2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评试卷
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
九年级物理上册第十一章机械功与机械能综合测评
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 20分)
一、单选题(10小题,每小题2分,共计20分)
1、将皮球从离地某一高度水平抛出,球落地后又弹起,它的频闪照片如图甲所示,下列说法正确的是()
A.皮球落地后又弹起,在此过程中只发生了动能和势能的相互转化
B.如图乙所示,能反映皮球动能E随时间t变化的关系
C.若将皮球表面涂黑,则会在地面上A、B两点留下两个大小相等的黑色圆斑
D.皮球经过同一高度C、D两点时,动能相等
2、一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠如图,同时番茄仍有较大速度并继续下沉。
若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能()
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
3、如图,这是一种塔式起重机,已知起重机上的滑轮组在匀速起吊330kg的物体时,滑轮组的机械效率是60%,g取10N/kg。
下列分析和计算错误
..的是()
A.起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B.增加起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将减小
C.物体上升2m,滑轮组所做有用功是6.6×103J
D.物体上升2m,滑轮组所做总功是1.1×104J
4、关于功和机械能及其转化,下列说法正确的是()
A.吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,吊车的拉力对重物做了功
B.卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大
C.电梯匀速上升过程中,电梯的动能转化为重力势能
D.功率越大,做功越多
5、用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦),下列做法能提高滑轮组机械效率的有
A.增加物体被提升的高度
B.增大动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法,减少承担重物的绳子的段数
D.增加物体的重力
6、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)在相同时间内把重物G提升相同高度。
若F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是()
A.力F1和F2做的总功相同B.力F1和F2做功的功率相同
C.两个滑轮组机械效率一样大D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
7、如图所示,小明在做模拟“蹦极”的小实验,一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点,B 点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力,关于小球从A点到C点运动过程的说法,正确的是()
A.小球从A点下落到B点的过程中,重力势能转化为动能
B.小球从A点下落到B点的过程中,受到重力和弹力的作用
C.小球从B点下落到C点的过程中,速度一直减小
D.小球在B点时受到平衡力的作用
8、下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是()
A.效率越高的机械,功率越大B.做功越多的机械,功率越大
C.做有用功越多的机械,效率越高D.功率越大的机械,做功越快
9、同学们在体育课进行实心球投掷训练,如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹,
B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹,空气阻力忽略不计。
下列分析正确的是()
A.实心球从B→C过程中,动能逐渐减小
B.实心球到达最高点C时,它将处于静止状态
C.实心球从B→C→D过程中,没有力对它做功
D.实心球从A→B过程中,说明力可以改变物体的形状
10、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中()
A.动能减少B.重力势能不变C.机械能增大D.机械能不变
第Ⅱ卷(非选择题 80分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、2021年10月16日,我国神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心点火发射,成功将航天员翟志刚、王亚平、叶光富送人天和核心舱,中国空间站有人长期驻留的时代到来。
发射时火箭周围产生大量“白气”,这是__________现象(填一种物态变化名称);飞船加速升空时(忽略飞船质量的变化),机械能__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2、某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物。
每个滑轮的重量相同,不计绳重及摩擦,甲、乙机械效率的大小关系为η1______η2(选填“>”、“<”或“=”)。
3、在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。
若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球的动能______,球的机械能______(以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能______(选填“大于”或“等于”)
零。
4、小明在超市购物时,用10N的力沿水平方向推着购物车在水平地面上前进10m,用时10s,则推力做的功等于______J,推力的功率等于______W。
5、如图所示滑轮组提升重物(不计绳重和摩擦),重600N的物体在10s内匀速上升1m。
已知拉绳子的力F为400N,则在这一过程中做的有用功______J,滑轮组的机械效率是______,拉力的功率为______W。
若利用该装置提升重为1000N的物体,则该滑轮组机械效率将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
三、计算题(5小题,每小题8分,共计40分)
1、如图所示,用滑轮组将重为G=1800N的金属块打捞出水面,不计绳重、摩擦和水对金属块的阻力,作用在绳自由端拉力的功率始终保持1680W,金属块浸没在水中时被匀速提起的速度为v1=
0.8m/s,金属块的密度为8×103kg/m3,g取10N/kg。
求:
(1)金属块未露出水面以前的机械效率η;
(2)金属块被提出水面后匀速上升的速度v2(计算结果保留两位小数)。
2、将重为24N的重物用图示滑轮组匀速提升3m,所用拉力F=10N。
不计轮与轴间的摩擦及绳重。
求:
(1)该过程中的有用功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
3、某实心铜雕像,现要用蜡将其复制成大小一样的蜡制雕像,测得蜡雕像的质量为90kg
(330.910kg/m ρ=⨯蜡,338.910kg/m ρ=⨯铜)。
求:
(1)制作铜雕像所用铜的质量;
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m 需要做的功。
4、如图所示,一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上,将边长为5cm 的正方体G 1通过轻质细绳系于正上方杠杆的A 点,物体G 2重为40N ,将G 2放在B 点时,G 1对地面的压强为2×104Pa ,已知OA =0.2m ,OB =0.1m ,求:
(1)此时细绳作用于A 的拉力是多大?
(2)正方体G 1的重力是多少?
(3)现用F =5N 的水平拉力使G 2以0.05m/s 的速度从B 点向右匀速直线运动,经过多长时间可使G 1对地面的压力恰好为零;此过程拉力做了多少功?
5、某建筑工人用300N 的拉力,在25s 内将重力为800N 的水泥利用滑轮组匀速提高4m ,如图所示。
若不计摩擦和绳重,请你完成下列计算:
(1)动滑轮的重力;
(2)工人做功的功率;
(3)该装置的机械效率。
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、斜面是简单机械的一种,可用于克服竖直提升重物的困难。
几名同学围绕斜面展开如下两个方面的探究(忽略空气阻力):
(1)小花同学猜想斜面的机械效率可能跟斜面的倾斜程度有关。
她利用图甲的装置进行实验,用弹簧测力计匀速拉动物块并记录数据如下表:
①表格的空白处应该填的数据是 ___________;
②第一次实验中,物块受到斜面的摩擦力为 ___________N;
③通过分析实验数据,可得结论:___________。
(2)小埔同学想探究物体沿斜面下滑过程中的能量转化。
如图乙,他将同一物体分别置于两个高度相同但倾斜程度不同的斜面顶端由静止释放,物体均沿斜面运动到底端。
①若斜面光滑,下滑过程中物体的运动速度 ___________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
②已知B斜面对物体的支持力为5N,斜面长1m,支持力在这个过程中做功 ___________J;
③若两斜面的材料相同,物体沿A斜面下滑到底端的速度为v A,物体沿B斜面下滑到底端的速度为v B,则v A___________v B(选填“>”、“<”或“=”),判断的依据是 ___________。
2、在探究“阻力对物体运动的影响”时,使用的器材有斜面、木板、棉布、毛巾和小车。
(1)实验时要固定斜面,并将小车从斜面上______(选填“同一”或“不同”)位置由静止释放;
(2)分析小车运动情况可知,小车受到的阻力越小,小车运动的距离越_______,由此推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上_______;
(3)如图,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,是否需要重做本实验以获取可靠的证据?答:______ (选填“需要”或“不需要”);
(4)不考虑空气阻力,三次实验中小车克服摩擦力所做的功______(选填“相等”或“不相等”),在小车凹槽中放入质量不同的砝码,从同一斜面的同一高度处由静止释放,撞击放置在水平面上的同一位置处的木块,可探究物体的________大小与质量的关系。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A.由图可知,每次皮球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,在此过程中不只发生了动能和势能的相互转化,机械能转化为内能,故A错误;
B.皮球在下落的过程中速度变大,动能变大,反弹后上升的过程中,速度变小,动能变小;由图可知,由于反弹的高度减小,故机械能减小,即小球的最大动能会逐渐减小,乙图能反映皮球动能E随
时间t 变化的关系,故B 正确;
C .由于皮球运动过程中机械能减小,球在C 点的机械能大于
D 点的机械能;当皮球落到A 、B 两点,且皮球达到最大形变时,其动能与重力势能都为零,又因为小球在C 点的机械能大于D 点的机械能,所以小球在A 点的弹性势能大于在B 点的弹性势能,则在A 点的圆斑要大于在B 点的圆斑,故C 错误;
D .小球的机械能逐渐变小,且C 点在D 点之前,所以小球在C 点的机械能大于在D 点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,在C 、D 两点高度相同则重力势能相同,所以小球在C 点的动能大于在D 点的动能,故D 错误。
故选B 。
2、B
【详解】
若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时,番茄具有一定的速度,具有一定的动能,所有减少的势能一部分转化为动能,另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能,所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B 。
3、B
【详解】
A .由图可知,起重机的吊臂可以视为支点在O 点,力臂分别为OA 、O
B 的杠杆,故A 正确,不符合题意;
B .滑轮组的机械效率
11W W W W W W W η===++有
有额总额有有
增加起吊物体的质量时,有用功增加,额外功不变,有用功与总功的比值变大,则滑轮组的机械效率变大,故B 错误,符合题意;
C .物体上升2m ,滑轮组所做有用功
W 有=Gh =mgh =330kg×10N/kg×2m=6.6×103J
故C 正确,不符合题意;
D .滑轮组所做总功
346.610J 1.110J 60%W W η⨯===⨯有
总 故D 正确,不符合题意。
故选B 。
4、B
【详解】
A .吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时,力的方向竖直向上,距离的方向水平向前,方向不一致,所以吊车的拉力对重物没有做功,故A 错误;
B .卫星在大气层外运行,不受空气阻力,其机械能是守恒的,卫星从远地点运行到近地点过程中,质量不变,相对高度减小,所以重力势能减小,同时速度增大,动能增大,故B 正确;
C .电梯匀速上升的过程中,质量不变、速度不变,高度增大,所以电梯的动能保持不变,重力势能增大,但是不是动能转化来的,故C 错误;
D .功率大,是做功快,不一定做功多,故D 错误。
故选B 。
5、D
忽略绳重及摩擦,克服物体重力所做的功为有用功,克服物体和动滑轮重力所做的功为总功,根据η=W W 有
总×100%=()Gh G G h +动×100%=G G G +动×100%进行解答. 【详解】
忽略绳重及摩擦,滑轮组的机械效率为: η=W W 有
总×100%=()Gh G G h +动×100%=G G G +动×100%=1G 1G +动×100% A. 由表达式可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关,故A 错误;
B. 由表达式可知, 增大动滑轮的重力G动,
G
1?
G
+动变大,滑轮组的机械效率变小,故B错误;
C. 由表达式可知,滑轮组的机械效率与承担重物的绳子的段数无关,故C错误;
D. 由表达式可知,增加物体的重力G,
G
1?
G
+动变小,滑轮组的机械效率变大,故D正确.
故选D.
6、D
【详解】
由图知,甲滑轮组中承担物重的绳子段数n=3,乙滑轮组中承担物重的绳子段数n=4。
AB.若重物上升高度为h,则两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲=3h,s乙=4h
甲滑轮组中拉力做的总功为
W甲总=F1⨯3h
乙滑轮组中拉力做的总功为
W乙总=F2⨯4h
已知F1=F2,所以W甲总<W乙总,故B错误;
已知时间相同,由公式P
W
=
t
可知,P甲总<P乙总,故A错误;
CD.甲、乙两滑轮组提升的物重G相同,设一个动滑轮的重为G动,不计绳重及摩擦,则甲滑轮组的机械效率为
η
甲
100%
W W
W W W
=⨯=⨯
+
有用有用
总有用额
100%100%100%
Gh G
Gh G h G G
=⨯=⨯
++
动动
同理可得,乙滑轮组的机械效率为
η
乙
100%
2
G
G G
=⨯
+
动
所以η甲>η乙,故C错误,D正确。
故选D。
7、A
【详解】
AB.小球从A点下落到B点的过程中,小球只受到重力的作用,小球做加速运动,小球高度下降,所以在这一阶段,小球的重力势能转化为小球的动能,故A正确,B错误;
C.小球从B点下落到C点的过程中,弹力逐渐变大,但还是小于重力,合外力向下,小球做加速运动,直到BC之间某一点时,重力等于弹力,过了这一点,弹力大于重力,合外力向上,小球才做减速运动,所以小球从B点下落到C点的过程中,小球先加速后减速,故C错误;
D.小球在B点时仅受到重力,物体做加速运动,没有受到平衡力的作用,故D错误。
故选A。
8、D
【详解】
A.功率指做功的快慢,取决于做功的多少和做这些功所用的时间;效率是有用功与总功之比。
两者没有必然的联系,故A错误;
B.功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的,做功多的机械,功率不一定大,故B错误;
C.效率的高低取决于有用功占总功的比例,做有用功多的机械,效率不一定高,故C错误;
D.功率就是表示机械做功的快慢,功率越大,表示机械做功越快,故D正确。
故选D。
9、A
【详解】
A.实心球从B→C过程中,位置越来越高,速度越来越小,动能转化为重力势能,动能减小,故A正确;
B.实心球做的是弧线运动,到达最高点C时,仍具有向右的速度,并没有处于静止状态,故B错误;
C.实心球从B→C→D过程中,高度不断变化,重力对它做了功,故C错误;
D.实心球从A→B过程中,受到重力的作用,改变了实心球的运动状态,故D错误。
故选A。
10、C
【详解】
A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,故A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,故B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、液化增大
【详解】
[1]白气是小水珠,是水蒸气遇冷后变为的液态,是液化现象。
[2]飞船加速升空时,速度变大,飞船的动能增大,高度增大,说明飞船的重力势能增大,故机械能增大。
2、=
【详解】
不计绳重及摩擦,甲、乙两个滑轮组匀速提起相同的重物时,所做的有用功与总功都相同,根据效率
的公式
W
W
η=有用
总
,故甲、乙机械效率的大小关系为12
ηη
=。
3、 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能,所以动能减小;从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能;如果不考虑空气阻力,球的机械能总量保持不变。
[3]球在最高点时,仍有向前的速度,所以动能大于零。
4、 100 10
【详解】
推力做的功
W =Fs =10N×10m=100J
推力的功率
100J
10W 10s W
P t ===
5、 600 75%
80
变大 【详解】
[1]这一过程中做的有用功
W 有=Gh =600N×1m=600J
[2]由图可知,n =2,则绳端移动的距离
s =nh =2×1m=2m
拉力做的总功
W 总=Fs =400N×2m=800J
滑轮组的机械效率
600J
100%100%75%800J W W η=⨯=⨯=有
总
[3]拉力的功率
800J 80W 10s
W P t ===总 [4]不计绳重和摩擦,则滑轮组的机械效率为
11W W Gh G W W W Gh G h G
η====+++有用有用动
总有用额外动 用该装置提升重为1000N 的物体,则提升物体的重力增大,动滑轮重不变,由上式可知,滑轮组的机械效率将变大。
三、计算题
1、(1)75%;(2)0.72m/s
【详解】
解:(1)由图可知,连接动滑轮绳子的段数为3,绳自由端移动速度为物体上升速度的三倍,绳自由端移动距离是物体上升高度的三倍。
由公式P =Fv 可得,绳自由端拉力
11680W 700N 330.8m /s P P F v v =
===⨯绳绳绳绳 由于该金属块重1800N ,故该物体的质量为
1800N 18010N /G m kg g kg
=== 该金属块密度为8×103kg/m 3,则该金属块的体积为
2333180 2.2510m 810/m m kg V kg ρ
-===⨯⨯金 则该金属块未露出水面受到的浮力为
3231000/m 10N / 2.2510m 225N F gV gV kg kg ρρ-===⨯⨯⨯=浮水水排金
则金属块未露出水面以前的机械效率为
()()1800N 225N 75%·3700N 3G F h G F h W W F s F h η---=====⨯浮浮有
总绳绳绳
(2)已知金属块未露出水面时,绳自由端拉力、金属块重力、金属块受到的浮力、连接动滑轮绳子段数,则可求得动滑轮重为
3700N 1800N 225N 525N G nF G F =-+=⨯-+=动绳浮
金属块离开水面后绳自由端拉力为
()()11´1800N 525N 775N 3
F G G n =+=+=绳动 由公式P =Fv 可得,金属块离开水面后绳自由端的移动速度为
1680W ´ 2.17m /s ´775N
P v F ==≈绳绳 则物体被提出水面后的上升速度为
211´ 2.17m /s 0.72m /s 3
v v n ==⨯≈绳 答:(1)金属块未露出水面以前的机械效率为75%;
(2)金属块被提出水面后匀速上升的速度为0.72m/s 。
2、(1)72J ;(2)80%;(3)6N
【详解】
解:(1)该过程中的有用功
W 有=Gh =24N×3m=72J
(2)由图知,n =3,绳子自由端被拉下的距离
s =3h =3×3m=9m
拉力做的总功
W 总=Fs =10N×9m=90J
滑轮组的机械效率
72J 100%100%80%90J W W η=⨯=
⨯=有
总 (3)不计轮轴间摩擦及绳重时,动滑轮重力
G 动=3F -G =3×10N -24N=6N
答:(1)该过程中的有用功是72J ;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)动滑轮的重力是6N 。
3、 (1)890kg ;(2)17444J
【详解】
解:(1)雕像的体积是
33390kg =0.1m 0.910kg/m m V ρ==
⨯蜡蜡 制作铜雕像所用铜的质量是
3338.910kg/m 0.1m =890kg m V ρ==⨯⨯铜铜
(2)铜雕像所受的重力是
890kg 9.8N/kg=8722N G m g ==⨯铜
将这个铜雕像整体匀速提升2m 需要做的功是
8722N 2m=17444J W Gh ==⨯
答:(1)制作铜雕像所用铜的质量是890kg ;
(2)将这个铜雕像整体匀速提升2m 需要做的功是17444J 。
4、(1)20N ;(2)70N ;(3)5s ,1.25J
【详解】
解:(1)由杠杆的平衡条件可得
F A ·OA =
G 2·OB
则绳子的拉力
A 20.1m 40N 20N 0.2m
OB F G OA ==⨯= (2)G 1对地面的压力
F 1=pS 1=2×104Pa×(0.05m)2=50N
由力的作用相互性可知,地面对G 1的支持力
F 支=F 1=50N
正方体G 1的重力
G 1=F 支+F A =50N+20N=70N
(3)G 1对地面的压力恰好为零时,绳子的拉力
F A ′=
G 1=70N
设此时G 2向右运动到D 位置,由杠杆的平衡条件可得
F A ′·OA =
G 2·OD
'A 270N 0.2m 0.35m 40N
F OD OA
G =⋅=⨯= G 2向右运动的距离
s =OD -OB =0.35m-0.1m=0.25m
G 2向右匀速直线运动的时间
0.25m =5s 0.05m/s
s t v == 此过程拉力做的功
W =Fs =5N×0.25m=1.25J
答:(1)此时细绳作用于A 的拉力是20N ;
(2)正方体G 1的重力是70N ;
(3)经过5s 后,可使G 1对地面的压力恰好为零,此过程拉力做功是1.25J 。
5、(1)100N ;(2)144W ;(3)89%
【详解】
解:(1)由图可知,绳子的有效股数n =3,不计摩擦和绳重,动滑轮的重力 G 动=3F -G =3×300N -800N=100N
(2)当水泥提升4m 时,绳子自由端所移动的距离
s =3×4m=12m
工人做的总功
W 总=Fs =300N×12m=3600J
工人做功的功率
3600J =144W 25s
W P t ==总 (3)有用功
W 有=Gh =800N×4m=3200J
该装置的机械效率
3200J =
89%3600J W W η=≈有总 答:(1)动滑轮的重力是100N ;
(2)工人做功的功率是144W ;
(3)该装置的机械效率是89%。
四、实验探究
1、 70.6% 3.5 见解析 增大 0 > 见解析
【详解】
(1)①[1]第三次的机械效率为
3
333310N 0.6m 100%100%100%70.6%8.5N 1m
W Gh W F s η⨯=⨯=⨯=⨯≈⨯有用总 ②[2]第一次实验中,总功为
W 总1=F 1s 1=5.5N×1m=5.5J
有用功为
W 有1=Gh 1=10N×0.2m=2J
额外功为
W 额外1=W 总1﹣W 有1=5.5J ﹣2J=3.5J
本实验中克服摩擦力做的功为额外功,故物块所受斜面的摩擦力为
1
11 3.5J 3.5N 1m
W f s ===额外 ③[3]纵向分析表中的实验的数据,结论是:当物重与斜面的粗糙程度一定时,斜面越陡,机械效率越高。
(2)①[4]若斜面光滑,则物体只受到垂直斜面上的支持力与物体的重力作用,这两力的合力斜向下,为非平衡力,故物体的运动状态要发生改变,下滑过程物体的运动速度增大。
②[5]因支持力与移动的距离垂直,故这个过程中支持力做功为0。
③[6][7]根据W =Gh ,两种情况下做的有用功相同,由(2)①知,A 斜面机械效率高,克服摩擦力做的额外功少,故当物体滑到斜面底端时,机械能转换成的内能少,物体在A 斜面上动能较大,即A 的速度较大。
2、 同一 远 做匀速直线运动 不需要 相
等 动能
【详解】
(1)[1]为使小车到达水平面时具有相同的速度,实验时要固定斜面,并将小车从斜面上同一位置由静止释放。
(2)[2][3]由图得,小车在毛巾、棉布和木板上运动时受的摩擦力阻力依次减小,滑行距离依次边远。
所以小车受到的阻力越小,小车运动的距离越远,由此推理可知,若水平面绝对光滑,则运动的小车将在水平面上做匀速直线运动。
(3)[4]如图,若实验中小车仅在木板上滑行时滑出了右端,已经可以说明阻力越小,物体运动距离越远,从而得出阻力对物体运动状态的影响,所以不需要重做本实验。
(4)[5]不考虑空气阻力,小车到达水平面时速度相同,动能相同,小车最终都静止,动能为零,动能减小量相同。
所以三次实验中小车克服摩擦力所做的功都等于小车的动能的减少量,所以三次实验中小车克服摩擦力所做的功相等。
[6]在小车凹槽中放入质量不同的砝码,从同一斜面的同一高度处由静止释放,到达水平面的速度相同,撞击放置在水平面上的同一位置处的木块,可探究物体的动能大小与质量的关系。