第十一章机械功与机械能.docx

第十一章机械功与机械能一、填空题（每空2分洪32分）1 .用细线将铁锁系好后,固定在天花板上,如图所示,忽略空气阻力,铁锁从A点摆动到最低点的过程中,能转化为能.第1题图第3题图2 .公路上都有限制汽车速度的标志以减少交通事故,这是因为汽车的速度越大,能越大;大卡车的最高限速相对于小轿车的最高限速（选填“大一些，“小一些”或“一样大”）.3 .生活中,人们通常用两种方法来比较做功的快慢:方法为相同的时间比较做功的多少,方法为.如图表示的是用挖土机挖土比人力挖土快得多,所用的是判断方法（选填“”或"”）.物理学中用功率描述做功的快慢,公式为P二.4 .如图所示,在拉力厂的作用下,重ION的物体A匀速上升了1%不考虑摩擦和绳重,若滑轮的重力为2N,则拉力尸的大小为N；提升物体A做的有用功为_J.第4题图第5题图5 .一颗子弹从枪膛里水平射出,子弹在枪膛里受到的气体作用力为600N,枪膛长60C叫射出的子弹在空气中飞行了50叫则气体在枪膛里对子弹做的功为J.如图是子弹快速击穿酒杯的瞬间,说明子弹具有较大的能.6 .如图所示,用拉力少匀速提起重力为20N的物体4不计摩擦,拉力少的大小为N.若物体力在20S内上升了8m,则此过程中拉力尸做的功为J,功率为_W./“/第6题图第7题图7 .如图所示,汽车车厢到地面的高度/尸1.5叫斜面的长度s=3m,现有一工人师傅用F=I200N的力沿斜面把重力G=I800N的汽油桶匀速推到车上.则工人师傅所做的有用功为J,斜面的机械效率为.二、选择题（每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分）8 .下列关于功和能的叙述中,正确的是（）A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能B.吊在天花板上的吊灯静止,所以没有能C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多D.没有做功的物体不具有能9.如图所示,在台球比赛中,选手推动球杆撞击白球,白球开始运动,然后碰撞其他球.以下说法正确的是（）A.在水平桌面上滚动的球受到了重力,重力对它做了功B.手推动球杆前进时,手对球杆做了功C.桌面对球的支持力对球做了功D.白球撞击其他球后没有静止,是因为人的手还在对白球做功10 .随着社会的发展,城市高楼林立,高空抛物致人受伤事件频频发生.2021年1月1日起,我国民法典将高空抛物列入违法行为.物体在下落过程中速度逐渐增大,每下落1m,重力做功的平均功率将（）A.逐渐变大B.逐渐变小C.保持不变D.无法判断11 .在篮球训练中,小戴把篮球竖直向上抛出,篮球在运动过程中动能/：；随时间t变化的关系图像最接近下列选项中的（）12 .一个滑轮组经改进后机械效率提高了,若用它将同一物体匀速提升同样的高度厕改进后与改进前相比（）A.有用功减少,总功减少B.有用功增加,总功增加C.有用功不变,总功不变D.有用功不变,总功减少13.如图所示,水平地面点两侧粗糙程度不同,物体一直受到沿水平方向3N的力F.物体经过必点开始计时,每经过相同时间,记录下物体的位置.物体在初段做匀速直线运动,力尸在拗；”段所做的功分别为除、磔,功率分别为几、4,则r=3N*=3NA.B.%、汹,C. Pu,>PopD.P4<P0f,14.宇宙中的陨石碎片以极高的速度穿过地球大气层时,由于摩擦发出耀眼的火光,形成如图所示的流星雨.若不考虑下落过程中陨石碎片的质量变化,则其在加速坠落时（）A.重力势能不断增加,动能不断增加,机械能增加B.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能减少C.重力势能不断增加,动能不断减少,机械能不变D.重力势能不断减少,动能不断增加,机械能不变A.甲:悬停在空中的热气球不具有机械能B.乙:蹦极的人从高处下落的过程中只具有重力势能C.丙:瀑布将水的动能转化为重力势能D. 丁:带发条的玩具可将弹性势能转化为动能16.（多选）如图所示,甲、乙两套装置中每个滑轮的质量均相等,用甲、乙两套装置分别将所挂重物（重力分别为G、G）在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度.若G=G,所用竖直向上的拉力分别为£和尻拉力做功的功率分别为A和几两装置的机械效率分别为必和人（忽略绳重和摩擦）,则下列选项正确的是（）A.FKB.Fx>F2C.产2P=PD.A<7三、实验探究题（共21分）17. （7分）在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,已知木块从B、C的质量关系为m=mKnk三个完全相同的木桩和三个木块从高处由静止释放时的位置如图甲所示;木桩被击打后陷入沙中的情形如图乙所示,木块反C将木桩打入沙中的深度相同.a c三岳（I）实验时,木块应在木桩的位置由静止释放.比较木块/1和将木桩打入沙中的深度,可以初步得出结论:在质量一定时,物体所处的高度越高,重力势能（选填“越大”或“越小”）.木块8和C将木桩打入沙中的深度相同,由此小刚认为:物体重力势能的大小与质量无关.你认为小刚的判断是（选填“正确”或“错误”）的,理由是.实验时,我们可以通过观察木桩陷入沙中的深度来判断木块重力势能的大小，下列实验也采用了该方法的是.A.学习光的三原色时,与颜料三原色作比较B.研究发声的音叉是否振动时,把音叉放进水里观察到水花四溅18. （8分）体育生成昊泽向电梯挑战,跑楼梯锻炼身体.他在1层按下电梯的第13层按钮后,拔腿往楼梯上冲,结果从第1层楼到第13层楼所用的时间比电梯少.成昊泽想知道自己上楼的平均功率,需要的器材是刻度尺和.（已知成昊泽的重力为6）实验步骤：用刻度尺量出一级台阶的高度为力,并算出一层楼的台阶数为,若每节台阶等高厕第13层楼的高度为；_；成昊泽从第1层楼到第13层楼的平均功率氏（用已知量和测量量的符号表示）.19. 新风向创新实验（6分）物理实验兴趣小组间开展竞赛活动,甲组出题,乙组用实验的方法解答.甲组用布帘将一个滑轮组遮蔽,如图所示.乙组同学通过测量:滑轮组下方所挂重物的重力为G,重物被匀速提升的高度为“施加在滑轮组绕绳的自由端的拉力为£绳子自由端移动的距离为力,得到了如表所示的三组实验数据.乙组同学分析实验数据后解答了“布帘背后的秘密”这个问题.假设你是乙组成员,请判断:实际使用了（选填“一”或“两”）个动滑轮.若不计摩擦,滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）的总重力约为N.（3）若不计摩擦,当提升重物的重力为伊4N时,该滑轮组的机械效率为%.四、计算题（共20分.解答时要求写出必要的文字说明、公式和主要计算步骤）20. （10分）如图甲所示的地面清洁机器人,质量为3kg,它在水平地面上做匀速直线运动时,所受的牵引力与速度的关系如图乙所示.（第10Nkg）该机器人的水平牵引力为300N时,它沿直线匀速运动2s能通过多远的路程？此时水平牵引力做了多少功？该机器人在水平地面上以0.5m/s的速度做匀速直线运动时,水平牵引力的功率是多大？300FZN0.2 0.4 0.6 W(m s,) 乙21. （10分）为了改善老旧住宅楼的保温效果,某地开展了“暖房子工程”，如图所示为施工现场使用的提升装置.已知被提升的建筑材料的质量为200kg,动滑轮的重力为500N,拉力厂在10s内将重物匀速提升了10叫不计绳重及摩擦.（衣10Nkg）求：提升装置所做的有用功;(2)拉力厂的功率；(3)该装置的机械效率.参考答案与深度解析/选择题答案速查8910111213141516abaddbdbc重力势动动小一些【解析】汽车的质量一定时,速度越大,汽车具有的动能越大;大卡车的质量大,为了减小大卡车的动能,其最高限速相对于小轿车的最高限速要小一些.做相同的功比较所用时间的多少610G+G【解析】由题意知,力,因不计绳重和摩擦厕Q一里二生普6N,提升物体力做的有用功/有二G物/FION×lm=10J.360动【解析】已知子弹在枪膛里受到的气体作用力为600N,枪膛长为60cm=O.6m,则气体在枪膛里对子弹做的功W=Fs三600【易错】子弹在空气中飞行时,气体不再对子弹做功N×0.6m=360J.高速运动的子弹具有较大的动能.201608思路导图求功率270075%思路导图机械效率7=%.27J亡;36OoJ技巧点拨机械效率的计算方法块面的候勺速斜程向上度、斜运面的粗动）糙程度有关重力的方向与球运动的方向垂直,重力对球不做功,【提示】重力的方向是竖直向下的故A错误;手推动球杆前进时,有力有距离,做了功,故B正确;桌面对球的支持力的方向与球的运动方向垂直,支持力对球不做功,故C【提示】支持力的方向此时是竖直向上的错误;白球撞击其他球后,手对白球没有力的作用,所以手对白球没有做功,故D错误.物体在下落过程中重力不变,速度逐渐增大,根据V片二”可知,每下落1叫重力做功的平均功率将逐渐变大.ILArE思路导图篮球的I萼卜升目篮球的篮球被竖直向上抛出运动情况基直下落速度大小变化速度先变小为零然后交大动的素据小因根大晌分析四个选项可知，A符合题意篮球的动能先交小为零后交大将同一物体提升同样的高度,所做的有用功不变,改进后与改进前相比机械效率提高了,则说明所做的额外功减少了,总功减少了.思路导图已知 SMf=3 inW=Fs即 n=R"=3Nx3n=9JP=JLIMN段所用时间为2f.。段所用时间为/每经过相同时 间，记录下物 体的位置陨石碎片在空中加速坠落时,不考虑陨石碎片的质量变化,速度增大,高度减小,所以动能增加,重力势能减少;由于陨石碎片要克服摩擦做功,所以机械能减少.故选B.选项分析正误A悬停在空中的热气球具有重力势能XB蹦极的人从高处下落的过程中具有重力势能,也具有动能×C瀑布将水的重力势能转化为动能玩具的发条发生弹性形变时XD具有弹性势能,发条的弹性势能可转化为玩具的动能G+G(>2+CGi+(jR、F3-3'*>£；设重物上升高度为h总功W=FS=(G+G LGlh Ga动)4(G+G 汕 G+G '动动- G?h _ G? _ Gl (G2+G动)九 G2+G动 G1+G动,(G+G )广 2； X与-H笠动)h,%=EzS2=(G2+GPx=P2.故选BC.（除标注外,每空1分）正上方越大错误反。两木块由静止释放的高度不同（合理即可）（2分）（4）B（2分）（每空2分）秒表（l）127（2）用秒表测出成昊泽从1层到13层所用的时间为t【解析】一级台阶的高度为力,一层楼的台阶数为亿则一层楼的高度为nh第13层楼的高度为12无（3）成昊泽从第1层到第13层所做的功佐1267也上楼的平均功率刀上一I2。，访（每空2分）一（2）180【解析】利用第I次实验数据可得绳子的有效段数方）二需-3,利用第2、3H10.0cm次实验数据得出一样的结果，故实际使用的动滑轮【点拨】若有两个动滑轮,有效段数为4或5G+G珏有一个X2）若不考虑摩擦,则利用第1次实验数据可得滑轮组中所有动滑轮（及动滑轮间的连接物）的总重力约为6动-3£-Gf3X2N-5N=IN;利用第2、3次实验数据得出一样的结果.若不考虑摩擦,当提升重物的重力为R4N时,施G+G加在滑轮组绕绳自由端的拉力IrTLINwN,而绳子的有效段数为3,则此时W的机械效率n=若乂100%圣Xlo0%】Xlo1OO%=8O%.WFs3F3×N15（1）由图乙可知,当水平牵引力为300N时,机器人的速度-0.6ms（2分）由"可得,机器人沿直线匀速运动2S通过的路程S二0.6ms×2s=l.2m（2分）此时水平牵引力做的功aFF300N×1.2m=360J（2分）由图乙可知,当机器人的速度v=0.5m/s时,水平牵引力#二150N（2分）则水平牵引力的功率P=U，=150N×0.5ms=75W（2分）（1）重物受到的重力6炉200kg×10Nkg=2000N（1分）提升装置所做的有用功/有用二G加2000NXlOm=2×10,J（2分）G+G（2）F-2000n÷500n-1250N（2分）绳子自由端通过的距离S之=2X10m=20m（1分）拉力做的功/总的=1250N×20m=2.5×10,J（1分）拉力的功率夕缪上2.5X10'W（1分）tIOs''W4（3）该装置的机械效率G六义lOO%=22o1j×100%=80%（2分）