第十一章簡單機械和功本章整合提升考點一功1.(2024·常州)起重機將1000N的重物先豎直向上勻速提升3m,再懸停6s,起重機對重物做功情況是()A.提升過程做了功,懸停過程做了功 B.提升過程不做功,懸停過程不做功C.提升過程不做功,懸停過程做了功 D.提升過程做了功,懸停過程不做功2.如圖所示,已知m1>m2>m3,在同樣大小的力F的作用下,三個物體都沿力的方向移動相同的距離,則力F所做的功()A.甲情況下最多 B.乙情況下最多 C.丙情況下最多 D.三種情況下一樣多考點二功率3.(2024·蘇州期末)2024年11月12日,我國第二款隱形戰(zhàn)機殲-35A驚艷亮相珠海航展。當殲-35A的發(fā)動機以2×105N的推力使戰(zhàn)機以2馬赫(即2倍聲速,已知聲速為340m/s)勻速巡航時,10s內(nèi)發(fā)動機推力做功J,它的功率是W。

4.(2024·蘇州吳江段考)甲、乙兩名舉重運動員,如圖所示,甲比乙高,如果他們舉起相同質(zhì)量的杠鈴所用的時間相等,那么下列關(guān)于他們對杠鈴做的功和功率的說法中正確的是()A.甲做的功較多,功率較小 B.甲做的功較多,功率較大C.甲做的功較多,他們的功率相等 D.甲、乙做的功和功率都相等5.(易錯題)(2024·南通通州期末)如圖所示為某正常體型的中學(xué)生在練習(xí)深蹲的示意圖,站立和下蹲時重心位置的高度差為h,每分鐘下蹲20次,則該同學(xué)下蹲過程中重力做功的功率最接近()A.10W B.60W C.100W D.200W6.(2024·蘇州姑蘇段考)如圖所示為某盤山公路,汽車沿著公路可以駛上高聳入云的山峰。為什么盤山公路要修成S形呢?因為盤山公路相當于斜面,省力而安全。若從山底到山頂?shù)谋P山公路長6000m,山高900m,一輛5t的小型貨車以恒定功率165kW勻速沿盤山公路從山底開上山頂,用時10min。在貨車從山底到山頂過程中,所受阻力大小不變。求:(g取10N/kg)(1)貨車克服重力做的功。(2)貨車所受阻力大小。第6題考點三機械效率7.(2024·蘇州姑蘇校級段考)將規(guī)格完全相同的滑輪,用繩子繞成圖中的甲、乙滑輪組。使用甲、乙滑輪組分別勻速提升重力為G1、G2的兩物體,升高相同的高度。繩子自由端施加的拉力大小分別為F1和F2,G1>G2,不計繩重和摩擦。下列判斷正確的是()A.拉力F1一定大于F2 B.乙滑輪組的額外功較大C.甲滑輪組的機械效率較高 D.甲、乙滑輪組的有用功相同8.(2024·蘇州姑蘇校級段考)如圖所示,小偉同學(xué)通過斜面用平行于斜面、大小為300N的推力F,將質(zhì)量為40kg的物體在5s時間內(nèi)勻速推到1m高的平臺上,斜面長s=2m,g取10N/kg。下列說法正確的是()A.使用該斜面可以省功 B.推力的功率為80WC.斜面的機械效率為75% D.斜面對物體的摩擦力大小為100N9.如圖所示,固定的斜面長s=2m,高h=0.5m,沿斜面向上用50N的拉力在4s內(nèi)把一個重60N的物體從斜面底端勻速拉到頂端,這一過程中()A.對物體做的有用功為120J B.物體受的摩擦力為50NC.拉力做功的功率為25W D.斜面的機械效率為70%10.工人用如圖甲所示的滑輪組利用箱子(質(zhì)量忽略)運送建材上樓,每次運送量不定?；喗M的機械效率隨建材重力變化的圖像如圖乙所示,滑輪和鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計。(1)動滑輪的重力是多大?(2)若工人在1min內(nèi)將建材勻速豎直向上提升了12m,作用在鋼繩上的拉力為400N,求拉力的功率。(3)當滑輪組的機械效率為80%時,運送的建材重力是多大?11.(2024·蘇州姑蘇校級段考)關(guān)于做功,下列說法正確的是()A.冰壺脫離人手后繼續(xù)在冰面上滑行,冰壺滑行時運動員對冰壺做了功B.運動員舉著杠鈴不動時,運動員對杠鈴的支持力做了功C.扛著一桶純凈水上樓時,人對水桶的支持力做了功D.拉著拉桿箱在水平地面上行走時,地面對拉桿箱的支持力做了功12.(2024·蘇州期中)如圖所示是一位老人和小孩爬同一樓梯時的情景,均從一樓爬到三樓,若要比較兩人在該過程中的平均功率大小,則()A.需要測量兩人的質(zhì)量,各自爬樓梯所需的時間B.需要測量兩人的質(zhì)量,各自爬樓梯所需的時間和爬樓梯的高度C.只需測量各自爬樓梯的高度D.只需測量兩人的質(zhì)量13.(2024·蘇州吳江校級段考)物體在水平地面上做直線運動,當物體運動的s-t圖像如圖甲時,受到的水平推力為F1;當物體運動的v-t圖像如圖乙時,受到的水平推力為F2,兩次推力的功率分別為P1、P2。下列關(guān)系正確的是()A.F1=F2;P1<P2 B.F1=F2;P1>P2 C.F1>F2;P1>P2 D.F1<F2;P1>P214.(2024·蘇州工業(yè)園區(qū)段考)在中考體育測試的跳繩項目中,某同學(xué)取得了每分鐘跳150次的好成績。假設(shè)他每跳一次所用時間相等,每次跳離地面的平均高度為6cm。他跳繩時的功率最接近()A.7.5W B.75W C.4500W D.7500W15.(2024·蘇州工業(yè)園區(qū)期中)下列關(guān)于功、功率、機械效率的說法正確的是()A.越省力的機械,機械效率越高 B.做功越快的機械,所做的總功越大C.所做有用功越多的機械,機械效率越高 D.使用機械可以省力或省距離,但不能省功16.(2024·蘇州工業(yè)園區(qū)校級段考)如圖所示,用完全相同的兩個滑輪繞成了甲、乙兩個滑輪組(不計繩重和摩擦),在F1、F2的拉力作用下分別將重為G1、G2的兩個物體在相同時間內(nèi)勻速提升相同的高度,若G1>G2,提升物體的拉力F1、F2所做的功分別為W1、W2,機械效率分別為η1、η2,則下列判斷正確的是()A.繩自由端的拉力:F1<F2 B.拉力所做的功:W1<W2C.拉力的功率:P1>P2 D.滑輪組的機械效率:η1=η217.生活中,人們通常用兩種方法來比較做功的快慢。方法①:相同的時間比較做功的多少;方法②:。如圖所示,用挖土機挖土比人力挖土快得多,所用的是判斷方法(①/②),物理學(xué)用功率描述做功的快慢,公式為P=Wt,這種方法與上述方法(①/②)18.(2024·蘇州姑蘇校級期中)如圖甲所示,一木箱重為400N,工人用沿斜面向上的拉力F將木箱勻速拉到高處。已知整個過程中工人做的有用功W有用與木箱運動距離s的關(guān)系如圖乙所示,整個過程的額外功是440J,則拉力F=N,木箱上升的高度h=m,斜面的機械效率η=,木箱所受的摩擦力f=N。

19.(2024·蘇州姑蘇校級期中)某小組在“測滑輪組機械效率”的實驗中得到的數(shù)據(jù)如表所示,實驗裝置如圖所示。(g取10N/kg)實驗次序重物重G/N重物上升高度h/m繩端拉力F/N繩端移動距離s/m機械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.3480.12.50.480%(1)實驗中應(yīng)沿豎直方向緩慢勻速拉動彈簧測力計,某同學(xué)在該實驗中加速向上提升重物,所測滑輪組的機械效率會(偏大/不變/偏小)。

(2)第3次實驗的機械效率約為(結(jié)果精確到1%)。

(3)通過比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論:不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越(高/低);比較2、3兩次實驗得出結(jié)論:同一滑輪組,越大,滑輪組的機械效率越高。

(4)若每個滑輪的質(zhì)量為100g,第3次實驗中克服摩擦做的額外功為J。(不計繩重)20.(2024·無錫期中)如圖所示,某工人利用滑輪組在200s內(nèi)將2700N的重物勻速提升了10m,此過程中繩端的拉力F為1000N,不計鋼絲繩的重力和摩擦。

(1)求動滑輪的重力。(2)求繩端拉力F的功率。(3)當此滑輪組的機械效率低于多少時,利用該裝置提升重物不再省力。(結(jié)果精確至0.1%)第20題重點實驗突破類型一探究杠桿的平衡條件1.(2024·蘇州段考)如圖所示是同學(xué)們探究杠桿的平衡條件的實驗過程,實驗中所用鉤碼的規(guī)格均相同。(1)將安裝好的杠桿放在水平桌面上,靜止時如圖甲所示,此時杠桿處于(平衡/非平衡)狀態(tài)。

(2)為使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)將杠桿左端的平衡螺母向(左/右)調(diào)節(jié),使杠桿在水平位置平衡的目的是。

(3)如圖乙所示,在調(diào)節(jié)好的杠桿左端A點處掛3個鉤碼,為使杠桿繼續(xù)在水平位置保持平衡,則應(yīng)該在杠桿右端B點處掛個鉤碼,杠桿平衡后,將杠桿兩端的鉤碼向遠離支點的方向同時移動一格,則杠桿將(左端下沉/保持平衡/右端下沉)。

(4)如圖丙所示,若將右側(cè)的鉤碼換成彈簧測力計進行實驗,依次將彈簧測力計掛在從1到5的位置豎直向下施加拉力,始終保持杠桿在水平位置平衡,彈簧測力計的示數(shù)會逐漸(變大/不變/變小)。

(5)如圖丁所示,用彈簧測力計豎直向上拉杠桿,當鉤碼懸掛在杠桿上(①/②/③/④)點,且杠桿在圖示的位置處于平衡狀態(tài)時,彈簧測力計的示數(shù)最小。

(6)若左邊的鉤碼個數(shù)和位置保持不變,圖戊中,彈簧測力計的作用點固定,當杠桿平衡時,彈簧測力計的示數(shù)與圖乙中相比將(變大/不變/變小),此時杠桿的平衡條件將(不成立/仍成立);只改變彈簧測力計與水平方向的夾角θ,仍使杠桿在水平方向平衡,下列能描述測力計示數(shù)F與θ關(guān)系的大致圖像是。

類型二探究影響滑輪組(動滑輪)機械效率的因素2.(2024·蘇州吳江段考)物理興趣小組的同學(xué)們在探究“滑輪組的機械效率與哪些因素有關(guān)”時,提出如下猜想:猜想一:滑輪組的機械效率與物體提升的高度有關(guān)。猜想二:滑輪組的機械效率與動滑輪所受的重力有關(guān)。猜想三:滑輪組的機械效率與被提升物體所受的重力有關(guān)。根據(jù)猜想,利用如圖甲、乙、丙所示的裝置進行實驗探究,測得的實驗數(shù)據(jù)如表所示。請你完成下列內(nèi)容:實驗次序物體所受的重力G/N提升高度h/m拉力F/N繩端移動的距離s/m機械效率η12.00.10.900.374.1%24.00.11.500.388.9%34.00.11.250.444.00.21.500.688.9%(1)在實驗中應(yīng)豎直向上緩慢拉動彈簧測力計。

(2)分析表中數(shù)據(jù)可知:第3次實驗是利用了圖(甲/乙/丙)的裝置完成的,它的機械效率η=。

(3)比較2、4兩次實驗數(shù)據(jù),可以驗證猜想一是(正確/錯誤)的。

(4)通過比較1、2兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:用同一滑輪組提升不同的物體,物體越重,滑輪組的機械效率越高。(5)通過比較2、3兩次實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論:用不同滑輪組提升相同重物時,動滑輪越重,滑輪組的機械效率越(高/低)。

(6)小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)實驗過程中邊拉動邊讀數(shù),彈簧測力計示數(shù)不穩(wěn)定,應(yīng)該靜止時讀數(shù),他的想法是(正確/錯誤)的,靜止時測得的機械效率(偏高/不變/偏低)。

類型三探究斜面的機械效率與哪些因素有關(guān)第3題3.(2024·蘇州吳江校級段考)小明在“探究斜面的機械效率與哪些因素有關(guān)”的活動中,提出了以下猜想:A.同一個斜面,所推的物體越重,機械效率越高。B.斜面的機械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。為了驗證猜想,小明用木板搭成了如圖所示的裝置進行探究,記錄數(shù)據(jù)如表所示。實驗次序斜面傾角物重G物/N拉力F/N斜面高度h/m斜面長度s/m有用功W有用/J總功W總/J斜面機械效率η130°32.50.61.21.83.0060%230°53.80.61.23.04.56342°32.80.81.22.43.3671%(1)在實驗過程中,應(yīng)沿斜面向上拉動物體。

(2)第2次實驗中斜面的機械效率η≈。

(3)對比實驗1、2的數(shù)據(jù)可以用來驗證猜想(填字母);細心的小明發(fā)現(xiàn)第2次實驗中的額外功大于第1次實驗中的額外功,你認為可能的原因是;第1次實驗中物體與斜面間的摩擦力是N。

(4)請寫出小明驗證猜想B綜合分析數(shù)據(jù)的過程:;初步得出的結(jié)論是。

本章整合提升(二)1.D2.D3.1.36×1091.36×1084.B5.B[易錯分析]合理估計重力和重心下降的高度。某正常體型的中學(xué)生的體重約為600N,下蹲時重心下降的高度可與人的身高或腿的長度對比,約為30cm,即0.3m,每分鐘下蹲20次,則重力做功的功率約為P=Wt=nG?t=20×600N6.(1)貨車的重力G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,貨車克服重力做的功W有用=Gh=5×104N×900m=4.5×107J(2)總功W總=Pt=165×1000W×10×60s=9.9×107J,克服阻力做的功W額外=W總-W有用=9.9×107J-4.5×107J=5.4×107J,由W額外=fs可知,貨車所受阻力f=W額外s=5.4×107J6000m=9000N7.C8.D9.C10.(1)由圖乙可知,當運送建材的重力G=400N時,滑輪組的機械效率η=50%,因滑輪和鋼繩的摩擦力及繩重忽略不計,箱子質(zhì)量忽略,所以,克服建材重力做的功為有用功,克服建材和動滑輪總重力做的功為總功,則滑輪組的機械效率η=W有用W總×100%=G?G?+G輪?×