内容正文:
本章整体评价
第1课时
知识点 1 机械能
1.一个左右对称的凹形槽如图所示,将小球从A点由静止释放,若小球从出发点A到B点运动过程中克服摩擦力做功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是( D )
A.小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒
B.小球能够从A点运动到D点
C.小球运动到B点时受力平衡
D.小球运动到B点时的动能大于小球运动到C点时的重力势能
知识点 2 功和功率
2.金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108 km,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200 t,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8 m2,最高设计速度为120 km/h,g取10 N/kg。完成下列问题。
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时?
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少?
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时,所受阻力为车重的0.04倍,此时该列车的功率为多少?
【答案】 解:(1)从金华到东阳共需要的时间
t===0.9 h。
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压力
F=G=mg=200×103 kg×10 N/kg=2.0×106 N,
停靠时,空载列车对铁轨的压强
p===2.5×106 Pa。
(3)列车匀速运动时,列车受到的牵引力和阻力是平衡力,牵引力F′=f=0.04G=0.04mg=0.04×200×103 kg×10 N/kg=8×104 N,
列车的速度v=120 km/h= m/s,
此时该列车的功率
P===F′v=8×104 N× m/s≈2.7×106 W。
知识点 3 杠杆
3.“三个和尚挑水吃”的故事相信大家耳熟能详,甲图中和尚们商量出新的挑水方案,胖和尚一人挑两小桶,瘦和尚和小和尚两人合抬一大桶,以下说法中不正确的是( D )
A.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将他的肩往后移动一点距离
B.乙图中水桶B向下沉,为保持水平平衡,胖和尚可以将后面水桶B往前移动一点距离
C.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以让瘦和尚往前移动一点距离
D.丙图中小和尚为减轻瘦和尚的负担,可以将水桶往前移动一点距离
4.我国古代记录传统手工技术的著作《天工开物》里记载了一种捣谷用的舂,“横木穿插硾头,硾嘴为铁,足踏其末而舂之”,如图甲所示。若硾头质量为20千克,不计横木的重力和摩擦,g取10牛/千克。
(1)图乙为脚用力向下踩舂时在某一位置的示意图,O点为支点,F2为阻力,请在图中作出阻力臂,此时舂属于 费力 (填“省力”“等臂”或“费力”)杠杆。
【答案】 如图所示
(2)若每次硾头上升的高度为0.6米,1分钟撞击臼中的谷粒20次,则人克服硾头重力做功的功率为 40 瓦。
5.小科做俯卧撑时(如图所示),可将其视为一个杠杆,重心在O点,他将身体撑起时地面对两脚尖的支持力为F1=200 N,两脚尖与地面的接触面积为60 cm2,双手与地面的接触面积为300 cm2。
(1)如果小科的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5∶2,地面对双手的支持力F2为多少?
(2)小科在1 min内能做30个俯卧撑。每次肩部上升的距离都为0.36 m,则他1 min内双手共做功多少?
(3)小科所受的重力G= 600 N。
【答案】 (1)解:因为物体间力的作用是相互的,支持力和压力是一对相互作用力,所以,F脚压=F1=200 N,F手压=F2,
则两脚尖对地面的压强p脚=,
双手对地面的压强p手= ,
已知p脚∶p手=5∶2,
则 ∶=5∶2,
则F2=F手压==
=400 N。
(2)解:W=F2·s=400 N×0.36 m×30=4 320 J。
知识点 4 滑轮、机械效率
6.如图所示,滑轮组在竖直向上的拉力F=50 N的作用下,将重为120 N的物体匀速提起,在10 s时间内绳子自由端移动的距离为s=3 m。
(1)计算物体上升的速度。
(2)计算滑轮组提升该物体时的机械效率。
(3)若克服绳重和摩擦做的额外功为10 J,求动滑轮的重力。
【答案】 解:(1)由题图知,承担物重的绳子股数n=3,
拉力端移动的距离s=3h,
则物体上升的高度h=s=×3 m=1 m,
物体上升的速度v===0.1 m/s。
(2)拉力做的有用功
W有用=Gh=120 N×1 m=120 J,
拉力做的总功
W总=Fs=50 N×3 m=150 J,
滑轮组的机械效率
η=×100%=×100%=80%。
(3)所做的额外功W额=W总-W有用=150 J-120 J=30 J,
若克服绳重和摩擦做的额外功为10 J,则克服动滑轮重力做的额外功W额2=W额