沪粤版九上物理机械功与机械能单元练习
一、单选题(本大题共7小题,共14分)
在下列情况下,机械能发生了变化的是
A.
物体从光滑的斜面上自由滑下的过程
B.
跳伞运动员从空中匀速下落
C.
汽车在水平公路上匀速前进
D.
高空中沿水平轨道匀速飞行的飞机
下列关于功率的说法中,正确的是
A.
物体做功越多,功率越大
B.
物体做功时间越短,功率越大
C.
物体做功越快,功率越大
D.
物体做功时间越长,功率越大
如图甲所示,同一木块放在同一水平面上,先后两次沿水平方向拉动木块使其做匀速直线运动。两次拉动木块得到的图象分别是图乙中的图线、下列有关说法不正确的是
A.
两次的速度大小关系是?
B.
两次的拉力大小关系是?
C.
木块前后两次所受的摩擦力大小关系是?
D.
两次的拉力做功功率大小关系是?
图甲中用力水平拉着重为G的物体在水平路面上匀速移动s的距离。图乙中用动滑轮拉着它也在同一路面上匀速移动s的距离,水平拉力为使用动滑轮的过程中
A.
总功为
B.
有用功为
C.
机械效率为
D.
额外功为
如图所示,在左侧A处,利用滑轮组把同一物体重为从水平地面匀速直线拉到高为h的位置,在此过程中绳的拉力所做的功为,右侧B处,直接把重为G的物体从水平地面匀速直线拉到同一高度,此过程中绳的拉力对物体所做的功为,则该滑轮组的机械效率为
A.
B.
C.
D.
如图所示,王瑞同学通过斜面用平行于斜面的推力,将质量为30kg的物体在5s时间内匀速推到1m高的平台上,斜面长。取下列说法中
推力的功率为40W
斜面的机械效率为
斜面对物体的摩擦力100N
推力做的额外功100J
A.
只有正确
B.
只有正确
C.
只有正确
D.
都正确
如图甲所示,同一物体先用滑轮组匀速提升,后沿斜面如图乙所示匀速提升,两次提升高度均为h,两次拉力大小,斜面长,则下列说法正确的是
A.
做的功大于做的功
B.
两机械的有用功不一样
C.
滑轮与斜面的机械效率一样
D.
滑轮的额外功大于斜面的额外功
二、填空题(本大题共10小题,共20.0分)
如图是我国拥有完全自主知识产权的国产大飞机“C919”。在飞机加速升空的过程中,动能______,重力势能______,机械能______均填“变大”、“变小”或“不变”。
2019年10月1日,在国庆阅兵即将结束时,七万只充装氦气的气球腾空而起组成五彩斑斓的气球幕墙,气球上浮是因为氦气的密度______选填“大于”、“小于”或“等于”空气的密度,上浮过程中气球的机械能逐渐______选填“变大”、“变小”或“不变”。
利用如图滑轮组传递物资,将一箱重270N的物资沿竖直方向匀速运至3m高的二楼,人对绳子的拉力为若不计绳重及摩擦,此滑轮组的机械效率为______;若同时匀速运送两箱物资时,此滑轮组的机械效率将______填“变大”、“变小”或“不变”。
班级里组织登楼比赛活动,比一比谁登楼的功率最大.为此,在活动中必须测量的物理量有:______
,______
,______
.
如图所示,把重力为的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为,高为,若斜面是光滑的,则推力为________N。若斜面不光滑,实际推力为,那么斜面的机械效率是________,物体与斜面之间的摩擦力是________N。
如图所示,大明利用滑轮组将重为900N的木箱以的速度吊到10m高处,每个滑轮重不计绳重及轮、轴间摩探,此过程中,他施加于绳端的拉力为________N,拉动绳端的速度________,绳端拉力做功的功率为________W,滑轮组的机械效率为________.
如图所示,一个斜面长5m,高2m,把重为1000N的物体匀速地拉到斜面项端,若斜面是光滑的,则拉力为______N;若斜面不光滑,机械效率为,现保持斜面倾斜程度不变,将斜面长度改为15m,仍以同样的方式将此木箱匀速拉到斜面项端,此时斜面的机械效率为,则______选填“大于”、“等于”或“小于”。
如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下,撞到同一木块B上。实验中,通过观察______来判断钢球动能的大小;本实验用到的科学研究方法是
______说出一种即可。
如图所示,滑轮______可以看作是等臂杠杆选填“A”或“B”;若搬运工人用B滑轮在20s内将重为180N的重物匀速提升6m,所用拉力为100N,则拉力的功率为______W,B滑轮的机械效率是______。
有一个矿井,深20m,有两个工人将一个重为400N的矿石从井底匀速拉向井面,如图所示,动滑轮重20N,不计绳重和其他摩擦。若两个工人始终保持相同的速度拉矿石,当矿石拉出井面时,则其中一个工人做功______J,两个工人拉矿石的效率为______。第二空结果保留整数
三、实验探究题(本大题共3小题,共18.0分)
如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,若物体重6N。
实验时沿______方向拉绳子自由端最省力,且应______拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,拉力为_____N,有用功为______,则滑轮组的机械效率是_____。
不计摩擦,若仅增加物体的重量,该滑轮组的机械效率将_______选填“增大”、“减小”或“不变”。
影响滑轮组的机械效率的因素还有___________________写出其中一种
小金猜想斜面的机械效率与被拉物体的重力有关,为了验证猜想他进行了如图所示的实验:
用弹簧测力计测出木块的重力G,用刻度尺测出斜面的长度s和高度h。
用弹簧测力计沿着该斜面把木块从底端匀速拉到顶端,读出弹簧测力计示数F。
换用重力不同的木块,重复上述实验,共测出三组数据,记入下表中。
实验次数
木块重力
斜面高度
弹簧测力计示数
斜面长度
机械效率
1
4
2
1
2
8
4
1
3
12
6
1
在第一次实验中,斜面的机械效率为________;
在第二次实验中,木块所受斜面的摩擦力为________N;
通过实验及数据分析可知,小金的猜想是________的填“正确”或“错误”。
在物理课上,同学们通过实验对斜面的机械效率进行探究。其中一组同学研究“斜面的倾斜程度跟机械效率的关系”。下表是他们的部分实验数据。
实验序号
斜面倾角
木块重
拉力
斜面高
斜面长
机械功率
1
10
2
10
2
15
2
10
3
20
2
10
4
25
2
10
5
30
2
10
分析表中的数据,可以知道:
斜面的机械效率跟斜面倾角倾斜程度的关系:斜面倾角越大,机械效率越______;
实验中,拉力做的有用功______填“相等”或“不相等”;
实验中,随着斜面倾角的增大,拉力做的总功______填“增加”、“不变”或“减少”;
额外功减少的原因是______;
请算出第五次实验的摩擦力大小为______N;
进而可以有如下推论:
木块受到的摩擦力跟斜面倾角的关系是:倾角越大,摩擦力越______;
从影响滑动摩擦力大小因素方面分析,在实验中,摩擦力的大小发生变化的原因是______。
四、计算题(本大题共3小题,共24分)
利用如图所示的滑轮组,小明将重300N物体从一楼地面匀速提升至六楼地板,在绳端施加的拉力为120N,物体匀速上升的速度为已知每层楼高3m,问:
绳端移动的速度?
绳端拉力做功的功率?
滑轮组的机械效率?
小明吊起物体过程所用的时间?
在一些建设施工工地上,可以看见各种大型的起重机。如图所示是一种起重机的简易图。起重机本身总重,重心为P,C与P在同一条竖直线上。起吊货物G时,起重机装有支撑架,支撑架的前后支撑点分别为B和D。现测得AB为2m,BC为,CD为现用该起重机匀速起吊8t的货物时,起重机吊臂顶端滑轮组绳端拉力F的功率为,滑轮组的机械效率为。取求:
货物的重力;
货物匀速上升时的速度;
若起重机吊臂长度以及吊臂与水平面之间的夹角均不变的情况下,该起重机能起吊货物的最大质量。
质量为60kg的工人站在水平地面上,用如图装置匀速打捞浸没在长方形水池中的物体,物体重2000N、体积为物体未露出水面前,滑轮组机械效率为不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,g取。求:
物体浸没在水中受到的浮力。
动滑轮的总重力。
若物体以不变的速度上升,当它完全露出水面以后,人拉绳子做功的功率
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
此题主要考查了机械能的知识,以及影响机械能大小的因素,要求能够从实际事例中分析机械能的变化。注意机械能守恒的情况。
机械能是动能和势能的总和;
动能的大小与物体的质量和速度有关;
重力势能与物体的质量和被举的高度有关。
【解答】
A.物体从光滑斜面上自由滑下时,重力势能转化为动能,没有摩擦生热现象,机械能守恒,机械能大小不变,A不符合题意;
B.跳伞运动员匀速降落时,其质量不变速度不变,动能不变,但所处高度降低,重力势能减小,所以其机械能减小,B符合题意;
C.汽车在水平公路上匀速前进,其质量、速度、所处高度都不变,动能和重力势能不变,所以其机械能不变,C不符合题意;
D.高空中沿水平轨道匀速飞行的飞机,其质量、速度、所处高度都不变,动能和重力势能不变,所以其机械能不变,D不符合题意。
2.【答案】C
【解析】由功率公式可知:功率大小是由做功多少与做功时间共同决定的。本题考查了功率的概念,判断大小的题目,一定要抓住公式,利用公式来比较,要注意的是:有不少选择题的选项说法不正确都是由于缺少条件而造成的,所以我们一定要注意物理结论表述的准确性、严谨性、逻辑性。
【解答】
A.在相同时间内,做功多的机器,功率一定大。选项A缺少“相同时间”这一条件,所以A不正确;
B.做相同的功,做功时间短的,功率一定大。选项B缺少“相同的功”这一条件,所以B不正确;
C.做相同的功,所用时间短的,功率一定大。有条件,且结论正确,所以C正确;
D.物体做功时间长,但是做的功不一定多,所以功率不一定大,所以D不正确。
故选C。?
3.【答案】B
【解析】解:
A、由图象可知,相同时间内第次木块运动的路程大,由可知,第次木块运动的速度较大,即,故A正确。
BC、两次拉动同一木块在同一水平面上运动,由于木块对水平面的压力大小不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,即,故C正确;
而木块两次都做匀速直线运动,木块受平衡力作用,所以两次木块受到的拉力和摩擦力大小相等,则两次木块受到的拉力相等,即,故B错误。
D、因,,则根据可知,故D正确。
故选:B。
比较木块两次在相同时间内通过的路程,得出速度大小关系。
拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力;滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
根据分析两次拉力做功的功率大小。
本题的关键是根据木块做匀速直线运动判断木块受到平衡力作用,根据二力平衡条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据判断功率的大小关系。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了使用动滑轮时有用功、额外功、总功、机械效率的计算,明确水平使用动滑轮时有用功、额外功的含义是关键。
使用动滑轮拉力端移动距离等于物体移动距离的2倍,利用求拉力做的总功;
使用动滑轮做的有用功,等于直接拉物体做的功;
机械效率等于有用功与总功之比;
额外功等于总功减去有用功。
【解答】
解:
A、使用动滑轮拉力端移动距离,拉力做的总功,故A错;
B、使用动滑轮做的有用功,等于直接拉物体做的功,即,故B错;
C、机械效率,故C错;
D、额外功,故D正确。
故选:D。
5.【答案】C
【解析】解:
把重为G的物体从水平地面匀速直线拉到高为h的位置所做的功,
利用滑轮组把同一物体从水平地面匀速直线拉到同一高度,在此过程中所做的有用功,
使用滑轮组时拉力做的总功:,
则滑轮组的机械效率:
,故ABD错误、C正确。
故选:C。
不用机械,直接把重为G的物体从水平地面匀速直线拉到高为h的位置所做的功为使用滑轮组时做的有用功;利用滑轮组把同一物体从水平地面匀速直线拉到同一高度,在此过程中绳的拉力所做的功为总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
本题考查了使用滑轮组时有用功克服物体重力做功、总功拉力做功、机械效率的计算,明确有用功、总功的含义是关键。
6.【答案】B
【解析】解:推力做功为:,推力功率为:,故错误。
物体重力为:,所做有用功为:,
斜面机械效率为:,故正确。
所做额外功为:,由得:摩擦力,故错误。
所做额外功为:,故正确。
故ACD错误,B正确。
故选:B。
根据功的计算公式可求出拉力做的功,即总功,再根据可求功率。
再根据求出有用功,然后根据机械效率的计算公式可求出斜面的效率。
根据总功与有用功的差得出额外功,再根据,变形后可求摩擦力f。
熟练运用计算功、功率、机械效率的公式,明确额外功是用来克服斜面上的摩擦,是解答此题的关键。
7.【答案】C
【解析】解:A、根据图甲可知,,由可知,,
根据题意可知,,,
由可知,,故A错误;
B、因为是同一物体,所以物重相同,由于物体上升的高度相同,由可知,两机械的有用功一样,故B错误;
C、因为两机械的有用功和总功相同,所以由可得,滑轮组与斜面的机械效率相同,故C正确;
D、已知两机械的有用功和总功相同,由可得,两机械的额外功相同,故D错误。
故选:C。
本题考查了有用功、总功、机械效率计算公式的应用,明确公式的应用是解题的关键,属于基础知识。
8.【答案】变大?
变大?
变大
【解析】解:飞机加速升空的过程中:
质量不变,速度变大,动能变大;
质量不变,高度变大,重力势能变大。
机械能势能动能,动能变大,重力势能变大,所以机械能变大。
故答案为:变大;变大;变大。
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度,影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度,其中动能和势能统称为机械能.在分析各个能量的变化时,根据各自的影响因素进行分析。
掌握动能、重力势能的影响因素,理解重力势能和动能的转化可从高度和速度来理解,可以帮助我们更好的理解能量的转化。
9.【答案】小于?
变大
【解析】解:氦气球中所装的气体都是比空气密度小的氦气,它本身的重力小于其自身所排开空气的重力,由于浮力大于重力,所以氦气球在空中上浮;
氦气球腾空而起的过程中,气球的质量不变,速度增加,动能增加,高度增加,重力势能增加,机械能变大。
故答案为:小于;变大。
探空气球可以飘在空中,是因为气球内部气体的密度比空气小;
影响动能的因素是质量和速度;影响重力势能的因素是质量和高度,动能和势能统称机械能。
本题考查了物体的浮沉条件以及影响动能、重力势能的因素等知识,解决此类问题要结合物体的浮沉条件进行分析。
10.【答案】?
变大
【解析】解:由图可知,滑轮组绳子的有效股数,则滑轮组的机械效率:
;
不计绳重及摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功,
所以,滑轮组的机械效率:,
若同时匀速运送两箱物资时,G变大,变小,变小,则此滑轮组的机械效率将变大。
故答案为:;变大。
由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据求出滑轮组的机械效率;
不计绳重及摩擦,克服物体重力做的功为有用功,克服物体重力和动滑轮重力所做的功为总功,根据判断同时匀速运送两箱物资时滑轮组的机械效率变化。
本题考查了滑轮组机械效率的计算及其大小变化的判断,明确有用功和总功是关键。
11.【答案】体重G或人的质量m;楼高h;上楼所用时间t
【解析】解:登楼的功率需要测量的物理量是:体重、楼高和登楼的时间.
故答案为:体重G;楼高h;上楼所用时间t.
登楼时是克服自身的重力做功,功等于重力和楼高的乘积,功除以登楼时间就是登楼的功率.
此题是考查生活中功率的测量,这就要求我们知道功率的计算方法.
12.【答案】200;;50。
【解析】
【分析】
本题考查了斜面机械效率、使用斜面时摩擦力的计算,知道使用斜面时克服摩擦做的功为额外功是关键。
若斜面是光滑的,即不计摩擦力,额外功为0,总功等于有用功,即,据此求推力;
知道实际推力,利用求总功;利用求利用斜面做的有用功;利用求斜面的机械效率;
额外功,再利用求摩擦力大小。
【解答】
若斜面是光滑的,即不计摩擦力,额外功为0,总功等于有用功,即,
则拉力;
如果实际推力,
利用斜面做的有用功:;
总功:;
斜面的机械效率:
;
额外功:,
因为,
所以摩擦力大小:
。
13.【答案】500;;200;90
【解析】
【分析】
本题考查了使用滑轮组时拉力、速度、功率、机械效率的计算,灵活的应用公式和确定滑轮组绳子的有效股数是关键。
由图知,使用滑轮组承担物重的绳子股数,不计绳重及轮、轴间摩擦,则拉力;
根据求出拉力端移动的速度;
利用求拉力做功的功率;
利用求拉力做的有用功率,利用求滑轮组的机械效率。
【解答】
由图知,,不计绳重和摩擦,拉力:
;
拉力端移动的速度:
;
根据可得,拉力做功的功率:
;
根据可得,拉力做的有用功率:
,
则滑轮组的机械效率:
。
故答案为:500;;200;90。
14.【答案】400?
等于
【解析】解:
若斜面是光滑的,则有:,
即:,
,
解得:;
根据可知,因为斜面倾斜程度不变,故h与s的比值不变,且G与F均不变,故不变,即等于。
故答案为:400;等于。
若不计摩擦,有用功等于总功,根据可求推力F。
明确机械效率公式中的各个物理量的变化情况,可分析机械效率的变化情况。
本题主要考查功的公式、机械效率的公式的掌握,明确影响斜面的机械效率因素是解答此题的关键。
15.【答案】木块B被撞的距离;控制变量法或转换法
【解析】【试题解析】
解:让同一钢球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的木块,这是控制了质量相同,目的是探究物体的动能与速度的关系,采用的是控制变量法;
实验中通过观察木块B被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小,是转换法;
故答案为:木块B被撞的距离;控制变量法或转换法。
实验过程要采用控制变量法,当研究动能大小与质量的关系时,要让钢球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同;此实验把动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小球的动能越大。
该题考查了转换法、控制变量法等研究方法在探究实验中的应用,在平时做实验时要多观察,多思考。
16.【答案】A?
60?
【解析】解:
是定滑轮,本质是等臂杠杆,B是动滑轮,本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆;
工人用B滑轮动滑轮提升重物,
则拉力端移动的距离,
拉力做的总功,
拉力的功率;
有用功,
B滑轮的机械效率。
故答案为:A;60;。
定滑轮的本质是等臂杠杆,不省力,也不省距离;动滑轮的本质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,可以省一半的力,但是费距离;
由图知,承担物重的绳子股数,,知道做功时间,利用功率公式求绳的拉力F做功的功率;利用公式计算机械效率。
本题考查了定滑轮和动滑轮的实质以及机械能的变化,属于力学基础内容的考查,难度不大。
17.【答案】420?
【解析】解:
由图知,该滑轮组由两股绳子共同承担物体和动滑轮的总重力,
不计绳重与其他摩擦,则每个工人的拉力均为:;
一个工人的拉力移动的距离为;
则一个工人所做的功为:;
两个工人拉矿石的效率:
。
故答案为:420;。
由图可知,该滑轮组由两股绳子共同承担物体和动滑轮的总重力,不计绳重与其他摩擦,拉力;根据求出功的大小;
根据求出两个工人拉矿石的效率。
本题考查了使用滑轮组拉力和绳端移动距离、功和功率的计算,易错点在移动距离的计算,注意是两端都上升。
18.【答案】竖直;匀速直线;;;;??
增大;
动滑轮重力。
【解析】
【分析】
本题是“测滑轮组机械效率”实验,考查了实验要求及机械效率的计算,同时考查了对机械效率影响的因素。
在使用动滑轮时,沿竖直方向拉动绳子最省力;由二力平衡的条件可知,只有物体做匀速直线运功时,弹簧测力计的示数和绳子的拉力相等;由图读出弹簧测力计的示数,注意测力计的分度值,判断出滑轮组承担物重的绳子段数,则,根据求出滑轮组的机械效率;
根据影响滑轮组机械效率的因素,被提升的物体越重,动滑轮质量越小,滑轮组的机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素有物体的重力、动滑轮的重力、绳子重力、绳子与轮的摩擦、轮与轴的摩擦。
【解答】
解:实验时,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,此时测力计的示数才等于绳端拉力;
由图知,测力计的分度值为,所以其示数为;滑轮组由3段绳子承担物重,所以,
;
若仅增加物体的重量,则额外功不变,有用功增大,有用功在总功中所占的比例增大,机械效率增大。
影响滑轮组机械效率的因素有物体的重力、动滑轮的重力、绳子重力、绳子与轮的摩擦、轮与轴的摩擦。
故答案为:
竖直;匀速直线;;;;
增大;
动滑轮重力。
19.【答案】;
;
错误
【解析】
【分析】
本题考查斜面的机械效率,要会分析实验数据总结规律,关键是找准需要分析的项目。影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度,注意控制变量法,在研究机械效率和某一因素关系时,要说明其他两个因素保持一定。
根据机械效率公式计算出斜面的机械效率;
斜面的有用功是克服物块重力做的功,知道物块的重力和物块上升的高度,可利用公式进行计算;总功是拉力做的功,知道拉力的大小和斜面的长,可利用公式进行计算;根据有用功和总功可以求出额外功;克服摩擦做的功是额外功,据此求出摩擦力的大小;
分别求出三次实验的机械效率,进行比较即可得出答案。
【解答】
第一次实验中斜面的机械效率为:;
第二次实验中,克服物块重力做的有用功为:,
拉力做的总功为:,
第二次实验中,额外功的大小为:,
物体受到的摩擦力为:;
第一次实验中斜面的机械效率为:;
第二次实验中斜面的机械效率为:;
第二次实验中斜面的机械效率为:,
由此可知,斜面的机械效率与被拉物体的重力无关,故小金的猜想是错误的。
故答案为:;;错误。
20.【答案】大?
相等?
减少?
摩擦力变小?
?
小?
斜面倾角越大,物体与斜面间的压力越小
【解析】解:由表中实验数据可知,斜面的倾角越大,斜面的机械效率越大;
由表中实验数据可知,木块的重力不变,斜面的高度不变,拉力做的有用功不变;
由表中实验数据可知,拉力做的总功:
,
,
,
,
;
由此可知,随斜面倾角增大,拉力做的总功减少;
随着斜面倾角增大,木块受到的摩擦力减小,克服摩擦力做的额外功减少;
第五次的有用功为:,
额外功为:;
克服摩擦力所做的功为额外功,则摩擦力为:
;
随斜面倾角变大,克服摩擦力做的额外功变小,木块受到的摩擦力越小;
木块与斜面接触面的粗糙程度不变,随斜面倾角变大,木块与斜面间的压力变小,木块与斜面间的摩擦力变小。
故答案为:大;相等;减少;摩擦力变小;;小;斜面倾角越大,物体与斜面间的压力越小。
根据表中实验数据,分析斜面倾角与斜面机械效率间的关系,得出结论;
有用功,根据表中实验数据,判断每次拉力的有用功间的关系;
根据表中实验数据,由功的计算公式求出拉力的功,然后比较大小,得出结论;
沿斜面向上拉动物体时,克服摩擦力做的功是额外功,据此分析答题;
根据有用功和总功求出额外功,根据求出摩擦力;
滑动摩擦力与物体间的压力、接触面的粗糙程度有关,在接触面的粗糙程度不变时,物体间的压力越小,物体间的滑动摩擦力越小,据此分析答题。
本题考查了实验数据分析,实验数据分析是实验的常考问题,一定要掌握实验数据分析的方法;认真分析实验数据、熟练应用功的计算公式、影响摩擦力的因素,即可正确答题。
21.【答案】解:由图可知,滑轮组中动滑轮由3股绳子承担,
则绳端移动的速度:。
根据可知:
拉力的功率;;
根据可知:
有用功率;;
则此滑轮组的机械效率:
。
物体从一楼匀速提升至六楼上升的高度:
,
则小明提升物体所用的时间:
。
答:绳端移动的速度为;
绳端拉力做功的功率为72W;
滑轮组的机械效率为;
小明吊起物体过程所用时间为75s。
【解析】此题考查了有关滑轮组的计算,关键是明确连接动滑轮绳子的股数及物体上升的高度,注意在忽略绳重及摩擦力的情况下成立。
由图可知,滑轮组中动滑轮由3股绳子承担,则根据即可求出绳端移动的速度;
根据求出拉力的功率;
根据求出有用功率;然后根据求出滑轮组的机械效率
已知每层楼的高度可求物体上升的高度,根据滑轮组的组装图可求绳子自由端移动距离,然后根据求出小明吊起物体所用的时间。
22.【答案】解:货物的重力:
;
根据知,
此装置的有用功率为:
,
根据知,
货物匀速上升时的速度为:
;
为了保证起重机起重时不会翻倒,
由杠杆平衡条件得:;
则该起重机可起吊的最大物重为:
,
物体的质量为:
。
答:货物的重力为;
货物匀速上升时的速度;
若起重机吊臂长度以及吊臂与水平面之间的夹角均不变的情况下,该起重机能起吊货物的最大质量为。
【解析】根据算出货物的重力;
根据算出有用功率,根据算出货物匀速上升时的速度;
根据杠杆平衡条件和重力的计算,就可以求出起重机所能吊起的物重;
解答此题的关键是熟知重力公式、功率公式、效率公式以及杠杆平衡条件的应用等知识,难度较大,要掌握。
23.【答案】解:物体浸没在水中受到的浮力:
;
不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,
装置机械效率为:
,
解得:;
由图可知,,
;
当它完全露出水面以后,人拉绳子做功的功率为:
。
答:物体浸没在水中受到的浮力为1000N
动滑轮的总重力为250N;
若物体以不变的速度上升,当它完全露出水面以后,人拉绳子做功的功率为225W。
【解析】根据可求物体浸没在水中受到的浮力;
不考虑水对物体的阻力、绳重及绳与滑轮间的摩擦,根据,已知装置机械效率为,可求动滑轮重;
由图可知,,由算出拉力,根据算出当它完全露出水面以后,人拉绳子做功的功率。
本题为力学综合题,考查了浮力、机械效率以及功率的计算,题目较难。
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