C◎F甲>F乙,η甲<η乙D◎F甲η乙
6◎(年安徽)如图X13-2-2所示,有一斜面长为L、高为h,现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端◎已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A◎η=
×100%B◎η=
×100%
C◎η=
×100%D◎η=
×100%
图X13-2-2
图X13-2-3
7◎用如图X13-2-3所示的滑轮组提起重1000N的货物,所用拉力是400N,绳的自由端被拉下2m◎关于这个滑轮组工作的下列说法正确的是( )
A◎总功是2000J
B◎额外功是100J
C◎有用功是400J
D◎机械效率是62◎5%
二、填空题
8◎如图X13-2-4所示的滑轮组,钩码总重6N,弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳,由图示中可读出此时弹簧测力计对细绳的拉力为________N,则该滑轮组的机械效率________%◎
图X13-2-4
图X13-2-5
9◎用图X13-2-5所示的滑轮组将重G=12N的物体匀速提升20cm,所用的拉力F=5N,所做的有用功为________J,机械效率为________◎当改为提升17N的重物时,该滑轮组的机械效率为________◎(忽略摩擦阻力)
10◎将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端◎已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功是________J,推力做的有用功是________J,物体的重量是________N◎
图X13-2-6
11◎(年潍坊)如图X13-2-6所示,用两个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组,每个滑轮重为30N◎用这个滑轮组把重300N的物体匀速提升2m,不计绳重及摩擦,则拉力F的大小是________N,滑轮组的机械效率为________◎
知识自助餐B
三、实验题
12◎(年遵义)小明在测量滑轮组的机械效率的实验中,所用装置如图X13-2-7所示◎实验中每个钩码重2N,测得的数据如下表:
实验次数
物理量
钩码总
重G/N
钩码上
升的高
度h/m
弹簧测力
计的示数
F/N
弹簧测力
计移动的
距离s/m
机械
效率
η
1
4
0◎1
1◎8
0◎3
2
6
0◎1
2◎4
0◎3
83%
3
4
0◎1
1◎4
0◎5
57%
4
4
0◎2
1◎4
1◎0
57%
图X13-2-7
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量竖直向上________拉动弹簧测力计且在拉动过程中读数◎
(2)第1次实验测得的机械效率为________◎(结果保留两位有效数字)
(3)分析表中的数据可知,第2次实验是用______图做的;第4次实验是用______图做的◎(填“甲”、“乙”或“丙”)
(4)分析第1、2次实验数据可知,使用同一滑轮组,____________可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验的数据可知,使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率________◎
(5)分析第3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度__________◎
四、计算题
13◎如图X13-2-8所示,用滑轮组匀速提起一个重为400N的物体,物体在5s内竖直上升了2m,人拉绳的力为250N◎(不计绳重及摩擦)
(1)对重物做的有用功是多少?
(2)人拉绳子做功的功率是多少?
图X13-2-8
知识自助餐C
14◎(年阜阳)现有一重为3000N的包装箱,工人师傅想把它搬到1◎2m高的车厢上,他们用木板在车厢与地面之间搭成一个长度约为4m的简易斜面,如图X13-2-9所示,工人师傅站在地上用1200N的推力沿斜面把包装箱匀速推上车◎求:
图X13-2-9
(1)该斜面的机械效率是多少?
(2)包装箱在斜面上运动时所受摩擦力多大?
第3课时 机械能及其转化
知识自助餐A
一、选择题
1◎(年广州)跳远运动的几个阶段如图X13-3-1所示,则运动员( )
图X13-3-1
A◎助跑阶段机械能不变
B◎起跳时机械能为零
C◎经过最高点时动能最大
D◎经过最高点时重力势能最大
2◎跳伞运动员在空中匀速下落时,以下说法中正确的有( )
A◎重力势能减少,动能增加,机械能不变
B◎重力势能增加,动能减少,机械能不变
C◎重力势能减少,动能不变,机械能减少
D◎重力势能增加,动能不变,机械能增加
3◎小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例,如下图所示,其中机械能增大的是( )
4◎(年梅州)如图X13-3-2所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为65J,则滑到底端的动能是( )
图X13-3-2
A◎35JB◎50J
C◎55JD◎65J
5◎下列各图与相应描述不相符的是( )
A◎足球被守门员接住过程中,球的运动状态改变
B◎乒乓球在空中向前飞行时不受到球拍的作用力
C◎冰壶被发出后仍能继续前进是因为冰壶具有惯性
D◎垒球被抛出在空中飞行时球的机械能增加
6◎如图X13-3-3所示的地铁,进站与出站的轨道都与站台构成一个缓坡◎为了充分利用能量,火车上坡前关闭发动机,由于惯性冲上缓坡,则上坡时火车的动能、重力势能分别( )
图X13-3-3
A◎增大、减小B◎减小、增大
C◎减小、减小D◎增大、增大
7◎如图X13-3-4所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化◎则( )
图X13-3-4
A◎小球在A处的动能等于在D处的动能
B◎小球在A处的动能大于在D处的动能
C◎小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D◎小球在B处的机械能等于在C处的机械能
8◎下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力),正确的是( )
A◎雨滴受到平衡力的作用
B◎雨滴下落过程中机械能保持不变
C◎雨滴受到的重力大于它受到的阻力
D◎雨滴的重力势能转化为动能
二、填空题
9◎在抗震救灾中,空降部队的战士空降到汶川◎战士在跳伞时,如果在空中未打开伞,且加速下降(不计空气阻力),则他的动能________,势能________◎如果伞打开后,战士匀速下降,则此时他的机械能________◎(填“增大”、“减小”或“不变”)
10◎(年株洲)汽车刹车过程中,动能________(填“增大”、“减小”或“不变”),这是由于汽车在刹车时克服____________做功,使机械能转化为内能◎
11◎(年广州)甲站在0◎5m/s匀速上行的自动扶梯上,乙站在0◎7m/s匀速下行的自动扶梯上◎甲、乙两人质量相等,甲上行中动能________(填“增加”、“不变”或“减少”)◎某时刻他们的位置如图X13-3-5所示,该时刻甲的重力势能________乙的重力势能,甲的机械能________乙的机械能(填“大于”、“等于”或“小于”)◎
图X13-3-5
图X13-3-6
12◎如图X13-3-6所示,运动员射箭时用力将弓拉开,在放开箭的瞬间,弓的________能转化为箭的______能,箭在空中向上飞行的过程中,箭的____________能增大◎
知识自助餐B
三、实验题
13◎(年滨州)小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关,于是设计了如图X13-3-7甲、乙所示的实验,探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系◎
图X13-3-7
(1)图甲中让质量不同的两个小球从斜面的同一高度自由滚下,目的是使两球到达水平面时,具有相同的________◎
(2)选用图甲探究的是动能与________的关系,比较分析实验现象,得出的结论是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________◎
(3)选用图乙探究的是动能与____________的关系,比较分析实验现象,得出的结论是:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________◎
四、综合能力题
14◎(年丽水)小华为了探究物体动能的大小与质量、速度的关系,设计了如图X13-3-8甲、乙所示的实验◎
图X13-3-8
实验甲:
质量相同的两个小球,沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示◎
实验乙:
质量不同的两个小球,沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动,然后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示◎
(1)要探究物体动能的大小与速度的关系应选用________(填“甲”或“乙”)图◎
(2)甲、乙两组实验可以得出的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________◎
(3)这个实验中,利用木块被碰撞后移动的________来比较物体的动能大小◎下列实例中与此实验方法相同的有________(填编号)◎
①认识电流大小时,用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③用酚酞试液滴入溶液变成红色来判断溶液呈碱性
第十三章 机械功与机械能
第1课时 功和功率
1◎C
2◎D 解析:
任何机械都不省功◎
3◎B 4◎C 5◎C 6◎A 7◎B
8◎150 300
9◎静止 24 8 解析:
第6~9s物体匀速运动了6m◎
10◎60 75%
11◎
(1)440
(2)80 96 (3)91◎7%
12◎
(1)台秤(或磅秤) 刻度尺(卷尺) 秒表(手表)
(2)B
(3)表格如下:
箱子重
G/N
上楼梯所用
的时间t/s
一楼到三楼的
竖直高度h/m
搬运器材的
功率P/W
13◎解:
(1)G=mg=65×1000kg×10N/kg=6◎5×105N◎
(2)W=Gh=6◎5×105N×20m=1◎3×107J◎
P=
=
=6◎5×104W◎
14◎解:
(1)s=vt=10m/s×30s=300m◎
(2)W=Fs=20N×300m=6000J◎
(3)P=
=
=200W◎
第2课时 机械效率
1◎C 2◎B 3◎C
4◎C 解析:
斜面省力费距离◎
5◎A
6◎D 解析:
克服物体重力做的有用功W有用=Gh,克服摩擦力做的额外功W额=fL,拉力做的总功W=FL=W有用+W额=Gh+fL,机械效率η=
×100%◎
7◎D 解析:
总功为W总=Fs=400N×2m=800J,有用功为W有=Gh=G·
=
=500J,机械效率η=
×100%=
×100%=62◎5%◎
8◎2◎4 83◎3
9◎2◎4 80% 85% 解析:
所做的有用功W有用=12N×0◎2m=2◎4J◎根据滑轮组的绕线方式可知绳子自由端s=3h=0◎6m,所做的总功W总=Fs=5N×0◎6m=3J◎机械效率η=
=80%◎
因忽略摩擦阻力,所以W滑轮=W总-W有用=0◎6J,则G滑轮=
=
=3N,提升17N重物时的机械效率为:
η′=
=
=85%◎
10◎1200 900 900
11◎110 90◎9% 解析:
绳子的股数为3股◎
12◎
(1)匀速
(2)74% (3)乙 丙
(4)增加物重 越低 (5)无关
13◎解:
(1)有用功W有=Gh=400N×2m=800J◎
(2)绳子移动距离s=2h=2×2m=4m
总功W总=Fs=250N×4m=1000J
功率P=
=
=200W◎
14◎解:
(1)W有用=Gh=3000N×1◎2m=3◎6×103J
W总=Fs=1200N×4m=4◎8×103J
η=
=
=75%◎
(2)W额外=W总-W有用=1◎2×103J
F摩擦力=
=
=300N◎
第3课时 机械能及其转化
1◎D 2◎C 3◎A 4◎D
5◎D 解析:
若忽略空气阻力,则机械能不变;若不忽略,则机械能减小,D错◎
6◎B
7◎D 解析:
小球机械能守恒◎
8◎A
9◎增大 减小 减小
10◎减小 摩擦力(或“阻力”)
11◎不变 等于 小于
12◎弹性势 动 重力势
13◎
(1)速度
(2)质量 运动速度一定时,质量越大,物体的动能越大
(3)运动速度 质量一定时,物体的运动速度越快,物体的动能越大
14◎
(1)甲
(2)物体质量相同时,速度越大动能越大;速度相同时,物体质量越大动能越大
(3)距离长短(或“距离”) ②③