4.4 功的原理 同步练习
一、单选题
1.用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量,斜面长m,高m,图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处,测力计示数N,图乙中沿竖直方向匀速提升小车,使之上升高度h,测力计示数N。关于该实验,下列说法中错误的是( )
A.斜面可以省力,但不能省功 B.斜面可以省力,也可以省功
C.拉力做功为3.3J D.拉力做功为3J
2.小明和爸爸正在科技馆里体验升降座椅,其装置如图所示。首先爸爸对绳子施加拉力F,将坐在升降座椅上的小明匀速拉升一定高度h,用时为t。两人互换位置后,小明也将爸爸匀速拉升相同的高度h。已知爸爸和小明的质量分别为m1和m2,且m1>m2,不计机械间摩擦和绳重,则下列说法正确的是( )
A.爸爸对绳子施加拉力的功率为
B.动滑轮的重力为3F-m2g
C.爸爸拉绳子做的功比小明做的少
D.互换位置后,该装置的机械效率不变
3.生活中处处有物理。下列说法不正确的是( )
A.用吸管从瓶中吸牛奶利用了大气压强
B.茶壶、锅炉水位计利用了连通器的原理
C.高空拋物是违法行为,重物从高空下落时重力势能会转化为巨大的动能
D.动车进站时,旅客不能越过安全黄线,原因是流体中流速大的位置压强大
4.如图所示是一个左右对称的凹形槽,将小球从A点由静止释放,若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量与动能的增加量之差等于W
B.小球能够从A点运动到D点
C.小球从A点运动到B点的过程中,势能的减少量等于动能的增加量
D.小球从A点运动到C点的过程中,机械能的减少量等于动能的增加量
5.要提高某机械的机械效率,应该( )
A.减小外力所移动的距离
B.减小动滑轮的质量
C.减小总功
D.减小外力
6.如图所示,用滑轮组提升重力为90N的物体,滑轮组绳子自由端在50N的拉力作用下10s内匀速移动了4m,不计绳重及摩擦,下列说法中正确的是( )
A.滑轮组对物体做的有用功是360J
B.拉力F的功率是100W
C.滑轮组的机械效率是90%
D.利用该滑轮组既可以省力还可以省功
7.如下图所示,小明分别使用甲、乙、丙、丁四种不同的机械把同一物体匀速提升到同一高度,(绳长不变),下列说法中正确的是( )
A.使用机械丁最省力 B.机械乙的机械效率最高
C.的大小为物重的一半 D.使用这四种机械的有用功相同
8.下列关于功、功率和机械效率的说法,正确的是( )
A.做功越多的机械,功率越大 B.做功越多的机械,效率越高
C.做功越快的机械,效率越高 D.做功越快的机械,功率越大
9.近年来,我国的航天技术飞速发展,现已处于世界领先水平如图所示,是卫星绕地球飞行的运行轨道,则该卫星从远地点向近地点运行的过程中,关于其势能、动能和速度的变化的说法正确的是
A.势能增加,动能减小,速度减小
B.势能减小,动能增加,速度增加
C.势能增加,动能增加,速度增加
D.势能不变,动能不变,速度不变
10.如图所示,重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中。下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.拉力F的功率为2.4W
C.物体与地面间的滑动摩擦力为48N
D.有用功为120J
二、填空题
11.工人师傅用如图所示的装置将重为480N的货物在10s内匀速提升了3m,已知动滑轮重为120N,若不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率为 ;拉力做功的功率为 W。
12.小华利用假期来天门山游玩,在乘缆车匀速上山的过程中,小华的动能将 、势能将 、机械能将 (填“增大”、“减小”或“不变”);小华相对固定吊索的铁塔是 的(填“运动”或“静止”)。
13.建筑工人用如图所示的滑轮组,在5s内将重为1000N的物体A沿水平方向匀速移动了2m,物体A受到水平地面的摩擦力为物重的倍,在此过程中,滑轮组的机械效率为。则绳子自由端移动的速度为 ,拉力F的功率为 W。
14.在生产和生活中,经常见到这样的情形,用木板搭斜坡将货物推上汽车车间,修盘山公路使汽车驶上高耸的山峰等。从物理学的角度分析,它们的物理模型属于同一种简单机械,即 ,这种简单机械的优点是 ,但不 。
15.傍晚小雯将略有褪色国旗降下,准备明早在团委拿一面新的升起。她趁机做了个实验,用市场上的测力计测得自己的书包重30N,用绳子将书包系好,并在绳子的另一端系住测力计,将书包匀速拉上去,测得拉力为40N,此时提升书包的机械效率是 。
16.如图所示,工人利用滑轮组将180N的重物匀速向上提升到2m高的平台上,他所用的拉力100N,则绳子自由端向下移动的距离为 m;当提升的重物为380N时,其机械效率为 (不计绳重及摩擦)。
17.在测量滑轮组机械效率的实验中,某同学从如图所示的滑轮组中选择一个进行实验,实验数据如下表所示。
次数 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率
1 0.5 0.2 0.3 0.6 55.6%
2 1 0.2 0.4 0.6 83.3%
3 2 0.2 0.7 0.6
(1)根据表中数据,可以判断实验中所选择的是 (选填“甲”或“乙”)滑轮组;
(2)根据表中数据,可以计算得出第3次实验的机械效率为 ;(保留3位有效数字)
(3)分析三次的实验数据,可以发现用同一个滑轮组提升重物,物重越大,滑轮组的机械效率越 ;(选填“高”或“低”)
18.如图所示两个滑轮中,能改变施力方向的是 (甲/乙),若滑轮重相同(G动<G物),摩擦和绳重不计,当分别用F1、F2匀速提起同一物体时,则F1 F2,η1 η2.(选填“>”、“<”或“=”)
19.杠杆在我们日常生活处处可见,请利用所学原理解释下面的两个活动进行分析:
(1)一分钟仰卧起坐是中考体育必考项目。在做仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,如图所示,首先先将头向前抬起,实质是减小 力臂;一同学体重为450N,上半身的重量为体重的五分之三,仰卧起坐时上半身上升的高度均为0.3m,做一次仰卧起坐,她克服重力做功约为 J;满分是一分钟做45个,则该同学得满分时的平均功率约为 W;
(2)如图所示,在“测杠杆机械效率”的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,弹簧测力计的示数F为 N,若OA:OB=2:3,物块所受重力G为1.4N,则该杠杆的机械效率约 %,若A点向O点移动,始终沿竖直方向拉动弹簧测力计,则机械效率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.如图甲为塔式起重机简易示意图,塔式起重机主要用于房屋建筑中材料的输送及建筑构件的安装(动滑轮重、绳重均不计),请你综合应用所学知识解答下列问题:
(1)为保持平衡,起重臂的长度越长的塔式起重机,所配备的平衡重越 。图乙为起重机钢丝绳穿绳简化示意图,滑轮a的作用是 ;
(2)若将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,再沿水平方向移动20m,则此过程中克服货物重力做的功为多少?( )
(3)若该起升电动机的效率为90%,将重为1.2×104N的货物由地面沿竖直方向匀速提升30m,用时50s,则该起升电动机做的总功为多少?( )实际功率是多少?( )
三、综合题
21.建筑工人用如图所示的滑轮组匀速提升建材,每次运送量不定,滑轮组的机械效率随建材重量的变化而变化,不计绳重和摩擦。
(1)在图中所示的3个滑轮中,能改变力的大小的是滑轮 (选填“A”“B”或“C”);
(2)若工人在内将建材匀速竖直提升了,作用在钢绳上的拉力为,求拉力的功率是多少 ?
(3)当滑轮组提起重的建材时,其机械效率为,动滑轮的重力是多少 ?
22.在生产、生活中,人们会用到轮轴,如图甲所示是古代的辘轳,它就是轮轴的一种,现将其简化为图乙所示的轮轴。一个质量分布均匀的轮轴,它由具有共同转动轴O的两个半径不等的圆柱组成。通常把大的称为轮,小的称为轴。研究轮轴特点时可忽略它的质量,将其简化成一个轮轴模型(图丙),R是轮的半径,r是轴的半径,拉力F和重力G分别是作用在轮和轴上的力。
(1)轮轴的实质是一个可连续转动的 ;
(2)如图所示的生活实例中,不属于轮轴应用的是 ;
A.自行车脚踏板与牙盘 B. 螺丝刀拧螺丝 C. 转动的齿轮 D. 盘旋而上的盘山公路
(3)轮轴是科技发展史上很重要的发明。使用轮轴 ;
A.一定省力 B.一定费力
C.可将直线运动和圆周运动相互转化 D.可能省功
(4)如图丙,轮轴的轴半径,轮半径,作用在轮上的力为250N时,可将质量为80kg的重物匀速提升5m,用时2min,该轮轴的机械效率是 。
23.洋湖湿地公园是长沙市的“绿肺”和天然氧吧.它位于长沙市城区的西南角.周末,小张同学和家人一起到洋湖湿地公园游玩,一进公园,扑面而来的是各种花草的清香;泛舟湿地湖泊,放眼望去,湖边花划、树木、房屋的倒影如画,湖中的小鱼在水草中愉快的穿梭;远处广场上的天空中高高低低飞着各种样式的风筝,一位父亲和孩子接着线迎风慢跑,手中的风筝随着春风扶摇直上;傍晚时分,公园内华灯初上,璀璨的夜空更焕发出迷人的色彩,据介绍整个洋湖湿地公园的照明系统全部采用太阳能和LED节能新技术,可可降耗90%┄
(1)按要求填写表中空白.
物理现象(提取原文) 物理知识
① 重力势能的变化
② 扑面而来的是各种花草的清香
(2)请根据文中所提供的信息提出一个有关力学、热学、光学、电学或能量转化等方面的物理问题.并作出回答.
注:不与上表中的内容重复.
问题: .
答: .
参考答案:
1.B
2.C
3.D
4.A
5.B
6.C
7.D
8.D
9.B
10.C
11. 80% 180
12. 不变 增大 增大 运动
13. 200
14. 斜面 省力 省功
15. 75%
16. 4 95%
17. 甲 95.2% 高
18. 甲 > >
19. 阻 81 60.75 2.8 75 不变
20. 大(重) 改变力的方向 3.6×105J 4×105J 8000W
21. A 80W 200N
22. 杠杆 D C 80%
23.(1)手中的风筝随着着风扶遥直上
扩散现象或分子总是在做无规则的运动
(2)言之有理即可