初中物理功和机械能检测试卷(含答案)
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初中物理功和机械能检测试卷(含答案)
一、选择题
1.同一滑轮用如图甲、乙两种方式匀速提升重为100N 的物体,已知滑轮重20N 、绳重和滑轮的摩擦力不计.则 ( )
A .手的拉力:F 甲>F 乙;机械效率:η甲<η乙
B .手的拉力:F 甲=F 乙; 机械效率:η甲=η乙
C .手的拉力:F 甲>F 乙;机械效率:η甲>η乙
D .手的拉力:F 甲<F 乙;机械效率:η甲<η乙 【答案】C 【解析】 【详解】
甲为定滑轮,由定滑轮的使用特点可知:绳重和摩擦力不计,G F =甲,并且可以改变力的方向。
乙为动滑轮,1
2
F G G =+乙动(),由题知,G 动=20N <G ,因此F F >甲乙。
如图所示,用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,不计绳重与摩擦,则所做的有用功W 有用一样大,由于要克服动滑轮重力的作用,所以使用动滑轮做的总功多,由ηW W =
有用总
可知,定滑轮的机械效率高,所以ηη>甲乙,故C 正确为答
案,选项ABD 错误。
2.如图所示,用滑轮组在4s 内将重为140N 的物体匀速提升2m ,若动滑轮重10N ,石计滑轮与轴之间的摩擦及绳重。则在此过程中,下列说法正确的是
A .拉力F 为75N
B .绳子自由端向上移动了4m
C .滑轮组的机械效率约为93.3%
D .提升200N 重物时,滑轮组机械效率不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由图可知,n=3,不计摩擦及绳重,拉力:
F=1
3
(G+G动)=
1
3
×(140N+10N)=50N,故A错误;
B.则绳端移动的距离:s=3h=3×2m=6m,故B错误;C.拉力做功:W总=Fs=50N×6m=300J,
有用功:W有用=Gh=140N×2m=280J,
滑轮组的机械效率:η=W
W
有用
总
×100%=
280J
300J
×100%≈93.3%,故C正确。
D.提升200N重物时,重物重力增加,据η=W
W
有用
总
=
Gh
Gh G h
+
动
=
G
G G
+
动
可知滑轮组机
械效率变大,故D错误。
3.为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度,设置了如图甲所示的滑轮组装置。当用如图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时,物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。(不计绳重和绳与轮之间的摩擦)。下列计算结果不正确
...的是
A.0s~1s内,地面对物体的支持力大于10N
B.1s~2s内,物体在做加速运动
C.2s~3s内,拉力F的功率是100W
D.2s~3s内,滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【解析】
【详解】
(1)由图乙可知,在0∼1s内,拉力F=30N.取动滑轮和重物为研究对象,受到向下的重力G 和G动,向上的支持力F支,及三根绳子向上的拉力F′作用,处于静止状态;地面对重物的支持力F支=G−F′=G−3F拉+G动=100N−3×30N+G动=G动+10N10N,故A正确;(2)由图丙可知,1s~2s内,物体在做加速运动,故B正确;(3)由图可知在2∼3s内,重物做匀速运动,v3=2.50m/s,拉力F3=40N,因为从动滑轮上直接引出的绳子股数(承担物重的绳子股数)n=3,所以拉力F的作用点下降的速度v′3=3v3=3×2.50m/s=7.5m/s,拉力做功功率
(总功率):P总=F3v′3=40N×7.5m/s=300W,故C错误;滑轮组的机械效率:η=
×100%=×100%=×100%83.33%,故D正确。故选C.
【点睛】
由滑轮组的结构可以看出,承担物重的绳子股数n=3,则拉力F移动的距离s=3h.(1)已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉,物体静止,设滑轮组对物体的拉力F′,其关系为F
拉=(F′+G动);地面对物体的支持力等于物体对地面的压力,等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′;(2)由F-t图象得出在1~2s内的拉力F,由h-t图象得出重物上升的高度,求出拉力F的作用点下降的距离,利用W=Fs求此时拉力做功.(3)由F-t 图象得出在2~3s内的拉力F,由v-t图象得出重物上升的速度,求出拉力F的作用点下降的速度,利用P=Fv求拉力做功功率,知道拉力F和物重G大小,以及S与h的关系,利用效率求滑轮组的机械效率.
4.下列事例中,有力对物体做功的是
A.小明背着书包在水平路面上前进B.跳水运动员从跳台跳下
C.举重运动员举起杠铃停在空中不动D.足球被踢出后在草地上滚动【答案】B
【解析】
A、背着书包在水平路面上前进,移动的方向和受力方向垂直,在力的方向上没有移动距离,不做功,不符合题意;
B、跳水运动员从跳台跳下,受重力的作用,并且在重力的方向移动了距离,重力对人做功,符合题意.
C、举重运动员举起杠铃停在空中,有力作用在物体上,但是没有移动距离,没有力做功,不符合题意.
D、足球在光滑水平面上,依靠的是足球的惯性,水平方向上虽然移动了距离,但是没有力的作用,不做功,不符合题意.
故选B.
5.扫地机器人是智能家用电器,正逐渐进人我们的家庭,如图是一款质量为1.5kg集自动充电、清扫、吸尘的机器人,某次寻找充电电源过程中,在水平地面上2min匀速行驶
20m,若机器人行驶过程的平均阻力为3N,则关于机器人这次行驶过程中克服阻力做功和功率分别是
A.300J,2.5W B.60J,0.5W C.60J,30W D.360J,3W
【答案】B
【解析】