第15章功和机械能a.docx
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第15章功和机械能a
2010中考分类
第十五章功和机械能
一、功…………………………………………………………………………
二、机械效率…………………………………………………………………
三、功率………………………………………………………………………
四、动能和势能………………………………………………………………
五、机械能及其转化…………………………………………………………
功和机械能章综合……………………………………………………………………
功
36、（2010·金华）2010年3月，大型国宝珍品——秦始皇兵马俑在浙江省博物馆展出。
小红参观时发现，秦俑脚下都踏踩着一块正方形或长方形的踏板，如图16所示。
为了弄清这种制作的好处，她收集了一尊站立姿态兵马俑的有关数据：
体重（含踏板）1600N，踏板面积1.6×10-2m2。
问：
（g取10N／kg）
（1）这尊兵马俑（含踏板）的质量是多少?
（2）这尊兵马俑竖放在水平地面上时，对地面的压强是多少?
（3）工人将该兵马俑抬上0.5米高的展台，则起重机至少需要做多少的功？
36、
（1）160kg
（2）1×105Pa（3）8×103J
13．（2010上海）物体在大小为5牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进2米，则拉力做的功为_________焦，功率为________瓦；若物体重20牛，则重力对物体做的功为_______焦。
13．10；1；0
26．（2010·衢州）上海世博会浙江馆内有一只直径8米的“青瓷巨碗”，内装6吨“水”。
在灯光下，青瓷碗内碧波荡漾，伴随着悠扬悦耳的丝竹，游客宛若置身如画江南。
（1）游客看到碧波荡漾的“水”面，是因为“水”面对灯光的；
（2）围绕“青瓷巨碗”的是一个巨大的环形升降台，游客在升降台上站成一圈，升降台上升后可以同时看到“青瓷巨碗”内的景象。
在某次升降中，升降台把80名游客匀速升高3米，若每位游客的质量以60千克计算，则升降台在这次上升过程中对游客所做的功为焦。
26．
（1）反射
（2）1.44×105
28．（2010·义乌）掷实心球是我市初中生体育测试项目之知。
某同学将质量为2千克的实心球从地上拿起，用双手举高2米后用力抛出，球恰好落在9分线上。
在举高过程中该同学克服实心球的重力做功J（g取10牛／千克）。
28．40
14
．（2010·龙岩）林雨同学将掉落在地面的物理课本捡起来放在课桌上，他对课本所做的功最接近于（）C
A.0.02JB
.0.2JC.2JD.20J
20．（2010·苏州）一建筑工人用50N的水平推力推小车，使小车在水平地面上匀速前进了15m，小车受到的阻力为N．撤去推力，小车仍然能继续向前运动0．5m，这是由于小车具有．在上述小车前进15．5m的过程中，建筑工人对小车做的功为J．20．50惯性750
24．（2010·福州）福州鼓山大桥的建设创造了多项全国之最，其中全桥分为53段钢箱梁分段施工，每一段钢箱梁的质量高达1.3×105kg，其底面积约为260m2，采用号称“东南第一吊”的“天车”从江面起吊到桥墩上进行拼装。
问：
（1）一段钢箱梁受到的重力是多少?
（g取10N／kg）
（2）一段钢箱梁放在水平地面时，其对地面的压强约为多少?
（3）若“天车”将一段钢箱梁从江面起吊到桥墩，匀速竖直提升了30m，拉力做的功是多少?
24．（8分）
解：
（1）钢箱梁受到的重力G=mg=1.3×105kg×10N／kg=1.3×106N
（2）地面受到的压力F压=G=1.3×106N
地面受到的压强
=5×103Pa
（3）∵钢箱梁匀速直线运动∴F拉=G=1.3×106N
拉力做的功W=F拉s=1.3×106N×30m=3.9×107J
7．（2010·恩施）在校运会中，小翔参加了铅球比赛。
如果他用200N的力，将重50N的铅球投到了10m远处。
则下列关于他投球时做功情况的说法中，正确的是（）C
A．做功2000J B．做功500JC．没有做功D．条件不足，无法计算
7．（2010·鸡西）举重比赛要求运动员将杠铃举过头顶后，在空中至少静止3秒钟，在这3秒钟内（）A
A．杠铃受到的重力和人对它的支持力是平衡力
B．运动员所受的重力和地面对他的支持力是平衡力
C．运动员在用力向上支持杠铃，因此他对杠铃做了功
D．杠铃对运动员的压力和人对它的支持力是平衡力
33．（2010·鸡西）为了在中考的体育测试中取得好成绩，小雨同学每天都进行体育锻炼。
（1）他先沿着200m长的跑道慢跑锻炼，从6：
00到6：
10共跑了12圈。
他的平均速度大约是多少？
（2）慢跑结束后开始跳绳。
如果小雨的质量是60kg，他每次起跳高度约是5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大约多少焦？
（3）在中考的“1分钟跳绳”测试中，小雨同学跳了160次，而小明同学跳了100次。
试问：
测试中，成绩好的同学做功一定多吗？
说出你的理由。
33、
（1）t=10min=600s
（2）G=mg=60kg×10N/kg=600N
W=Fs=Gh=600N×5×10-2m=30J
（3）相同时间内做功多少与重力大小、跳起高度、次数有关。
而本题中只明确了次数关系，重力和高度的关系都不明确，无法得出明确结论，所以得分高的同学，做功不一定多。
14．（2010·河南）如图7所示，用F=50N的水平拉力，通过一个动滑轮，使重为200N的物体A水平向右匀速移动了3m，在这个过程中（）B
A．拉力F做了l50J的功
B．拉力F做了300J
的功
C．
重力做了600J的功
D．重力做了1200J的功
18．（2010·常州）小明用弹簧测力计水平拉着重10N的木块在水平木板上做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数如图所示，则木块受到的摩擦力是3.4N，水平木板对木块的支持力是10N．若小明拉着木块匀速向右移动了0.5m，则拉力做的功是1.7J，重力对木块做的功是0J．
37．（2010·台州）过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，它的运动包含了许多科学原理。
六一节小柯第一次乘坐过山车。
（1）小柯坐在过山车上，感到天旋地转，这时他是以作为参照物的。
（2）过山车的设计者通过计算受力因子，来衡量座椅施加给游客的力，让这些力既使游客感到刺激又不会受伤。
小柯同学的质量为50千克，当他坐在过山车上行驶到轨道底部时，受力因子为2如
果此时他与座椅的接触面积为500厘米2，求此时他对座椅的压强。
（g取10牛/10千克）
（3）开始时，过山车车厢需先被机械装置推上坡顶。
小柯同学坐完过山车后，向管理员了解到如图所示的一组数据。
请你帮助小柯计算一下，整列车厢从底端被推到斜坡顶端时推力所做的功。
（不计车厢的长度）
37．
（1）自己、车厢、座椅等合理答案均可
（2）G=mg=50千克×10牛／千克=500牛
F=2G=2×500牛=1000牛
p=F/S=1000牛/0.05米2=20000帕
（3）W=FS=15000牛×50米=7.5×105焦
13．（2010·上海）木块在大小为10N的水平拉力作用下，沿水平面匀速前进2m，拉力做功为J，木块受到摩擦力的大小为N；若木块重16N，在此过程中重力做功为J．13．20100
图14
26．（2010·梅州）如图14所示，物体A的质量m=12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
求：
（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；
（2）拉力F的大小；
（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。
26．
（1）因做匀速直线运动，则：
f=F示=12N
（2）如图所示，作用在动滑轮轴上的拉力：
F=2f=2×12N=24N
（3）W=FS=24N×0.1m/s×10s×1/2=12J
10．（2010·河池）如图3所示，是某大楼内电梯的结构示意图。
钢链的一端固定在A点，然后绕过电梯厢下的滑轮，另一端连接在电动控制装置上．若用拉力F将重为2×104N的电梯和乘客从一楼匀速提升到15m高的六楼，则拉力F的大小是N，拉力F所做的功是J（不计摩擦和钢链的重）．10．1043×105
38．（2010·荆州）如图所示，重力80N的物体在大小为20N，方向水平向右的拉力F1作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动。
当撤去拉力F1，物体静止后，改用方向水平向左，大小为30N的拉力F2使物体向左运动10m，在力F2作用过程中（）
A．物体与地面之间的摩擦力大小为30N
B．物体运动的速度大小仍为2m/s
C．拉力F2做的功为300J
D．重力做的功为800J
20．（2010·天津）小明用20N的水平推力，使重60N的木箱在水平面上匀速移动了5m，此过程木箱受到的阻力为N，木箱重力做的功为J。
20．200
22．（2010·滨州）在上海杜莎夫人蜡像馆中，有按照与真人一比一比例制成的篮球明星姚明的蜡像，如图所示，这是目前该馆内“最高大”的蜡像。
已知姚明身高为229cm，体重约为140kg，其蜡像的平均密度为0.9×103kg/m3，人体的平均密度约等于水的密度，g取10N/kg，求：
（1）姚明蜡像的质量大约是多少？
（2）若姚明蜡像与地面的接触面积为3.2×10-2m2，则蜡像对地面的压强是多少？
（3）姚明在某次跳投时身体升高了35cm，则他在下落过程中，重力做了多少功？
22．
（1）126kg
（2）4×104Pa（3）490J
29．（2010·无锡）图甲为某地距离传感器发出和接受超声波信号检测汽车速度的示意图．
第29题图
（1）已知超声波的速度为340m/s，某次检测车速时，传感器发出至接受超声波信号用了0.4s，求超声波信号遇到汽车时，汽车与传感器之间的距离是多少米？
（2）如果将距离传感器与计算机连接，可以将物体运动的距离（s）―时间（t）图像显示在计算机的屏幕上．利用传感器测得某一汽车在平直公路上运动的距离（s）―时间（t）图像如图乙所示，请在丙图中画出汽车运动的速度（v）―时间（t）图像．
（3）若汽车运动中所受阻力大小为3000N，根据第
（2）问题中汽车运动距离（s）―时间（t）图像提供的信息，求汽车在10s内牵引力所做的功．
29．
（1）s=vt=340m/s×
×0.4s=68m
（2）如图所示
（3）F=f=3000N
S＇=v＇t＇=30m/s×10s=300m
W=FS＇=3000N×300m=9×105J
5．（2010·黔东南）李阳同学用100N的力踢一个重为6N的足球，球离开脚后在水平草地上向前滚动了20m。
在球滚动的过程中，李阳同学对足球做的功是（）D
A．2000JB．600JC．120JD．0J
14．（2010·黔东南）如图5是一项民族传统体育项目“独竹漂”，这是在我州麻江下司的表演场景。
若表演者脚下的楠竹的质量为12kg，此时排开水的体积为0.06m3，则楠竹受到的浮力为N，运动员和手中细竹竿共重N。
（ρ水=1．0×103kg／m3，g取10N／kg）14．600480
9．（2010·龙岩）林雨同学将一袋10kg的大米从地面扛到肩上所做的功最接近于（）
A.1500JB.150JC.15JD.1.5J
5．（2010·六盘水）如果你将掉在地上的物理课本捡起来放回课桌上，所做的功最接近（）
A．0.02JB．0．2JC．2JD．20J
5．（2010·铜仁）登上梵净山顶，感受到独特的自然风光时，可能会感到身体有些不适应，这是由于在海拔高的山上大气压（选填“高”或”“低”）而引起的高山反应，一名50kg重的游客攀越了1200米的高度，则他对自己做了焦耳的功。
登山过程中人相对于背上的登山包是的。
5．低、5．88×105、静止；
机械效率
5．（2010·安徽）现在地震时有发生，于是人们开始重视加固维修房屋，常常可以看到图示的场景。
假如该工人通过滑轮把50㎏的水泥缓缓提升4m到房顶，所用拉力约300N。
该机械的效率约为__________。
5．83.3%
23．（2010·潍坊）如图所示，下面是某同学做探究
“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．
（1）此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。
（2）请将上表中空格补充完整．
（3）请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：
___________________________________________________________。
结论二：
____________________________________________________________。
23．
（1）控制变量法
（2）0.7560.984结论一：
斜面的光滑程度相同时，斜面的倾斜角度越大（小），机械效率越高（低）结论二：
斜面的倾斜高度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）
30．（2010·烟台）随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们的住房条件也得到了很大的改善．小明家最近购置了一套新房，为了帮助爸爸将重600N的装修材料运送到6m高的楼上，小明利用物理课上学过的滑轮组，设计了如图20甲所示的材料搬运方案（其中每个滑轮重30N，绳子足够长，所能承受的最大拉力为250N，不计绳重及摩擦）．
（1）计算说明绳子的拉力是否超过绳子的最大承受力?
（2）小明爸爸观察了该装置后，他想如果将该装置的滑轮位置颠倒（图20乙）是否会更省力一些，请你按照小明爸爸的想法，用笔画线在乙图绕上绳子并说明小明爸爸的想法是否正确．
（3）求两种方案的机械效率之比?
（4）综合分析评估两个方案，你认为哪个方案更好一些?
说明理由．
30．
（1）F甲=
（G物+G动）=
（600N+30N）=210N
因为210N＜250N，所以没有超过绳子的最大拉力．
（2）如图所示．
F乙=
（G物+G动）=
（600N+60N）=165N
由此可知小明爸爸的想法是正确的．
（3）根据η=
可得
（4）由上述计算可知，小明方案的机械效率高，爸爸的方案较省力，但小明的方案比较安全．综合以上三个因素分析，小明的方案好．
12．（2010·重庆）如图所示，工人利用动滑轮将沙匀速向上提升2m，已知沙重184N，动滑轮重6N，桶重10N，绳重和摩擦不计。
则拉力的大小是________N，此时该装置的机械效率是______。
.7、（2010·济宁）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。
若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与
有关。
7.动滑轮的个数（或动滑轮的总重）提升的物重
17．（2010·武汉）下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素有关的实验装置。
实验时他用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。
实验的部分数据如下：
实验
次数
斜面的
倾斜程度
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉力
F/N
斜面长
s/m
机械效率
1
较缓
10
0.1
5.0
1
2
较陡
10
0.3
6.7
1
45％
3
最陡
10
0.5
8.4
1
60％
⑴小明探究的是斜面的机械效率跟的关系。
在第1次实验中，斜面的机械效率为，物块和斜面的内能增加了约J。
⑵分析表格中数据可以得出结论：
在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越。
若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙程度的关系，应保持不变。
17、⑴斜面的倾斜程度 20％ 4 ⑵高 斜面的倾斜程度
12．（2010·荆门）工人用如图5所示的滑轮组将一重400N的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是▲N，动滑轮重▲N；若使用该滑轮组提升600N的重物，其机械效率将▲（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
12.125；100：
变大
图5
图15
32．（2010·龙岩）滑轮组在建筑中应用广泛，如图15所示为建筑工人自制的滑轮组。
某工人用此滑轮组将质量为90kg的重物提高5m，所用的拉力是600N。
求：
（1）该重物受到的重力；
（2）工人通过滑轮组所做的有用功；
（3）工人做的总功；
（4）滑轮组的机械效率。
32．
（1）G=mg=90kg×10N/kg=900N
（2）W有=Gh=900N×5m=4500J
（3）W总=FS=600N×2×5m=6000J
（4）η=
×100%=75%
32．（2010·南通）如图所示，工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组，把重为500N的箱子匀速提升5m，动滑轮的质量为8kg，不计绳重和摩擦，取g=10N/kg．
（1）在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组．
（2）在向上提升箱子的过程中，人对绳子的拉力为多大?
（3）在向上提升箱子的过程中，滑轮组的机械效率为多少?
32．本题共8分．
解：
（1）滑轮组绕线如图所示
（2）人对绳子的拉力
（3）提升过程的有用功W有=Gh
总功W总=Fs=F·2h
机械效率
（答
，同样给分）
12．（2010·苏州）如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为50N的物体．不计摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（）D
A．20NB．25NC．30ND．35N
26．（2010·苏州）如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功．求：
（1）运动过程中克服物体的重力做的功；
（2）斜面的机械效率；
（3）推力F的大小．
26．
（1）400J
（2）80％（3）50N
21．（2010扬州）如图，滑轮重小于物重（绳重、摩擦不计）。
使用甲图滑轮最大的好处是______________________________；若匀速提升相同的重物，则F甲______F乙、机械效率η甲_____η乙（“<”、“=”、“>”）。
21．可以改变动力的方向>>
9．（2010芜湖）图5所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。
某次作业时，行车在钢丝绳的自由端用2000N的力，将重6000N的货物匀速竖直提升3m，接着又在水平方向移动6m。
则行车在水平移动货物的过程中，货物重力所做的功是J；在竖直提升货物的过程中，货物重力所做的功是J，行车滑轮组提升货物的机械效率为。
9．01.8×10475％
31．（2010·福州）小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面
的哪些因素有关呢?
小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。
于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿不同的斜面匀速向上运动，如图28所示。
下表是他们实验记录的有关数据。
（1）在第1、2、3次实验中，选用玻璃、木板、毛巾作为斜面表面的材料，是为了____________________________________________________________.
（2）在第2次实验中，拉力做的总功是____________J，斜面的机械效率是____________。
（3）分析第1、2、3次实验数据，可以得出：
当其它条件一定时，_____________________。
（4）若通过分析第1、4、5次实验数据，得出斜面倾斜程度越大，斜面的机械效率越大。
你认为存在的问题是：
______________________________________________。
（5）实验中还发现，斜面材料相同时，斜面倾角越小
，越____________（选填“省力”或“费力”）。
31．
（1）改变接触面的粗糙程度
（2）658.3％
（3）斜面的粗糙程度越大（或小），斜面的机械效率越低（或高）。
（4）没有控制接触面的粗糙程度相同（5）省力
22．（2010·镇江）如图所示，工人用滑轮组将重400N的货物匀速提升1m，拉力F为250N，则绳子自由端移动的距离是2m，此过程有用功为400J，滑轮组的机械效率为80%．
F1
21．（2010·河北）小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图7所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2。
下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）A
A．F1> F2，η1= η2
B．F1> F2，η1> η2
C．F1< F2，η1= η2
D．F1< F2，η1> η2
23．（2010·宿迁）某记者报道：
他在植物园内，看到一位老人伸手抱起一根长约3m，半径约0.2m的木头轻轻地举在头顶尽情玩耍，如图甲，该木头就是地球上最轻的木料——轻木，其密度为0.2g/cm3．（g=10N/kg）
（1）请你通过文中给出的数据计算并回答上述报道是否真实．
（2）若将该木头按图乙方式竖直放置于水平地面，求其对地面的压强；
丙
（3）若用图丙所示滑轮组匀速提升该木头至车上，所用拉力F为314N．求该滑轮组的机械效率．
23、⑴m=ρV=ρπr2h=0.2×103kg/m3×3.14×（0.2m）2×3m=75.36kg
这位老人不可能举起质量为75.36kg的物体在头顶尽情玩耍。
不真实
⑵G=mg=753.6N
=6000Pa
⑶设轻木被举高h，则：
型号ZGD
扬程50m
吸程20m
电压220V
频率50Hz
功率1.5kW
流量8m3/h
绝缘E级
28．（2010·南昌）某学校为了给蓄水塔抽水，新买了一单相螺杆自吸泵，其铭牌上的部分参数如下表：
（吸程是指水泵到水面的距离；扬程是指水能被抽到的最高点到水面的距离）
（1）该铭牌中有一个参数是明显错误的，请你指出来，并通过计算加以说明．
（2）该水泵连续正常抽水1h，把水抽高了50m，水泵对水做了多少功？
此时水泵的效率是多少？
（一个标准大气压的值为1.013×105Pa,g取10N/kg）
28.解：
（1）错误的参数是：
吸程20m
一标准大气压能把水压上的高度h=
==10.13m＜20m
（2）水泵1h抽水体积V=8m3
水泵1h抽水质量m=ρV=1.0×103kg/m3×8m3=8×103kg
水泵抽水1h对水做的功W=Gh=mgh=8×103kg×10N/kg×50m=4×106J
水泵抽水1h消
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