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机械功与机械能

发布时间:2014-05-25 22:59:18  

【例1】在平地上,用50N的水平推力推动重100N的箱子,前进了10m(图1),推箱子的

小朋友做了多少功?如果把这个箱子匀速举高1.5m,他做了多少功?

【例4】 高出水面30m处有一个容积是50m3的水箱,要用一台离心式水泵抽水给水箱,1h能把水箱充满即可。这台水泵的功率至少是多少千W?(取g=10N/千克)

【例5】 重2540N的货物。如图2所示,滑轮组把它提升1.7m。若不考虑摩擦,也不考虑滑轮和绳子的物重,则:

(1)绳端拉力F是多少N?

(2)绳端移动的距离是多少m?

(3)若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重,须在绳端施力800N,滑轮组的机械

效率是多少?

【例6】下面的物体中,只具有动能的是______;只有势能的是______;既具有动能、又具有势能的是 [ ]。

A.停在地面上的汽车。

B.在空中飞行的飞机。

C.被起重机吊在空中静止的货物。

D.弹簧。

E.在水平铁轨上正行驶的火车。

【例7】下列物体各具有什么形式的机械能?

(1)高速升空的火箭;

(2)被拉长的弹弓橡皮条;

(3)被水电站拦河坝拦住的上游水;

(4)竖直到达最高点的上抛小球。

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她 跑 步 的 平 均 速 度 是 3.2 米 / 秒 4. ( 2013 ?淄 博 )中 国 第 一 艘 航 母 -- 辽 宁 舰 于 2012 年 9 月 正 式 服 役 .该 舰 长 304m 、 宽 70.5m , 满 载 时 排 水 量 67500t , 最 高 航 速 60km/h . 已 知 海 水 的 密 度 为 1.0 × 10 3 kg/m 3 , g 取 10N/kg . 求 : ( 1) 满 载 时 该 舰 受 到 的 浮 力 ;
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( 2 ) 海 面 下 7m 处 的 舰 体 受 到 海 水 的 压 强 ; ( 3 )辽 宁 舰 在 执 行 任 务 时 ,以 40km/h 的 速 度 匀 速 航 行 5h ,若 航 行 时 的 阻 力 为 1.5 × 10 7 N , 则 这 一 过 程 中 动 力 所 做 的 功 是 多 少 ?

比较功的大小 1 .( 2013 ?漳 州 )用 水 平 拉 力 F 拉 物 体 A 在 光 滑 水 平 面 上 沿 力 的 方 向 移 动 距 离 s, 拉 力 F 做 功 为 W1; 用 同 样 的 力 F 拉 物 体 A 在 粗 糙 水 平 面 上 沿 力 的 方 向 移 动 相 同 的 距 离 s, 拉 力 F 做 功 为 W2, 则 ( A . W 1 =W 2 C. W1< W2 B. W1> W2 D. 条 件 不 足 , 无 法 比 较 )

2 .( 2013 ?杭 州 )在 甲 、乙 两 图 中 ,甲 图 地 面 粗 糙 、乙 图 地 面 光 滑 .质 量 分 别 为 m ,2m 的 两 个 物 体 在 大 小 为 F 的 恒 力 作 用 下 ,在 力 的 方 向 上 前 进了相同的距离,则下列结论正确的 是( )

A. 甲 图 中 F 做 的 功 小 于 乙 图 中 F 做 的 功 B. 甲 图 中 F 做 的 功 等 于 乙 图 中 F 做 的 功 C. 甲 图 中 F 做 的 功 大 于 乙 图 中 F 做 的 功 D. 条 件 不 足 , 无 法 确 定 甲 、 乙 图 中 F 做 的 功 谁 大 3 .( 2013 ?德 州 )用 弹 簧 测 力 计 沿 水 平 方 向 两 次 拉 着 同 一 物 体 在 同 一 水 平 面 上 运 动 ,两 次 运 动 的 s-t 图 象 如 图 所 示 .其 对 应 的 弹 簧 测 力 计 示 数 分 别 为 F1、 F2, 相 同 时 间 内 所 做 的 功 分 别 为 W1、 W2, 则它们的关系正确的是( )

A. F1> F2 C . F 1 =F 2

W1> W2 W1< W2

B . F 1 =F 2 D. F1< F2

W1> W2 W1< W2

功的计算
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1. ( 2008 ?越 秀 区 模 拟 ) 用 如 图 所 示 装 置 , 完 成 下 列 问 题 ( 不 考 虑 绳 重 及摩擦) . ( 1 )要 求 滑 轮 组 由 4 股 绳 子 承 担 重 物 ,请 用 笔 画 线 代 替 绳 子 将 滑轮组绕好; ( 2 )用 第( 1 )问 绕 好 的 滑 轮 组 匀 速 提 升 200N 的 重 物 ,在 重 物 上 升 0.2m 的 过 程 中 , 拉 力 的 功 率 为 60W , 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 50% , 则 : ①滑轮组的有用功为多少? ②拉力做的总功为多少? ③绳子的自由端上升的速度为多少?

1. ( 2013 ?舟 山 ) 交 通 已 经 成 为 许 多 城 市 发 展 最 棘 手 的 问 题 之 一 . 如 图 所示的“空中列车”作为新型交通工具,能充分利 用空中资源,有效减缓地面交通的拥堵. ( 1 )

一 列 总 质 量 为 14 吨 的“ 空 中 列 车 ” ,用 8 个 轮 子 悬 挂 在 水 平 轨 道 上 , 每 个 轮 子 的 受 力 面 积 为 125 厘 米 2 ,则 列 车 对 轨 道 的 压 强 为 多 少 ?( g 取 10 牛 / 千克) ( 2) “ 空 中 列 车 ”以 电 为 动 力 ,匀 速 行 驶 时 ,每 公 里 耗 电 约 为 0.5 千 瓦 时, 假 设 70% 的 电 能 用 于 克 服 阻 力 做 功 , 则列车受到的阻力约为多少牛?

二 、 做 功 的 快 慢 --- 功 率 5 . ( 2013 ?佛 山 ) 如 图 , A 物 体 在 大 小 为 10N 拉 力 F 作 用 下 ,以 0.3m/s 速 度 向 右 匀 速 运 动( 不 计 滑 轮 和 细 绳 的 摩 擦 及 重 力 ),若 A 物 体 与 桌 面 的 摩 擦 力 为 1N ,下 列 说 法错误的是( )

A . 拉 力 F 做 功 的 功 率 为 3W B . B 物 体 的 质 量 为 2.7kg C . B 物 体 上 升 的 速 度 是 0.1m/s D . 物 体 运 动 1s 则 物 体 克 服 重 力 做 3J 功 9 .( 2013 ?包 头 )如 图 所 示 ,用 24N 的 力 F 沿 水 平 方 向 拉 滑 轮 ,可 使 重 20N 的 物 体 A 以 0.2m/s 的 速 度 在 水 平 面 上 匀 速 运 动 .物 体 B 重 10N ,弹

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簧 测 力 计 的 示 数 恒 为 5N( 不 计 滑 轮 、测 力 计 、绳 子 的 重 量 ,滑 轮 的 转 轴 光滑).下列说法正确的是( A . 物 体 A 受 到 地 面 的 摩 擦 力 是 7N B . 滑 轮 移 动 的 速 度 是 0.4m/s C . 水 平 拉 力 F 的 功 率 是 4.8W D . 在 2s 内 绳 子 对 物 体 A 做 的 功 为 4.8J )

1. ( 2013 ?重 庆 ) 电 动 车 以 其 轻 便 、 实 用 、 环 保 的 优 点 , 深 受 人 们 的 喜 爱 . 已 知 一 辆 电 动 车 的 质 量 为 40kg , 速 度 最 大 可 达 36km/h . 该 电 动 车 每 次 充 电 , 能 储 存 电 能 3 × 10 6 J , 其 中 有 72% 的 电 能 可 以 转 化 为 机 械 能. 假设该电动车一直行驶在平直路面上, 当它以最大速度匀速行驶时, 受 到 的 阻 力 为 30N . ( 1) 该 电 动 车 以 最 大 速 度 匀 速 行 驶 时 , 电 动 车 牵 引 力 的 功 率 为 多 大 ? ( 2) 该 电 动 车 充 一 次 电 , 以 最 大 速 度 匀 速 行 驶 , 最 多 可 连 续 行 驶 多 长 时间? 3. ( 2013 ?永 州 )星 期 天 ,小 强 同 学 参 加 社 区 举 办 的“ 体 验 日 ”活 动 中 , 体 验 了 一 回 送 水 工 的 工 作 ,将 一 桶 20L 的 饮 用 桶 装 水 搬 到 五 楼 的 张 爷 爷 家.求: ( g=10N/kg , 1L=1 × 10 - 3 m 3 ) ( 1) 桶 中 水 的 质 量 是 多 少 ? ( 2 ) 小 强 同 学 质 量 为 40kg , 桶 重 不 计 , 每 只 脚 与 地 面 接 触 面 积 约 0.025m 2 , 当 他 扛 起 这 桶 水 双 脚 站 立 时 , 他 对 水 平 地 面 的 压 强 是 多 大 ? ( 3 ) 小 强 同 学 将 水 从 一 楼 搬 到 12m 高 的 五 楼 用 时 2min , 小 强 对 水 做

功 的平均功率是多少?

三、机械效率

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1 . ( 2012 ?广 州 ) 图 的 剪 刀 剪 纸 机 械 效 率 为 80% , 这 表 示 ( A . 若 作 用 在 剪 刀 的 动 力 是 1N , 则 阻 力 是 0.8N B . 若 作 用 在 剪 刀 的 阻 力 是 1N , 则 动 力 是 0.8N C . 若 作 用 在 剪 刀 的 动 力 做 功 1J , 则 有 0.2J 的 功 用 于 剪 纸 D . 若 作 用 在 剪 刀 的 动 力 做 功 1J , 则 有 0.8J 的 功 用 于 剪 纸 2 . ( 2013 ?漳 州 ) 下 列 关 于 机 械 效 率 的 说 法 正 确 的 是 ( A . 机 械 效 率 不 可 能 达 到 100% B . 随 着 科 学 技 术 的 发 展 , 机 械 效 率 可 能 会 大 于 100% C. 滑 轮 组 的 机 械 效 率 一 定 大 于 动 滑 轮 的 机 械 效 率 D. 杠 杆 的 机 械 效 率 一 定 大 于 动 滑 轮 的 机 械 效 率 )



3. ( 2013 ?遵 义 ) 小 明 用 如 图 所 示 滑 轮 组 将 一 个 放 在 水 平 地 面 上 的 物 体 匀速拉动, 物 体 移 动 了 3m , 物 体 重 为 2000N , 与 地 面 的 接 触 面 积 为 0.5m 2 , 运 动 过 程 中 物 体 受 到 的 摩 擦 力 为 450N , 绳 子 自 由 端 受 到 的 拉 力 F 为 200N , 求 : ( 1) 物 体 对 地 面 的 压 强 ; ( 2) 拉 力 F 做 的 功 ; ( 3) 该 装 置 的 机 械 效 率 .

4. ( 2013 ?资 阳 )随 着 人 们 生 活 水 平 的 提 高 ,不 少 居 民 小 区 都 配备了健身房.小明每个周末回家都会到健身房锻炼,如图 所示是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意 图 .如 果 小 明 每 次 向 下 拉 动 拉 杆 时 ,拉 力 为 F=250N ,在 0.4s 内 使 质 量 为 m=20kg 的 配 重 块 匀 速 升 高 到 h=40cm 后 放 手 让 其 自 由 落 下 . 不 计 拉 杆 和 绳 的 重 力 , g 取 10N/kg . 求 : ( 1) 小 明 拉 动 拉 力 器 的 功 率 P; ( 2) 小 明 拉 动 拉 力 器 过 程 中 克 服 摩 擦 所 做 的 功 ; ( 3) 在 小 明 锻 炼 过 程 中 拉 力 器 的 机 械 效 率 η

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5. ( 2013 ?宜 宾 ) 最 近 , 中 央 电 视 台 科 教 频 道 播 出 了 在 我 市 拍 摄 的 “ 汽 车 落 水 后 如 何 水 下 逃 生 ”的 纪 录 片 .纪 录 片 中 ,实 验 人 员 开 着 小 车 从 高 处 落 入 滚 滚 的 岷 江 ,并 在 门 窗 紧 闭 的 车 中 ,尝 试 用 不 同 的 方 法 砸 碎 车 窗 玻 璃 逃 生 ,惊 心 动 魄 .为 了 确 保 实 验 人 员 的 安 全 ,摄 制 组 精 心 设 计 了 紧 急救援装置,用于当实验人员无法从车中逃生时迅 速吊起汽车.现某课外活动小组,照此设计了如图 所示的简单机械,模拟紧急救援落水汽车.实验中 用 实 心 圆 柱 体 A 代 替 小 车 ,已 知 A 的 体 积 为 0.12m 3 , 质 量 为 210kg . ( g 取 10N/kg , 设 整 个 过 程 A 均 为 匀 速运动状态,忽

略钢缆绳重及滑轮摩擦,不考虑风 浪、水流等因素的影响. ) ( 1) 求 A 完全浸没在水中时受到的浮力是多大? (ρ 3 3 水 =1.0 × 10 kg/m ) ( 2) 若 A 完 全 浸 没 在 水 中 时 , 滑 轮 组 的 机 械 效 率 为 60% . 那 么 A 完 全 打 捞 出 水 面 后 , 岸 上 钢 绳 的 拉 力 F 为多大? ( 3 )若 A 完 全 打 捞 出 水 面 后 ,以 0.5m/s 的 速 度 被 匀 速 提 升 ,求 岸 上 钢 绳拉力 F 的功率. ( 4) 从 A 上 表 面 刚 出 水 面 到 A 完 全 离 开 水 面 的 过 程 中 , 滑 轮 组 机 械 效 率如何变化?请简述理由.

四、动能和势能
1 .( 2013 ?淄 博 ) 2013 年 1 月 ,中 国 研 制 的 大 型 运 输 机“ 运 --20 ”首 飞 成 功 , 飞 机 满 载 时 的 总 质 量 为 220t , 是 中 国 航 空 工 业 的 一 次 重 大 突 破 , 下列说法正确的是( )

A . 飞 机 满 载 时 受 到 的 重 力 为 220t B. 飞 机 匀 速 上 升 过 程 中 , 机 械 能 保 持 不 变 C. 飞 机 上 升 过 程 中 , 受 到 空 气 的 浮 力 逐 渐 增 大 D. 飞 机 飞 行 时 , 机 翼 上 下 表 面 受 到 的 大 气 压 强 不 同 2 .( 2013 ?宜 昌 )人 造 卫 星 沿 椭 圆 轨 道 绕 地 球 运 行 ,如 图 所 示 为 卫 星 从 远 地 点 向 近 地 点 运 动 的 过 程 .针 对 该 过 程 ,以 下 说 法 正 确 的是( )
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A. 动 能 逐 渐 增 大 , 机 械 能 增 大 B. 势 能 逐 渐 减 小 , 机 械 能 减 小 C. 动 能 逐 渐 增 大 , 势 能 逐 渐 减 小 , 机 械 能 不 变 D. 动 能 逐 渐 增 大 , 势 能 逐 渐 减 小 , 机 械 能 减 3 .( 2012 ?娄 底 )为 了 推 行“ 低 碳 生 活 ”,自 行 车 重 新 成 为 人 们 的 重 要 交通工具,下列有关自行车的结构及使用的说法中正确的是( A. 把 手 做 得 凹 凸 不 平 是 为 了 增 大 摩 擦 B. 自 行 车 的 刹 车 是 费 力 杠 杆 C. 上 坡 前 加 紧 用 力 蹬 车 是 为 了 增 大 惯 性 D. 匀 速 下 坡 时 动 能 不 变 , 机 械 能 不 变 4 .( 2013 ?威 海 )如 图 表 示 一 个 人 站 在 匀 速 上 升 的 电 梯 上 ,下 列 分 析正确的是( ) )

A. 电 梯 上 升 过 程 中 , 人 的 动 能 转 化 为 重 力 势 能 B. 电 梯 上 升 过 程 中 , 人 的 机 械 能 不 断 增 大 C. 电 梯 上 升 过 程 中 , 电 梯 对 人 的 支 持 力 做 功 为 零 D. 人 对 电 梯 的 压 力 与 电 梯 对 人 的 支 持 力 是 一 对 平 衡 力 5. ( 2011 ?赤 峰 )下 列 选 项 中 ,工 作 时 把 机 械 能 转 化 为 电 能 的 是( A. 电 流 表 B. 电 能 表 C. 电 动 机 )

D. 发 电 机

6 . ( 2013 ?湛 江 ) 图 ( a ) 是 探 究 “ 物 体 动 能 的 大 小 与 哪 些 因 素 有 关 ” 的 实 验 装 置 ,实 验 中

让 同 一 钢 球 从 斜 面 上 不 同 的 高 度 由 静 止 灌 下 ,碰 到 同 一 木 块 上 ; 图 ( b) 是 探 究 “ 牛 顿 第 一 定 律 ” 的 实 验 装 置 , 实 验 中 让 同 一 小 车 从 斜 面 上 相 同 的 高 度 由 静 止 滑 下 ,在 粗 糙 程 度 不 同 的 平 面 上 运 动,请回答一下问题:

( 1 )图( a )实 验 的 目 的 是 探 究 钢 球 动 能 的 大 小 与 ----------的 关 系 .通
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过 木 块 被 推 动 距 离 的 大 小 ,说 明 钢 球 对 木 块 做 功 的 多 少 ,从 而 判 断 钢 球 动 能 的 大 小 , 这 种 常 用 的 实 验 方 法 是 ---------- 法 ( 2 )图( b )实 验 中 让 同 一 小 车 从 斜 面 上 相 同 的 高 度 由 静 止 滑 下 的 目 的 是 :------------ 水 平 面 越 光 滑 ,小 车 受 到 的 摩 擦 力 越 ------( 填“ 大 ” 或“ 小 ”),根 据 小 车 运 动 距 离 的 远 近 ,推 理 得 出 :运 动 的 物 体 如 果 不 受 外 力 作 用 , 将 永 远 做 ------------------( 3 )小 明 同 学 想 在 图( a )基 础 上 继 续 探 究 物 体 动 能 的 大 小 与 质 量 的 关 系,请你帮他设计实验,写出简要的实验步骤及论证方法: --------------------------------------.

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