内容正文:
2026-2027学年九年级物理限时作业
一、选择题(本题共12小题)
1. 下列简单机械在使用过程中省力的是( )
A. 夹蒜器 B. 碗夹
C. 去核器 D. 取蛋器
2. 扬州市是文明城市,平时积极开展垃圾分类活动。如图,老师给小北讲解垃圾分类,下列各环节中小北对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子 B. 瓶子离开手后掉落桶中
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D. 保持瓶子在水平方向上匀速运动
3. 关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是( )
A. 功率大的机械,机械效率一定高
B. 功率大的机器比功率小的机器做功多
C. 利用机械时可以省力或省距离,但不能省功
D. 机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 内能是物体具有动能和势能的总和
B. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
C. 物体的温度越高,所含热量越多
D. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
5. 一个质量约为50kg的中学生背着重为20N的书包从一楼跑到教学楼的三楼,所用时间为20s,在此过程中,他对书包做功的功率最接近于( )
A. 6W B. 15W C. 60W D. 156W
6. 如图所示,a、b、c三种情况下,用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s,对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
8. 如图所示,水平木条重24N,、是木条两端,、是木条上的两个点,,,弹簧测力计甲乙皆竖直,此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从点平移到点,下列说法中正确的是( )
A. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是8N
B. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是16N
C. 此时弹簧测力计甲的示数变大,大小是12N
D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化
9. 如图所示,若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出,忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和,小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
10. 如图是小明用易拉罐制作的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当小明将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来,下列说法中正确的是( )
A. “魔罐”滚动过程中机械能保持不变
B. “魔罐”滚出去的过程中,主要是弹性势能转化为动能
C. “魔罐”滚回来的过程中,主要是动能转化为弹性势能
D. “魔罐”滚至最远时,橡皮筋的弹性势能最大
11. 如图1所示,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为F甲、F乙,此过程相关数据如图2所示,下列有关此过程的说法中正确的是( )
A. 提升物体时的拉力大小关系为F甲<F乙
B. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2︰3
C. 物体M、N的重力大小关系为GM=GN
D. 乙滑轮组机械效率比甲低
12. 如图甲所示,重为G的物体A在水平拉力F1(F1< G)。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2,每个滑轮的重力为G0。此过程中( )
A. 拉力F1的功率为
B. 拉力F2做的总功为F2S
C. 滑轮组的机械效率为
D. 使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
二、填空题
13. 在一次军事演习中,一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资,在此过程中飞机的动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若不考虑阻力影响,物资在加速下落过程中,机械能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
14. 如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的___________。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图___________(乙/丙)钉子,为了将它钉进木块,应该用___________(敲/拧)的方式更好。
15. 如图所示,冰壶运动中,冰壶由静止在出发点A被运动员推着运动6m,到达B点后放手,再沿水平冰道滑行24m到达O点停下来。从A点到O点运动过程中,冰壶重力做功为________J,若运动员对冰壶的水平推力是10N,冰壶所受摩擦力为2N,运动员对冰壶做的功为________J,冰壶运动全过程克服摩擦力做功________J。
16. 在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s-t图像如图所示.由图可知,甲车的动能____(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为_____.(空气阻力忽略不计)
17. “单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是_________J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是_________W。(g取10N/kg)
18. 建高楼时首先要打好地基。在同一土质中处于相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中_______锤的做功本领最大。如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,______锤所处的高度较大。
19. 如图所示,小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点,其中定滑轮的作用______,此过程中她拉绳子做了______J的功。(不计绳重和摩擦)
20. 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为5N的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N,钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m。则此时机械效率η1为___________;小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B点,再次缓慢提升杠杆,使动力作用点C仍然上升0.5m,问:有用功与第一次相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”);额外功与第一次相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”),此时的机械效率η1___________η2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
三、作图题
21. 如图在椅子上施加一个最小的力,使椅子脚A点离地,椅子脚B点始终未动,请画出这个力及其力臂的示意图。
22. 按要求作图。图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法;
23. 某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图.
四、计算题(本题共两小题。)
24. 如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人拉力下的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重,求:
(1)工人拉力F的大小;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
25. 一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动20s关闭发动机,滑行156.25m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,(g取10N/kg)求:
(1)整个过程中发动机所做的功的大小;
(2)汽车运动的最大速度v;
(3)整个过程中克服阻力所做的功的大小。
五、实验题(本题共5小题)
26. 小波是名初三学生,他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分,于是小波在学校操场上进行了测试,同时物理兴趣小组也来测量小波跳绳的功率。
(1)根据你所掌握的知识,要达到实验目的,兴趣小组需要选择的测量器材有:_________,________和体重计。
(2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图(如图),h为小波跳绳一次重心上升的高度,若小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算,可以判断出这次跳绳成绩小波_____(“能”或“不能”)获得满分。
(3)下表是小波设计的测量跳绳功率的表格,①处应填写______________。
小波的质量m/kg
①
每分钟跳绳个数
跳绳的功率P/W
(4)称得小波同学质量为60kg,请你通过图示,估算一下1min内小波做的功为_______J,他跳绳的功率为________W。(g取10N/kg)
(5)在参加体育考试时,小波认为跳绳时每次跳的高度不宜太高,这可节省体力更好参加其他项目,这一观点是__________(选填“正确”或“不正确”)的。
27. 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下(已知,),推动小木块运动一段距离后停止。请回答以下问题:
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度_____(选填“相等”或“不相等”);
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患_________(选填“越大”、“不变”或“越小”);
(3)研究超载安全隐患时,我们应选择______两个图所示实验进行比较;
(4)研究超速安全隐患时,我们应选择______两个图所示实验进行比较;
(5)若实验装置的水平面绝对光滑,_______(选填“能”或“不能”)得出实验结论;
(6)如图丁在水平面上,让质量不同的小球先后两次压缩弹簧到相同程度后放手,若不计小球与水平面之间的摩擦,小球离开弹簧时的速度_______(选填“相同”或“不同”),小球推动同一位置的同一木块移动的距离_______(选填“相同”或“不同”)。
若想利用此装置继续完成以下两个实验:①探究动能与速度的关系;②探究动能与质量的关系;以下判断正确的是____________
A.只有①能完成 B.①②都能完成
28. 根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向___________移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,其目的是:_____________________________,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,拉力的力臂将________,弹簧测力计的示数将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图丙,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A缓慢转动到A'位置时,力F将_________
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大,后变小 E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是G0,C和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A和C点并提升相同高度,已知G0=G,两次机械效率分别是ηA和ηC,则=________(不计摩擦)。
29. 疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,装置如图所示。
实验次数物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率
74.1%
62.5%
(1)实验中应沿竖直方向缓慢___________拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=___________m,机械效率η=___________%;
(3)如采用图丙装置,改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
______(选填“越高”、“不变”或“越低”);分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为___________N(忽略绳重和摩擦);
(4)若每个滑轮的质量为100g,则第二次实验中克服摩擦做的额外功为___________J;(不计绳重)
(5)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效率η与机械效益MA、机械效益MA与物体重力G的关系图线中,可能正确的是 ___________
A. B.
C. D.
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小,小明进行了实验测量。如图乙,他设置了与通道坡度相同的斜面,斜面AB长度为1.0m。
(1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象,进行了如下操作:
①测出小车重为 2.0N;
②沿斜面方向匀速直线拉动小车,弹簧测力计示数如图乙所示;
③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为 ___________J;此时,该斜面的机械效率为 ___________;斜面对小车的摩擦力为 ___________N;
(2)在小车上逐渐添加重物,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1;重力做的有用功为 W2,并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图丙中的图线a和b所示。
①由图像可知:用该通道斜面提升物体的机械效率与物体重力 ___________(选填“有关”或“无关”);
②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的机械效率相同。若母亲的质量为 55kg,所坐的轮椅质量为 15kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时,母亲的动能 ___________(选填“增大”“不变”或“减小”),力F的大小为 ___________N。
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2026-2027学年九年级物理限时作业
一、选择题(本题共12小题)
1. 下列简单机械在使用过程中省力的是( )
A. 夹蒜器 B. 碗夹
C. 去核器 D. 取蛋器
【答案】A
【解析】
【详解】A.夹蒜器在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,符合题意;
B.碗夹在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意;
C.去核器在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意;
D.取蛋器在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,不符合题意.
2. 扬州市是文明城市,平时积极开展垃圾分类活动。如图,老师给小北讲解垃圾分类,下列各环节中小北对瓶子做功的是( )
A. 从地上拾起瓶子 B. 瓶子离开手后掉落桶中
C. 拿着瓶子站在垃圾桶旁不动 D. 保持瓶子在水平方向上匀速运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.拾起瓶子的过程中,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子向上移动了距离,所以小明对瓶子做了功,故A符合题意;
B.瓶子掉落垃圾桶的过程中,瓶子向下移动了距离,但小明没有对瓶子施加力,所以小明对瓶子不做功,故B不符合题意。
C.拿着瓶子站在垃圾桶旁不动时,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子没有移动距离,所以小明对瓶子没有做功,故C不符合题意;
D.沿水平方向走的过程中,小明对瓶子施加一个向上的力,瓶子在水平方向上移动了距离,并没有在向上的方向上移动距离,所以小明对垃圾没有做功,故D不符合题意;
故选A。
3. 关于功、功率、机械效率的说法中,正确的是( )
A. 功率大的机械,机械效率一定高
B. 功率大的机器比功率小的机器做功多
C. 利用机械时可以省力或省距离,但不能省功
D. 机械做功时,做的有用功越多,机械效率越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.功率越大,表示机械做功越快,单位时间内做的功越多,但机械效率不一定就高,故A错误;
B.由W=Pt可知,做功的多少,不仅与功率有关,还与工作时间有关,故B错误;
C.使用机械可以省力或省距离,根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功,故C正确;
D.有用功越多,机械效率不一定越大,因为由可知,机械效率的大小还要看总功的大小,故D错误。
故选C。
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 内能是物体具有动能和势能的总和
B. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
C. 物体的温度越高,所含热量越多
D. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
【答案】B
【解析】
【详解】A.内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,故A错误;
B.热传递的条件是有温度差,因此内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体,故B正确;
C.物体温度越高,内能越多,热量是过程量,不能说含有的热量越多,故C错误;
D.内能和温度、质量、状态都有关,温度高的物体内能不一定大,温度低的物体内能不一定小,故D错误。
故选B。
5. 一个质量约为50kg的中学生背着重为20N的书包从一楼跑到教学楼的三楼,所用时间为20s,在此过程中,他对书包做功的功率最接近于( )
A. 6W B. 15W C. 60W D. 156W
【答案】A
【解析】
【详解】一层楼的高度约为3m,则从一楼跑上三楼上升的高度
h=3m×2=6m
上楼时做功
W=Gh=20N×6m=120J
他对书包做功的功率
故选A。
6. 如图所示,a、b、c三种情况下,用大小相同的力F使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s,对于三种情况下拉力F所做的功分析正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知,a、b、c三种情况下拉力的大小相同,a中力与物体运动方向垂直,即物体在力的方向上通过的距离为0,则此时拉力不做功;b中物体在力的方向上通过的距离为s,c中物体斜向上运动,则物体在力的方向上通过的距离要小于s,根据可知,在b中做的功大于在c,则有Wa<Wc<Wb,故ABC错误,D正确。
故选D。
7. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积。由题意可知,阻力与阻力臂不变,当拉力F逆时针转动的过程中,从位置C逆时针缓慢转动到D位置时,动力臂先增大后变小,根据杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大,即F先变小后变大,且当动力臂为OB的连线时,此时动力臂最大,动力最小,如图:
最小力在C到M之间,因此从C到M,拉力F先变小后变大,从M到D,拉力F逐渐变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
8. 如图所示,水平木条重24N,、是木条两端,、是木条上的两个点,,,弹簧测力计甲乙皆竖直,此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从点平移到点,下列说法中正确的是( )
A. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是8N
B. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是16N
C. 此时弹簧测力计甲的示数变大,大小是12N
D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化
【答案】B
【解析】
【详解】甲在A点时,整个系统竖直方向受力平衡,即向上的两个拉力之和等于木条向下的重力,则
设木条总长,则由题意可知,
选取A点为杠杆支点,假设木条重心与支点A的距离为
根据杠杆平衡条件,可得,则
即木条重心位于距离A点处,也就是在OB线段的中间位置,距离B点处。
甲从A平移到C后,选取B为新的支点,则甲的力臂,木条重心的力臂为,根据杠杆平衡条件,可得,即
此时两弹簧测力计与木条作为整体来看处于平衡状态,故
甲的示数变大,由6N变为8N,故CD错误。
乙的示数变小,由18N变为16N,故A错误,B正确。
故选B。
9. 如图所示,若在距离水平地面的同一高度处以大小相同的初速度分别沿竖直向上和斜向右上方将同一个小球抛出,忽略空气阻力。小球竖直向上、斜向右上到达最高点时距水平地面的高度分别为和,小球又下落到水平地面时的速度大小分别为和。下列说法中正确的是( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】小球上升时,速度变小,高度变大,动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能;两个完全相同的小球,在同一高度处以相同大小的初速度抛出,它们的动能和重力势能相同,故两球抛出时的机械能相同,忽略空气阻力,两球机械能守恒,两球抛出后上升到最高点时,竖直向上的小球在最高点时速度为0,动能全部转化为重力势能,斜向上的小球运动到最高点时,速度不为0,动能没有全部转化为重力势能,因此两球抛出后上升到最高点时竖直向上的小球的重力势能大于斜向上的小球的重力势能,则最高点到地面的高度;小球又下落到水平地面时,重力势能相同,不计空气阻力,机械能不变,则动能相同,所以速度也相同,即。故选D。
10. 如图是小明用易拉罐制作的“魔罐”,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,当小明将“魔罐”在水平地面上滚出后,它能自动滚回来,下列说法中正确的是( )
A. “魔罐”滚动过程中机械能保持不变
B. “魔罐”滚出去的过程中,主要是弹性势能转化为动能
C. “魔罐”滚回来的过程中,主要是动能转化为弹性势能
D. “魔罐”滚至最远时,橡皮筋的弹性势能最大
【答案】D
【解析】
【详解】魔罐”在开始滚动的时候,具有动能,滚动的过程中,罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,即滚动至最远时,橡皮筋的弹性势能最大,“魔罐”开始向回滚动,在“魔罐”滚回来的过程中橡皮筋的弹性势能减小,罐子的动能增大,弹性势能转化为动能,整个滚动过程中要克服摩擦做功,机械能减小。故ABC错误,D正确。
故选D。
11. 如图1所示,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为F甲、F乙,此过程相关数据如图2所示,下列有关此过程的说法中正确的是( )
A. 提升物体时的拉力大小关系为F甲<F乙
B. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2︰3
C. 物体M、N的重力大小关系为GM=GN
D. 乙滑轮组机械效率比甲低
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图1可知,甲滑轮组中绳子承重段数n甲=3;乙滑轮组中绳子承重段数n乙=2;由图2可知,甲、乙滑轮组的总功分别为W甲总=1200J,W乙总=800J,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M,根据s=nh可知
s甲=n甲h=3×1m=3m
s乙=n乙h=2×1m=2m
绳子自由端移动的距离之比为
s甲︰s乙=3m︰2m=3︰2
两滑轮组中,绳端拉力分别为
因此F甲=F乙,甲滑轮与乙滑轮组所用的拉力相同,故AB错误;
C.由图丙可知
W甲有用=1200J-800J=400J
乙滑轮组做的有用功为
W乙有用=800J-400J=400J
由W有用=Gh可知
因此GM=GN,故C正确;
D.由图丙可知,甲滑轮组做总功为1200J,做额外功为800J,机械效率
乙滑轮组做总功为800J,做额外功为400J,机械效率
因此乙滑轮组机械效率比甲高,故D错误。
故选C。
12. 如图甲所示,重为G的物体A在水平拉力F1(F1< G)。的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,改用如图乙所示滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2,每个滑轮的重力为G0。此过程中( )
A. 拉力F1的功率为
B. 拉力F2做的总功为F2S
C. 滑轮组的机械效率为
D. 使用滑轮组时克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图甲可知,物体A在水平拉力F1的作用下在水平路面上匀速直线移动一段距离s,所用时间为t,则拉力F1的功率为
故A不符合题意;
B.由图乙可知,滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,拉力为F2;由对滑轮组分析可得,动滑轮上绳子股数,所以滑轮组动力端移动的距离为
则拉力F2做的总功为
故B不符合题意;
C.因为滑轮组拉动物体A在同一水平路面上用相同时间匀速直线移动相同距离,所以利用滑轮组所做的有用功与图甲中F1所做的功相同,即
因此滑轮组的机械效率为
故C不符合题意;
D.由题意可知,在使用滑轮组拉动物体A的过程中,额外功来源于克服摩擦所做的功、克服绳重和动滑轮自重所做的功,所以本题中克服绳重和摩擦所做的额外功为
则所求克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的比例为
故D符合题意。
故选D。
二、填空题
13. 在一次军事演习中,一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资,在此过程中飞机的动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。若不考虑阻力影响,物资在加速下落过程中,机械能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 变小 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]飞机在匀速飞行投放军用物资的过程中,速度不变,质量减小,动能变小。
[2]物资在下落过程中,不考虑阻力作用,机械能没有转化为其他形式的能,机械能守恒,所以机械能不变。
14. 如图甲所示是某一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的___________。图乙和图丙所示为生活中常见的两种钉子,其中与盘山公路的力学原理相同的是图___________(乙/丙)钉子,为了将它钉进木块,应该用___________(敲/拧)的方式更好。
【答案】 ①. 斜面 ②. 乙 ③. 拧
【解析】
【详解】[1]盘山公路是通过倾斜的公路,来回曲折爬升高度。因此盘山公路相当于简单机械中的斜面。
[2][3]图乙是螺丝钉,一圈圈螺纹相当于倾斜的斜面,与盘山公路的原理相同。为了将它钉进木块,使用时用拧的比较好,拧的时候,相当于沿斜面向上运动的过程,可以省力。若用敲的方式,一圈圈螺纹相当于增加了接触面的粗糙程度,会使摩擦力变大,敲起来更费力。
15. 如图所示,冰壶运动中,冰壶由静止在出发点A被运动员推着运动6m,到达B点后放手,再沿水平冰道滑行24m到达O点停下来。从A点到O点运动过程中,冰壶重力做功为________J,若运动员对冰壶的水平推力是10N,冰壶所受摩擦力为2N,运动员对冰壶做的功为________J,冰壶运动全过程克服摩擦力做功________J。
【答案】 ①. 0 ②. 60 ③. 60
【解析】
【详解】[1]重力方向竖直向下,冰壶在水平方向运动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力做功为0J。
[2]运动员对冰壶做的功
W=Fs=10N×6m=60J
[3]冰壶运动全过程克服摩擦力做功与运动员对冰壶做的功相同,即冰壶运动全过程克服摩擦力做功60J。
16. 在探究“汽车的速度”的实验中,甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的s-t图像如图所示.由图可知,甲车的动能____(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙车的动能;经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为_____.(空气阻力忽略不计)
【答案】 ①. 小于 ②. 1:4
【解析】
【详解】甲车的速度为:
;
乙车的速度为:
;
甲车速度小,所以动能小于乙车;
由得:相同时间内做功比为:,
因为甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上,所以动力F相等,得:做功比为:;
当时间为6s时,做功比为:
.
17. “单臂哑铃划船”运动能充分训练背阔肌。训练时,按照如图所示姿势,提升、放下哑铃为1次动作。已知哑铃质量15kg,训练者60s完成一组训练,每组12次动作,每次提升哑铃的竖直高度是30cm。则训练者在1次提升哑铃过程中做功是_________J,完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是_________W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 45 ②. 9
【解析】
【详解】[1]训练者在1次提升哑铃过程中做功是
[2]完成一组训练过程中提升哑铃做的功为
完成一组训练过程中提升哑铃做功的功率是
18. 建高楼时首先要打好地基。在同一土质中处于相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中_______锤的做功本领最大。如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,______锤所处的高度较大。
【答案】 ①. B ②. B
【解析】
【详解】[1]在其他条件相同的情况下,地桩B陷入地面最深,说明三个重锤中B锤的做功本领最大。
[2]在质量相同的情况下,只有举高的高度越高,其开始所具有的重力势能才会越大,最终做功的效果才会越明显,所以说明B最初所处的高度大。
19. 如图所示,小丽同学用一个距离手3m高的定滑轮拉住重100N的物体,从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点,其中定滑轮的作用______,此过程中她拉绳子做了______J的功。(不计绳重和摩擦)
【答案】 ①. 改变力的方向 ②. 200
【解析】
【详解】[1]定滑轮只能改变力的方向,不能改变力的大小,图中定滑轮可以改变力的方向。
[2]滑轮右端的绳子原长为3m,小丽从滑轮正下方的A点沿水平方向移动4m到B点,移动后绳长为
绳子自由端移动的距离s=5m-3m=2m
则物体被提高的高度为h=s=2m
滑轮为定滑轮,不计绳重和摩擦,她拉绳子做的功W总=W有=Gh=100N×2m=200J
20. 小金用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆,使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为5N的钩码挂在A点时,人的拉力F为4N,钩码上升0.3m时,动力作用点C上升0.5m。则此时机械效率η1为___________;小金为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,仍用该实验装置,将钩码移到B点,再次缓慢提升杠杆,使动力作用点C仍然上升0.5m,问:有用功与第一次相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”);额外功与第一次相比___________(选填“变大”“变小”或“不变”),此时的机械效率η1___________η2(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 75% ②. 变小 ③. 不变 ④. 大于
【解析】
【详解】[1]提升钩码做的有用功
提升钩码过程做的总功
杠杆的机械效率
[2] 杠杆的C点仍然上升0.5米,也就是杠杆偏转的角度与上一次相同,B点在A点的左侧,所以B点升高的高度小于A点上升的高度,也就是第二次钩码上升的高度小于第一次钩码上升的高度,由于钩码的重力不变,根据,克服钩码重力所做的有用功与第一次相比变小。
[3] 用杠杆提升物体时,额外功就是指克服杠杆自身重力所做的功。这两次杠杆自身重力不变,杠杆提升的角度不变,也就是杠杆重心升高的高度不变,所以这两次所做的额外功不变。
[4] 第二次机械效率
第二次与第一次相比,有用功变小,额外功不变,额外功与有用功的比值变大。上面式子中的分母变大,分式的值变小,第二次机械效率与第一次机械效率相比变小,大于。
三、作图题
21. 如图在椅子上施加一个最小的力,使椅子脚A点离地,椅子脚B点始终未动,请画出这个力及其力臂的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;在C点用力把椅子脚A抬离地面时,支点在B点,连接BC,则BC就是最长的动力臂,从C点垂直于BC向斜上方作出使椅子绕B点顺时针转动的最小动力示意图。
22. 按要求作图。图中,地上的人用滑轮组提升重物,画出最省力的绳子绕法;
【答案】
【解析】
【详解】由图可以看出,人站在地面拉动绳子,因此绳子的拉动方向应向下,绳子有效段数为2,如图所示:
23. 某剧组为拍摄节目需要,设计了如图所示的拉力装置来改变照明灯的高度,轻质杠杆ABO可绕O点转动,请在图中画出:
(1)杠杆所受拉力的力臂L1;
(2)杠杆所受阻力F2的示意图.
【答案】如图所示
【解析】
【详解】过A点作竖直向下的力,即阻力F2;过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即动力臂L1.如图所示
四、计算题(本题共两小题。)
24. 如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人拉力下的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重,求:
(1)工人拉力F的大小;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力。
【答案】(1)300N;(2)90%;(3)30N
【解析】
【详解】解:(1)由图可知,动滑轮上的绳子段数n=3,工人拉力下的功率为90W,物体匀速上升的速度为0.1m/s,由
得拉力大小
(2)拉力端移动距离s=nh,滑轮组的机械效率
(3)物体10s上升的高度
h=v物t=0.1m/s×10s=1m
拉力做的有用功
W有用=Gh=810N×1m=810J
拉力F的功率为90W,由可得,10s内拉力做的总功
W总=Pt=90W×10s=900J
不计绳重,使用滑轮组做的额外功等于提升动滑轮做的功加上克服摩擦做的功,即
W额=W动+Wf
提升动滑轮做的额外功
W动=W总-W有用-Wf=900J-810J-60J=30J
由W动=G动h可得动滑轮的重
答:(1)工人拉力F的大小为300N;
(2)滑轮组的机械效率90%;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力为30N。
25. 一辆质量2t的汽车,在平直公路上以额定功率100kW从静止开始运动,经15s运动200m恰好达到最大速度,接着匀速运动20s关闭发动机,滑行156.25m停下。其v﹣t图像如图所示。已知汽车在运动过程中受到的阻力恰为车重的0.2倍,(g取10N/kg)求:
(1)整个过程中发动机所做的功的大小;
(2)汽车运动的最大速度v;
(3)整个过程中克服阻力所做的功的大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)整个过程中发动机所做的功
(2)汽车以最大速度做匀速直线运动,此时受力平衡,牵引力等于阻力,即
汽车运动的最大速度
(3)匀速直线运动时移动的距离
整个过程中移动的距离
整个过程中克服阻力所做的功
答:(1)整个过程中发动机所做的功的大小为;
(2)汽车运动的最大速度为;
(3)整个过程中克服阻力所做的功的大小为。
五、实验题(本题共5小题)
26. 小波是名初三学生,他了解到要中考体育跳绳需要达到一分钟180个才能满分,于是小波在学校操场上进行了测试,同时物理兴趣小组也来测量小波跳绳的功率。
(1)根据你所掌握的知识,要达到实验目的,兴趣小组需要选择的测量器材有:_________,________和体重计。
(2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图(如图),h为小波跳绳一次重心上升的高度,若小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算,可以判断出这次跳绳成绩小波_____(“能”或“不能”)获得满分。
(3)下表是小波设计的测量跳绳功率的表格,①处应填写______________。
小波的质量m/kg
①
每分钟跳绳个数
跳绳的功率P/W
(4)称得小波同学质量为60kg,请你通过图示,估算一下1min内小波做的功为_______J,他跳绳的功率为________W。(g取10N/kg)
(5)在参加体育考试时,小波认为跳绳时每次跳的高度不宜太高,这可节省体力更好参加其他项目,这一观点是__________(选填“正确”或“不正确”)的。
【答案】(1) ①. 刻度尺 ②. 秒表
(2)不能 (3)跳起的高度h/cm
(4) ①. 24 ②. 60
(5)正确
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据功率的计算公式,跳绳是克服人体重力做功,需要测量人体的质量,跳绳的高度,每分钟跳绳个数,故需要的测量工具有体重计、秒表、刻度尺。
【小问2详解】
根据图所示,每跳绳一次包括停顿所需要时间约为0.4s,每分钟所跳绳次数为
故这次跳绳小波不能获得满分。
【小问3详解】
根据功率的计算公式,跳绳是克服人体重力做功,需要测量人体的质量,跳绳的高度,每分钟跳绳个数,故表格空白处应分别记录跳起的高度h/cm。
【小问4详解】
[1]根据图像,每次跳绳人体上升的高度为
小波每跳一次克服重力做的功约为
[2]整个过程他跳绳的平均功率约为
【小问5详解】
小波的说法是正确的,因为每次跳得太高,需要更多的体内化学能转化为重力势能,故消耗的体能更多,不利于其他体育项目。
27. 为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如图甲、乙、丙所示的实验:将A、B、C三个小球先后从同一装置高度分别为hA、hB、hC的位置由静止滚下(已知,),推动小木块运动一段距离后停止。请回答以下问题:
(1)在图甲和图丙实验中,A球、C球刚滚到水平面时的速度_____(选填“相等”或“不相等”);
(2)小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患_________(选填“越大”、“不变”或“越小”);
(3)研究超载安全隐患时,我们应选择______两个图所示实验进行比较;
(4)研究超速安全隐患时,我们应选择______两个图所示实验进行比较;
(5)若实验装置的水平面绝对光滑,_______(选填“能”或“不能”)得出实验结论;
(6)如图丁在水平面上,让质量不同的小球先后两次压缩弹簧到相同程度后放手,若不计小球与水平面之间的摩擦,小球离开弹簧时的速度_______(选填“相同”或“不同”),小球推动同一位置的同一木块移动的距离_______(选填“相同”或“不同”)。
若想利用此装置继续完成以下两个实验:①探究动能与速度的关系;②探究动能与质量的关系;以下判断正确的是____________
A.只有①能完成 B.①②都能完成
【答案】(1)相等 (2)越大
(3)甲、丙 (4)甲、乙
(5)不能 (6) ①. 不同 ②. 相同 ③. A
【解析】
【小问1详解】
甲图中A球、丙图中C球从斜面的相同高度由静止释放,小球沿斜面滚下时,重力势能转化为动能,到达水平面时的初始速度只和释放高度有关,因此两球刚滚到水平面时的速度相等。
【小问2详解】
实验使用转换法,通过木块被推动的距离反映小球的动能大小。木块运动距离越远,说明小球的动能越大,对应的汽车超载或超速时的破坏能力越强,安全隐患越大。
【小问3详解】
研究超载的安全隐患,需要控制小球到达水平面的速度相同,改变小球的质量。甲、丙两图中,小球释放高度相同(速度相同),且A、C两球质量不同,符合实验控制变量的要求,因此选择甲、丙两图。
【小问4详解】
研究超速的安全隐患,需要控制小球的质量相同,改变小球到达水平面的速度。甲、乙两图中,小球质量相同,释放高度不同,到达水平面的速度不同,符合实验控制变量的要求,因此选择甲、乙两图。
【小问5详解】
若水平面绝对光滑,木块被小球撞击后,不受摩擦力的作用,将一直保持匀速直线运动,无法通过木块移动的距离来比较小球动能的大小,因此不能得出实验结论。
【小问6详解】
弹簧压缩程度相同,弹性势能相同,转化为小球动能相同;小球质量不同,所以离开弹簧速度不同;动能相同,推动木块做功一样,木块移动距离相同。
探究动能与速度的关系时,可以使用同一个小球(控制质量不变),将弹簧压缩到不同的程度,让小球获得不同的初始速度,通过木块移动的距离判断动能和速度的关系,因此实验①可以完成;探究动能与质量的关系时,需要控制小球的速度相同、改变小球的质量,但该装置压缩弹簧程度相同时,不同质量的小球获得的动能相同、速度不同,无法控制小球的速度一致,因此实验②无法完成,所以只有①能完成,故A符合题意,B不符合题意。
故选A。
28. 根据小明“探究杠杆的平衡条件”的实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆静止时如图甲所示,杠杆处于___________(选填“平衡”或“不平衡”)状态,小明通过调节杠杆右端的螺母向___________移动(选填“左”或“右”),使杠杆在水平位置平衡,其目的是:_____________________________,然后进行下面的实验探究;
(2)当弹簧测力计由图乙的竖直地拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,拉力的力臂将________,弹簧测力计的示数将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(3)有人用轻质杠杆组装成如图丙,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A缓慢转动到A'位置时,力F将_________
A.变大 B.变小 C.不变 D.先变大,后变小 E.先变小,后变大
(4)小明将原来装置改装成丁图,质量分布均匀的杠杆自重是G0,C和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A和C点并提升相同高度,已知G0=G,两次机械效率分别是ηA和ηC,则=________(不计摩擦)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 便于测量力臂,消除杠杆自身重力对实验的影响
(2) ①. 变小 ②. 变大
(3)D (4)
【解析】
【小问1详解】
杠杆静止或匀速转动,杠杆处于平衡状态,图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态。
图甲中杠杆左端下沉、右端翘起,说明左侧偏重,因此平衡螺母需向偏高的右侧调节;
使杠杆在水平位置平衡,既可以让杠杆自重的力臂为零,消除杠杆自重对实验的影响,又可以让力臂与杠杆重合,方便直接测量力臂。
【小问2详解】
弹簧测力计倾斜拉时,拉力方向不再与水平杠杆垂直,从支点到拉力作用线的垂直距离(即拉力的力臂)会比竖直拉时变小。根据杠杆平衡条件可知,阻力和阻力臂不变,动力臂减小,则动力需要变大,因此弹簧测力计示数变大。
【小问3详解】
力始终垂直于杠杆,因此的力臂大小始终不变;阻力为重物对杠杆的作用力,大小不变;杠杆从下端向上转动的过程中,阻力臂(支点到重力作用线的距离)先增大,杠杆水平时阻力臂达到最大,继续转动后阻力臂减小,根据杠杆平衡条件可知,力会先变大后变小。
故选D。
【小问4详解】
不计摩擦,额外功是克服杠杆自重做的功,机械效率
设支点到A的距离为,则到杠杆中点(重心位置)的距离为,已知。
钩码挂在点,钩码提升高度为,此时有用功,重心提升高度为,额外功
此时机械效率
钩码挂在C点,钩码提升高度为,此时有用功,重心提升高度为,额外功
此时机械效率
因此比值
29. 疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示,装置如图所示。
实验次数物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率
74.1%
62.5%
(1)实验中应沿竖直方向缓慢___________拉动弹簧测力计,使钩码上升;
(2)小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验,表中第3次实验中空缺的数据应为绳端移动距离s=___________m,机械效率η=___________%;
(3)如采用图丙装置,改变动滑轮重,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘制出如图丁的图像,分析可知:被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率
______(选填“越高”、“不变”或“越低”);分析图像中的A点可知,被提升物体所受的重力为___________N(忽略绳重和摩擦);
(4)若每个滑轮的质量为100g,则第二次实验中克服摩擦做的额外功为___________J;(不计绳重)
(5)物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,用于比较不同机械的省力程度。现用图甲所示滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦。则下列描述滑轮组的机械效率η与机械效益MA、机械效益MA与物体重力G的关系图线中,可能正确的是 ___________
A. B.
C. D.
【答案】 ①. 匀速 ②. 0.3 ③. 83.3 ④. 降低 ⑤. 3 ⑥. 0.04 ⑦. A
【解析】
【详解】(1)[1]实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计,以保证测力计示数等于拉力大小。
(2)[2][3]实验1中,绳端移动距离是物体上升高度的3倍,则该滑轮组绳子承重段数n=3,用第1次实验中使用的装置做第3次实验,则绳端移动距离为
s=nh=3×0.1m=0.3m
第3次实验的机械效率为
(3)[4][5]由图丁可知,随着动滑轮重力的增加,机械效率成下降趋势,说明被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低。忽略绳重和摩擦时,滑轮组机械效率为
将图中A点的数据η=75%、G动=1N带入上式,得
解得G=3N。
(4)[6]第二次实验中,总的额外功为
W额=W总-W有=Fs-Gh=1.6N×0.4m-4N×0.1m=0.24J
第二组实验,由于绳端移动的距离是物体移动距离的4倍,实验第二次实验使用的时乙滑轮组,有两个动滑轮,则克服动滑轮重力做的额外功为
W额1=G动h=m动gh=2×100×10-3kg×10N/kg×0.1m=0.2J
第二次实验中克服摩擦做的额外功为
W额2=W额- W额1=0.24J-0.2J=0.04J
(5)AB.机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益MA,即, 机械效率为
所以
说明机械效益MA与机械效率成正比,则A图正确,B图错误。
CD.由于,不计绳重和摩擦,绳端的拉力为,所以
由此可知,MA与G的图线是一条向MA轴凸的斜线,故CD错误。
故选A。
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他的母亲缓缓上行。为估测中年人推轮椅时所用力的大小,小明进行了实验测量。如图乙,他设置了与通道坡度相同的斜面,斜面AB长度为1.0m。
(1)选用与轮椅的车轮相同材料的小车为研究对象,进行了如下操作:
①测出小车重为 2.0N;
②沿斜面方向匀速直线拉动小车,弹簧测力计示数如图乙所示;
③将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为 ___________J;此时,该斜面的机械效率为 ___________;斜面对小车的摩擦力为 ___________N;
(2)在小车上逐渐添加重物,计算出小车从A点到B点拉力所做的总功W1;重力做的有用功为 W2,并根据数据画出W1和W2与小车总重G的关系图像,如图丙中的图线a和b所示。
①由图像可知:用该通道斜面提升物体的机械效率与物体重力 ___________(选填“有关”或“无关”);
②图甲的无障碍通道上坡的机械效率与图乙中斜面的机械效率相同。若母亲的质量为 55kg,所坐的轮椅质量为 15kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力F推轮椅匀速上坡时,母亲的动能 ___________(选填“增大”“不变”或“减小”),力F的大小为 ___________N。
【答案】(1) ①. 0.3 ②. 60% ③. 0.12
(2) ①. 无关 ②. 不变 ③. 105
【解析】
【小问1详解】
[1]由图可知,弹簧测力计的分度值为0.02N,示数为F=0.3N;刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,B点所处高度为h=9.00cm=0.09m
将小车从A点拉到B点的过程中,距离为s=1m,拉力做的功为
[2]利用斜面将小车从A点拉到B点时所做的有用功为
该斜面的机械效率为
[3]小车从A点拉到B点的过程中,拉力做的额外功
则斜面对小车的摩擦力为
【小问2详解】
[1]由图像可知,当小车的总重G增大到5N时,拉小车从A点到B点所做的功W1=0.75J,克服重力做的有用功为 W2=0.45J,利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为
因为,所以用该通道提升物体时的机械效率与物重无关。
[2]中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,母亲的速度和质量不变,故动能不变。
[3]这位母亲和所坐的轮椅总重力
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功为
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功为
力的大小为
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