第十五章 功和机械能
13．（2010，广州，4分）甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能 （选填“增加”、
“不变”、“减少”）．某时刻他们的位置如图13所示， 该时刻甲的重力势能 乙的重力势能，甲的机 械能 乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小
于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，
原因是 。
答案：13.不变 等于 小于 甲脚受到摩擦力立即停止，而上身由于惯性继续向前运动 20．（2010，广州，分）如图23所示（滑轮组的绕绳未画出），人以600N的力向下拉动绕在 滑轮组的绳子一端10秒，使绳端向下移动了1.5m、重物匀速上升 了0.5m，已知滑轮组的机械效率为70%（g＝10N/kg）． （1）人的拉力的功率多大？ （2）被吊起的重物质量多大？ （3）按题意画出滑轮组的绕绳．
答案：20、解：根据S=nh得n=3 （1）根据 W=FS=600N×1.5m=900J
根据P=W/t=900J/10s=90W（或者根据P=Fv来求，同学们自己试一试）
（2）根据η=W有用/ W总得，70%=G/nF 带入数据 G=1260N（试想为什么不能用η= G物 / （G物+ G动）） （3）略
4
21．（2010，安徽，8分）某型号汽车发动机的额定功率为6×10W，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求： (l）发动机所提供的牵引力大小； (2）行驶速度的大小；
(3）行驶5min牵引力所做的功。
答案：21． (1）由于汽车匀速行驶时，受平衡力的作用，所以牵引力F =f=1800N （2分）
（2）由P=Fυ得：汽牛匀速行驶速度υ＝P/F= 6×104W/1800N= 33.3 m/ s （3分） (3 ) w = Pt = 6×104W×5×60s=1.8×107J
5．（2010，安徽，2分）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__________。
答案：5．83.3 % .7、( 2010,济宁，2分)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。
图7
答案：7.动滑轮的个数（或动滑轮的总重） 提升的物重 7．（2010，成都，2分） 图2所示，是上海世博会中国馆一“东方之冠”。在一次参观中，李先生乘电梯上楼，在电梯匀速上升的过程中，李先生的 A．动能不断增大 B．重力势能不断增大 C．动能转化为重力势能 D．重力势能转化为动能 答案：B 20．（2010，成都，4分）在物理学中，对不同的事物进行比较，需要引入不同的物理量。例如，要比较物体运动的快慢，需要引入速度；要比较做功的快慢，需要引入 ；要比较压力的作用效果，需要引入 。 答案：功率；压强
26．(2010，苏州，8分)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．
答案：26．(1)400J (2)80％ (3)50N
20．(2010，苏州，3分)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． 答案:20．50 惯性 750
25．（2010，泰州，6分）用图6所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，人用125N的拉力向下拉动绳子，5s内可使物体匀速上升2m求： （1）拉力所做的功和拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率．
答案：25.（1）W=500J P=100W （2）80%
4．（2010，烟台，2分）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(图3)．不计能量损失，下列说法正确的是
A．a点机械能小于b点机械能
B．d点动能最大，b点势能最大，c点机械能最大
C．由a到b的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变 D．由b到c的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
答案：4．C
30．（2010，烟台，10分）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．
21、(2010,重庆，9分)加勒比岛国海地当地时间2010年1月12日下午发生里氏7.3级强烈地震，首都太子港及全国大部分地区受灾情况严重。地震发生后，国际社会纷纷伸出援手，表示将向海地提供人道主义援助。中国救援队在搜救过程中发现一名生还者被一块约1.8
2
吨的建筑材料堵在一个狭小的空间里，材料与地面接触面积约为1.5m。 (1)、建筑材料对地面的压强为多大？（g取10N/kg）
（2）、由于条件限制，救援队只能用如图17所示的滑轮将建筑材料吊离，若在起吊过程中滑轮组的机械效率为80％，求此过程中绳子自由端所施加的拉力。
（3）、若拉动材料的时，材料向上的速度为0.01m／s，则拉力做功的功率是多少？
21．(9分)解：(1)物体所受的重力：
Gmg1.8103kg10N/kg1.8104kg (1分)
材料对地面的压强：
FG1.8104N4P1.210Pa (2分) 2SS1.5m (2)在竖直提升的过程中，s=5h，v拉＝5v材 由 W有W总Gh 得 FSGh1.8104NhF4.5103N (3分)
S80%5h拉力的功率为：
PFv拉＝F5v材4.5103N50.01m/s180w (3分)
9．（2010，安徽芜湖，3分）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 。
答案：9．0，1.8×104，75％。
9. （2010，兰州，3分）如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）
A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用
图3
C．他的重力势能转化成了动能和内能
D．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变
9.B
33.（（2010，兰州，6分）如图23所示，物重G为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以0.2m/s的速度拉上来，求： （1）所需拉力F是多少？ （2）机械的总功率是多少？ 33. 图23
WGh2000N3m解：(1)W总有7500J(2分)
80%
W7500JF总500N(2分)3S35m（2）P总Fv500N30.2m/s300W(2分）
6．（2010，潍坊，2分）如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦
力，仅有动能和势能互相转化．则
A．小球在A处的动能等于在D处的动能 B．小球在A处的动能大于在D处的动能 C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能
6.D
18．(2010，潍坊，4分)2010年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中，体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中，重心下降的最大距离为0.3m，用时0.5s，轨迹如图．则此过程重力做的功为________J，重力的功率为_________W．
18.150 300
23．(2010，潍坊，8分)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 （2）0.756 0.9 84
（3）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）； 斜面的倾斜程度相同时，斜面的表面越粗糙（光滑），机械效率越低（高）
20．（2010，盐城） 工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升，所用拉力为250N，5s内重物上升4m．此过程中，有用功为 ▲ J，拉力做功的功率为 ▲ W，写出一条拉力不等于物重的原因： ▲ ．
答案：960 200 绳子有重力（或系统有摩擦）
13．（2010，扬州，3分）修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的 能，使水下落时可以获得更多的 能，从而带动发电机发电。水坝下部总要比上部建造得宽一些.这是因为 。
答案：重力势 动 水坝下部受到水的压强比上部大
21．（2010，扬州，3分）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ŋ甲_________ŋ乙（“＜”/“＝”/“＞”）。
答案：可以改变动力的方向 ＞ ＞
9、（2010，四川泸州，5分）在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所示。多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题： 斜面 小车重量 斜面高度 沿斜面斜面长 有用功 倾斜度 G/N h/m 拉力F/N S/m W有/J 较缓 较陡 最陡 10 10 10 0.1 0.2 0.4 3 4 1 1 1 1 2 总功 W总/J 3 4 6 斜面的 机械效率 33.3% 50% （1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为 N；做的有用功为 J；斜面的机械效率为 %。
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越 。
（3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是： 。
4、（2010，四川泸州，2分）“世界面临的每一个危险都能追究到科学，拯救世界的每一种手段都将来自科学。”也许在不远的将来我们能变害为宝，比如可以建立发电站利用海啸具有的 转化为 为人类服务。（以上两空选填“核能”、“机械能”或“电能”） 6、（2010，广东，3分）某建筑工地要将同一个箱子从地面搬上二楼，如果分别采用如图4所示的两种方式搬运，F1和F2做功的情况，以下判断正确的是（ ）
A、两种方式机械效率一定相等 B、两种方式功率一定相等
C、两种方式所做的总功一定相等 D、两种方式所做的有用功一定相等
6 D
13．（2010，湖北咸宁，3分）如图5所示健身运动的过程中，物体A的质量为4kg，滑轮摩擦不计。当向下摆动脚腕使细绳拉着物体A缓慢（匀速）提升时，脚腕对细绳拉力的方向在改变、大小 （选填“也改变”或“不A 变”）。若2.4s内脚腕将A物体匀速提起0.3m，则对物图5 体A所做的功为 J，功率为 W。 13．不变 12 5
14．（2010，湖北咸宁，3分）撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图6所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和 转化为 ；下落过程中 能逐渐增加。
持杆助跑 撑杆起跳上升 越杆下落
图6
14．弹性势能 重力势能 动
3． （2010，江西南昌，2分）2010年3月5日12时55分，在酒泉卫星发射中心，“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道. 图2是火箭发射升空时的情景，以下说法正确的是【 】
A．火箭上升过程中动能不变，重力势能增大，机械能增大 B．火箭升空利用了力的作用是相互的
C．火箭升空时受到平衡力的作用 D．火箭升空时受到惯性力的作用
图2 3.B
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