6.3功的原理 同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.理解物理概念是学好物理的关键。下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是( )
A.机械效率越高的机械,功率越大 B.做功越多的机械,功率越大
C.功率越大的机械,做功越快 D.部分机械的机械效率可以大于
2.关于功率和机械效率下列说法中正确的是( )
A.功率越大的机械,其机械效率越高 B.越省力的机械,其机械效率越高
C.做功越多的机械,其功率就越大 D.功率越大的机械,做功就越快
3.如图所示,使用同一滑轮的甲、乙两种装置,匀速提升重均为10N的A、B两物体,已知滑轮重1N,不计绳重和摩擦,则下列说法中正确的是( )
A.使用甲滑轮不省力但能改变力的方向
B.使用乙滑轮省力也能改变力的方向
C.手的拉力F乙=5N
D.若A、B两物体都被提升0.5m,则手的拉力F甲做的功比F乙做的功多
4.用如图所示的四个装置匀速提起一个重力为G的物体,考虑到滑轮重、绳重、摩擦等因素,关于以下装置说法正确的是( )
A.甲图装置为定滑轮,不能省距离,
B.乙图装置为动滑轮,提起重物时
C.丙图装置为动滑轮,提起重物时
D.丁图装置为滑轮组,与丙图相比,动滑轮上的绳子段数多,所以它一定比丙图的机械效率要高
5.如图所示的滑轮组,已知重物G为900牛顿,滑轮组的机械效率为80%,在匀速提升重物的过程中,绳子的自由端所受的拉力F为( )
A.225牛顿 B.300牛顿 C.375牛顿 D.条件不足,无法确定
6.如图所示,小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2(不计绳重与摩擦)。则( )
A.W1η2 B.W1C.W1>W2,η1>η2 D.W1>W2,η1<η2
7.关于功率和机械效率,下列说法正确的是( )
A.有用功相同时,额外功越小,机械效率越高
B.总功相同时,额外功越多,机械效率越高
C.做功多的机械,机械效率高
D.效率高的机械,功率一定大
8.如图所示,某同学用F=16N的平行于斜面的拉力将重为20N的物体匀速拉上长5m、高3m的斜面,对此,下列说法中正确的是( )
A.使用斜面可以省力、减少做功 B.拉物体的速度越快,斜面的机械效率越高
C.物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能 D.该斜面的机械效率是75%
9.如图所示,每个滑轮重20N,拉动绳子自由端,用这个滑轮组把重为380N的物体匀速提升3m,不计绳重和摩擦,g取10N/kg。下列选项正确的是( )
A.作用在绳自由端的拉力大小为400N B.该过程做的有用功为1200J
C.该过程的机械效率为95% D.动滑轮越重,该滑轮组机械效率越大
10.如图所示,工人用动滑轮提升重为800N的物体,所用拉力为F,物体以0.2m/s的速度匀速上升,此时动滑轮的机械效率为80%,不计绳重和摩擦。下列计算结果错误的是( )
A.物体在10s内上升的高度为2m
B.工人对绳端的拉力为500N
C.10s内拉力做的总功为1600J
D.若提升物重为600N,则动滑轮的机械效率为75%
二、填空题
11.一木箱重 480N,用沿斜面向上的拉力 F将木箱匀速拉到高处,如图甲所示。已知拉力 F做的功 W与木箱沿斜面运动距离s 的关系如图乙所示。整个过程的额外功是 240J。则拉力 F= N,斜面的机械效率 η= ,该过程中斜面支持力做功为 。
12.如图所示,用滑轮组将重为60N的货物匀速提升1.5m的过程中,所用拉力F=40 N。不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦。则上述过程中拉力所做的功W为 J;若用该滑轮组匀速提起 100N的货物,则滑轮组的机械效率 η 为 。
13.如图所示,斜面长s=10m,高h=5m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为200N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B,推力F的大小为120N,运动过程中推力F做的功为 J,克服物体的重力做的功为 J;运动过程中物体受到摩擦力的大小为 N。
14.如图,斜面长3m,高1m,工人用400N的力沿斜面方向将重为840N的箱子匀速拉到车上,斜面的机械效率为 ;箱子受到的摩擦力为 。工人还将一个1000N的物体(底面粗糙程度和840N的物体相同)也拉到了该斜面顶端,这个过程中的机械效率和将840N的物体拉到斜面顶端相比 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s内绳子自由端移动的距离s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动的距离s的关系图象。则图乙中阴影部分的面积所表示的物理量是: ;物体上升的速度是 m/s;滑轮组提升该物体时的机械效率为 ,拉力做功的功率是 W。
16.如图所示,一个重为8N的物体在恒力F作用下先后经过光滑水平面及与水平面成30°角的粗糙斜面,其中AB和CD段距离均为s,物体在AB和CD段运动时,拉力F所做的功分别为W1和W2,其大小关系是:W1 W2(选填“>”“<”或“=”)。若物体在斜面上受到的摩擦力为1N,则斜面CD段的机械效率为 。
17.小明同学立志要考上市一中,便借助如图所示的装置积极锻炼身体。在20s时间内将700N重的物体匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为500N,该过程中,物体上升的速度为 m/s,小明对重物所做的有用功为 J,小明所用装置的机械效率为 。
18.如图所示,小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s,所施加的拉力F=100N(忽略绳重和滑轮重)。若该滑轮组的机械效率为75%,则绳端移动的距离为 m,滑轮组做的有用功为 J,地面对物体A的摩擦力为 N。
19.两个滑轮按如图所示的方式组合,用5 N的拉力F拉动绳端,使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m,物体与地面间的摩擦力为9 N。则拉力F做的功为 J,拉力F的功率为 W,该滑轮组的机械效率为 。
20.如果是水桶掉在了水井里,需要把水桶捞上来.在将水桶捞上来的过程中,克服水的重力所做的功是 功,克服桶的重力所做的功是 功,人在整个捞桶过程中做的功是 ,由此可见,应该根据 来判断有用功和额外功.
三、综合题
21.2019年3月31日,农业路大桥正式建成通车,大桥由梁、斜拉索和塔柱三部分组成,塔柱高150米;桥面为双向10车道;共设36对72根斜拉索,具有塔柱高、桥面宽、斜拉索索力大等特点;
(1)“塔柱为什么要造这么高?”科学兴趣小组的同学对此进行了研究:他们将大桥的结构进行简化,抽象成图1中甲的模型,又画了塔柱高低不同的两幅图乙和丙;可以看出它用到了杠杆的相关知识,其中O是支点, 代表桥重和过往车辆等产生的对桥的作用力;同学们通过比较发现:适当增加塔柱的高度,可 (选填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而减轻斜拉索承受的拉力;
(2)大桥在历经四年修建过程中常用到如图2中甲所示的起重机,若起重器吊臂前端是由如图2中乙所示的滑轮组组成,动滑轮质量为100kg,绳重和摩擦不计;如果拉力的功率为6kW,则把2×103kg的货物匀速提高10m;(g取10N/kg)求:
①拉力F的大小是多少?
②这一过程需要多长时间?
③滑轮组机械效率是多少?
22.工人师傅用滑轮组在10s内将质量为40kg的物体匀速提升了5m,所用拉力F为120N。如图,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图线a所示,物体上升的高度随时间变化的关系如图线b所示,g取10N/kg。问:
(1)工人师傅所用的滑轮组是 (选填“甲”或“乙”);
(2)物体上升的速度是多少 ?
(3)若不计绳重与摩擦,动滑轮的重力是多少 ?
(4)拉力F的功率是多少 ?
23.在一次车辆故障处置过程中,拖车所用的简化装置如图所示。为了尽快疏通道路,交警只用了50s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量为2t的故障车匀速拖离了现场。故障车被拖离的速度为1m/s,绳子自由端的拉力F为800N,地面对故障车的阻力为其重力的0.08倍;
(1)图中 是动滑轮(选填“甲”或“乙”);
(2)拖车时,克服故障车阻力做的功是多少;( )
(3)力F做功的功率是多少;( )
(4)该滑轮组的机械效率是多少?( )
参考答案:
1.C
2.D
3.A
4.A
5.C
6.A
7.A
8.D
9.C
10.C
11. 150 60% 0
12. 120 83.3%
13. 1200 1000 20
14. 70 120 不变
15. 拉力做的总功 0.2 70% 30
16. = 80%
17. 0.2 2800 70%
18. 2 150 150
19. 10 2 90%
20. 额外 有用 总功 完成事情的目的
21. F1 增大 7000N 35s 95.2%
22. 甲 0.5m/s 80N 240W
23. 乙 8×104 J 2.4×103 W 66.7%