内容正文:
第九章 简单机械 功
第五节 功的原理
基础过关全练
知识点 功的原理
1.【物理跨体育与健康】2023年6月22日,烟台市第四届龙舟大赛在福山区滨河南路与西埠庄大桥交汇处的东侧举行。如图所示,当参赛人员用船桨划水时,他们手中使用的船桨属于 (选填“省力”或“费力”)杠杆,使用它 (选填“能”或“不能”)省功。
能力提升全练
2.(2023山东淄博临淄一模,15,★☆☆)如图所示,AC >BC,把同一物体分别沿斜面AC、BC推上顶端,推力分别为F1、F2,所做的功分别为W1、W2。在不考虑摩擦的情况下 ( )
A.F1<F2;W1=W2 B.F1>F2;W1>W2
C.F1=F2;W1=W2 D.F1<F2;W1<W2
3.(2023山东东平月考,8,★☆☆)如图,工人往车上装重物时,用长木板搭个斜面,把重物沿斜面推上去,斜面长2 m,斜面最高处的高度为1 m。工人师傅在5 s内将一个重1 000 N的物体沿着斜面从底端匀速推到顶端。若忽略斜面摩擦和重物长度,则下列说法正确的是 ( )
A.用斜面可以省力也可以省功
B.物体沿斜面向上的速度为0.2 m/s
C.沿斜面向上的推力为100 N
D.推力做功的功率为200 W
素养探究全练
4.【物理观念】学习了功的知识后,章莹和爱萍同学就“人们为什么要使用简单机械”进行了讨论,她们想:使用机械有时可以省力,有时能够省距离,那么使用机械可不可以省功呢?带着这个问题,她们去问老师,老师却给她们提供了一根细线、一段绳子、一把刻度尺及动滑轮、铁块、铁架台各一个,要她们自己去验证,以下是她们的探究过程,请帮助她们完成下面的填空:
(1)老师少给了她们一样必要的器材,此器材是 。
(2)她们用细线系住铁块,并用向老师要来的器材测出铁块的 。
(3)用手直接将铁块竖直向上匀速提升20 cm,求出手对铁块所做的
功W1。
(4)再利用动滑轮将这个铁块竖直向上匀速提升20 cm,测出此时绳子自由端的拉力是1.5 N,那么拉力所做的功W2= J。
(5)经过比较,她们发现W2>W1,造成W2>W1的原因是 。
(6)她们将所得到的结论告诉老师并向老师求证,老师告诉她们:使用机械时做的功都不会少于不用机械时对物体做的功,即使用任何机械都 (选填“能”或“不能”)省功。
答案全解全析
基础过关全练
1. 费力 不能
解析 参赛人员用船桨划水时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;使用任何机械都不省功。
能力提升全练
2.A 由题图知,斜面AC倾斜的角度比BC小,则斜面AC较省力,所需的推力F1<F2;若不考虑摩擦,利用斜面做的功(推力做的功)都等于提升物体做的功,因物体的重力G和上升高度h都相同,所以推力在两斜面上做的功相同,即W1=W2。综上分析可知,A正确。
3.D 根据斜面的工作特点和功的原理可知,利用斜面可以省力,但不能省功,A错误;物体沿斜面向上的速度v===0.4 m/s,B错误;克服重物重力做的功W=Gh=1 000 N×1 m=1 000 J,因为忽略斜面摩擦,所以推力做的功W推=W=1 000 J,由W=Fs可知,沿斜面向上的推力F=
==500 N,C错误;推力做功的功率P===200 W,D正确。
素养探究全练
4 答案 (1)弹簧测力计 (2)重力 (4)0.6 (5)使用动滑轮提升铁块需额外克服动滑轮的重力及摩擦力做功 (6)不能
解析 (1)(2)在探究使用机械可不可以省功的问题时,若用动滑轮提升重物进行实验,必须用弹簧测力计测出重物的重力和绳子自由端的拉力;(4)绳子自由端移动的距离s=2×20 cm=40 cm=0.4 m,拉力做的功W2=Fs=1.5 N×0.4 m=0.6 J;(5)用动滑轮提升铁块时,动滑轮也跟着铁块升高,所以要克服动滑轮的重力做功,而且还要克服摩擦力做功,所以W2>W1;(6)大量实验表明:使用任何机械都不能省功。
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