内容正文:
W布用=1.32J-0.6J=0.72J>W有用=0.6J,即当滑轮组越来
越省力时,它的额外功越来越大,甚至会出现额外功大于有
用功的情况,所以设计一个机械模型时,既要考虑省力,还
要考虑提高机械效率,可换轻质动滑轮。
19.解:(1)由图乙可知在4~8m内机器人受到的牵引力为4
N,牵引力对机器人所做的功
W=Fs=4N×(8m-4m)=16J。
(2)牵引力对机器人做功的功率
p=W-16J=8w
t 2s
20.解:(1)将物体由井底拉至井口需要的时间
t=h=9m
=9s
v 1m/s
(2)滑轮组提升重物的机械效率
W有用三
W有用
Ch
G
1600N
刃-W6-W4用+We%ch+6hc+G1600N+400N
100%=80%。
(3)动滑轮上绳子的有效段数n=3,汽车提供的最大动力
为2000N,与汽车相连的绳子能承受的最大拉力为
3000N,可知绳子自由端的最大拉力为2000N,即F'=
200N,根据F”=1(C+G)可知,提升物体所受的最大
重力G'=nF'-G动=3×2000N-400N=5600N,
此时装置的机械效率最大为
W有用
W有用
G'h
G'
W台'
W有用'+W额外
Gh+G动hG+G动
5600N+400N×100%=93.3%
5600N
期末检测卷(一)
1.C2.A3.D4.A5.C6.C7.A8.D9.B
10.C【解析】AB段减速下降,质量不变,速度减小,动能减
小,高度减小,重力势能减小,机械能减小,故不是火箭的重
力势能转化为动能,故A、D错误:BC段,火箭的质量不变,
高度降低,重力势能减小,故B错误;由于AB=BC,根据G=
mg知火箭在AB段重力做的功等于在BC段重力做的功,
AB段做减速运动,速度越来越慢,火箭在BC段做匀速运
动,所以AB段的时间要小于BC段的时间,根据公式P-W
可知,AB段的功率大于BC段的功率,故C正确。
11.C
12.A【解析】不计绳重和摩擦,克服物体重力做的功为有用
功,克服物体重力和动滑轮重力做的功为总功,则滑轮组的
W有月。Gh
机械效率:n=W号Gh+GahG+
G①,由题知,动滑轮的
重力相等,若G>GB,由①式可知np>n2,故A正确;若
G1=Gg,则刃甲=门2,故B错误;由图可知,n甲=2,n2=3,不
1
计绳重和摩擦,由F=一(G+G)可得,提升物体的重力:
G=nF-G动②,动滑轮的重力相等,若F4=FB,因n甲<n2,所
以由②式可知G<GB,故C错误;若F1<FB,因n甲<n2,所
以由②式可知G4<GB,故D错误。
13.9030
14.突然刹车上半身
15.相同5
16.增大1.09×10°连通器
【解析】大坝修成上窄下宽的形状是因为液体的压强随深
度的增加而增大,底部宽大可以承受更大压强。大坝底部
受到水的压强为p=p*gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×
109m=1.09×10Pa;轮船航行时要通过大坝船闸,船闸的
设计利用了连通器原理,闸室和上下游之间可分别构成连
通器,使船闸两侧水面相平,方便船只通行。
17.如图所示
18.如图所示
19.(1)接触面的粗糙程度(2)相同(3)3、4接触面材料
相同时,压力越大,滑动摩擦力越大(4)0.5卡住
20.(1)1(2)丁(3)没有控制排开液体的体积相同
(4)2.7×10
【解析】(1)由图A知,弹簧测力计分度值为0.1N,物体的
重力为2.7N,由图C知,浸没在水中时弹簧测力计示数为
1.7N,根据称重法知物体浸没在水中时受到的浮力大小为
F净=G-F=2.7N-1.7N=1N。(2)物体逐渐浸入水中,缓
授地增大物体在水中的深度,在物体浸没前,随深度的变
大,排开液体的体积变大,物体受到的浮力变大,浸没后,排
开液体的体积不变,受到的浮力不变,如图甲、乙、丙、丁所
示,能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系
的图像的是丁图。
(3)研究浮力的大小与液体密度的关系,要控制排开液体
的体积相同,如果对比C、F两次实验,得出“浮力的大小与
液体密度有关”的结论,操作是错误的,理由是没有控制排
开液体的体积相同。(4)物体浸没在水中时受到的浮力大
小为F章=1N:物体排开水的体积即物体的体积,为V=
-2.7N
三「降物体的密度为p=卫gpP之
V指=。
Pxg
INx1.0x
103kg/m3=2.7×103kg/m3。
21.解:(1)由图可知,水的深度为h=10cm=0.1m,
则水对容器底部的压强:
p=P水gh=1.0x103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
(2)水面上静止漂浮一个木块,木块排开水的体积为1.0×
104m3,
则木块受到的浮力:
F浮=p水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0x104m3=1N;
(3)根据物体浮沉条件可知,木块的重力:G木块=F浮=1N,
圆台形容器的重力:C网台=m圆台g=0.4kg×10N/kg=4N,
水的重力:C水=m水g=0.4kg×10N/kg=4N,
则圆台形容器对水平桌面的压力:
F=Ge=G网台+G*块+G水=4N+1N+4N=9N,
圆台形容器的底面积:S=30cm2=3×103m2,
圆台形容器对水平桌面的压强p'=F:,9N
S3x103m=3x10Pa。
22.解:(1)4000m深处的海水产生的压强:
p=P海水gh海水=1.0×103kg/m3×10N/kg×4000m=4×
107Pa:
(2)设备的重力:G=mg=5×103kg×10N/kg=5×104N,
设备未露出水面时,排开海水的体积等于它自身的体积,故
设备受到的浮力:
F浮=P海水gV排=1.0x103kg/m3×10N/kg×2m3=2×10N,
设备受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力作用,做
匀速直线运动,受力平衡,由力的平衡条件可得,电绞车缆
绳对设备的拉力:
F=G-F浮=5×10N-2×10N=3×104N,
电绞车缆绳做的功:W=Fs=3×104N×200m=6×10J:
(3)由图丁可知,设备离开水面后,上升高度为h=25m时,
电绞车缆绳所做的总功:W卷=20×105J=2×10J,
克服设备重力做的有用功:
W有用=Gh=5×104N×25m=1.25×10J,
则电绞车工作的机械效率:η=
W布用_1.25×10J×1009%=
W总2×10J
62.5%。
期末检测卷(二)
1.D2.C3.C4.C5.A6.B7.C8.D9.B10.C
11.C【解析】按下按钮时,D处弹簧伸长,处于拉伸状态,故
A错误;按下按钮时,根据图示可知,B到O点的距离要小
于D到O点的距离,所以B处比D处移动距离小,故B错
误;松开按钮时,弹簧仍处于拉伸状态,D处受到弹簧向下
的拉力,故C正确:牙签送出时,杆AOD的动力臂小于阻力
臂,是一个费力杠杆,故D错误。
12.D
13.运动状态大物体间力的作用是相互的
14.减小向前
15.压强作用点平衡
16.变小b1:3
【解析】质地均匀的柱形物体对水平地面的压强:=
S-
G_pgsh」
=Pgh;将甲物体沿水平方向切去一部分,剩下部
分对地面的压力减小,而受力面积不变,所以,由P=、可
知剩下部分对地面的压强将变小。当沿水平方向截取不同
高度的甲物体,并平放在乙物体正上方时,甲剩余部分的重
F
力减小,甲对地面的压力减小,受力面积不变,由=S可
知甲对地面的压强减小:而乙对地面的压力增大,受力面积
不变,由p=
S可知乙对地面的压强增大,由图2可知,D随
h的增大而减小的是图像b,则b为甲的压强随截取高度h
的变化的关系图线,p随h的增大而增大的是图像a,则a
为乙的压强随截取高度h的变化的关系。由图2可知,P1
为乙单独放在水平地面上的压强,P4为甲单独放在水平地
面上的压强,由题知,甲、乙两个实心物体是由同种材料制
成的,设它们的密度为P,因甲、乙均为质地均匀的柱形物
体,则p=pgh2p,=pghp,所以P_Pgh_h之=1m1
P4Pgh甲hp3m3
17.如图所示
G
18.如图所示
rrrmmmCm
19.(1)高度差(2)C(3)丙、丁同一深度处,液体密度越
大,液体压强越大(4)大气压AC与DF
【解析】(1)用压强计测量液体内部压强,通过U形管左右
液面出现高度差来反映压强的大小:(2)此时U形管没有
出现高度差,是因为装置漏气,应该检查装置的气密性,故
3
选C:(3)为了探究液体内部压强与液体密度的关系,应该
控制深度相同,改变液体的密度,应该比较丙、丁两图所示
的实验,丁中盐水密度较大,U形管液面高度差越大,液体
压强越大,可得出结论:同一深度处,液体密度越大,液体压
强越大;(4)将瓶盖拧紧,只将N孔堵住,水从M孔也不能
流出,因为水受到了大气压的作用。当水从M点流出时,
下落高度为MA时,落水点在C处;为了控制水从M和N
点下落时下降的高度相同,应将接水盘向下移动到D点,
此时应保证ND与MA大小相等,比较DF与AC的距离,距
离大的对应的出水孔处的压强较大。
20.(1)错误偏大(2)①71.4②B(3)先变小后变大
【解析】(1)在弹簧测力计静止时读数,由于不会克服绳与
滑轮之间的摩擦,所以测得的拉力偏小,她的想法是错误
的,因为她没有考虑到摩擦对滑轮组机械效率的影响,如果
这样做,摩擦力小,颜外功少,总功较小,则测得的机械效率
偏大:(2)①由表中实验数据可知,第1次实验测得动滑轮
的机械效率:门=
W布_Ch_1.0N×0.2m×100%=71.4%;
W慈Fs0.7N×0.4m
W有月.Ch_Gh-G可知没有刻
②结合实验数据,根据n=W意FhnF
度尺也能测量出动滑轮的机械效率,故B正确:(3)由图可
知,弹簧测力计竖直向上拉杠杆的C点时,OC为最长力
臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变
长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,阻力臂大小不变,
根据杠杆平衡条件可知,弹簧测力计示数将先变小后变大。
21.解:(1)当h=10cm时,根据阿基米德原理知,浮力
F浮=P水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×50×10×106m3=
5N:
根据卫=知,压力F=S=1.4x10Pax50x10m7N
根据平衡条件知,物体的重力G=F+F=5N+7N=12N:
(2)根据G=mg=pVg可知,密度
G
12N
p
Vg50×30x10-6m3×10N/kg
0.8×10kg/m3;
(3)当深度为0时,压力等于重力,压强p=F=C
12N
=2.4×10Pa:当浮力等于重力时,压强为0,则
50×104m7
有F浮'=P水gV#'=p水gSh'=G,即1.0×103kg/m3×10N/kg×
50×h'×104m3=12N;
解得h'=0.24m=24cm;
即M点应为2.4,N应为24。
22.解:(1)正方体A的体积V=(0.1m)3=0.001m3,
A未露出水面时排开水的体积:V排=V=0.001m3,
所受的浮力:
F浮=p水gV#=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N;
(2)由图可知n=2,当A完全脱离水面时,由图乙知滑轮组
绳子自由端的拉力达到最大值F=12.5N,不计绳子重力
和绳了与滑轮间的李振根据F宁6+6。)可知,
该滑轮组中的动滑轮的重力
G动=2F-G=2×12.5N-20N=5N:
(3)当A完全脱离水面后,水面将会降低,水面下降的
高度:
V排0.001m3
△h=
S200×104m
=0.05m,
此时水深:
h'=h-△h=0.45m-0.05m=0.4m,
水对容器底的压强:
p=pkgh'=1.0x103kgm3×10N/kg×0.4m=4×103Pa。期末检测卷(一)
时间:60分钟满分:100分
、选择题(本大题共12个小题,每题3分,共36分)
都)1“估测”是物理学中常用的一种方法。下面数据中最接近实际的是
(
A.中学生游泳时受到水的浮力约为1000N
B.东岳泰山顶峰的大气压约为1.5×105Pa
C.中学生一分钟跳绳的功率约为75W
D.一本八年级物理课本的重力约为0.5N
2.下列谚语涉及的现象用物理知识解释正确的是
A.“风吹云动,水推船移”一说明力可以改变物体的运动状态
B.“一个巴掌拍不响”一说明只有一个物体就可以产生力的作用
C.“人往高处走,水往低处流”一说明水受到重力作用,方向垂直
向下
D.“鸡蛋碰石头,自不量力”一说明鸡蛋对石头的力小于石头对鸡
蛋的力
3.我国的高铁快捷平稳、安全舒适。如图所示,在高速行驶的高铁列车
上硬币可以稳稳地立在水平窗台上,下列有关说法正确的是
(
A.水平窗台上的硬币此时不受力
锅
B.水平窗台上的硬币此时受到惯性力的作用
C.与硬币受到的支持力平衡的是硬币给窗台的
班
压力
D.硬币的重力和窗台对硬币的支持力是一对平衡力
4.在体育运动中,下列做法为了减小摩擦的是
A.穿轮滑鞋
B.手涂防滑粉
C.戴手套接球
D.用力捏车闸
5.如图所示,是上海博物馆展出的“清景德镇窑粉彩莲花杯”,其叶柄内
阁
空且直通底部,人们可通过叶柄来喝水,下列与此现象原理相同的是
A.地铁站台设置安全线
B.客机机翼制成上凸下平的形状
C.按压钢笔墨囊吸墨水
D.用注射器将药液注射到肌肉内
6.取一个不易形变的饮料瓶,用橡皮膜扎紧瓶口,在其侧面开一个小孔,
用插有玻璃管的橡皮塞塞紧,玻璃管中有一段红色液柱。将瓶内气体
密封,橡皮膜受到的压力发生变化,红色液柱会移动,从而制成一个简
易压强计。下列分析不正确的是
A.将饮料瓶放入水中,液柱上升,表明液体内
-液柱
部有压强
B.保持饮料瓶位置不变,向容器内加入浓盐
水,液柱会上升
橡皮膜
C.玻璃管内径越粗,实验效果越明显
D.饮料瓶在水中的位置越深,液柱上升的高度越高
7.在跨学科实践活动中,“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践
活动,下列说法正确的是
腓肠肌
足部骨骼
肱二头肌
绳索
肘关节
丙
A.如图甲,做仰卧起坐时,属于费力杠杆
B.如图乙,踮脚过程动力臂小于阻力臂
C.如图丙,做下压运动锻炼,动力臂如图所示
D.如图丁,手提重物时前臂是省力杠杆
8.如图,是我国055型万吨级驱逐舰。该舰满载时,排水量约12000t,
吃水深度6.6m。下列说法正确的是
A.排水量指的是舰船满载时排开水的重力
B.驱逐舰漂浮在海面上,所受重力小于浮力
C.驱逐舰从长江驶入大海,所受浮力变大
D.驱逐舰不能与其他舰船近距离并排航行,是因
为流体流速越大,压强越小
9.曹冲称象的故事广为流传。如图所示,称象时,先让象站在船上,在船
身与水面交界处做上标记。让象上岸后,再将石头装入船中,直至船
身上的标记与水面重合,所装石头的质量即为大象的质量。下列说法
正确的是
()
标记
标记
水面
甲
A.图甲中船排开水的重力与大象的重力大小相等
B.船内石头增多的过程中船底受到水的压强变大
C.船内石头增多的过程中船受到的浮力大小不变
D.图甲中船所受浮力比图乙中船所受浮力小、
10.如图所示,某种可重复使用火箭在降落过程中,通过控制推
力,沿竖直方向先从A点减速运动到B点,再从B点匀速运
动到C点,且AB=BC,不计运动过程中的空气阻力,忽略火
箭质量的变化,则
A.AB段火箭的机械能不变
B.BC段火箭的重力势能不变
C.AB段重力做功的功率大于BC段
D.AB段火箭的重力势能转化为动能
11.如图是我国古代劳动人民运送巨木的场景,通过杠杆、支架、悬绳、石
块等,将巨木一端抬起,垫上圆木,将其移到其他地方。下列说法正
确的是
()
石块
A.支架下垫石块是为了增大对地面的压强
B.横杆是杠杆,费力省距离
C.当巨木太重时,人要远离支架,增大动力臂
D.当巨木太重时,可增大悬绳与支架间的距离
12.如图所示,用相同的滑轮绕成甲、乙两种装
置,分别用力F4、FB匀速提升重力为GA、G8
的两物体,不计绳重和摩擦,下列说法正确
的是
A.若G4>Gg,则n甲>nz
B.若G4=GB,则n甲>nz
A
B
C.若F4=Fg,则G>GB
乙
D.若FA<FB,则GA>GB
二、填空题(每空2分,共18分)》
13.如图所示,在足够长的水平面上,小明用30N的水
平推力推着箱子做匀速直线运动,6§内运动的路程
为3m,则推力的功等于
J。将水平推力增
大到35N时,箱子受到的摩擦力大小是
N。
(不考虑空气阻力)
14.一辆汽车向前行驶,车上的乘客突然出现如图所示的情景,此时汽车
可能是
(选填“突然加速”“匀速行驶”或“突然刹车”),产
生这一现象是由于乘客
(选填“上半身”或“下半身”)具有惯
性保持运动状态不变导致的
—13—
15.如图所示是“研究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现
的情景,在实验中两次分别使同一根橡皮筋都拉伸到同一点O,目的
是使两次实验中力的作用效果
(选填“相同”或“不同”);图
中测力计的示数F=
N。
F,=3N F=2N
0
16.三峡大坝是一项伟大的世纪工程。大坝修成上窄下宽的形状是因为
液体的压强随深度的增加而
;若大坝蓄水深度为109m,这
时大坝底部受到水的压强为
Pa;轮船航行时要通过大坝船
闸,船闸的设计利用了
原理。(p水=1.0×103kg/m3,g取
10 N/kg)
三、作图题(每题3分,共6分)
17.如图所示,某同学放飞的孔明灯正在匀速升空。请画出此时孔明灯
所受力的示意图,力的作用点为0点(不计空气阻力)。
18.请分别在图中画出动力F的力臂l和重物对杠杆作用力的力臂L2。
四、实验探究题(每空2分,共20分)
19.小英发现家里有两种不同的拖鞋如图所示,图1中的拖鞋感觉更重、
更硬,防滑效果更好;图2中的拖鞋感觉更轻、更软,但容易打滑。查
阅资料发现,这是市面上常见的两类不同材质的拖鞋,图1为PVC
(聚氯乙烯)材质,图2为EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)材质。
图1
图2
PVC
EVA一o
EVA
木板
甲
木板
乙
图3
(1)小英观察到两双鞋底的花纹不同,猜想可能是
不
同,进而影响了滑动摩擦力的大小,使得两双拖鞋的防滑能力不同。
并进行了实验探究…
(2)小明则认为是材料不同导致滑动摩擦力大小不同,因此找来器材
14-
进行实验。实验中需要选择两个材料不同,底面花纹
(选填
“相同”或“不同”)的长方体物块。
(3)如图3甲所示,他将质量和底面积相同、材料分别为EVA、PVC
的两个物块先后放在同一木板上,用弹簧测力计沿水平方向匀速拉
动物块,读出弹簧测力计的示数,记入表格。
实验次数
物块个数不同材料
弹簧测力计示数F/N
1
PVC
1.0
1
EVA
0.8
3
2
PVC
2.0
4
2
EVA
1.6
如图3乙所示,他将上述两个物块叠放在一起,并调换两物块上下位
置,重复上述实验,记录下3、4两次实验数据。
通过比较
两次数据,可以得出在无花纹影响时,PVC材料防
滑效果更好。综合对比表格数据,也可以得出滑动摩擦力与压力的
关系为
(4)在探究结束后,小明接着想到,除了以上增大摩擦的方式外,汽车
急刹车时车轮经常处于抱死(车轮不转)状态,在路面上留下长长的
黑色印迹,于是猜想变滚动摩擦为滑动摩擦也可以增大摩擦力。于
是做了模拟实验:小明用弹簧测力计拉着小车做匀速直线运动,如图
3丙所示,此时滚动摩擦力大小为
N。为测量滑动摩擦力的
大小,应将车轮
(选填“卡住”或“拆下”),重复上述操作。
20.小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,弹簧测力计的
示数如图所示。(图中所用容器底面积是25cm2,均为相同的平底薄
壁圆柱形容器,物体不吸水和另一液体,p水=1.0×103kg/m3,g取
10 N/kg)
(1)根据实验数据,小明计算出该物体浸没在水中受到的浮力大小是
N。
(2)小明将物体逐渐浸入水中,缓慢地增大物体在水中的深度,如图
B、C、D、E所示,记录弹簧测力计示数和物体下表面的深度。下列能
正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像的是
(填选项)。
F浮N
↑F浮/N
↑Fw/N
↑F浮/N
h/cm
0
h/em
h/cm
h/cm
甲
丙
(3)如果对比C、F两次实验,得出“浮力的大小与液体密度有关”的
结论,小红认为这样的操作是错误的,理由是
(4)细心的小红利用实验数据计算出物体的密度为
kg/m3。
五、计算题(第21题8分,第22题12分,共20分)》
21.如图所示,水平桌面上放置一个质量为400g的圆台形容器,它的底面
积为30cm2,不计容器底和侧壁的厚度。容器中盛有水,水面上静止漂
浮一个木块,木块排开水的体积为1.0×104m3,水深为10cm,水的总
质量为0.4kg。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg。求:
(1)水对容器底部的压强:
(2)木块受到的浮力;
(3)圆台形容器对水平桌面的压强。
10 cm
22.图甲是我国自主研发的全球唯一一套全海深光电绞车系统“海威
GD11000”,用于深海拖曳系统及缆控水下机器人(ROV)等大型系统
的布放、回收及拖曳,是科考船的基本配置设备,作业水深超
4000m。图乙是某次作业活动,在设备未露出水面时,电绞车系统
将重为5t、体积为2m3的设备缓慢向上拉动200m。忽略水的阻力
作用,P海水=1.0×103kg/m,g取10N/kg,求:
↑W/(×103JD
2
0510152025303540h/m
甲
丙
(1)“海威GD11000”在4000m深处受到海水的压强的大小。
(2)图乙中设备未露出水面时,电绞车缆绳所做的功。
(3)图丙中设备离开水面后,在拉力作用下继续匀速上升,图丁为设
备离开水面后电绞车缆绳所做的功与设备上升高度的关系,求该过
程中电绞车工作的机械效率。