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第十章
机械与人
探究专训习题
沪科版物理八年级全一册
1.如图所示,轻绳连接质量为m1和m2的两个物体,处于静止状态。已知m1合作探究
(1)绳A的拉力为________。
【点拨】由图可知,滑轮为定滑轮,且m1m1g
(2)磅秤读出的质量为__________。
m2-m1
2.【中考?遂宁】如图,甲物体静止放置于水平地面上时,对地面的压强为p1;轻质杠杆AB的支点为O,OB=3AO,现在杠杆的A端用轻绳将甲物体吊起,在杠杆的B端悬挂质量为4
kg的乙
物体,杠杆在水平位置平衡,
此时甲物体对地面的压强为p2,
且p1=3p2。(g取10
N/kg)求:
(1)杠杆A端受到的拉力是多少牛?
(2)甲物体的重力是多少牛?
3.【中考?营口】如图所示,物体重为20
N,某人在5
s内用4
N的拉力匀速地将该物体在水平方向移动了1
m,则绳子自由端移动的速度为________m/s,拉力做功为________J,此物体受到的摩擦力为________N。(不计滑轮重、绳重、滑轮与轴及
滑轮与绳之间的摩擦)
【答案】0.4;8;8
4.【中考?自贡】如图所示,A物体受到的重力是100
N,在拉力F的作用下,能以0.2
m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5
N,滑轮组的机械效率为80%,试问:
(1)5
s内拉力F所做功的大小是多少?
解:如图所示,有三股绳子作用在动滑轮上,即n=3,则绳子自由端移动的速度:v=3v物=3×0.2
m/s=
0.6
m/s;5
s内绳端移动的距离:s=vt=0.6
m/s×5
s=3
m;5
s内拉力所做的功:W总=Fs=5
N×3
m=15
J。
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
5.【中考?广东】如图是某装置利用浮力进行自动控制的原理图,AOB为一杠杆(质量忽略不计),
OA:OB=1:2。
A端用细线挂一空心铝球,质量为2.7
kg。当铝球一半体积浸在水中,在B端施加3.5
N的竖直向下的拉力F时,杠杆恰好在水平位置平衡。铝球实心部分的体积为________m3
,铝球受到的浮力为________N,铝球空心部分的体积为________m3。(ρ铝=2.7×103
kg/m3,g取10
N/kg)
对铝球进行受力分析可知,铝球受重力、浮力和杠杆对它的拉力三个力作用保持平衡状态,则G球=
FA′+F浮,根据力的相互性,FA′=FA=7
N,因此
F浮=G球-FA′=27
N-7
N=20
N;
【答案】1×10-3;20;3×10-3
6.【中考?天门】在某次河道治理的行动中,发现了一块重为2×104
N的花岗岩沉在河底,为了把它打捞上来,现用滑轮组将这块浸没在水中的花岗岩以0.5
m/s的速度匀速提起,动滑轮重为4×103
N。
如图所示,花岗岩没有露出水面时,
绳端的拉力为8×103
N,不计绳重、
摩擦及水的阻力。求:
(1)花岗岩浸没在水中匀速上升时,拉力的功率。
(2)花岗岩完全露出水面后,匀速上升过程中滑轮组的机械效率(结果保留到0.1%)。
(3)花岗岩的密度。(g取10
N/kg)
1.【中考?大连】在抗震救灾中,要空投救灾物资。物资在加速下落的过程中( )
A.动能不变,重力势能变小
B.动能不变,重力势能不变
C.动能变大,重力势能变小
D.动能变小,重力势能变小
C
合作探究
2.【中考?成都】如图所示,小邦在国色天乡玩蹦极,不考虑空气阻力,关于他在下降过程中的
能量分析,下列说法正确的是( )
A.弹性绳绷直前,重力势能增大,动能减小
B.弹性绳绷直前,重力势能减小,动能不变
C.下降到最低点,动能最小,弹性势能最大
D.下降到最低点,重力势能最大,弹性势能最小
【点拨】下降到最低点时,人的速度减小为0,动能最小;高度最小,重力势能最小;弹性绳的形变最大,则弹性势能最大,故C正确。
【答案】C
3.【中考?桂林】如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两个点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是( )
A.物块在a点动能大
B.物块在b点动能大
C.物块在b点重力势能大
D.物块在a、b两点的重力势能一样大
【点拨】物块在光滑斜面上由静止开始下滑(不计空气阻力),在下滑过程中,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能变大;由于a点的位置要高于b点的位置,则物块在a点的重力势能大于b点的重力势能;物块在下滑过程中动能变大,物块在b点动能大,故B正确。
【答案】B
4.【中考?白银】在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示,若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到最高点的过程中,球受________个力的作用,球的机械能______(填“增大”“减小”或“不变”),在最高点时,球的
动能________(填“大于”或
“等于”)零。
一(或1)
不变
大于
5.【中考?长沙】下列有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能
增大
B
6.【中考?乐山】如图甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。从a处至c处的过程中,小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示。不计空
气阻力,则从a处至c处的过程
中,下列说法中正确的是( )
A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B.小球的重力势能先减小后增大
C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D.小球的动能一直减小
【点拨】当小球速度减小时,重力小于弹力,故A错误;小球高度一直减小,质量不变,因而其重力势能一直减小,故B错误;小球减少的机械能用来克服弹簧的弹力做功,转化为弹簧的弹性势能,故C正确;从a处到b处,小球速度增大,动能增大,故D错误。
【答案】C
7.【中考?无锡】如图,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置。小球从a运动到c的过程中,在________(填“a”“b”或“c”)位置机械能最大;从b到c的过程中,小球的动能转
化为弹簧的______________。
【点拨】由题意可知,小球从a运动到b的过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,到达b点时,弹簧恢复原状,不计摩擦阻力,其弹性势能全部转化为小球的动能;再从b运动到c时,弹簧被拉伸,小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能会变小。因此,在b点时小球的机械能最大。
【答案】b;弹性势能
8.【中考?襄阳】在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能Ek随时间t变化的图像最接近的是( )
【点拨】小明把排球竖直向上抛出,排球向上运动,高度变大,速度减小,动能转化为重力势能,动能减小,到达最高点时速度为0,动能为0,排球在重力的作用下向下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,动能变大,故动能先变小至0,然后再变大,故A符合题意。
【答案】A
9.【中考?娄底】如图所示,小球从距离地面一定高度的O点沿x轴竖直落下,不计空气阻力,图像表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况。E可能表示小球的( )
A.动能
B.弹性势能
C.机械能
D.重力势能
【点拨】如题图所示,横坐标代表的是能量E,纵坐标代表的是小球下落的高度x。由图可知随着高度的减小,该能量是增加的,故选A。
【答案】A
10.如图所示,a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中________是动能—高度关系图线,小石块达到的最大高度为________m,
小石块在最高点时的机械能为
________J。
【点拨】b图线表示高度越高,能量越大,故b图线表示的是重力势能与高度的关系。不计空气阻力,小石块上升时,动能全部转化为重力势能,动能减小,重力势能增大,故a图线表示的是动能与高度的关系。由图可知,小石块到达的最大高度是4
m,此时其动能为0,重力势能为2
J,由于机械能=动能+势能,故小石块在最高点时的机械能为2
J。
【答案】a;4;2