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- 2021-05-13 发布
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2019年中考物理提分训练: 机械能
一、选择题
1.如图所示,一个玩具弹簧放在斜面上端,将弹簧弯曲一定程度后释放,弹簧沿斜面向下翻滚.弹簧在运动过程中,有哪些机械能发生了转化( )
A. 只有动能和重力势能 B. 只有动能和弹性势能
C. 只有重力势能和弹性势能 D. 动能、重力势能和弹性势能都发生了转化
2.如图所示是小刚在中考体育测试中投掷铅球的过程示意图,铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,d点是铅球运动的最低点,整个过程中,若不计空气阻力,下列说法错误的是( )
A.在a到d的过程中,铅球相对于地面是运动的
B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C.在c到d的过程中,铅球的重力势能转化为动能
D.在a到b的过程中,小刚对铅球做了功
3.在排球比赛中,小明把排球竖直向上抛出,排球在运动中动能E随时间t变化的图象最接近的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,用滑轮组在4s内将重为160N的物体匀速提升2m,若动滑轮重20N,不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端向上移动了4m B. 拉力F的功率为90W
C. 拉力F为90N D. 滑轮组的机械效率为80%
5.现代衣业利用喷药无人机喷酒农药,安全又高效,如图所示,喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷酒农药。此过程中,喷药无人机的( )
A. 动能减小、重力势能减小 B. 动能减小、重力势能不变
C. 动能不变、重力势能减小 D. 动能不变、重力势能不变
6.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( )
A. 绳自由端移动的速度是0.6m/s B. 这个滑轮组是费力机械
C. 滑轮组的机械效率是83.3% D. F做的有用功是0.24J
7.甲乙两图中铁球沿斜槽从顶端静止滚下,到达水平面后继续行驶,最后停止。下列分析不正确的是( )
A.甲图:铁球从斜槽顶端到底端,重力做功,重力势能减小
B.甲图:铁球在顶端时动能为零
C.乙图:整个过程中铁球的机械能是守恒的
D.乙图:磁铁对铁球磁力的作用,改变了铁球的运动方向
8.在高速公路长下坡路端的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车,下列说法不正确的是( )
A.避险车道相当于一个斜面
B.以相同速度行驶时,大货车比小轿车的动能大
C.下坡路段刹车失灵的大货车动能越来越大
D.大货车冲上避险车道时,动能全部转化为重力势能
9.如图所示,小红用10N的拉力将重为20N的物体在5s内匀速提升了0.2m,则以下说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为0.4m B. 有用功为4J
C. 滑轮组的机械效为83.3% D. 拉力的功率为12W
10.如图所示,一物块从光滑斜面上A点由静止滑下,B为斜面AC的中点,设物块在AB段重力做功为W1 , 重力的功率为P1;在BC段重力做功为W2 , 重力的功率为P2 , 则下列关系正确的是( )
A.W1>W2 , P1>P2
B.W1=W2 , P1=P2
C.W1=W2 , P1<P2
D.W1<W2 , P1<P2
11.如右图所示,某同学使用动滑轮把600N的重物匀速提升了3m,所用的拉力是400N。下列说法正确的是( )
A. 机械效率是80% B. 有用功是1800J C. 额外功是300J D. 总功是2100J
12.人造地球卫星广泛应用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。如右图所示,当卫星从近地点向远地点运动时,它的( )
A.重力势能减小
B.速度增大
C.机械能增大
D.动能转化为重力势能
二、填空题
13.极限跳伞是一项惊险体育运动。如图所示,跳伞员从高空匀速下落过程中重力势能________,机械能________,跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以________为参照物。
14.某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置如图所示。
实验时把更72N的物体吊在滑轮上,向上缓慢拉动弹簧测力计,测出物体上升高度和绳端移动距离分别为0.lm和0.3m。图小弹簧测力计示数为________N,滑轮组机械效率为________%.如果用此滑轮组提升另一重为10N的物体,它的机械效率________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
15.如图所示,用滑轮组提起一个重为7N的物体,在拉力F=4N的作用下,10s内物体滑竖直方向匀速升高了2m不计绳重和摩擦,可知拉力F的功率为________W,此滑轮组的机械效率为________。
16.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________能转化为________能储存起来,此过程中机械能总量________。
17.如图所示,探究重力势能的大小与哪些因素有关时,为了显示重力势能的大小,甲用橡皮泥代替沙子,乙用海绵代替沙子,你认为更合适是________(甲/乙)的方法,理由是________。
18.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________让自己上升的更高。不计空气阻力,运动员从离开跳板到入水的过程中,________时(填“离开跳板”、“最高点”或“入水”)时动能最大。
19.如图所示,工人用250N的拉力将重为400N的装修材料匀速提升6m,所用时间为lmin,则工人做的有用功是________J,工人做功的功率是________W,动滑轮的机械效率是________。
20.如图所示,工人师傅用动滑轮匀速提升重物.使用动滑轮的好处是________.若物体重450N,工人所用拉力为250N,则动滑轮的机械效率为________;用该滑轮匀速提升重600N的物体,若不计绳重和摩擦,则工人所用的拉力为________N.
三、计算题
21.航天迷小伟利用自制降落伞模拟返回舱的降落过程,将带有降落伞的重物从高处释放,速度增大至10m/s时打开降落伞,重物开始减速下落,重物从释放到落地共用4s,其v-t图像如图所示,落地前最后2s重物的运动可视为运动运动,打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力f与速度v满足关系式 ,
k为定值,降落伞和重物的总质量为7.5kg,g取10N/kg,求:
(1)落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率;
(2)刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小。
22.学校机器人兴趣小组进行“精准吊装”实验,7块长短不一的长方体木块均平放在水平地面上,机器人将木块按长度从大到小依次吊装并对称叠放。已知木块的密度相同,高度均为h=0.2m,宽度均为b=0.2m,不同序号木块的质量如下表,其中m=12kg,g取10N/kg。
序号
1
2
3
4
5
6
7
质量
2m
m
(1)已知1号木块的长度a=1.2m,求未叠放时1号木块对地面的压强;
(2)如图,把2号木块吊装到1号木块的上面,求此过程中克服重力所做的功;
(3)机器人完成全部吊装叠放用时6min,求整个过程克服木块重力做功的功率。
23.搬运工人站在水平高台上用如图所示的滑轮组匀速竖直向上提升重物,不计绳重和摩擦,工人的重力为640N , 与地面接触的总面积为 ,提升时间为20s , 重物上升高度为2m。求:
(1)提升时绳自由端的速度为多少;
(2)若拉力F的大小为150N , 则拉力的功率为多少;
(3)若上述过程中所提货物重为360N , 则滑轮组的机械效率为多少;
(4)若仍用该滑轮组提升另一货物,当提升过程中该工人对高台的压强为 ,则所提升货物的重力为多少。
四、实验探究题
24.某同学在探究弹性势能大小与形变量的关系时,猜测弹性势能可能与形变量x成正比,也可能与形变量的平方x2成正比。用如图装置进行探究,将弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平面上,刻度尺与杆平行,进行了如下操作:
①弹簧处于自由状态时,读出其上端距水平面的高度h0;
②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端,竖直向下按压铁块,读出此时弹簧上端到水平面的高度h1;
③释放小铁块,当铁块上升到最大高度时,读出铁块下端到水平面的高度h2;
④改变弹簧的压缩长度,重复步骤②③,将测出的数据记录在表格中,并计算出弹簧的形变量x、形变量的平方x2和小铁块上升的距离△h
(1)实验中弹簧的形变量x=________(用所测物理量符号表示);
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过______来间接反映的;
A. h1 B. h2 C. h2﹣h0 D. h2﹣h1
(3)该同学根据表中数据分别做出图甲△h﹣x和图乙△h﹣x2图象,由此得到的结论是弹簧弹性势能的大小与________成正比
25.在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中,将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。
(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是________。
(2)从上表数据可以看出,实验中控制了________相同,从而探究动能与________的关系。
(3)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做________J的功;第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用________同学的建议。
(4)由上述实验数据和现象可得出结论:________。
26.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,小明同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动,然后与放在水平桌面上的纸盒相碰,铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。
(1)要探究动能大小与物体质量的关系应是球到达底部的________相同。
(2)由甲、丙两次实验可以得出的结论是________。
(3)该实验是通过观察________来比较铁球动能的大小,从而得出结论的。下面的实例中也采用这种研究方法的有________。
A.卢瑟福建立原子的核式结构模型
B.用磁感线来描述磁场
C.探究电功大小与哪些因素有关时,通过小灯泡的亮度来判断电流做功的多少
D.探究压力作用效果与哪些因素有关时,通过小桌子陷入沙中的深度来体现压力的作用效果
(4)若桌面过于光滑,则________(选填:“更利于”、“不利于”)探究得出结论。
(5)若利用这个装置探究牛顿第一定律时,让同一小球从斜面的同一高度滑下,在木板上比在毛巾上运动的距离远,小球克服木板的摩擦力做的功W1 , 小球克服毛巾的摩擦力做的功为为W2 , 则W1________W2(大于/等于/小于)
答案解析
一、选择题
1.【答案】D
【解析】 弹簧伸直的过程中弹簧的弹性势能转化为动能,弹簧在向下运动过程中弹簧的重力势能转化为动能,A、B、C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】分析弹簧向下翻滚的过程中的能量转化分析判断。
2.【答案】B
【解析】 :A、在a到d的过程中,铅球相对于地面有位置的变化,铅球是运动的,A不符合题意;
B、在b到d的过程中,由于不计空气阻力,所以铅球的机械能不变,B符合题意;
C、在c到d的过程中,铅球的质量不变,高度减小,速度增大,故重力势能减小,动能增大,铅球的重力势能转化为动能,C不符合题意;
D、在a到b的过程中,运动员对铅球有一个推力的作用且铅球在推力作用下移动了一段距离,所以在这个阶段,运动员对铅球做了功;铅球离开手,由于惯性继续运动,所以手就不做功了,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
3.【答案】A
【解析】 小明把排球竖直向上抛出,在排球向上运动的过程中,高度变大,速度减小,动能转化为重力势能,到达最高点时速度为零,动能为零;然后排球在重力的作用向下运动,高度减小,速度变大,重力势能转化为动能,所以,排球在运动中动能先变小至零,然后再变大,A图符合题意,
故答案为:A。
【分析】影响动能大小的因素是:质量与速度;质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素是:质量与被举得高度,质量越大,高度越高,重力势能越大.
4.【答案】B
【解析】 A. 如图的滑轮组,由三段绳子拉着动滑轮,即 ,A不符合题意;
C. 根据 ,得拉力F为: ,C不符合题意;
B. 拉力做的总功为: ;
拉力F的功率为: ,B符合题意;
D. 有用功为: ;
滑轮组的机械效率为: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据s=nh求出绳端移动的距离;根据F=(G+G动)求出拉力;根据W=Fs可求拉力做功;根据
P=可求拉力做功的功率;根据W=Gh求出克服物体重力做的有用功,根据效率公式求出滑轮组的机械效率.
5.【答案】A
【解析】 喷药无人机在喷酒农药的过程中高度、速度不变,但其质量逐渐变小,喷药无人机的动能、重力势能都减小。
故答案为:A。
【分析】影响动能大小的因素:质量、速度,质量越大、速度越快动能越大;影响重力势能大小的因素:质量、高度,质量越大、高度越高重力势能越大。
6.【答案】C
【解析】 A.动轮滑动力作用点移动距离是重物移动距离的2倍,因此速度也是重物提升速度的2倍,所以v绳=0.4m/s,A不符合题意;B.动轮滑本质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆,此轮滑组是省力机械;B不符合题意;
C.提升重物的有用功W有用=2N 0.1m=0.2J,拉力F总功W总=1.2N 0.2m=0.24J,所以效率η=W有用/W总 100%=83.3%,C符合题意;
D.拉力F做的有用功等于0.2J,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】绳自由端移动的速度等于物体升高速度的n倍;由题知使用滑轮组时拉力F、提升的物重,比较二者大小可得是省力机械还是费力机械;利用W=Gh求拉力做的有用功,拉力端移动距离s=nh,利用W=Fs求拉力做的总功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比.
7.【答案】C
【解析】 A.铁球从顶端滑到底端,重力做正功,重力势能减小,A不符合题意;B.铁球在顶端时静止,动能为零,B不符合题意;
C.铁球在整个过程中受到磁铁磁力的作用,磁力充当了外力,所以铁球不满足机械能守恒的条件,C符合题意;
D.从图乙可以看出,铁球做曲线运动,在磁力作用下改变了运动方向,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
8.【答案】D
【解析】 :A.由图可知,避险车道相当于一个斜面,A不符合题意。
B.以相同速度行驶时,大货车比小汽车的质量大,所以大货车比小轿车的动能大,B不符合题意。
C.下坡路段刹车失灵的大货车向下运动过程中,重力势能转化为动能,动能越来越大,C不符合题意。
D.大货车冲上避险车道时,动能一部分转化为重力势能,由于克服摩擦做功,一部分动能转化为内能,D错误,符合题意。
故答案为:D。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.
9.【答案】B
【解析】 A. 如图,由三段绳子拉着动滑轮,所以绳子自由端移动的距离为:
,A不符合题意;
B. 有用功为: ,B符合题意;
C. 总功为: ;
滑轮组的机械效为: ,C不符合题意;
D. 拉力的功率为: ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】利用s=nh判断出物体移动的距离;根据W=Gh算出有用功;根据W=Fs算出总功,根据η=求出机械效率;根据P=求出功率.
10.【答案】C
【解析】 物块从光滑斜面上A点由静止滑下,由题意可知AB=BC,所以物块在两段路程中下滑的高度h相同,物块的重力不变,由W=Gh可知W1=W2;物块从光滑斜面上A点由静止滑下,速度越来越快,则物块在AB段下滑的速度小于在BC段下滑的速度,又因为AB=BC,所以物块在AB段所用时间大于在BC段下滑的时间,即t1>t2 , 由P= 可知P1<P2 . C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据题中的条件,由于没有额外功,所以有用功和总功相等,由于物体移动的速度不同,所以功和时间的比值不同.
11.【答案】B
【解析】 有用功 ;B符合题意;拉力做的总功为
D不符合题意; ,C不符合题意;动滑轮的机械效率 A不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用物体的重力和高度计算有用功,拉力和绳子的拉长长度计算总功,总功和有用功的差计算额外功,有用功和总功的比值计算机械效率.
12.【答案】D
【解析】 人造地球卫星在远地点时动能最小,势能最大;在近地点动能最大,势能最小,故从远地点向近地点运动时,势能转化为动能,速度会变大;从近地点向远地点运动时,动能转化为重力势能,机械能是不变的,ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】当物体减速上升时,动能减小,重力势能增大,动能转化为重力势能.
二、填空题
13.【答案】减小;减小;自己
【解析】 跳伞员在匀速下落过程中,其质量不变,高度减小,所以其重力势能减小;速度不变,动能不变;机械能等于动能与势能的总和,故机械能减小;
若跳伞员看到地面“迎面扑来”,则他是以自己为参照物的;
故答案为:减小;减小;自己。
【分析】动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.机械能:动能和势能的统称.(机械能=动能+势能)
参照物:在研究物体运动还是静止时被选作标准的物体(或者说被假定不动的物体)叫参照物;判断物体是否运动,即看该物体相对于所选的参照物位置是否发生改变即可.
14.【答案】3;80;变大
【解析】 由图知道,测力计的分度值为0.5N,所以测力计的示数是3N;根据题意知道,滑轮组做的有用功是:W有=Gh=7.2N×0.1m=0.72J,总功是:W总=Fs=3N×0.3m=0.9J,机械效率是:η=W有/W总×100%= 0.72J /0.9J×100%=80%;不计绳重和摩擦时,滑轮组的机械效率是:η=W有/W总×100%=W有/W有+W额×100%=Gh/Gh+G轮h×100%=G/G+G轮×100%,所若用该滑轮组提升10N>7.2N的物体,则由于物体的重力变大,滑轮组的机械效率会变大。
【分析】测滑轮组的机械效率,涉及到注意事项(实验时,应将弹簧测力计竖直匀速向上拉动)、长度的测量(刻度尺的正确使用:(1)使用前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值; (2)用刻度尺测量时,尺要沿着所测长度,不利用磨损的零刻线;(3)读数时视线要与尺面垂直,在精确测量时,要估读到最小刻度值的下一位;(4) 测量结果由数字和单位组成.)、机械效率的计()等知识.
15.【答案】1.6;87.5%
【解析】 V物= =0.2m/s,因为n=2所以V绳=2V物=0.4m/s,拉力的功率P=FV=4N , 滑轮组的机械效率为 =87.5%.
故答案为:1.6;87.5%.
【分析】利用拉力和绳子移动的速度计算拉力的功率,根据有用功和总功的比值计算机械效率.
16.【答案】动;重力势;减少
【解析】 解:列车进站时爬坡,速度减小,高度增大,通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来;出站时下坡,高度降低,速度增大,再将储存的重力势能转化为动能;列车在运动的过程中克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能会减少。
故答案为:动;重力势;减少.
【分析】当物体减速上升时,动能转化为重力势能,由于有摩擦的存在,会有内能产生,总的机械能减小.
17.【答案】乙;用海绵代替沙子,现象要比橡皮泥明显
【解析】 本实验是通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断影响金属块的重力势能大小的因素;因重力势能的大小无法直接观察到,所以采用的是转换法,海绵的凹陷程度要比橡皮泥大,故用海绵代替沙子,现象要比橡皮泥明显。
故答案为:乙;用海绵代替沙子,现象要比橡皮泥明显.
【分析】探究物体的重力势能的影响因素时,借助于海面的凹陷反应能量的大小.
18.【答案】弹力;入水
【解析】 当跳水运动员在跳水前先用力下压跳板时,跳板发生弹性形变,产生弹力,具有弹性势能,所以利用跳板的弹力让自己上升的更高。
不计空气阻力时,机械能是守恒的,运动员从离开跳板到入水的过程中,在最低点时,重力势能最小,动能最大,速度最快,所以运动员在入水时动能最大。
故答案为:弹力;入水。
【分析】跳水运动员利用了跳板的弹力将人弹起,动能的大小和物体的速度有关.
19.【答案】2400;50;80%
【解析】 (1)有用功:W有用=Gh=400N×6m=2400J;(2)由图知n=2,则拉力端移动距离:s=2h=2×6m=12m,拉力做的总功:W总=Fs=250N×12m=3000J,工人做功的功率:P= = =50W;(3)动滑轮的机械效率:η= ×100%= ×100%=80%。
故答案为:2400;50;80%。【分析】根据W有用=Gh求出有用功;根据s=nh求出拉力移动距离,再根据W总=Fs求出拉力做的总功,根据P=求出工人做功的功率;根据η=求出机械效率.
20.【答案】省力;90%;325
【解析】 :使用动滑轮的好处是省力;η= =90%;由F= (G+G动)得:G动=2F-G=2×250N-450N=50N, F’= = =325N.
故答案为:省力;90%;325。
【分析】动滑轮的特点:省力但不能改变力的方向;根据η= 求解;先根据F= (G+G动)求出动滑轮的重力,再根据F= (G+G动)求解。
三、计算题
21.【答案】(1)解: ;
;
;
答:落地前最后2s降落伞和重物的总重力的功率为375W;
(2)解:匀速下落时 ;
;
刚开始减速时
降落伞和重物受到的合外力大小
答:刚开始减速时降落伞和重物受到的合外力大小225N。
【解析】【分析】(1)根据G=mg求出降落伞和重物的总重力,根据v= 的变形式s=vt求出运动的路程,根据W=Fs求出重力做的功,最后根据P= 求解;(2)根据图提供的匀速下落时的速度、 求出k的值,再根据 求出刚开始减速时的阻力,最后求出降落伞和重物受到的合外力。
22.【答案】(1),
;
答:未叠放时1号木块对地面的压强为1000Pa;
(2)解: ;
答:把2号木块吊装到1号木块的上面的过程中克服重力所做的功为24J;
(3)解:G3=m3g= ×12kg×10N/kg=60N,W3=G3h=60N×0.4m=24J;
同理W4= W5= W6=W7=24J,W总=6×24J=144J,P总= =0.4W。
答:整个过程克服木块重力做功的功率为0.4W。
【解析】【分析】(1)先根据放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力求出1号木块对水平面的压力,再根据p= 求解;(2)先根据G=mg求出木块的重力,再根据W=Gh求出克服木块的重力所做的功;(3)分别求出克服每块木块的重力所做的功及总功,最后根据P= 求解。
23.【答案】(1)解:由图可知,由三段绳子拉着重物,即n=3,
则提升时绳自由端的速度:
(2)解:若拉力F的大小为150N , 根据 得拉力的功率为:
(3)解:若货物重为360N , 则滑轮组的机械效率为:
(4)解:不计绳重和摩擦时,拉力为: ,
解得动滑轮的重力: ;
当工人对高台的压强为 时,压力为:
,
压力等于人的重加上绳子对人的拉力,即 ,
绳子对人的拉力等于人拉绳子的力,所以人对绳子的拉力为:
,
由 得,此时所提升货物的重力:
【解析】【分析】(1)结合s=nh,利用速度计算公式v=可知提升时绳自由端的速度;
(2)利用P=Fv可求得拉力的功率;
(3)根据η=可求得滑轮组的机械效率;
(4)根据F=(G+G动)可求得动滑轮的重力,根据升过程中该工人对高台的压强与地面接触的总面积可求得该工人对高台的压力,然后可求人对 绳子的拉力,再利用F=(G+G动)可求得所提升货物的重力.
四、实验探究题
24.【答案】(1)h0﹣h1
(2)D
(3)形变量的平方
【解析】 (1)根据题意知道,弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度,即x=h0 -h1 ;(2)根据题意知道,弹性势能的大小在实验中是通过铁块被弹起的高度来反应的,即铁块到达的最高点h2 减去弹簧被压缩的最低点h1 , 即h2 -h1 ,D符合题意;(3)由表格数据知道,△h=15x2 ,即△h与x2 成正比例函数关系,由此得到的结论:弹簧弹性势能的大小与形变量的平方成正比。
【分析】实验中弹性势能的大小时通过铁块被弹起的高度来间接的反应,这用到了转换法.明确弹簧的形变量等于弹簧的原长度减去弹簧被压缩后的长度.
25.【答案】(1)让钢球从高处摆下
(2)速度;质量
(3)0.06;甲
(4)速度一定时,质量越大,动能越大
【解析】 (1)本实验使钢球获得动能的操作方法是让钢球从高处摆下。实质是重力势能转化为动能的过程。(2)从上表数据可以看出,钢球每次的下摆高度都相同,球的质量不同,这样当球每次接触木块时的速度都相同,即实验中控制了速度相同,从而探究动能与质量的关系。(3)第1次实验时若不考虑能量损失,球下摆时重力做功,所以钢球对木块最多可做的功为: ;
第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第三次实验;
甲同学建议换用同样较长的木板,这样可以通过木块的移动距离比较动能的大小,是正确的;乙同学建议换一个较大的木块,这样不符合控制变量法的思想,即木块变大后,因为质量和摩擦力都会变化,所以不能通过比较运动距离而得出动能的大小,故乙同学建议不正确;丙同学建议降低钢球下摆的高度,这样也不符合控制变量的思想,因为高度降低后,球碰撞木块时的速度就不一样了,不能完成实验,故丙同学建议也不正确;
所以应当采用甲同学的建议。(4)由上述实验数据和现象分析,速度相同时,质量越大,木块滑动的距离越远,即动能做功越多,所以可得出结论:速度一定时,质量越大,动能越大。
【分析】探究动能大小的影响因素,用到转换法(小车的动能无法直接比较,通过木块被撞后移动距离的大小反映动能的大小)和控制变量法(当研究动能大小与质量的关系时,要让质量不同的小车沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同,质量不同;当研究动能大小与速度的关系时,应选择同一小车从不同的高度释放,这样可以保证小车的质量相同,速度不同).
26.【答案】(1)速度
(2)质量相同时,速度越大,动能越大
(3)纸盒移动的距离;CD
(4)不利于
(5)等于
【解析】 :(1)要探究动能大小与物体质量的关系,应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下,保持小球的速度相同,质量不同;(2)由图示实验可知,甲、丙两次实验,球的质量相同,甲滚下的高度大于丙滚下的高度,甲将纸盒推动得更远,说明球的动能更大,所以可得:质量相同的物体,运动速度越大,它具有的动能就越大;(3)该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的,这种方法是转换法;A.卢瑟福建立原子的核式结构模型,用的是模型法;B.用磁感线来描述磁场,用的是模型法;C.探究电功大小与哪些因素有关,通过重物提升的高度来判断电流做功的多少,用的是转换法;D.探究压力作用效果与哪些因素有关时,通过小桌子陷入沙中的深度来体现压力的作用效果,采用的是转换法;
故答案为:CD;(4)若桌面过于光滑,无论铁球给纸盒一个多大的初速度,纸盒将运动很远的距离,不利于比较。(5)因为物体在斜面的末端具有相同的能量,而在不同水平面上运动时,都是克服摩擦力做功,并且最后具有的能量都为零,故物体在毛巾和在木板上克服摩擦做的功相等;
【分析】动能的影响因素包括:质量和速度,探究时可以利用物体推动木块的距离反应动能的大小.