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第十一章 機械與功 一、選擇題（本大題共12小題，共36分） 1.下列說法中，正確的是：（ ） A.用手從地面提起水桶，手的拉力對水桶做功 B.提起水桶在水平路面上保持水桶的高度不變，向前移動了一段路 程，手的拉力對水桶做了功 C.出手后的鉛球在空中向前運動，推力在對它做功 D.很費力的推一重物，重物不動，推力在這個過程中對重物做了功 2.下列關(guān)于力做功的說法，正確的是（ ） A．人提著箱子站在地面不動，手的拉力對箱子沒有做功 B．人把箱子從二樓提到三樓，手的拉力對箱子沒有做功 C．汽車在水平公路上勻速行駛，汽車所受重力對汽車有做功 D．過山車向下運動過程中，車上乘客所受重力對乘客沒有做功 3.關(guān)于力、距離、功與功率的關(guān)系，下列說法正確的是（ ） A．力越大，功率越大 B．距離越長，功率越大 C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大 4.林雨將掉在地上的物理課本撿回桌面，所做的功最接近于（ ） A．0.02J B．O.2J C．2J D．20J 5.起重機勻速提升重為2104牛頓的工件，提升了100米，又沿水平方向移動了5米，起重機在這個過程中鋼絲繩的拉力所做的功是：（ ） A.3105焦耳 B.105焦耳 C.2106焦耳 D.0焦耳 6.某人騎著一輛普通自行車，在平直公路上以某一速度勻速行駛。若人和 車所受的阻力為20N，則通常情況下，騎車人消耗的功率最接近（ ） A.5W B.10W C.60W D.1000W 7.一臺機器的功率是150瓦，它表示的含義是：（ ） 圖12-1 A.這臺機器所做的功只能是150焦耳 B.這臺機器每分鐘內(nèi)做功150焦耳 C.這臺機器每秒鐘所做的功是150焦耳 D.這臺機器在每秒鐘內(nèi)所做的功是150瓦特 8.如圖12-1所示，用滑輪組提升重物時，重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了lm。已知拉繩子的力F為500N，則提升重物的過程中（ ） A.繩子自由端被拉下3 m B.做的有用功是800 J C.拉力F的功率是80 W D.滑輪組的機械效率是60％ 9.關(guān)于機械效率，下列說法正確的是：（ ） A.機械效率越高，所做的有用功越多 B.總功少的機械，效率越高 圖12-2 C.額外功少的機械，機械效率高 D.總功一定時，有用功多的機械的效率高 10. 跳傘運動員在空中勻速下落的過程中（ ） A．動能一定增大 B．機械能一定不變 C．重力勢能一定減小 D．機械能一定增加 11. 如圖12-2所示為一高山的等高線圖，某登山運動員從A點到達B點時，下列說法正確的是（ ） 圖12-3 A.運動員的體重變大 B.運動員的重力勢能減小 C.運動員燒水時，水的沸點升高 D.運動員攜帶的氣壓計的示數(shù)減小 12.兩個相同的籃球，表面潮濕，從不同高度自由落至同一地面,留下的印跡如圖12-3所示.關(guān)于初始時籃球的重力勢能，下列說法正確的是（ ） A.落在a處的大 B.落在b處的大 C.兩個一樣大 D.無法比較大小 二、填空題：（14分） 13.圖12-4是人造衛(wèi)星在空中運行的軌道，試說明：當衛(wèi)星在近地點和遠地點之間運行時，動能和重力勢能之間相互轉(zhuǎn)化的情況： 從近地點到遠地點：　　　　　　　　　　　　　　 從遠地點到近地點：　　　　　　　　　　　　　　 14.在水平桌面上滾動的小球受到桌子的支持力和重力的作用，支持力在小球滾動時______功，這時重力對小球________功。 15.汽車發(fā)動機的功率80千瓦，汽車以36千米／小時的速度勻速行駛，牽引力大小是_____牛頓，如果車輛行駛的速度保持不變，這時路面對汽車的阻力為_______牛頓。 16.一位重700牛的乘客，背著重60牛的包站在勻速行駛的公共汽車上。當汽車駛過200米的距離時，乘客對包所做的功為______焦，汽車底板的支持力對乘客所做的功為______焦。 17. 如圖12-5所示，建筑工人用滑輪組提升重為200N的泥桶，所用的拉力為80N，若工人在5S，內(nèi)將泥桶勻速向上提升2m，則拉力的功率為_______w，滑輪組的機械效率為________。 18. 圖12-6表示撐桿跳高運動的兒個階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。在這幾個階段中能量的轉(zhuǎn)化情況是： ⑴.助跑階段，運動員消耗體內(nèi)的化學能_________________ (選填“大于”、“小于”或“等于”)運動員和撐桿獲得的動能。 ⑵.撐桿起跳階段，運動員的______________能增加。 圖12-4 圖12-5 助跑 撐桿起跳 越橫桿 圖12-6 ⑶.運動員越過橫桿后，運動員將_______________能轉(zhuǎn)化_________________能。 三、實驗與探究題（8，8，8，共24分） 圖12-7 19. 如圖12-7是小紅同學探究影響斜面機械效率因素的實驗裝置。實驗準備的器材有：三個質(zhì)量不同的木塊A；三條粗糙程度不同的長木板B；三個高度不同的長方體鐵塊C；刻度尺。 （1）實驗還需補充的器材有____________； （2）下面是小紅探究斜面機械效率與物重的關(guān)系時 記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)。 測量次數(shù) 斜面粗糙程度 物重G(N) 斜面高 h(m) 沿斜面的拉力F(N) 斜面長L(m) 有用功 W有(J) 總功 W總(J) 機械效率η 1 較粗糙 1.5 0.1 0.6 0.4 0.15 0.24 62.5％ 2 較粗糙 3 0.1 1.2 0.4 0.3 0.48 62.5％ 3 較粗糙 6 0.1 2.4 0.4 0.6 0.96 62.5％ 通過分析數(shù)據(jù)，你可以得出結(jié)論：__________________________________________； （3）上述實驗中，保持斜面長度不變，將斜面升高到0.2m，把一個重6N的物體沿斜面向上拉時，所需拉力為3.8N，則此時斜面的機械效率是__________________； （4）斜面的機械效率可能與斜面的_______________________有關(guān)。（只填一個因素） 20.從高空下落的物體，速度越來越大，求： 一質(zhì)量m＝0.3 kg的小球在加速下落20m高度的過程中重力所做的功(g取10N／kg)． 圖12-8 21． 某實驗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12-8 物理量 1 2 3 鉤碼重G(N) 4 4 6 鉤碼上升高度h(m) 0.1 0.1 0.1 繩端拉力F(N) 1.8 1.4 2.4 繩端移動距離S(m) 0.3 0.5 0.3 機械效率η 74% (1)通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗1是用_____圖做的實驗，實驗2是用______圖做的實驗，請將表中空白處填上恰當?shù)臄?shù)據(jù)。 (2)通過實驗1和實驗2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率___________ (3)比較實驗1和實驗3可得正確結(jié)論：使用同一滑輪組，_________________，可以提高滑輪組的機械效率． 四、計算題：（8，9，9，共26分） 22.跳繩是一項很好的體育健身活動，經(jīng)測試重500N的某同學1min跳繩120次， 每次離地高度約0.06m（每次離地高度和時間都相同）。 （1）該同學跳一次做功多少焦耳？ （2）他在這1min的鍛煉中消耗的功率是多大？ （3）跳繩時對地面的壓強與站立時相比較有何變化？并說明判斷的理由。 23 如圖所示。斜面長1m，搞0.2m．；將10N重的物體A從斜面底端勻速拉到斜面頂端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么： (1)斜面的機械效率是多少? (2)重物上升過程中克服摩擦做了多少額外功? (3)為了提高該斜面的機械效率，同學們提出了一些建議： A、以較快的速度將重物勻速拉到斜面頂端 B、以較慢的速度將重物勻速拉到斜面頂端 C、改用光滑的、板長和高度均不變的斜面 其中建議____________(填番號)可以達到目的；理由是：______________________ 24.如圖12-9所示，質(zhì)量為48kg的小華同學騎著一輛自行車在平直公路上勻速運動500m，所用時間為100s。假設(shè)自行車在行駛過程中受到的阻力為其體重的1/12。求： （1）自行車行駛的速度； （2）在這段過程中，該同學所做的功率； （3）若自行車質(zhì)量為12kg，車胎與地面總的接觸面積為40cm2，則該同學騎車時，自行車對地面的壓強為多少？（取g＝10N/kg） 圖12-9 單元測試卷答案 一、選擇題 1.A 2.A 3.D 4.C 5.C 6.C 7.C 8.B 9.D 10.A 11.D 12.B 二、填空題 13.動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 14.不做 不做 15. 8000 8000 16. 0 0 17. 96 83.3% 18.（1）大于（2）重力勢能（3）重力勢能 動能 三、實驗與探究 19.（1）彈簧測力計 （2）斜面的機械效率與物重無關(guān) （3）78.9% （4）粗糙程度（或傾斜程度等） 20.解：F=G=mg=0.3kg10N/kg=3N W=FS=3N20m=60J 21.(1)甲 乙 57％(57.1％) 83.3％(83％) (2)越低(小) (3)提升重物越重(增加鉤碼重力) 評分意見：每空1分 22.解：（1）W=Gh=500N0.06m=30J （2）P=W/t=30J120/60s=60w (3) 壓強增大。原因：跳繩單腳或腳尖著地，S跳 小于S站，且跳繩時對地面的壓力增大，所以p跳 大于 p站 23. 解： (1)W有用=Gh=10N0.2m=2J W總=FS=2.5N16m=2.5J η= W有用/ W總=2J/2.5J=80% (2) W額外=W總-W有用=2.5J-2J=0.5J (3) C 重物上升過程中克服摩擦做的額外功減少 24. 解： (1)V=S/t=500m/100s=5m/s η= W有用/ W總=2J/2.5J=80% (2) W=FS=1/12GS=1/1248kg10N/kg500s=2104J P=W/S=2104J/500m=40w (3) P=F/S=G/S=(12kg+48kg) 10N/kg/0.004m2=1.5105Pa