6做功和简单的机械
一、选择题
1.(2019·东营)如图所示的简单机械中,忽略杠杆、滑轮、绳的自重及摩擦,当提起同一重物时,最省力的是(
)
ABCD
【答案】A
2.(2020·永州)如图所示，在粗糙的轨道内，小球从a点静止释放，小球沿轨道运动到达c点时速度为0，b为轨道的最低点。下列正确的是(
)
A.小球从a点运动到b点的过程，重力势能逐渐减小
B.小球从b点运动到c点的过程，动能逐渐增大
C.小球从a点运动到c点的过程，机械能守恒
D.小球运动到c点后，小球一定沿原路径返回到达a点
【答案】A
3.(2020·河南)频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的过程中,下列说法正确的是(
)
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在ab段做功比在cd段多
D.小球的重力在ab段做功比在cd段慢
【答案】D
4.(2020·随州)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动(如图)，其中AB＝CD＝10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是(
)
A.该物块在CD段的惯性比AB段大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20J
D.拉力F在CD段做功的功率为10W
【答案】D
5.(2020·达州)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图WK16-16所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列判断正确的是(
)
A.A端下降
B.B端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
【答案】B
6.(2020·重庆)滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用500N的拉力F,利用图5所示的滑轮将重800N的重物在30S内匀速提高了6m下列判断正确的是(
)
A.绳端移动的速度为0.2m/s
B.该滑轮的机械效率为62.5%
C.工人师傅拉绳子的功率为200W
D.提升重物所做的有用功为3600J
【答案】C
7.(2020·泸州)如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是(
)
A.木箱克服重力做功的大小为500J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为250J
C.推力做功的大小为500J
D.斜面支持力做功的大小为375J
【答案】C
8.(2019·自贡)如图所示,物体A.B的重力分别为20N、10N,滑轮和绳子的重力忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则(
)
A.F=20N
B.F=10N
C.F=5N
D.F=30N
【答案】B
9.(2019·宁波)如图所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕点O转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离O点的距离s之间的关系图像为(
)
ABCD
【答案】B
10.(2020·滨州)如图所示,重800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是
A.拉力F做的功为400J
B.物体与地面间的滑动摩擦力为120N
C.额外功的功率为12W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
【答案】C
11.(2020·宜昌)如图所示为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,关于这个杠杆,下列说法正确的是(
)
A.手握的位置靠近把手末端时更费力
B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C.轮子的中心是杠杆的支点
D.图中拉力F大于重力G
【答案】C
12.(2019·贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,下列分析正确的是(
)
图WK16-4
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大
B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
【答案】D
13.(2019·连云港)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是(
)
A.F1=F2P1>P2
B.F1=F2P1
C.F1>F2P1>P2
D.F1P2
【答案】B
14.(2019·济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,下列选项正确的是(
)
A.A是定滑轮,B是动滑轮
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F的功率为1.8W
D.滑轮组的机械效率为90%
【答案】D
15.（2020·遵义）如图所示,物体A.
B.C的重力都为8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时A.B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是(
)
A.绳对O点的拉力为4N
B.水平面对B的摩擦力为8N
C.A与B之间的摩擦力为2N
D.水平面对B的支持力为8N
【答案】A
二、填空题
16.(2019·宜宾)如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过A.
B.C三个点，且A.B之间和B.C之间的距离相等，F在AB段做功W1，做功功率P1；在BC段做功W2，做功功率P2，则有W1
W2，P1
P2。(选填“＞”“＝”或“＜”)
【答案】＝<
17.（2020·益阳）一辆重型卡车正在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶，卡车的牵引力为1.0×104N。卡车行驶1min后发动机做的功是_______J，发动机做功的功率为________W。
【答案】1.2×1072×105
18.（2020·遂宁）小华发现—只虫子在长50cm、质量10g的刻度尺上向右爬行,她将刻度尺右端伸出水平课桌边缘23cm,如图WK16-18所示,当虫子爬行到距刻度尺右端3cm处时,刻度尺刚好翻转,由此计算出虫子的质量为
g。(g取10N/kg,刻度尺质量分布均匀,不考虑虫子的长度)
【答案】.1
[解析]刻度尺刚好翻转时,支点离右端23cm,刻度尺的重心在其中点处,则此时刻度尺重力的力臂为l1=-
23cm=2cm,虫子重力的力臂为l2=23cm-3cm=20cm,根据杠杆平衡条件可得,m尺gl1=m虫gl2,虫子质量m虫==1g。
19.（2020·淮安）如图所示，小明用100N竖直向上的力F，将重为150N的物体，在时间5s内匀速提升1m。在此过程中力F做功的功率为
W.滑轮的机械效率为
。
【答案】40；75%。
20.（2020·赤峰）如图所示，物体A放在粗糙程度不变的水平台面上，用细线通过定滑轮与装有沙子的小桶相连，小桶和沙子的总重力为20N时，物体A恰好做匀速直线运动(忽略细线与滑轮之间的摩擦)。物体A做匀速直线运动过程中受到的摩擦力是______N，方向________，小桶和沙子的总机械能将_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1).20(2).水平向左(3).变小
21.（2019·达州）如图所示，在斜面上将一个重600N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力F＝400N，拉动的距离s＝4.5m，提升高度h＝1.8m，所用时间t＝30s。则拉力F做功的功率为__
__W，此过程中物体受到的摩擦力为__
__N。
【答案】60;160;
22.(2019·绍兴)如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗，它能稳健地爬陡坡。它的出现，让我国四足机器人技术达到国际一流水平。机器狗质量为70kg，每只脚与地面接触面积为50cm2(g取10N/kg)。
(1)以行走的机器狗为参照物，旁边的台阶是
(选填“静止”或“运动”)的。
(2)机器狗行走时(两脚着地)，它对地面的压强为多少帕？
(3)机器狗爬上3m高的陡坡时，克服自身重力做功为多少焦？
【答案】(1)运动；(2)7×104Pa；(3)2100J
23.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3sF对物体做的功为_____J，3～6s物体受摩擦力大小为______N.6～9sF对物体做的功为_______J.
【答案】(1).0(2).4(3).24
24.（2020·宜昌）为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机(如图所示)将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送?某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km?
(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？(g=10N/kg)
【答案】(1)无人机水平飞行的平均速度
v===39km/h
无人机水平飞行的平均速度是39km/h。
(2)匀速上升二力平衡，拉力F=G，拉力对包裹做功
W=Fh=Gh=mgh=12kg10N/kg120m=14400J
拉力对包裹做功144400J。
答：(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度是39km/h；
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是14400J。
25.已知重为4.8×104N的炮雾车在大小为6.0×103N的牵引力作用下，沿某平直道路匀速行驶50s，通过的路程为100m，忽略其质量变化，车轮与路面总接触面积为0.12m2，求：
(1)该过程牵引力做的功；
(2)该过程牵引力做功的功率；
(3)炮雾车对路面的压强。
【答案】(1)；(2)；(3)
26.(2020·柳州)如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以lm/s的速度匀速上升8m，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：
(1)汽车拉力的大小；
(2)汽车拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)1000N；(2)3000W；(3)90%
27.(2019·攀枝花)如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功。
(2)汽车对绳的拉力大小。
(3)斜面的机械效率。
【答案】解:(1)t时间内汽车对绳的拉力做的功
WF=Pt=120×103W×10s=1.2×106J。
(2)由图可知,承担对A拉力的绳子段数n=3,则拉力端移动速度vF=3v=3×2m/s=6m/s,则拉力端移动的距离sF=vF×t=6m/s×10s=60m,由W=Fs可得,汽车对绳的拉力F==2×104N。
(3)该过程做的有用功W有用=Gh=9×104N×10m=9×105J,
斜面的机械效率η=×100%=×100%=75%。6做功和简单的机械
一、选择题
1.(2019·东营)如图所示的简单机械中,忽略杠杆、滑轮、绳的自重及摩擦,当提起同一重物时,最省力的是(
)
A
B
C
D
2.(2020·永州)如图所示，在粗糙的轨道内，小球从a点静止释放，小球沿轨道运动到达c点时速度为0，b为轨道的最低点。下列正确的是(
)
A.小球从a点运动到b点的过程，重力势能逐渐减小
B.小球从b点运动到c点的过程，动能逐渐增大
C.小球从a点运动到c点的过程，机械能守恒
D.小球运动到c点后，小球一定沿原路径返回到达a点
3.(2020·河南)频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一,如图所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置,不计空气阻力,在小球下落的过程中,下列说法正确的是(
)
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在ab段做功比在cd段多
D.小球的重力在ab段做功比在cd段慢
4.(2020·随州)物块在水平拉力F(大小未知)的作用下，在水平直线轨道上运动(如图)，其中AB＝CD＝10m。已知物块在AB段和CD段分别以2m/s和5m/s的速度匀速运动，且在AB段、CD段所受摩擦阻力分别为1N和2N，则以下判断正确的是(
)
A.该物块在CD段的惯性比AB段大
B.该物块通过AB段和CD段所用的时间之比为2∶5
C.拉力F在AB段所做的功为20J
D.拉力F在CD段做功的功率为10W
5.(2020·达州)一轻质不等臂杠杆AOB的左右两端分别吊着一实心铝块和铜块,此时杠杆在水平位置平衡。现将铝块、铜块同时浸没在水中,如图WK16-16所示。已知ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铝=2.7×103kg/m3,ρ铜=8.9×103kg/m3,则下列判断正确的是(
)
A.A端下降
B.B端下降
C.仍然平衡
D.无法判断
6.(2020·重庆)滑轮是提升重物时经常用到的一种机械,工人师傅用500N的拉力F,利用图5所示的滑轮将重800N的重物在30S内匀速提高了6m下列判断正确的是(
)
A.绳端移动的速度为0.2m/s
B.该滑轮的机械效率为62.5%
C.工人师傅拉绳子的功率为200W
D.提升重物所做的有用功为3600J
7.(2020·泸州)如图所示，已知固定斜面长5m、倾角为30°，木箱重150N。某同学用大小为100N的推力沿斜面向上推木箱，使木箱沿斜面匀速从底端运动到顶端的过程中，关于木箱所受的力对木箱做的功，下列判断正确的是(
)
A.木箱克服重力做功的大小为500J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为250J
C.推力做功的大小为500J
D.斜面支持力做功的大小为375J
8.(2019·自贡)如图所示,物体A.B的重力分别为20N、10N,滑轮和绳子的重力忽略不计,此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动,若用力F向左拉物体A,使物体A向左做匀速直线运动,则(
)
A.F=20NB.F=10N
C.F=5N
D.F=30N
9.(2019·宁波)如图所示，长1m的粗细均匀的光滑金属杆可绕点O转动，杆上套一滑环，用测力计竖直向上拉着滑环缓慢向右移动，并保持金属杆处于水平状态。则测力计示数F与滑环离O点的距离s之间的关系图像为(
)
ABCD
10.(2020·滨州)如图所示,重800N的物体在100N水平拉力F的作用下,以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的是
A.拉力F做的功为400J
B.物体与地面间的滑动摩擦力为120N
C.额外功的功率为12W
D.若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
11.(2020·宜昌)如图所示为工地搬运砖头的独轮车,人抬起车把时,车体可以看成一个杠杆,关于这个杠杆,下列说法正确的是(
)
A.手握的位置靠近把手末端时更费力
B.砖头的位置远离车轮时抬起更省力
C.轮子的中心是杠杆的支点
D.图中拉力F大于重力G
12.(2019·贵阳)如图所示是吊车正在起吊货物的示意图。该装置通过液压伸缩撑杆推动吊臂并使吊臂绕O点转动,从而通过钢绳将货物缓慢吊起。假设撑杆对吊臂的作用力始终与吊臂垂直,仅通过转动吊臂提升货物的过程中,下列分析正确的是(
)
图WK16-4
A.撑杆对吊臂的作用力不断增大
B.钢绳对吊臂的作用力不断增大
C.撑杆对吊臂的作用力的力臂不断增大
D.钢绳对吊臂的作用力的力臂不断减小
13.(2019·连云港)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是(
)
A.F1=F2P1>P2
B.F1=F2P1C.F1>F2P1>P2
D.F1P2
14.(2019·济宁)两个滑轮按如图所示的方式组合,用5N的拉力F拉动绳端,使物体在5s内水平向左匀速滑动1m,物体与地面间的摩擦力为9N,下列选项正确的是(
)
A.A是定滑轮,B是动滑轮
B.拉力F做的功为5J
C.拉力F的功率为1.8W
D.滑轮组的机械效率为90%
15.(2020·遵义)如图所示,物体A.
B.C的重力都为8N,不计滑轮和绳的重力及滑轮摩擦,此时A.B两物体静止在水平面上。下列说法正确的是(
)
A.绳对O点的拉力为4NB.水平面对B的摩擦力为8N
C.A与B之间的摩擦力为2N
D.水平面对B的支持力为8N
二、填空题
16.(2019·宜宾)如图所示，一个物体静止于光滑水平面上的O点，在水平恒力F作用下开始向右加速运动，依次经过A.B.C三个点，且A.B之间和B.C之间的距离相等，F在AB段做功W1，做功功率P1；在BC段做功W2，做功功率P2，则有W1
W2，P1
P2。(选填“＞”“＝”或“＜”)
22.(2019·绍兴)如图是浙江大学机器人研究团队研发的名为“绝影”的四足机器狗，它能稳健地爬陡坡。它的出现，让我国四足机器人技术达到国际一流水平。机器狗质量为70kg，每只脚与地面接触面积为50cm2(g取10N/kg)。
(1)以行走的机器狗为参照物，旁边的台阶是
(选填“静止”或“运动”)的。
(2)机器狗行走时(两脚着地)，它对地面的压强为多少帕？
(3)机器狗爬上3m高的陡坡时，克服自身重力做功为多少焦？
23.如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3sF对物体做的功为_____J，3～6s物体受摩擦力大小为______N.6～9sF对物体做的功为_______J.
三、解答题
24.(2020·宜昌)为解决乡村快递派送的交通不便问题，某快递公司采用无人机(如图所示)将包裹送达每个村子的派送员，自动卸货后随即返航，继续其他配送?某次派送包裹质量12kg，飞行高度120m，10min内水平飞行里程6.5km?
(1)该次派送无人机水平飞行的平均速度是多少km/h？
(2)无人机提着包裹从地面匀速上升到120m高度的过程中，拉力对包裹做的功是多少？(g=10N/kg)
25.已知重为4.8×104N的炮雾车在大小为6.0×103N的牵引力作用下，沿某平直道路匀速行驶50s，通过的路程为100m，忽略其质量变化，车轮与路面总接触面积为0.12m2，求：
(1)该过程牵引力做的功；
(2)该过程牵引力做功的功率；
(3)炮雾车对路面的压强。
26.(2020·柳州)如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以lm/s的速度匀速上升8m，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：
(1)汽车拉力的大小；
(2)汽车拉力的功率；
(3)滑轮组的机械效率。
27.(2019·攀枝花)如图所示,在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s,经过t=10s,货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW,不计绳、滑轮的质量和摩擦,求:
(1)t时间内汽车对绳的拉力所做的功。
(2)汽车对绳的拉力大小。
(3)斜面的机械效率。