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第12章机械功与机械能单元测试

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第十二章机械功与机械能单元测试

选择题：

1．下列各图所示的四种情景中，福娃对物体做功的是( B )

2．对功的理解，下列说法中正确的是 ( D )

A．作用在物体上的力越大，力做的功就越多

B．物体通过的路程越长，作用力做功越多

C．有力作用在物体上，并且物体移动了一段距离，则力一定对物体做了功

D．物体在力的作用下，并沿方的方向移动了距离，则力做了功

3．下列关于功和功率的说法，正确的是 ( B )

A．功率等于力乘距离

B．做功越快，功率越大

C．功率越大，做功所需的时间越少

D．功率越大越省力

4．某同学不小心扭伤了脚，你背他去医务室检查，在下列过程中你对他做了功的过程是 ( A )

A．把他由地上背到你身上时

B．背着他站着不动时

C．背着他在水平路面上行走时

D．背到医务室门前拐弯时

5.甲、乙两机器，甲的机械效率是75％，乙的机械效率是60％，则下列说法中正确的是 ( C )

A．甲机器的功率大

B．使用甲机器较省力

C．甲机器的额外功占总功的百分比较小

D．在相同时间内，甲机器做功较多

6.李明同学快速地由一楼跑到三楼的过程中，他的功率与下列哪个值最接近 ( C )

A．5 W B．50 W C．500 W D．5 000 W

7.骑自行车下坡时，即使不踩脚踏板，速度还是越来越大，其原因是 ( C )

A．摩擦力越来越小 B．惯性越来越大

C．势能转化为动能 D．重力越来越大

二、填空题：

8.有用功和总功的比值叫做机械效率，其计算公式是 η=W_有/W_总．除了理想机械外，任何机械的效率总是小于 1(填“大于”、“小于”或“等于”)，这是因为使用任何机械除了做有用功外，都不可避免地要做额外功．

9．重100N的物体在20N水平方向拉力的作用下，先在光滑的水平地面上前进了10m，接着又在粗糙的水平地面前进了10 m，然后撤去拉力，物体又向前滑动了25 m，则拉力在光滑水平地面做的功是 200 J；拉力在粗糙水平地面上做功为 200 J；重力做的功是 0 J.

10．用图所示的滑轮组，水平拉动重为100N的物体以0.5 m／s的速度在水平地面上匀速运动，若物体受到的摩擦力为60 N，不计机械自重和摩擦，则拉力大小为 20 N，10 s内拉力做的功为 300 J，拉力的功率为 30 w。

11．用一个动滑轮将重480 N的物体匀速提高到距地面10m高的楼上，所用的拉力为300 N，则有用功是 4800 J，总功是 6000 J ，机械效率是 80% ．

12．某人利用滑轮组把重200 N的物体提升3 m，如果滑轮组的机械效率是60％，则人做的有用功是 600 J，额外功是 400 J，总功是 1000 J．

13.如图所示，被压缩的弹簧一旦放松，就能将它上面的砝码举起，直到砝码静止不动．在这一过程中，弹簧的弹性势能转化为砝码的动能．弹簧压得越紧，松开时它对砝码做功越多，表示它具有的弹性势能越大．

三、作图题:

14.请画出滑轮组的不同绕线方法。要求:F=G/2；F=G/3；F=/4。

四、实验题:

15.如图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆的重力忽略不计)．

(1)请在下表中把相关的数据填写完整：

物体重

G／N

物体上升的高度h／cm

弹簧测力

计的示数

F／N

弹簧测力计移动的竖直距离S／cm

有用功

W_有用/J

总功W_总／J

机械效

率η／%

2.4

0.6

0.72

85.7

(2)为提高本实验中杠杆的机械效率，请提一条合理的建议：选择支点灵活的杠杆（合理则给分）．

16．小红学过“机械效率”后，产生了一个疑问：“机械的机械效率越高是否越省力?”针对这个问题，小红借了一个弹簧测力计，利用家中“案板”和茶杯做了以下实验：

A．把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力为G．

B．用“案板”做斜面，如图所示．把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，匀速直线拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面．

C．分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度h．

D．改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如下表．

(1)计算并将数据填入表中4个李格．

实验序号	一	二	三	四
重力G／N	5	5	5	5
升高高度h／m	0.1	0.15	0.2	0.25
有用功W_有用／J	0.5	0.75	1	1.25
拉力F／N	1.6	2.2	2.7	3.1
移动距离s／m	0.5	0.5	0.5	0.5
总功W_总／J	0.8	1.1	1.35	1.55
机械效率η	63%	68%	74%	81%

(2)小红的疑问是否得到解决?分析实验数据，能得出什么结论?

(2)解决了小红的疑问，通过上述实验得出结论：使用斜面，机械效率越高不是越省力，可见，“机械效率越高越省力”是错误的．

注：只要得出结论要点“不是越省力”即可．

(3)完成上面实验后，小红又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率吗?”

①请你先用所学知识，说明小红的猜想是否正确(简述理由)

②请你设计一个实验，进一步证明你对小红猜想的判断(可以简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作)．

(3)①是正确的．理由要点：有用功一定，减小摩擦力就减少额外功，即减少了总功，提高了机械效率．

②在小红设计的实验方案基础上：a．保持斜面倾角不变，在斜面(案板)表面铺不同材料(如纸、玻璃、毛巾等)改变摩擦；b．将水杯沿斜面匀速直线提升一定高度或沿斜面匀速直线移动一定距离分别求出各次的机械效率．

五、计算题：

17．如图所示，小明在跑步机上锻炼身体．设他在跑步机上以5 m／s的速度匀速跑动30 min，跑动的总动力为40 N．

求：(1)他在这段时间内相当于跑了多少路程?

(2)他在这段时间内做了多少功?

(3)他做功的功率是多少?

(1)9000m；(2)360000J；(3)200W

18．用图所示的滑轮组，将480N的物体以0.3m／s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦和绳重)．求：

(1)滑轮组的机械效率；

(2)拉力的功率；

(3)用该滑轮组将重600 N的物体匀速提升2 m时拉力做的功．

(1)80%;(2)180W;(3)1440J

六、综合能力题：

19．在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示．在此实验中，找们是通过观察什么来比较各铁块重力势能的大小?

答：木桩陷入沙坑的深度．

若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是h_A 小于h_B(填“大于”、“小于”或“等于”)；若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是m_A 小于m_C(填“大于”、“小于”或“等于”)；

实验得出的结论是：物体重力势能的大小与物体的质量和物体被举的高度有关．

20.

如图是用来研究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，钢球和木球体积相同，均为实心．小球在光滑的斜面上由静止开始下滑，起点越高，到达水平面时速度越大．运动小球撞击静止于水平台上的木块后，木块运动的距离越远，说明小球做功的能力越强．

(1)分析比较实验甲和实验乙，被控制的物理量是质量，可得结论：质量一定，物体的速度越大，动能越大。

(2)分析比较实验乙和实验丙，被控制的物理量是速度，可得结论：速度一定，物体的质量越大，动能越大。

(3)实验表明，物体的动能与物体的质量和速度有关．

(4)根据以上结论，下面关于物体动能(用E表示)大小的计算公式的猜想有可能正确的是 ( B )

A．E=v／2m

B．E=mv²／2

C．E=m／2v²

D．不可能是上述中的某一个

21.为了比较两台潜水泵的做功快慢,我们对两台潜水泵抽水情况进行了观察与记录，记录的数据如下表．

潜水泵	抽水时间／min	抽水高度／m	抽水体积／m³	对水做功／J
甲	10	3	10	3× 10⁵
甲	20	3	20	6×l0⁵
乙	10	6	10	6×l0⁵
乙	20	6	20	1.2×l0⁶

分忻数据，我们可以得到同一台潜水泵在不同时间内做功的大小与时间成正比．要比较两台潜水泵的功率大小，我们可以看甲、乙两台潜水泵在相同时间内，乙做功多，也就是做功快 (填“快”或“慢”)；甲、乙两台潜水泵在做相同功时，乙做功时间少，也就是做功快 (填“快”或“慢”)．你认为比较做功快慢更方便的是：比较两台潜水泵在相同时间内完成的功的多少,即在相同的单位时间内完成的功多的潜水泵功率大．通过此过程，你得到的结论是可以用单位时间内完成的功的多少来表示做功的快慢 .