第10章 机械与人 期末考试专题练 福建省2021—2022学年沪科版物理八年级下册
一.选择题(共21小题)
1.(2022 福建模拟)中国空间站天和核心舱于2021年4月29日成功入轨,这大大提高了我国在世界航天领域的地位和影响力。核心舱在加速离开地面的过程中( )
A.动能不变 势能增大
B.动能增大 机械能增大
C.动能不变 势能不变
D.动能增大 势能不变
2.(2022 福建模拟)如图,无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药。此过程无人机的( )
A.动能不变、重力势能不变
B.动能不变、重力势能减小
C.动能减小、重力势能减小
D.动能减小、重力势能不变
3.(2021春 翔安区期末)如图,我国空中加油机正在给歼﹣10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( )
A.动能增加,势能减小,机械能不变
B.动能增加,势能增加,机械能增加
C.动能减小,势能不变,机械能减小
D.动能不变,势能不变,机械能不变
4.(2021春 丰泽区期末)高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,这是一种不文明的行为,会带来很大的社会危害,这是因为高处的物体具有较大的( )
A.惯性 B.动能 C.重力势能 D.弹性势能
5.(2021春 思明区校级期末)如图是一款名叫“蜗小白”的无人驾驶扫地车,正在平直路面上匀速前进,并将地面上的垃圾吸入车内。此过程中,扫地车整体的( )
A.动能不变,机械能不变 B.动能变大,机械能变大
C.动能不变,机械能变大 D.动能变大,机械能不变
6.(2021春 湖里区期末)一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲所示),将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态(如图乙所示),用竖直向下的力F压小球至图丙的位置,然后撤去力F,小球向上运动到A点后下落(如图丁所示),不计空气阻力的影响。则从撤去力F到小球运动到A点的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球上升到乙图位置时的动能最小
B.从放手到小球上升到丁图位置,小球的机械能先增大后保持不变
C.小球离开弹簧后,受到的合力先减小后增大
D.小球在A点处于平衡状态
7.(2021春 涵江区期末)用如图所示的滑轮将重5N的物体匀速提升10cm,如果动滑轮的重为1N,说法正确的是( )
A.拉力F一定为3N
B.绳子向上移动的距离为20cm
C.拉力F一定为6N
D.绳子向上移动的距离为10cm
8.(2021春 涵江区期末)以相同速度水平匀速飞行的鸽子和小燕子,如果它们具有相同的机械能,则( )
A.鸽子飞得较高 B.它们飞得一样高
C.小燕子飞得较高 D.无法判断
9.(2021春 思明区校级期末)如图所示,小明分别用一个定滑轮和一个动滑轮将同一物体匀速提升相同高度的过程中( )
A.使用动滑轮更省力,所以效率高
B.使用定滑轮效率高,但是费力
C.两种情况下做的有用功相同,但是总功一定不同
D.两种情况下做的有用功相同,功率也相同
10.(2021春 南安市期末)小张同学在20s内完成10次引体向上标准动作,每次的高度约为50cm,则在完成这10次的过程中,该同学克服重力做功的平均功率约为( )
A.15W B.150W C.1500W D.3000W
11.(2021春 南安市期末)非洲旱季,常用一种中间有转轴的塑料桶运水。如图所示,一位非洲朋友分别用平拉、滚拉、头顶、手抱方式运满桶水,在粗糙程度相同的水平地面上匀速行走相同路程,行走过程中她对满桶水做功最多的是( )
A. B.
C. D.
12.(2021春 漳州期末)某同学参加体育中考立定跳远测试,他从最高点加速落地过程中,他的( )
A.重力势能增加,机械能不变
B.重力势能减小,动能增加
C.重力势能减小,机械能增加
D.重力势能不变,动能减少
13.(2021春 漳州期末)如图所示,甲、乙两个滑轮组只改变了绕线方法,将重为G的物体以相同的速度匀速提升相同的高度时,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A.绳自由端的拉力F甲=F乙
B.拉力所做的功W甲>W乙
C.拉力的功率P甲>P乙
D.滑轮组的机械效率η甲=η乙
14.(2021春 安溪县期末)用四个相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用它们提起相同的货物,不计绳重及摩擦。若甲、乙的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,则( )
A.F1<F2,η1>η2 B.F1>F2,η1<η2
C.F1<F2,η1=η2 D.F1>F2,η1=η2
15.(2021 绵阳模拟)轻质杠杆AOB的支点是O,AO=BO,在A、B两端分别挂铁块G1、G2,如图所示,此时杠杆静止。若将两铁块同时浸没于水中,则杠杆( )
A.A端下沉 B.B端下沉 C.保持平衡 D.以上均可能
16.(2021春 安溪县期末)小星把装有20个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力所做的功最接近( )
A.6J B.60J C.600J D.6000J
17.(2021春 南平期末)如图是扔出去的小钢球离手后在空中的运动轨迹,不计空气阻力,则( )
A.小钢球在a点的机械能最大
B.小钢球运动到最高点b时所受的合力为零
C.小钢球在a点的速度比在c点的速度小
D.小钢球在a、c两处机械能相等
18.(2021春 龙岩期末)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,物体克服摩擦力做功的功率为( )
A.5 W B.15 W C.25 W D.30 W
19.(2021 龙岩模拟)如图所示,用同一滑轮组分别将不同的两个物体匀速提升相同的高度,其中G1>G2,所用的拉力分别为F1、F2,机械效率分别为η1、η2,若不计绳重与摩擦的影响,则( )
A.F1>F2η1>η2 B.F1<F2η1<η2
C.F1=F2η1=η2 D.F1>F2η1<η2
20.(2021春 莆田期末)如图所示,木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,木块的( )
A.重力势能减小,动能增大
B.重力势能减小,动能不变
C.重力势能不变,动能不变
D.重力势能不变,动能减小
21.(2021春 福建期末)如图所示的是甲、乙两台机器做功的多少随时间变化的关系图线,则关于两台机器功率大小的比较,下列判断正确的是( )
A.甲机器功率大 B.乙机器功率大
C.甲、乙机器功率一样大 D.条件不足,无法确定
二.实验探究题(共5小题)
22.(2021春 翔安区期末)某实验小组在用“模拟打桩”来探究影响重力势能大小的因素,已知物体质量的关系为m1=m2<m3,使用的器材有沙子、木桩等。实验时,让重物从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打入沙中,三次实验木桩进入沙中的深度如图所示。
(1)本实验被研究的物体是 (选填“重物”或“木桩”)。
(2)选择a和c两图实验进行分析,可以探究物体重力势能大小与 的关系。
(3)为了探究重力势能大小与高度的关系,应让质量相同的物体,从 (选填“相同高度”或“不同高度”)由静止自由放下。结论:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越 。
(4)你认为本实验中影响实验结果的因素主要有: 。(写出一项即可)
23.(2021春 思明区校级期末)在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法,分别做了甲、乙、丙3组实验,实验数据记录如下:
次数 钩码重力G/N 动滑轮重G动/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计的示数F/N 弹簧测力计上升的距离s/cm 机械效率
1 2 0.8 5 1 15 66.7%
2 4 0.8 5 1.7 15 \
3 6 0.8 5 \ 15 \
(1)在实验操作中应该拉动弹簧测力计在竖直方向上 上升;
(2)进行第2次测量时,滑轮组做的有用功是 J;
(3)进行第3次测量时,滑轮组的机械效率为 ;
(4)分析实验数据,实验小组得出的实验结论是:滑轮组的机械效率与 有关;
(5)分析表中数据可知,F,可能的原因是 ;
24.(2021春 翔安区期末)小刚和小翔做“探究杠杆的平衡条件”的实验。如图所示。
(1)在没有挂钩码时,杠杆的左端下沉,则他应将杠杆左端的平衡螺母向 (填“左”或
“右”)调节,才能使杠杆在水平位置平衡。
(2)如图甲所示,杠杆在水平位置平衡,若两边同时去掉一个钩码,则杠杆 。
A.左端下沉 B.右端下沉 C.保持不动 D.都有可能
(3)图乙,小翔沿着图中两个不同方向拉动弹簧测力计,杠杆仍在水平位置平衡,弹簧测力计的示数
分别为F1、F2,则F1 F2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
(4)小刚同学用图丙所示的装置进行探究,发现当杠杆水平平衡时,与小翔同学得出的杠杆平衡条件
不相符,其可能的原因是 。
(5)在丙图中,若把弹簧测力计由A点移到B点,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将
(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(6)图丙,保持左端钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时,测出多组动力臂l1和动力F1的数
据,绘制了l1﹣F1的关系图像,如图丁所示。请根据图像推算,当l1为0.6m时,F1为 N。
25.(2021春 思明区校级期末)如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关“的实验装置图。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下,撞击水平面上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)实验中探究的是 (选填“钢球”或“木块”)的动能大小影响因素;
(2)实验中物体动能的大小是通过观察 (选填“s”或“h”)的大小来反映的;
(3)在探究动能与速度的关系时,要保持钢球的 不变,让钢球从 的高度滚下,推动木块移动;
(4)若用上述实验器材探究动能与质量的关系,必须增加的器材是 。
A.质量不同的钢球
B.倾斜程度不同的斜面
C.粗糙程度不同的水平面
26.(2021春 湖里区期末)某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如图所示。请回答下列问题:
实验次数 1 2 3 4 5 6
钩码重G/N 4 4 6 10 15 20
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 3.7 5.6 7.6
绳端移动的距离s/m 0.3 0.4 0.3 0.3 0.3
机械效率η 74.1% 62.5% 90.9% 89.3% 87.7%
(1)实验时应竖直向上使钩码上升,在弹簧测力计处于 (静止、匀速上升)状态时读数。
(2)通过表中数据可分析出第2次实验是用 (选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验。
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率 (选填“越高”、“不变”或“越低”)。
(4)小组同学再次使用第1次实验中的装置做第3次试验,表中第3次试验中空缺的数据应为:绳端移动距离s= m,机械效率η= 。
(5)陈茗同学使用第1次实验中的装置做了第4、5、6次实验,发现滑轮组的机械效率在物重增加时反而降低了,请你分析其原因: 。
三.计算题(共4小题)
27.(2022 福建模拟)如图所示重120N的物体沿着长2m、高0.5m的斜面从顶端匀速下滑到底端,物体受到斜面对它的摩擦力为30N,求:
(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功;
(2)若用沿斜面向上的拉力F将物体从斜面底端匀速拉到斜面的顶端,拉力F所做的功;
(3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率。
28.(2021春 丰泽区期末)如图是一款常见的山地自行车,其相关数据见如表。在某次的比赛中,质量为70kg的参赛选手吴铌在某平直路段骑行6km,耗时10min,若该路段骑行平均阻力为总重力的0.02倍,求在该次比赛中:
车架材料 碳纤维
车架材料体积/m3 2.5×10﹣2
整车质量/kg 10
车轮与地总接触面积/m2 8×10﹣4
(1)山地自行车受到的平均阻力;
(2)吴铌的骑行功率。
29.(2021春 翔安区期末)测力计拉着重为4N、体积为100cm3的石块,浸没在水中,此时水的深度为15cm。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(1)求出石块浸没在水中时所受到的浮力;
(2)石块浸没在水中静止时,测力计示数为多少?
(3)石块浸没后,继续下沉6cm,求浸没后石块重力做的功。
30.(2021春 思明区校级期末)2013年12月15日,我国首辆“玉兔号”月球车巡视器顺利驶抵月球表面,如图所示,登月前,月球车在水平地面上进行了测试,匀速直线行驶180m用时60min,若车的质量为140kg,受到地面的摩擦阻力为500N,网状轮子与地面接触的总面积为0.02m2。求:
(1)月球车受到的重力;
(2)月球车匀速运动的速度;
(3)月球车在测试过程中牵引力的功率是多少?
第10章 机械与人 期末考试专题练 福建省2021—2022学年沪科版物理八年级下册
参考答案与试题解析
一.选择题(共21小题)
1.【解答】解:核心舱在加速离开地面的过程中,其质量不变,速度变大,动能增大;质量不变,高度变大,重力势能增大;机械能为动能和势能的和,机械能增大,故B正确。
故选:B。
2.【解答】解:
喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药,飞机的速度和高度均不变,但质量变小,所以无人机的动能减小,重力势能减小,故C正确。
故选:C。
3.【解答】解:战斗机的高度和速度均保持不变,但由于质量变大,所以动能增加、重力势能增加,机械能包括动能和势能,所以机械能增加。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
4.【解答】解:“高空抛物”说明物体一开始所处的高度很高,根据影响重力势能的因素可知,高度越高,物体的重力势能越大,在下落过程中将重力势能转化为动能就越多,危害就会越大。
故选:C。
5.【解答】解:无人驾驶扫地车,正在平直路面上匀速前进,并将地面上的垃圾吸入车内,其质量变大,速度不变,动能变大,高度不变,重力势能不变,故机械能变大,故B正确。
故选:B。
6.【解答】解:乙图中小球处于静止状态,则它受到的重力等于弹簧的弹力;
当将小球压至丙图时,弹簧的弹力大于重力,合力方向向上,撤去力F,小球向上做加速运动;到乙图位置时,弹力等于重力,速度达到最大;再向上运动,弹力小于重力,合力方向向下,小球做减速运动;离开弹簧后,小球在重力作用下做减速运动,到达最高点时速度为零;
A、小球上升到乙图位置时有一定的速度,在A点的速度为0,所以乙位置的动能不是最小的,故A错误;
B、放手后,弹簧的弹性势能转化为小球的机械能,小球的机械能变大;小球脱离弹簧后,由于不计空气阻力,小球的机械能保持不变,所以放手后到小球上升到丁图位置,小球的机械能先增大后保持不变,故B正确;
C、小球离开弹簧后,只受到竖直向下的重力的作用,合力不变,故C错误;
D、小球到达A点时速度为零,此时只受到重力的作用,其受力不平衡,所以不是平衡状态,故D错误。
故选:B。
7.【解答】解:图中动滑轮一共有两根绳子承担物重,n=2:F3N,但题干中并未说明忽略绳子的重力和摩擦,所以拉力应大于3N,但也不一定等于6N,故AC错误;绳子自由段移动的距离s=nh=2×0.1m=0.2m=20cm,故B正确,D错误。
故选:B。
8.【解答】解:机械能等于重力势能和动能之和;以相同速度水平匀速飞行的鸽子和小燕子,速度相同,鸽子的质量大,动能大;如果它们具有相同的机械能,则说明小燕子的重力势能大,而小燕子质量较小,小燕子飞行的高度必然高。
故选:C。
9.【解答】解:甲图是定滑轮,乙图是动滑轮。
A、使用动滑轮可以省力,克服摩擦和动滑轮的重力做额外功,所以效率低,故A错误;
B、使用定滑轮只克服摩擦做额外功,效率高,但不省力,也不费力,故B错误;
CD、同一物体匀速提升相同高度,根据W=Gh可知有用功相同,使用动滑轮做的额外功较多,总功等于有用功和额外功之和,所以使用动滑轮做的总功较大,由于两者速度未知,所用的时间未知,由可知功率大小未知,故C正确,D错误。
故选:C。
10.【解答】解:小张同学的质量约60kg,其重力为:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
引体向上每次的高度约为50cm,即h=50cm=0.5m;
故每次重力做功为:W0=Gh=600N×0.5m=300J;
完成这10次的引体向上过程中重力做功为:W=10W0=10×300J=3000J;
该同学的重力做功的平均功率为P150W,故ACD错误,B正确。
故选:B。
11.【解答】解:CD、由图可知,CD中非洲朋友是用头顶、手抱方式,即力的方向竖直向上,桶是在水平方向上移动的距离,即桶没有在力的方向上移动距离,因此不做功;
AB、由图可知,AB中非洲朋友分别用平拉、滚拉方式,拉力为水平方向,且桶沿水平方向移动,A中滑动摩擦力大于B中的滚动摩擦力,所以A中拉力大于B中拉力,由于所移动的距离s相同,由W=Fs可知A做功最多。
故BCD不合题意,A符合题意。
故选:A。
12.【解答】解:他从最高点加速落地过程中,他的高度变小,质量不变,重力势能减小;质量不变,速度变大,动能变大;由于克服空气阻力做功,机械能会转化为内能,所以他的机械能变小,故B正确。
故选:B。
13.【解答】解:A、甲滑轮组有两段绳子承担物重,乙滑轮组有三段绳子承担物重,不计绳重及摩擦,F甲(G+G动),F乙(G+G动),则F甲>F乙,A错误;
B、因忽略绳重与摩擦时,克服物体重力做的功为有用功,且两滑轮组将物体提升相同高度,由W有=Gh可知,两滑轮组做的有用功相等.利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,则两滑轮组拉力做的总功相等,即W甲=W乙,B错误;
C、两滑轮组拉力所做功相同,将重为G的物体以相同的速度匀速提升相同的高度时,做功时间相同,根据P可知,两个滑轮组拉力的功率相同,即P甲=P乙,C错误;
D、两滑轮组做的有用功即为克服物重所做的功,因此有用功相同、总功相同,根据η可知,两滑轮组的机械效率相同,D正确。
故选:D。
14.【解答】解:不计绳重和摩擦,由图知,甲由3段绳子承担物重,所以F1(G物+G动);
乙由2段绳子承担物重,所以F2(G物+G动),甲乙物体和动滑轮重力相等,所以F1<F2;
由图知,两滑轮组动滑轮的重力和被提升的物体重力相同,所以有用功和额外功相同,总功相同,根据η可知甲乙的机械效率相等。
故选:C。
15.【解答】解:杠杆的示意图如下所示:
重物对B端施加的力大小等于G2,力臂为OC;重物对A端施加的力大小等于G1,力臂为OA,
根据杠杆的平衡条件:G1×OA=G2×OC;
G1的体积为:V1,G2的体积为:V2,
G1受到的浮力为:F浮1=ρ水gV1=ρ水gG1,G2受到的浮力为:F浮2=ρ水gV2=ρ水gG2;
此时左端力与力臂的乘积为:(G1﹣F浮1)×OA=G1×OA﹣F浮1×OA=G1×OAG1×OA;
此时右端力与力臂的乘积为:(G2﹣F浮2)×OC=G2×OC﹣F浮2×OC=G2×OCG2×OC;
由于G1×OA=G2×OC,则:G1×OAG2×OC,所以:左端=右端,杠杆仍然处于平衡状态。
故选:C。
16.【解答】解:由题知,提起两个鸡蛋的力大约是1N,则提20个鸡蛋的力大约为:F=10N;
每层楼的高度大约为3m,家住3楼,则小星实际爬楼的高度:s=3m×2=6m;
小星提鸡蛋的力做功约为:W=Fs=10N×6m=60J。
故选:B。
17.【解答】解:AD、不计空气阻力,则小钢球在空中运动时的机械能是守恒的,所以小钢球机械能处处相等,故A错误,D正确;
B、小钢球运动过程中始终受到重力的作用,故B错误;
C、在a处和c处,小钢球的高度相同,所以同一个小钢球在a处和c处的重力势能相等,由于小钢球在空中机械能守恒,机械能是动能和势能之和,所以小钢球在a处的动能等于在c处的动能,即a 处的速度和 c 处的速度一样大,故C错误。
故选:D。
18.【解答】解:由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,v=5.0m/s,此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,f=F=3N,
由速度公式可得,物体运动的距离:
s=vt=5.0m/s×2s=10m,
物体克服摩擦力所做的功:
W=fs=3N×10m=30J,
物体克服摩擦力做功的功率P15W。
故选:B。
19.【解答】解:同一滑轮组绳的有效股数n相同,
若不计绳重与摩擦的影响,由F(G+G动)可知,提升物体的重力越大,所用的拉力越大,
由G1>G2可知,两次所用的拉力的关系为F1>F2,故BC错误;
由η100%100%100%100%可知,提升物体的重力越大,滑轮组的机械效率越大,
所以,两次滑轮组机械效率的关系为η1>η2,故A正确、D错误。
故选:A。
20.【解答】解:木块在匀速下滑的过程中,其质量不变,速度不变,则动能不变;同时高度减小,则木块的重力势能减小,故B正确。
故选:B。
21.【解答】解:由图像可知,在相同时间内,甲机器做的功比乙机器做的功多,根据P可知,甲机器的功率大。
故选:A。
二.实验探究题(共5小题)
22.【解答】解:(1)在探究”影响重力势能大小的因素”的实验中,比较的是重物在不同因素下的重力势能的大小,所以被研究的物体是重物。
(2)分析a和c两图实验可知,重物的高度相同,质量不同,所以可以探究物体重力势能大小与质量的关系。
(3)探究重力势能与高度的关系,必须控制物体的质量相等,从不同高度由静止自由放下。图a和图b物体的质量相同,图b物体的位置较高,木桩陷入沙中的深度较深,重力势能较大,可以得到:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越大。
(4)通过实验已知物体的重力势能与物体的质量和高度有关,但是在实验过程中若操作不当可能会影响实验结果。因为需要通过木桩陷入沙中的深度来判断重物重力势能的大小,若沙子铺垫不均匀,可能会导致实验结果有问题。
故答案为:(1)重物。(2)质量。(3)不同高度;大。(4)沙子铺垫不均匀。
23.【解答】解:(1)在实验过程中,应缓慢竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
(2)进行第2次测量时,滑轮组做的有用功是:W2有=G2h2=4N×0.05m=0.2J;
(3)由图丙可知,弹簧秤的分度值为0.2N,由指针可知示数为2.4N;
第3次测量时滑轮组的机械效率:η83.3%;
(4)从实验数据看,钩码上升的高度无规律的变化,所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而引起的;钩码重不断增大,机械效率不断提高。所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑轮组的机械效率,滑轮组的机械效率与物重有关;
(5)由于滑轮与轮轴间存在摩擦、缠绕滑轮组的绳子有重力,因此F。
故答案为:(1)匀速;(2)0.2;(3)83.3%;(4)物重;(5)滑轮与轮轴间有摩擦、绳子有重力。
24.【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡;
(2)图甲,杠杆在水平位置平衡,若两边同时去掉一个钩码,2G×2L>G×3L,所以杠杆左端下沉,故选A;
(3)设杠杆上的每一格长度为L,则F1的力臂为3L,F2的力臂都小于3L,左侧力与力臂不变,根据杠杆的平衡条件,杠杆仍在水平位置平衡,当沿着F2的方向拉弹簧测力计时,F2的力臂变小,弹簧测力计的示数变大,则F1 小于F2;
(4)图丙中,杠杆的重心不在支点上,杠杆的重力对杠杆转动产生了影响,导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大;
(5)将测力计的作用点由点A移至B点,支点O、钩码位置不变,仍将钩码提升相同的高度,这时有用功和总功都不变,因此机械效率不变;
(6)由图丙可知,当F1=3N时,L1=0.1m,则F1×L1=3N×0.1m=0.3N m,当L1为0.6m时F10.5N。
故答案为:
(1)右;(2)A;(3)小于;(4)杠杆的重力对杠杆转动产生了影响;(5)不变;(6)0.5。
25.【解答】解:(1)让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下,钢球的质量不变,改变高度,改变了钢球的运动速度,所以实验中探究的是物体的动能与速度的关系。
(2)探究钢球动能的大小与运动速度的关系;实验中采用转换法,通过木块被推动距离s的大小,比较钢球对木块做功的多少,判断钢球动能的大小;
(3)在探究动能与速度的关系时,要保持小球的质量不变,改变小球的速度,所以应让小球从不同的高度滚下,以不同的速度推动木块移动;
(4)若用上述实验器材探究动能与质量的关系,需要控制小球的高度相同,改变小球的质量,故必须增加的器材是质量不同的钢球,故A符合题意。
故答案为:(1)钢球;(2)s;(3)质量;不同;(4)A。
26.【解答】解:
(1)在测量绳端所受的拉力时,若保持静止读数,不用克服摩擦,所测拉力偏小,总功偏小,所以为了准确测出滑轮组的机械效率,应在弹簧测力计处于匀速上升状态时读数;
(2)实验2中,s2=0.4m,h2=0.1m,根据s=nh可知动滑轮上绳子的股数为4,所以实验2是用乙图所示装置做的实验;
(3)实验1中,s1=0.3m,h1=0.1m,根据s=nh可知动滑轮上绳子的股数为3,所以实验1是用甲图所示装置做的实验;
比较可知,乙图中动滑轮的个数多,则动滑轮的质量大,且测得的机械效率较低;
由表中第1次实验和第2次实验的数据可知,使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大),滑轮组的机械效率越低;
(4)实验1是用甲图做的实验;用第1次实验中的装置做第3次实验,则第3次实验中,绳端移动距离s=3h=3×0.1m=0.3m,
其机械效率:η100%≈83.3%;
(5)使用第1次实验中的装置做了第4、5、6次实验,在物重增加时,绳子与滑轮间的压力变大,摩擦力变大,额外功增大,滑轮组的机械效率会降低。
故答案为:(1)匀速上升;(2)乙;(3)越低;(4)0.3;83.3%;(5)绳子与滑轮的摩擦增大,额外功增多。
三.计算题(共4小题)
27.【解答】解:(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功:
W有用=Gh=120N×0.5m=60J;
(2)克服摩擦力所做的功W额=fs=30N×2m=60J,
W总=W额+W有用=60J+60J=120J,
(3)斜面的机械效率:
η100%100%=50%。
答:(1)物体从顶端下滑到底端,重力所做的功为60J;
(2)拉力F所做的功为120J;
(3)本次拉力F利用斜面做功时,斜面的机械效率50%。
28.【解答】解:(1)参赛选手的质量70kg,参赛选手与车的总重力G=mg=(70kg+10kg)×10N/kg=800N;
山地自行车受到的平均阻力f=0.02G=0.02×800N=16N;
(2)骑自行车克服阻力所做的功W=fs=16N×6×103m=9.6×104J;
功率为P160W。
答:(1)山地自行车受到的平均阻力为16N;
(2)吴铌的骑行功率为160W。
29.【解答】解:(1)石块浸没在水中时所受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;
(2)由F浮=G﹣F拉可知,测力计的示数为:
F拉=G﹣F浮=4N﹣1N=3N;
(3)浸没后石块重力做的功为:
W=Gh=4N×6×10﹣2m=0.24J。
故答案为:(1)石块浸没在水中时所受到的浮力为1N;
(2)测力计的示数为3N;
(3)浸没后石块重力做的功为0.24J。
30.【解答】解:(1)月球车受到的重力为:G=mg=140kg×10N/kg=1400N;
(2)时间t=60min=3600s,月球车匀速运动的速度为:v0.05m/s;
(3)因为月球车匀速运动,处于平衡状态,阻力与牵引力是一对平衡力,二者大小相等,即F=f=500N,
由PFv得牵引力的功率为:P=Fv=500N×0.05m/s=25W。
答:(1)月球车受到的重力为1400N;
(2)月球车匀速运动的速度为0.05m/s;
(3)月球车在测试过程中牵引力的功率是25W。