![华师大版科学九年级上册 5.4 机械能 同步检测(含解析)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/5/12073203/0/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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初中科学华师大版九年级上册4 机械能综合训练题
展开一、选择题
1.如图,同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出(不计空气阻力和摩擦),设小球刚落地时的速度分别为v1、v2、v3,则( )
A.v1>v2>v3 B.v1<v2<v3
C.v1=v2=v3D.无法确定
2.下列物体中不具有弹性势能的是( )
A.被压紧的弹簧
B.被撑竿跳运动员压弯的撑杆
C.从拉弯的弓中射出的箭
D.发生形变的蹦床
3.下列说法正确的是( )
A.静止的物体,一定不具有能量
B.速度大的物体,具有的动能一定大
C.放在高处的物体具有的势能一定比放在低处的物体具有的势能大
D.被举高的物体,一定具有能
4.如图是小朋友玩蹦蹦床的情景,对他们在上升和下落过程中机械能的变化,下列分析不正确的是( )
A.小孩上升到最高点时的重力势能最大
B.小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能
C.小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大
D.小孩下落到最低点时的动能最大
5.一个沿竖直方向匀速上升的气球,它的( )
A.动能不变,势能不变B.动能不变,势能增加
C.动能增加,势能增加D.动能增加,势能不变
6.下列事例中,由重力势能转化为动能的是( )
A.风吹动风车转动
B.拉弯的弓把箭射出去
C.拧紧的发条带动钟表指针转动
D.秋千从高处向低处摆动
7.下列现象中物体动能和重力势能都发生变化的是( )
A.水平轨道上正在进站的列车
B.站在观光电梯上匀速下降的游客
C.站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客
D.体育考试时,抛出的实心球从高处下落的过程
8.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,仅有动能和势能的互相转化。下列说法正确的是( )
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
9.如图所示,已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的,有一近地点和远地点,下面关于卫星的说法正确的是( )
A.当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大
B.当卫星从近地点向远地点运动时,速度变大
C.当卫星在远地点时,动能最大,重力势能最小
D.当卫星在近地点时,动能最小,重力势能最大
10.下列关于势能的说法正确的是( )
A.把压缩的弹簧放松,它的长度增加,势能也增加
B.同一根橡皮筋拉得越长,它的势能也越大
C.树上的两个苹果,位置高的一定比位置低的势能大
D.正在下落的两个铅球,5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
11.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今将一小物块m连在弹簧上,并把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的摩擦力恒定,试判断下列说法中正确的是 ( )
A.物体从A到B动能越来越大,从B到C动能越来越小
B.物体从A到C动能一直在减小
C.物体动能最大的位置在B和C之间
D.物体从A到B动能先增大后减小,从B到C动能一直减小
12.草原发生大面积蝗灾时,农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,它的( )
A.动能不变,势能不变B.动能减小,势能增加
C.动能增加,势能减小D.动能减小,势能减小
13.汶川地震后的5月14日,我空降兵15勇士不畏牺牲,勇敢地从4999m的高空跳伞执行侦查营救任务,为上级决策提供了第一手资料,为组织大规模救援赢得了宝贵时间,受到了中央军委的通令嘉奖。跳伞勇士在空中匀速下落的过程中,他的:( )
A.重力势能增大,机械能增大B.动能不变,机械能不变
C.重力势能减小,机械能不变D.重力势能减小,机械能减小
14.如图所示,是探究“动能的大小与什么因素有关?”实验的示意图。小球从a处滚下,在c处与小木块碰撞,并与小木块共同运动到d处停下。下面的一些判断正确的是( )
A.从a到b,小球的势能不变,动能增大
B.从b到c,小球的势能增大,动能增大
C.到达c处,小球的势能最小,动能最大
D.到达d处,小球的动能为零,小木块的动能最大
15.如图所示,一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端,如果小球经过A点时具有的重力势能为50J,若不计空气阻力,以下说法不正确的是( )
A.小球到达底端时动能大于50J
B.小球从顶端到达底端的过程中,重力势能转化为动能
C.小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D.小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
16.嫦娥三号12月2日1时30分由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射升空,首次进行月球软着落和月面巡视勘察,获取月球内部的物质成分并进行分析,嫦娥三号卫星在加速升空过程中( )
A.动能变大,重力势能变小B.动能变小,重力势能变小
C.动能变大,重力势能变大D.动能不变,重力势能变大
17.下列说法错误的是( )
A.现阶段,人类所用能量,大部分来源于燃料燃烧
B.燃料燃烧时化学能转化为内能
C.热值是表示燃料燃烧放热能力的物理量
D.汽车在行驶时,发动机把油料中的化学能全部转化成有用的机械能
二、填空题
18.如图所示,一个静止小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑,经B点到达C点。从A点到达C点的过程中,小球的动能___,小球的重力势能___,小球的机械能___.(选填序号)
①保持不变;②一直减小;③先增大后减小;④一直增大;⑤先减小后增大。
19.甲站在0.5米/秒匀速上行的自动扶梯上,乙站在0.7米/秒匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等,甲上行过程中动能_____(填“增加”“不变”或“减少”)。某时刻他们的位置如图所示,该时刻甲的重力势能______(填“大于”“等于”或“小于”,下同)乙的重力势能,甲的机械能______乙的机械能。若此时上行的扶梯突然停止运动,甲会向前倾,原因是______________。
20.动能和势能之和称为_____能。做_____运动的物体都具有机械能。大量事实表明,动能和势能可以相互_____。如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持____,或者说,机械能____。
21.过山车是一种富有刺激性的娱乐工具,小江同学制作了一个过山车模型,如图所示。他把重力为G的铁球放在A点,然后让它沿轨道滚下,轨道的右侧有一弹簧,铁球先后经过B、C、D点,到达E点。已知B点离台面高度为零,A、D点离台面的高度分别为hA、hD,则从A位置到B位置铁球的重力做功是___; C点小球具有的机械能大小是___;当到达E点时,弹簧最短,小球的速度变为零,小球___(选填“处于”、“不处于”)受力平衡状态(整个过程中不计摩擦及能量损耗)。
22.了解到“重力势能”知识的小东同学,想用身边的器材(铅球),来探究影响重力势能大小的因素,其探究程序如下:
(1)猜想:影响重力势能大小的因素可能有:
a、重力势能大小可能与物体的质量有关
b、重力势能大小可能与物体的高度有关
(2)实验提供的实心铅球有2kg、2kg、3kg各一个,细沙(足够多)、刻度尺、两个相同大纸盒,请你利用上述器材,帮他设计实验方案、验证猜想、完成实验步骤:
A、将适量的沙子放进大纸盒里拨平;
B、取质量为_______________的铅球各一个,将两球分别对准纸盒位置提高到相同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较;
C、取质量为______________的铅球各一个,将两球分别对准纸盒位置提高到不同高度然后放手,用刻度尺量出铅球所砸沙坑的深度进行比较。
(3)通过对该实验的探究,B步骤得到的结论是:重力势能跟______________有关;
C步骤得出的结论是:重力势能跟________________有关。
23.(绍兴-29)探究影响物体弹性势能大小的因素,选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接,如图。
①将甲弹簧放置在水平面上,用小球压缩弹簧2厘米,释放后,小球滚上A斜面,记录小球在斜面最高点时高度,重复三次,取平均值记录在下表中。更换B斜面,重复实验。
②压缩甲弹簧3厘米,重复实验①步骤。
③换用不同弹簧,重复实验①步骤。
(1)实验中,通过观察 判断弹簧弹性势能的大小。
(2)比较 (选填实验序号),说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
(3)由实验结果可知,弹簧的弹性势能大小还与弹簧的 有关。
24.工人借助如图所示的装置,在20s时间内将700N重的货物匀速提升了4m,已知他对绳子的拉力为该过程中,工人所用装置的机械效率为______,工人对绳子拉力的功率为______W。
三、探究题
25.如图所示是“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察______________的大小,来判断小球动能的大小。
(2)实验中为了研究动能大小与质量的关系,需要控制小球撞击时的速度不变,具体的控制方法是__________________。
(3)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小文所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。
表一(钢球撞击时的速度为v=8 cm/s)
表二(钢球质量为m=100 g)
分析这两组数据可以得出:__________对物体的动能影响较大,依据是_______。
26.利用如图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。
将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞,木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同,θA<θB,球A 、B 的质量分别为mA、mB, ( mA<mB) 。
(1)如图甲、乙所示,同时释放A、B,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的__________________无关。
(2)如图甲、乙所示,观察到B 球能将木块C 撞得更远由此可得出结论:
_________________________________________________________________。
(3)如图乙中小球B 到达竖直位置时的速度_______(填“大于”、“小于”或“等于”)图丙中小球B 到达竖直位置时的速度如 图乙、丙所示,图丙中木块C 滑行得更远些,由此可得出结论:_________________________________________。
四、简答题
27.如图所示,甲为一半径为R的光滑的弧槽与一粗糙的水平面相连接,将重为G的物体从斜面顶端由静止释放,测出在水平面上滑行距离为处停下来。图乙是一个粗糙的半径为R的弧槽与和甲中同样粗糙的水平面相连接,将甲中重为G的物体也从乙斜槽顶端由静止释放,测出在水平面上滑行距离为后停下来,求:
(1)乙中重力对物体做的功;
(2)乙中物体在水平面上的摩擦力;
(3)乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内,摩擦力对物体做的功。
28.电梯的简化模型如下图甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯速度要经过增大、不变和减小的过程,这一过程是通过改变拉力大小来实现的。某次上升过程中电梯所受拉力F随上升高度h变化的图像如下图乙所示,这个过程用时1min。求在这个过程中:
(1)电梯上升的平均速度;
(2)拉力做的总功;
(3)拉力做功的平均功率。
29.如图所示,轻质杠杆OP长1m,能绕O点转动,P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳子的质量可忽略),OM的长度为0.1m,由于杆OP与水平方向成30°角倾斜,滑环刚好能由M向P端匀速滑动,滑动速度为0.02m/s,细绳能承受的最大拉力为9N。(g取10N/kg)求:
(1)滑环从M点开始滑动,经过多长时间后细绳会断裂;
(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功;
(3)上述过程中,A所受重力做功的功率。
30.2011年5月15日,在国际田联钻石联赛上海站男子110m栏比赛中,刘翔首次采用七步上栏技术,并以13.07s获得冠军,创造了该项目今年世界最好成绩!
(1)比赛中,刘翔消耗体内的化学能________(选填“大于”、“小于”或“等于”)他获得的机械能。
(2)若体重为87kg的刘翔在跨栏时重心上升了0.32m,则他每跨过一个栏需要克服重力做功(________)焦耳。(g取10N/kg)
实验
序号
弹
簧
弹簧长
度/厘米
弹簧
材料
压缩量
/厘米
小球在斜面A上高度/米
小球在斜面B上高度/米
1
甲
20
合金1
2
0.18
0.18
2
甲
20
合金1
3
0.40
0.40
3
乙
20
合金2
2
0.22
0.22
4
丙
30
合金1
2
0.12
0.12
5
丁
30
合金2
2
0.15
0.15
序号
钢球质量m/g
木块滑行距离s/cm
1
100
10
2
200
20
3
300
30
序号
钢球撞击速度v/cm·s1
木块滑行距离s/cm
1
8
10
2
16
40
3
24
90
参考答案
1.C
【详解】
小球从抛出到落地,发生了重力势能和动能的转化;在不计空气阻力和摩擦的条件下,转化过程中,机械能守恒,即机械能的总和不变。小球抛出时的机械能与小球落地时的机械能相等;而小球落地时的势能为零,故机械能大小就是动能大小,即动能相等所以速度相同。
故选C。
2.C
【详解】
A.被压紧的弹簧发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故A不正确;
B.被撑杆跳运动员压弯的撑杆发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故B不正确;
C.从拉弯的弓中射出的箭,没有发生弹性形变,没有弹性势能,但箭是运动的,所以具有动能,故C正确;
D.形变的蹦床发生了弹性形变,所以具有弹性势能,故D不正确。
3.D
【解析】
【详解】
A.静止的物体可能具有重力势能,故A项错误;
B.动能与质量和速度两个因素有关,因此速度大的物体动能不一定大;故B项错误;
C.重力势能与物体的质量和所处的高度有关,所以高处的物体,重力势能不一定比放在低处的物体具有的势能大;故C项错误;
D.被举高的物体具有重力势能,此外还具有内能;故D项正确;
4.D
【详解】
A.小孩上升到最高点时,高度最高,重力势能最大,故A正确,不符合题意;
B.小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能,故B正确,不符合题意;
C.小孩下落到最低点时蹦蹦床的形变最大,弹性势能最大,故C正确,不符合题意;
D.小孩下落到最低点时的动能最小,故D错误,符合题意;
5.B
【详解】
气球匀速运动时,质量不变,速度不变,动能不变,气球上升时质量不变,高度增大,重力势能增大。
故B符合题意。
6.D
【详解】
A. 风吹动风车转动,是将风能转化为风车的动能,故A不符合题意;
B.拉弯的弓把箭射出去,是将弓的弹性势能转化为箭的动能,故B不符合题意。
C.拧紧的发条带动钟表指针转动,是将弹性势能转化为动能,故C不符合题意;
D. 秋千从高处向低处摆动的过程中,秋千的高度逐渐减小,重力势能逐渐减小,其速度逐渐增大,动能逐渐增大,是将重力势能转化为动能,故D符合题意;
7.D
【详解】
A.水平轨道上正在进站的列车,质量不变,高度不变,重力势能不变;进站时速度越来越小,动能越来越小。故A不符合题意。
B.在观光电梯上匀速下降的游客,质量不变,速度不变,动能不变;高度减小,重力势能减小。故B不符合题意。
C.站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客,质量不变,速度不变,动能不变;高度增大,重力势能增大。故C不符合题意。
D.抛出的实心球从高处下落的过程,质量不变,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大。故D符合题意。
8.D
【详解】
AB.根据题意,小球在运动的过程中仅有动能和势能互相转化,所以小球在重力势能较大的地方其动能肯定较小。观察图象,发现小球在A处比在D处所处的高度较高,具有的重力势能较大,所以小球在A处具有的动能小于D处,故AB错误;
CD.根据题意“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”,所以在整个过程中没有能量的损耗,动能和势能的总和即机械能是不会减少的,小球在各处的机械能都是相等的,故C错误,D正确。
9.A
【详解】
卫星在太空中飞行时,在近地点,速度最大,动能达到最大,重力势能达到最小;在远地点时,速度最小,动能最小,重力势能最大。当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大。
故A正确。
10.B
【详解】
A.把压缩的弹簧放松,它的长度增加,在恢复至原长的过程中,弹性形变减小,弹簧的弹性势能会减小,故A错误;
B.橡皮筋被拉得越长,弹性形变程度变大,橡皮筋具有的弹性势能增大,故B正确;
C.树上的两个苹果,由于不知道其质量的大小关系,所以不能只依靠高度来判断重力势能的大小,故C错误;
D.正在下落的两个铅球,由于不知道其高度的关系,所以不能判断重力势能的大小,故D错误。
11.D
【分析】
解答此题注意两个步骤:
第一:物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力.从A到B过程中,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,则知物体先加速后减速,从B到C过程,摩擦力和弹簧的弹力方向均向左,物体一直做减速运动;
第二:物体动能的影响因素有质量和速度,当质量一定时,速度越大动能越大,速度越小动能越小.
【详解】
物体在竖直方向受到重力与地面的支持力平衡,水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力。从A到B过程中,弹簧的弹力水平向右,摩擦力水平向左,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,故物体先加速后减速,从B到C过程,物体由于惯性继续向前运动,摩擦力方向向左,物体做减速运动;当质量一定时,速度越大动能越大,速度越小动能越小,所以物体从A到B过程中,动能先增大后减小,从B到C过程中,动能一直减小。故ABC错误,D正确。
故选D.
12.D
【详解】
当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时,其质量在不断减小,高度和速度不变,因此,由动能和重力势能的影响因素可知,其动能和重力势能均减少。故只有选项D的说法正确,符合题意,ABC不符合题意。
13.D
【详解】
跳伞勇士在空中匀速下落的过程中,质量不变,速度不变。动能的决定因素是质量和速度。这两个物理量都不变,所以动能不变;下落说明高度下降,重力势能减小。机械能等于动能加势能,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小。所以跳伞勇士在空中匀速下落的过程中,他的能量变化是:重力势能减小,机械能减小。故D正确,BCA错误。
14.C
【解析】
(1)从a-b-c,小球的质量不变,高度减小,重力势能减小.从c-d,小球质量不变,高度不变,重力势能不变.
(2)从a-b-c,小球的质量不变,速度增大,动能增大.从c-d,小球质量不变,小球撞击木块后,速度不断减小,动能不断减小,到d点停止,速度为零,动能为零.
故选C.
【点睛】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素.
(2)根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。
15.C
【解析】
【分析】
应当注意本题中斜面是光滑的,同时在下滑过程中只有重力势能和动能之间的相互转化;因为是光滑的曲面,所以在斜面上滑下的小球没有能量损耗,能量转化过程中能量是守恒的,重力势能全部转化为动能。
【详解】
当滑到A点时具有的重力势能是50J,因为此时小球运动,所以在A点也具有动能故此时小球的机械能大于50J;当小球到达斜面底端时,重力势能为零根据能量守恒可以知道,小球到达底端时动能大于50J;所以A选项是正确的;小球从顶端到达底端的过程中,质量不变,速度增大,高度减小,因此将重力势能转化为动能,所以B选项是正确的;在下滑过程中,斜面是光滑的,不计空气阻力,则没有机械能损失,故机械能守恒,任一点的机械能都相等,故C错误,D正确;综上所述,本题正确答案为C。
【点睛】
本题主要考察能量转化过程中的能量守恒和能量的转化。
16.C
【详解】
嫦娥三号在火箭的推动下加速升空的过程中,质量不变,速度增大,动能增大;质量不变,高度增大,重力势能增大。故C正确。故选C.
17.D
【解析】A、从原始人类学会用火起,至今,人们使用的能量绝大部分还是通过燃烧燃料获得的,不符合题意;B、燃料的燃烧是一种化学反应,燃烧时产生光和热,将化学能转化为内能,不符合题意;C、为了研究燃料释放能量的能力,人们把1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值,不符合题意;D、汽车在行驶时,并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功,有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了,故符合题意.故选D.
18.③ ⑤ ②
【分析】
动能与物体的质量和速度有关,质量越大,速度越大,物体的动能也就越大;重力势能与物体的质量和被举高的高度有关,质量越大,被举高的高度越大,物体的重力势能越大;小球在运动过程中要克服摩擦力做功,机械能逐渐变小。
【详解】
小球从A运动到B的过程中,质量不变、高度降低,重力势能减小;质量不变、速度增大,动能增大;小球从B运动到C的过程中,质量不变、高度增大,重力势能增大;质量不变、速度减小,动能减小;所以从A点到达C点的过程中,小球的动能先增大后减小,小球的重力势能先减小后增大;因为轨道是粗糙的,整个过程中要克服摩擦做功,机械能转化为内能,小球的机械能一直在减小。
【点睛】
本题考查了动能和重力势能的影响因素、机械能和内能之间的转化,易错点在第三空,知道物体克服摩擦做功机械能转化为内能是关键。
19.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
【详解】
[1]甲在上行过程中,甲的质量和速度都不变,动能的大小由质量和速度决定,两者都不变,所以甲的动能不变。
[2]在图示位置中,甲乙两人的高度相同,质量相等,根据物体重力势能的大小由质量和举高的高度这两个因素来决定可知,所以两人的重力势能相同。
[3]由题意知,甲的速度小于乙的速度,两人质量相等,结合动能的决定因素可知,甲的动能小于乙的动能。根据机械能包括动能和势能结合两人的势能相等,甲的动能小于乙的动能,所以可以判断,甲的机械能小于乙的机械能。
[4]因为一切物体都具有惯性,若此时上行的扶梯突然停止运动,甲的脚受到摩擦力立即停止,而甲的上身由于惯性要保持运来的运动状态,所以身体会向前倾。
20.机械 机械 转化 不变 守恒
【详解】
[1]动能和势能称为机械能。
[2]做机械运动的物体具有动能或势能,即具有机械能。
[3][4][5]动能和势能可以相互转化。如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,或者说,机械能守恒。
21.GhA GhA 不处于
【详解】
从A位置到B位置的竖直高度为hA,所以铁球从A位置到B位置重力做功W=GhA.铁球在A位置时,只有重力势能,故A点的机械能=A点重力势能=GhA.整个过程不计摩擦和能量损耗,故铁球机械能守恒。故在C点时小球具有的能量=在A点时小球具有的能量=GhA.小球达到E点时,虽然速度为0,但小球在水平方向只受弹簧的弹力作用,故小球不处于平衡状态。
22.2kg、3kg 2kg、2kg 质量 高度
【详解】
(2)[1]B中控制了相同的高度,那就肯定是研究重力势能和质量的关系,要控制铅球的质量不同,所以要选2kg和3kg的实心铅球各一个;
[2]C中控制了铅球的高度不同,那就是在研究重力势能和高度的关系,就要控制铅球的质量相同,所以要选两个2kg的铅球;
(3)[3]B步骤是探究重力势能和质量的关系;
[4]C步骤是探究重力势能和高度的关系。
23.(1)小球到达斜面的高度 (2)1与2 (3)长度、材料
【解析】
24. 200
【解析】
试题分析:由题意知:货物的重力G=700N,上升的高度h=4m,拉力F=500N,移动的距离s=8m,所用的时间t=20s,则W有=Gh=700N×4m=2800J,W总=Fs=500N×8m=4000J,机械效率η=W有/ W总=2800J/4000J=70%;拉力的功率P= W总/t=4000J/20s=200W。
考点:功、功率及机械效率的计算
25.木块移动的距离 让小球在同一高度滚下; 速度 答案见解析
【详解】
(1)[1]动能大小体现在对外做功的多少,可以通过木块移动的距离来比较动能的大小;
(2)[2]为了确保小球到达水平面的速度相同,具体的控制方法是就必须让小球在同一高度滚下;
(3)[3][4]由表一可知:质量增加一倍,动能变为原来的两倍;由表二可知:速度增加一倍,动能变为原来的四倍;所以在质量和速度增加相同的倍数时,速度对动能大小的变化影响较大;
26.质量; 速度一定时,质量越大物体具有的动能越大 小于 质量一定时,速度越大物体具有的动能越大
【详解】
第一空.甲乙两图中,小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关;
第二空.mA
第四空.图丙中木块C滑行得更远些,说明质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
27.(1)GR;(2);(3)
【分析】
(1)已知物体重力G和高度R,根据可求出重力对物体做的功。
(2)甲、乙中水平面的粗糙程度相同,所以同一个物体所受的摩擦力大小相等,只求出甲中物体受的摩擦力就是乙中物体在水平面上的摩擦力;甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的弧槽下滑重力做的功,根据可求出摩擦力f的大小。
(3)因为乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内,摩擦力对物体做的功与物体在水平面上摩擦力对物体做的功之和等于物体沿弧槽下滑重力做的功,据此可求出乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内,摩擦力对物体做的功。
【详解】
(1)乙中重力对物体做的功
(2)甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的弧槽下滑重力做的功,根据可知,乙中物体在水平面上的摩擦力f为
(3)由题可知
则乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内,摩擦力对物体做的功
答:(1)乙中重力对物体做的功是GR;(2)乙中物体在水平面上的摩擦力f为;(3)乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内,摩擦力对物体做的功是。
28.(1)0.8m/s;(2)9.6×105J;(3)1.6×104W
【分析】
(1)从题意可知,电梯上升的高度和时间,根据公式可求电梯上升的平均速度。
(2)由图可知,拉力大小和上升的高度,根据公式可求拉力做的功。
(3)根据公式可求电动机拉力做功的功率。
【详解】
(1)电梯上升的高度h=48m,用时间t=60s,电梯上升的平均速度
(2)拉力在0~4m做的功
拉力在4~44m做的功
拉力在44~48m做的功
则上升过程拉力做的总功
(3)拉力做功的平均功率
答:(1)电梯上升的平均速度是0.8m/s;(2)拉力做的总功是9.6×105J;(3)拉力做功的平均功率是1.6×104W。
29.(1)40s;(2)4J;(3)0.1W
【分析】
(1)设滑环从M开始滑动起,经过时间t后细绳断裂,可列出关于时间t的方程,根据杠杆平衡的条件,可求P点最大拉力时间t的大小。
(2)根据即可求出重力做的功。
(3)根据即可求出功率。
【详解】
(1)设经t时间后绳子会断裂,由杠杆平衡条件有
则经过的时间
(2)重力做的功
(3)重力做功的功率
答:(1)滑环从M点开始滑动,经过40s后细绳会断裂;(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功为4J;(3)上述过程中,A所受重力做功的功率为0.1W。
30.大于 278.4
【详解】
(1)比赛中,刘翔消耗了体内的化学能,转化为他的机械能和内能(人体温度升高、内能增大),所以,消耗的化学能大于转化成的机械能;
(2)每跨过一个栏需要克服重力做功为:
W=Gh=mgh=87kg×10N/kg×0.32m=278.4J.
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