑轮组将重570N的物体匀速提升2m时,不计绳重、绳子的伸长和滑轮内部的摩擦,(g=10N/kg),则(??? )?A. 前、后两次滑轮组的机械效率相同??? ?B. 后一次绳端拉力做的功为1380J
?C. 动滑轮受到的重力是40N????????? D. 前一次绳端拉力的功率是144W
7、某同学提着一桶水匀速从一楼提到三楼的过程中,下列说法正确的是(??? )
A、水的动能不变????????? B、水的势能不变  C、水的动能和势能不变??? D、水的机械能不变
8、2010年12月18日4时20分,西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,将第7颗北斗导航卫星成功送入太空预定轨道,如图是火箭发射升空时的情景,以下说法正确的是…【???? 】
A.火箭上升过程中动能不变,重力势能增大,机械能增大B.火箭升空利用了力的作用是相互的
C.火箭升空时受到平衡力的作用D.火箭升空时受到惯性力的作用
9、对生活中的一些民谚、俗语等,从物理学的角度来解释,错误的是【???? 】
A.飞流直下三千尺——水蕴含着大量的机械能B.一只巴掌拍不响——力是物体对物体的作用C.人往高处走,水往低处流——水流的过程中密度减小D.月亮在白莲花般的云朵里穿行——机械运动的相对性
10、?如图所示的滑轮组装置中,所挂重物的重力G=50N,当施 加在绳子自由端的拉力为F=30N,重物恰好匀速上升,绳重及一切摩擦均可忽略不计,由此可知(  )A.该装置的机械效率为60% B.该装置的机械效率为55.6% C.该装置中动滑轮重为5N D.该装置中动滑轮重为10N
11、如图所示是一个伟送带,B轮转动带动物体C向右上方匀速运动,物体C没有在皮带上发生滑动,皮带与轮之间不打滑,则有关物体C与皮带之间的摩擦、皮带与B轮之间的摩擦的说法正确的是(?? ) 物体C的重力势能不断增加,这是因为(??? ) A、摩擦力做功的缘故?? B、重力做功的缘故C、支持力做功的缘故?? D、动能转化为势能的缘故
12、甲升降机比乙升降机的机械效率高,它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度。则(??? )
A.乙升降机提升重物做的有用功较多B.甲升降机的电动机做的额外功较多
C.甲升降机的电动机做的总功较少D.乙升降机的电动机做的总功较少
13、如图甲所示,小明用弹簧测力计拉木块,使它沿水平木板匀速滑动,图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像。下列说法正确的是??(  )A.木块两次受到的拉力和摩擦力均相等B.木块第1次受到的拉力较大C.木块两次的动能一样多D.两次拉力对木块做的功一样多
14、中国女子冰壶队夺得2009年世界女子冰壶锦标赛冠军,让很多人对冰壶比赛产生了浓厚的兴趣,你了解冰壶吗,下列关于冰壶运动的说法中,错误的是(???? )A.投手沿冰面将冰壶推出后,冰壶因为惯性继续前进B.投手沿冰面将冰壶推出后,冰壶继续前进的过程中,人对它做了功。C.当投手沿冰面将冰壶推出后,同队两名队员在冰壶前方用力左右擦冰面,是为了让冰熔化以减少摩擦,让冰壶运动更远。D. 冰壶在冰面上运动的过程中,机械能转化为内能。
15、如图甲所示,水平地面上的一物体受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系及物体速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。则下列说法正确的是(??? )
A.0~2s内物体处于静止状态 B.4~6s内物体的机械能不变
C.2~4s内物体受到的摩擦力为3N D.4~6s内拉力对物体做功的功率为8 W?
16、如图,两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成.用它们分别将重物G1、G2提高相同高度(??? )
A.若G1 = G2,拉力做的额外功相同B.若G1 = G2,拉力做的总功相同
C.若G1 = G2,甲的机械效率大于乙的机械效率D.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
17、?体育课上常有爬绳索和爬滑杆两种运动。体重相同的小明和小华两人想比赛看谁爬的快。两人先后以相同的姿势匀速向上爬,以下说法正确的是(??? ) A. 小华爬绳和小明爬杆受到的摩擦力一样大? B. 小华爬绳受到的摩擦力的方向是竖直向下C. 若他们爬杆和爬绳速度不一样,则速度大的人受到的摩擦力要大些D. 小明爬绳时受到的摩擦力大,因为绳索比滑杆粗糙程度大
18、如图所示,工厂为了搬运一个笨重的机器进车间,某工人设计了下图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆型钢管的截面),其中最省力的方案是(??? )
19、锯子的锯齿都“东倒西歪”,不在同一平面内.小明猜想这是为了减小锯木头时的阻力,并设计实验检验猜想.以下设计方案最佳的是(??? )A.用同一把拨正锯齿的锯子分别锯硬木头和软木头,比较用力情况B.用同一把锯子,分别在“东倒西歪”和拨正锯齿时锯同一硬木头,比较用力情况C.用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一硬木头,比较用力情况D.用一把“东倒西歪”和另一把拨正锯齿的锯子分别锯同一软木头,比较用力情况
20、小明乘自动扶梯从地下铁路的出口处匀速上升到地面,他站在扶梯上不动.以下有关他受力情况的一些说法中正确的是(??? ). A.扶梯对他的支持力大于其体重 B.扶梯对他的支持力小于其体重 C.他受到平衡力的作用 D.扶梯对他的支持力方向沿扶梯向上
21、2010年6月16日,荆州市在九龙渊举行了盛大的“划龙舟”比赛活动,下列有关说法中错误的是(??? )
A.桨往后划,龙舟前进,是因为力的作用是相互的B.龙舟漂浮在水面上时,龙舟所受的浮力和重力是一对平衡力C.划龙舟的桨是一个省力杠杆D.停止划桨后,龙舟还会继续前进一段距离,中因为种种原因惯性的原因
22、如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械自重和摩擦),其中所需动力最小的是(??? )
23、如图所示,用水平向左、大小为5N的力F1拉弹簧测力计外壳上的环,同时用水平向右、大小也是5N的力F2拉弹簧测力计的挂钩。若弹簧测力计的读数用F表示,弹簧测力计在水平方向所受的合力用表示(不计弹簧测力计的重),那么下列结论中正确的是(??? )A. ,???????????? B. ,C. ,????????????? D. ,
三、计算题
24、为了节能环保,王老师骑电动自行车上班,下表是他的电动自行车的有关数据:
电动自行车
自身质量m/kg
行驶时电源的
输出功率P/W
工作电压
U/V
行驶时的最大
速度v/km/h
行驶时受到的
平均阻力f/N
40
125
36
20
20
王老师以5m/s的速度匀速从学校回到家,用了20分钟,求:
(1)学校到王老师家的路程和电动自行车牵引力所做的功;
(2)电动自行车电能转化为机械能的效率;
(3)目前,我国电动自行车的拥有量已超过1.2亿辆,它给我们出行带来便捷的同时,也导致交通事故频发,针对这一现象请提出一条合理化建议。
25、履带式推土机在松软和泥泞的作业环境下发挥着巨大的作用.图25为某品牌履带式推土机,右下表为其主要参数.根据表中提供的信息,回答并计算下列问题:
品牌
×××履带式推土机
型号
NT855-B280
长×宽×高
6430×4035×3015mm
使用质量
20000kg
额定功率
169kW
额定转速
2000rpm
履齿高度
72mm
履带板宽度
900mm
履带接地长度
3300mm
爬坡能力
30
前进各档速度
0-3.8-6.8-11.3km/h
后退各档速度
0-4.9-8.2-13.6km/h
(1)“履带”的主要作用是什么?“履齿”的主要作用是什么?
(2)该推土机静止时对地面的压强(g取10N/kg).
(3)假若该推土机以额定功率进行推土作业,在平直的场地上以1m/s的速度匀速行驶了5m,求推土机所受的阻力和推土机所做的功.
26、如图15,用动滑轮将重160N的物体匀速提升2m,拉力做功400J,不计绳重和摩擦。求:
(1)动滑轮的机械效率多大?
(2)动滑轮多重?
(3)如果用这个动滑轮匀速提升400N的重物并使它以0.05m/s的速度匀速上升,求拉力的功率。
?
27、用图所示的滑轮组提起重物(不计绳重和摩擦)。
⑴、当物重为180N时,滑轮组的机械效率为60%,绳端拉力为多少(3分)N?
⑵、当提起240N的重物时,使重物上升了3m,则绳端拉力所做的功是多少J(4分)?
28、要把重100N的沙子运上三楼,小华采用了图中的第二种方法,0.1min完成了任务。若不计摩擦,试求:(1)运沙子时的机械效率;(2)小华的功率。
解:(1)W有用=(G沙+G桶)h=(100N +20N)×6m=120N×6m=720J?
?∵不计摩擦???? ∴W额=G动?h=10N×6m=60J
?W总= W有用+W额=720J+60J =780J
η===92.3%??????
(2)P===7800W
机械效率是92.3%,小华的功率是7800W。
你认为上述解答是否有错误?如有,请你指出错误之处并加以订正。
四、简答题
29、阅读短文,回答问题:
过? 山? 车
当你在游乐场乘过山车奔驰之际,你是否会想到:过山车为什么不需要引擎推动就能“翻山越岭”呢????
过山车在开始旅行时,是靠一个机械装置推上最高点的,但在第一次下行后,就再没有任何装置为它提供动力了,从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能处于最高点时达到最大值,当它开始下行时,它的势能不断减小,动能不断增大;由于摩擦,损耗了少量的机械能,所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低(如图24所示)。像所有列车一样,过山车也安装了机械制动装置,使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来。???
?(1)过山车通过A点向上运动过程中,动能??????? (选填“变大”、“变小”或“不变”); (2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低,是由于过山车运动过程中,将部分机械能转化为?????????? ; (3)过山车旅行过程中,遇到紧急情况能够准确停下来,是由于????????????????? ??????; (4)过山车第一次下行后,是利用????????? 作为“发动机”的;在生产与生活中,与过山车利用了相同“发动机”的有???????????????? (举一例即可)。
30、如图7是一个阶梯形的光滑台面,小球以一定的速度V沿上一级水平台面向右运动。在你看来,此后小球经斜面和下一级水平台面的运动路线是甲或乙中的哪一种情况?回答后简要说明理由。
五、填空题
31、2010年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图.则此过程重力做的功为________J,重力的功率为_________W.
32、如图所示,斜面长4m,高2m。质量为50kg的小明站在斜面顶端,用平行于斜面向上的75N的拉力将100N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端,g=10N/kg,那么A.小明对物体做的总功为1300JB.斜面的机械效率是75%C.物体所受的摩擦阻力为75ND.物体所受的摩擦阻力为25N
33、如图所示,重力80N的物体在大小为20N,方向水平向右的拉力F1作用下,在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动。当撤去拉力F1,物体静止后,改用方向水平向左,大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m,在力F2作用过程中(??? )A.物体与地面之间的摩擦力大小为30N B.物体运动的速度大小仍为2m/s
C.拉力F2做的功为300J D.重力做的功为800J
34、空中自由下落的小球(不计空气阻力),机械能为28J,某时刻重力势能是15J,则其机械能总量???? 28J,动能???? 13J。(填大于、等于或小于)
35、甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧秤重力及摩擦均不计。则当甲、乙两物体静止时,弹簧秤的读数为?????? N。甲对绳子的拉力为_______N,地面对乙的支持力为________N。
36、五一期间,小明到无锡蠡湖公园游玩,这里有“亚洲最高和世界最美”的水上摩天轮,小明同学坐在摩天轮上看见地面上的人和建筑物都在旋转,这是他选择_______为参照物得到的结果。摩天轮是一种_______(选填“省力”或“ 省距离”)的简单机械。
37、如图所示,用一根结实的绳子在两根光滑木棒上绕几圈,一小朋友用力一拉,两位大力士竟撞在一起了。这幅漫画说明了__________________________________。
六、综合题
38、工人利用图所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起2m,。所用拉力为250N,滑轮组的机械效率是多少? 若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少?(不计绳重和摩擦的力)
小明的解题过程是:
解:W有=Gh=400N×2m=800J
????W总=FS=250N×2m×2=1000J
η= W有/W总=800J/1000J=0.8=80%
W有/= G/h=900N×2m=1800J
W总/= W有//η=1800J/80%=2250J
答:滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250J。
上述解答是否有错误?如有错误,指出错误的原因,并对错误加以订正。

39、定滑轮在使用时相当于一个杠杆。如图8所示,某人用绳子沿着倾斜方向通过定滑轮拉住钩码,已知人手的拉力为F,钩码重力为G。
(1)请在图中标出这只“杠杆”的支点O,画出拉力F、钩码重力G及它们的力臂(保留作图痕迹);
(2)若不计摩擦、滑轮重和绳重,请用杠杆平衡条件推证:F=G。
七、作图题
40、如图所示,有一根绳子从黑箱的左侧穿进去,将黑箱与玩具卡车相连;箱子右侧的孔中有绳子穿出,将黑箱与玩具汽车相连。用手拉右侧的玩具汽车,左侧的玩具卡车也向前动了一动,当继续把汽车向前拉时,汽车才走出约10cm,卡车已前进了20cm。黑箱里有什么神秘的东西使卡车走得比汽车快?试画出该装置的示意图。(画在方框图中)
?
参考答案一、多项选择1、ABD 2、AD 二、选择题3、C 4、D 5、A? 【解析】W有用=Gh=50N×1m=150J,故B正确;W总=W有用/η=150J/60%=250J,故C正确;W额=W总-W有用=250J-150J=100J,因为动滑轮随物体上升的高度也为1m,故W额=G轮h,所以G轮=W额/h=100J/1m=100N,故D正确;此滑轮组是有一个定滑轮和一个动滑轮组成,因此重物可能由2段绳子承担,也可能由3段绳子承担,故拉力F可能为F1=(G+G轮)/2=(150N+100N)/2=125N,也可能为F2=(G+G轮)/3=(150N+100N)/3=83.3N,故A错误。 6、B 7、A 8、B 9、C 10、D 11、A 12、C 13、A 14、B 15、A B D 16、C 17、??? A 18、C 19、B 20、C 21、C 22、D? 23、B
三、计算题
24、解:(1)s=vt=5m/s×l200s=6000m??? ???
因为电动自行车是匀速直线运动,所以 F=f=20N ??????????
W=Fs=20N×6000m=1.2×105 J? ?????????????
(2)W电=Pt=125W×1200s=1.5×105J? ????????
η= W/ W电=1.2×105 J /1.5×105J =80% ????????????
(3)不生产、不购买超标电动自行车;骑车时限速、限载;遵守交通规则(其它合理均可)
25、解:【解析】(1)因为压强的大小与压力及受力面积有关,使用“履带”的主要作用是增大接触面积,减小对地面的压强,可以在松软的地面上顺利工作;“履齿”的作用是通过增大接触面粗糙程度来增大与接触面的摩擦,便于爬坡作业;(2)推土机静止时对地面的压力等于推土机所受重力大小。所以F=mg=20000kg×10N/kg=2×105N,履带与地面的接触面积S=l×d×2=3.3m×0.9m×2=5.94m2,推土机静止时对地面的压强为P=F/S=2×105N/5.94m2≈3.37×104Pa;(3)推土机所做的功W=Pt=P?s/v=169×103w×5m/(1m/s)=8.45×105J,因为推土机做匀速直线,
所以阻力f=F=W/s=8.45×105J/5m=1.69×105N。难点分析:此题难点在于需要从表中找出需要的物理量,推土机的质量为20000kg,通过履带接地长度与履带板宽度可以计算出履带面积,推土机正常工作时功率为169kw。
26、解:(1)(1分)(1分)(1分)
(2)∵W=W—W=400J—320J=80J(1分)
∵不计绳重及摩擦?? ∴W=G动h即 80J=G?????? ∴G=40N  (2分)
(3)∵不计摩擦和绳重
∴F= ==220N  (2分) ?????????    
V=2V=0.1m/s?? ∴P==220N×0.1m/s=22W (2分 )
27、⑴、100N ⑵、1080J
28、(1)有用功错误。W有用= G沙?h=100N×6m=600J(2)额外功错误。W额=(G动+ G桶)?h=(10N+20N)×6m=180J(3)机械效率。η=600J÷780J=80%
四、简答题
29、解:(1)变小? (2)内能? (3)安装了机械制动装置(或摩擦)??? (4)重力势能? 水利发电(或滑滑梯)
30、为乙图所示情况;小球在离开上一级平台时,由于惯性还要沿水平向前运动,而不会沿斜面向下。
五、填空题
31、答案:150? 300
解析:考查功、功率的简单计算
分析:同学从最高点到落地点的过程中,重力做的功为W=Gh=500 N×0.3 m=150 J,衙;重力的功率为P===300 W。
32、D 33、C 34、=;=? 35、6,6,4 36、摩天轮?? 省距离 37、使用滑轮组既能省力又能改变力的方向
六、综合题
38、错误? 机械效率会随重物重力的大小而改变?? 2000J?
39、?(1)(3分)(如右图)。
(2)(3分)由几何知识知:l1=l2=R(R为滑轮半径)
根据杠杆平衡条件:F1·l1=F2·l2,
即F·ll=G·l2,??? 得:F=G
七、作图题
40、