沪粤版物理九年级上册第十一章机械功与机械能习题 8Word格式文档下载.docx
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4.一辆质量为1.5t的小货车载有0.8t的货物,沿平直的公路匀速行驶500m所用的时间为500s,受到的阻力为车对地面压力的0.05倍（g取10N/kg）。
（1）货车的牵引力是多少?
（2）牵引力做功及其功率是多少?
解:
（1）车对地面的压力
F压=G总=（m车+m货）g=（1.5×
103kg+0.8×
103kg）×
10N/kg=2.3×
104N
因货车沿平直的公路匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以货车的牵引力F=f=0.05F压=0.05×
2.3×
104N=1150N
（2）牵引力做的功
W=Fs=1150N×
500m=5.75×
105J
牵引力做功的功率
P==1150W
类型2 功与机械效率
5.某社区的送水工人坐电梯把一桶20kg的矿泉水从一楼匀速送到八楼的住户家,电梯对水做功 4200 J,送水过程中电梯的效率为 4.8% （每层楼高为3m,工人的质量为50kg,电梯自重3500N,水桶质量和摩擦不计,g取10N/kg）。
6.如图所示,某建筑工人用滑轮组在20s内将重为540N的重物匀速提升3m,所用拉力为200N,则他所做的有用功是 1620 J,滑轮组的机械效率是 90% 。
7.（哈尔滨中考）如图所示,利用滑轮组将重力为2N的物体,以0.2m/s的速度提升0.1m,拉力F为1.2N,下列说法正确的是（C）
A.绳自由端移动的速度为0.6m/s
B.这个滑轮组是费力机械
C.滑轮组的机械效率为83.3%
D.F所做的有用功为0.24J
8.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为100N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m,不计摩擦和绳重。
图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
请回答下列问题:
（1）图乙中阴影部分的面积表示的物理量是什么?
并求出该物理量的大小;
（2）求滑轮组提升该重物时的机械效率;
（3）若绳子所能承受的最大拉力为60N,求滑轮组的最大机械效率。
（1）纵坐标表示拉力的大小F=40N,横坐标表示绳自由端移动距离s=3m
则阴影部分的面积表示拉力所做的总功
W总=Fs=40N×
3m=120J
（2）由题图甲可知,承担物重的绳子有效股数n=3,则绳自由端移动距离s=3h
物体提升高度h=s=×
3m=1m
拉力做的有用功W有用=Gh=100N×
1m=100J
滑轮组的机械效率
η=×
100%=×
100%≈83.3%
（3）不计摩擦和绳重,拉力F=（G+G动）
则动滑轮的重力G动=3F-G=3×
40N-100N=20N
若绳子所能承受的最大拉力F最大=60N,由F=（G+G动）可得,提升的最大物重
G最大=3F最大-G动=3×
60N-20N=160N
因为滑轮组的机械效率
100%
所以此时滑轮组的最大机械效率
η'
=×
100%≈88.9%
类型3 测量机械效率
9.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某实验小组用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组。
实验测得的数据如表所示。
次数
物体的
重力G/N
提升高
度h/m
拉力
F/N
绳端移动的
距离s/m
机械
效率η
1
2
0.1
0.3
66.7%
3
1.4
71.4%
4
1.8
74.1%
1.5
0.2
（1）把表格内的第4次实验数据补充完整（结果精确到0.1%）。
这次数据是用 乙 （选填“甲”或“乙”）图中所示的滑轮组测得的;
（2）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,增加物重可使滑轮组的机械效率 变大 （选填“变大”“变小”或“不变”）;
在第1次实验中,拉力F所做的额外功为 0.1J ;
（3）若不计摩擦和绳重,用第1次实验的装置以0.1m/s的速度匀速提起5N的物体,拉力的功率是 0.6 W;
（4）某同学认为,使用相同的滑轮所组成的滑轮组提升同一个重物时,越省力的滑轮组其机械效率越大,他的想法正确吗?
请你利用补充完整后的表格中的数据说明你的判断:
不正确;
第1次比第4次省力,但两次的机械效率却相同 。
类型4 机械能及其转化
10.（连云港中考）如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。
从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行。
进站时将 动 能转化为 重力势 能储存起来,此过程中机械能总量 减少 。
11.（济宁中考）如图所示,跳水运动员为获得充足的空间滞留时间,都会在跳水前先用力下压跳板,以便利用跳板的 弹性势能 让自己上升得更高。
不计空气阻力,运动员从离开跳板到入水的过程中, 入水 （选填“离开跳板”“最高点”或“入水”）时动能最大。
12.（苏州中考）质量为m的小环穿在固定的光滑曲杆上,从某点A静止释放后沿曲杆运动,如图所示,不计空气阻力,下列说法正确的是（D）
A.只要A点高于D点,小环就能到达D点
B.若小环能到达D点,离开D点后将竖直向下运动
C.小环从A点到D点,重力势能一直减小,机械能不变
D.小环从A点到B点,动能一直增加,机械能不变
13.将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。
图中的摆长L都相同,θ1<
θ2,球A、B的质量分别为mA、mB（mA<
mB）。
（1）如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置,这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 质量 无关;
（2）如图甲、乙所示,观察到B球能将木块C撞得更远,由此可得出结论:
当速度相同时,物体的质量越大,动能越大 ;
（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度 小于 （选填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。
如图乙、丙所示,图丙中木块C滑行得更远些,由此可得出结论:
当质量相同时,物体的速度越大,动能越大 。
14.（安徽中考）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理:
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。
起点位置越高,该速度越 大 ;
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,在水平木板上撞击木块,木块运动的距离越长,运动钢球所具有的动能越 大 ;
（2）实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动的起点位置越 高 ,木块运动的距离越长;
②质量不同的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,在水平木板上撞击木块,钢球的质量越 大 ,木块运动的距离越长。
实验一:
测量滑轮组的机械效率
1.实验原理:
100%。
2.实验器材
刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、滑轮组,长约2m的细绳。
3.实验步骤
组装滑轮组,挂上钩码,用弹簧测力计拉动细绳,使钩码匀速上升,测出钩码重力、细绳拉力、钩码上升的高度和绳子自由端移动的距离,计算滑轮组的机械效率。
4.实验结论
滑轮组的机械效率与提升物体的重力、滑轮组的自身结构及摩擦有关。
（1）滑轮组相同时,提升的物体越重,机械效率越大。
（2）提升物体重力相同时,滑轮组结构越简单,机械效率越大。
【针对训练】
1.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,实验数据记录如下:
实验
物体
重力/N
提升
高度/m
拉
力/N
弹簧测力计移
动的距离/m
2.0
50%
6
①
②
（1）实验中要竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计,使物体升高;
（2）图乙中弹簧测力计的示数为 3.2 N,表格中②处数据应为 62.5% ;
（3）如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 不变 （选填“变大”“不变”或“变小”）。
实验二:
探究动能的大小跟哪些因素有关
1.实验器材:
两个质量不同的钢球、斜面、木块。
2.实验方法:
控制变量法。
3.实验过程
研究动能大小与物体质量的关系时,将两个质量不同的钢球放在斜面相同高度处滚下,观察木块运动的距离;
研究动能大小与物体速度的关系时,用同一个钢球分别放在斜面的不同高度处滚下,观察木块运动的距离。
物体动能与物体质量和速度有关,质量越大,速度越大,动能越大。
2.在“探究影响动能大小的因素”实验中,如图a、b、c所示,让质量为m、2m的两个小球分别从斜面上由静止滚下,小球撞击放在水平木板上的木块,使木块滑动,虚线位置为木块滑动一段距离后停止的位置。
（1）小球动能是由 重力势能 （填某种能量）转化来的;
（2）实验中通过 木块滑动的距离 反映小球动能的大小;
（3）比较 a、c 两图进行的实验,可以探究小球的动能与速度的关系;
（4）比较a、b两图进行的实验,可以得出小球的动能随质量的增大而 增大 。
1.重力势能
物体重力势能Ep与质量m、高度h之间的定量关系:
Ep=mgh。
2.动能与动能定理
物体动能Ek与质量m、运动速度v之间的定量关系:
Ek=mv2;
合外力对物体所做的功等于物体动能的增加量:
=W合。
1.质量为2kg的物体受到一个竖直向上的拉力F=30N,物体上升了4m的高度,则在这一过程中,重力势能的增量为 80 J,动能的增量为 40 J（g取10N/kg）。
2.物理学中,物体的重力势能的表达式为Ep=mgh,动能的表达式为Ek=mv2,其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,v为物体的运动速度,g为常量,取10N/kg。
如图是运动员投掷铅球的场景,运动员在距地面高h=1.5m处,将质量为4kg的铅球以6m/s的速度沿斜上方抛出,空气阻力忽略不计。
求:
（1）铅球刚被抛出时的动能和重力势能;
（2）铅球落地前瞬间的动能。
（1）根据题干中动能和重力势能的表达式可知,铅球刚被抛出时,动能
Ek1=mv2=×
4kg×
（6m/s）2=72J
重力势能Ep1=mgh=4kg×
10N/kg×
1.5m=60J
（2）由于不计空气阻力的影响,故铅球从被抛出到落地前的瞬间机械能守恒,落地前瞬间铅球的重力势能为Ep2=0,所以重力势能的减少量为Ep1-Ep2=60J
因此动能的增加量为Ek2-Ek1=60J
故Ek2=Ek1+60J=72J+60J=132J
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