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功能和简单机械竞赛辅导试题

发布时间:2014-04-03 17:12:17  

功和机械能及简单机械竞赛辅导试题

1、(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图9所示,滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行,在横杆前相对滑板竖直向上起跳,人与滑板分离后分别从杆的上、下方通过,忽略人和滑板在运动中受到的阻力。则运动员 ( )

A.起跳上升过程中,重力势能转化为动能

B.匀速滑行时,人的重力与地面对滑板的支持力为一对平衡力

C.以滑板为参照物,运动员始终是静止的

D.由于惯性,人越过杆后仍将落在滑板上

2、(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图l3甲所示,小强在水平地面上用力推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时问变化的图像如图丙所示,以下对于这一过程的分析中正确的是( )

A.0~ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力小于地面给木箱的摩擦力

B.1s~2s内木箱受到的摩擦力大小为4N

C.2s~3s内人对木箱的推力做功为6J

D.如果3s后人停止用力,木箱将做匀速直线运动

3、(2011青岛竞赛题)飞机、轮船运动时,受到的阻力并不固定,当速度很大时,阻力和速度的平方成正比,如果要把飞机、轮船的速度增大到2倍,发动机的输出功率要增大到原来的( )

A.2倍 B.4倍 C.6倍 D.8倍

4、(2008年全国初中应用物理知识竞赛复赛题)晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机气缸的工作容积,是指所有气缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动曲轴转动2周。现有一辆小轿车发动机排气量为1.8L,最大功率为74kW,当该发动机以最大功率工作时,曲轴的转速为5200r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即空气和燃油的质量比)为14:1,压缩比是10(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3,汽油的热值为4.6×107J/kg、密度为0.71×103kg/m3。请计算:

(1).这台发动机在最大功率时的热机效率。

(2).发动机在最大功率时,汽车的最高时速为175km/h,计算在此情况下汽车

每百公里油耗为多少升。

5、步行不仅是一种简易的健身运动,而且还能方便地对一些长度进行估测。

(1)人正常步行时,步距变化不大,因此,步距可作为身体上的一把“尺子”。为了使

这把“尺子”更可靠,请你说出一种测量步距的方法。

图6

(2)小华测出自己的步距为0.5m,他从教学楼的一端走到另一端,共走了84 步,则教学楼的长度是多少米?如果这个过程用时35s,则他的步行速度是多少?

(3)小华根据自己的腿长和步距画出了图6所示的步行示意图,对步行时重心的变化进行了分析,当两脚一前一后着地时重心降低,而单脚着地迈步时重心升高,因此每走一步都要克服重力做功。如果小华的质量为50kg,请根据图6中小华测量的有关数据,计算他每走一步克服重力所做的功。(g取10N/kg )

(4)资料表明,人步行时消耗的能量大于克服重力所做的功。请你分析一下,人步行时还在哪些方面消耗能量?(写出一条)

6、(2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)某次刮大风时把一棵大树吹倒了,需要两个工人把它扶起,工人们想到了如图l2所示的四种方案,每个人所需拉力最小的方案是 ( )

7、(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”,它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”,其目的是 ( )

A.仅仅是为了利用“镁粉”,吸汗的作用,增加手和器械表面的摩擦而防止打滑

B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”,能起到衬垫作用,相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”

C仅仅是为了利用“镁粉”,填平手掌的褶皱和纹路,使手掌与器械的接触面增大,将握力变得更加实在和均匀

D.上述各种功能都具有

8、(2011全国初中应用物理知识竞赛题)如图所示的装置中,均匀木棒AB的A端固定

在铰链上,悬线一端绕过某定滑轮,另一端 套在木棒上使木棒保持水平,现使线

套逐渐向右移动,但始终保持木棒水平,则悬线上的拉力(棒和悬线均足够长)( )

A.逐渐变小 B.逐渐变大

C.先逐渐变大,后又变小 D.先逐渐变小,后又变大

9、(2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)小刚同学想测量家中一头肥猪的重,如图所示。他用绳将猪绑住挂在木棒的B点,将棒的一端O放在石坎上,人通过挂在A端的测力

计拉起木棒的另一端,使木棒刚好到达水平位置。已知测力计示数

F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。问:

(1) 请你根据以上数据计算猪的重力大约是多少?

(2) 你认为利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大还是偏小,并

说明产生误差的原因是什么?

(3) 如果猪的实际重力为1200N,猪被拉离地面0.1m,这个过程中杠杆装置的机械效率是多少?

功和机械能及简单机械竞赛辅导试题参考答案

1. 答案:D

解析:运动员起跳上升过程中,动能转化为重力势能,选项A错误。匀速滑行时,人的重力与滑板对人的支持力为一对平衡力,选项B错误。以滑板为参照物,运动员做竖直上抛运动,选项C错误。由于惯性,人和滑板水平方向速度相等,人越过杆后仍将落在滑板上,选项D正确。

2.答案:B

解析:0~ls内木箱没有动是因为人对木箱的推力等于地面给木箱的摩擦力,选项A错误。由图丙可知,2s~3s内木箱匀速运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为4N。1s~2s内木箱加速运动,木箱受到的滑动摩擦力大小为4N,选项B正确。2s~3s内人对木箱的推力为4N,木箱移动距离为2m,做功为W=Fx=4N×2m=8J,选项C错误。如果3s后人停止用力,木箱将在摩擦力作用下做减速直线运动,选项D错误。

3、.答案:D解析:由f=kv2,P=Fv,F=f可得P=kv3.。当速度增大到2倍,发动机的输出功率P要增大到原来的23=8倍,选项D正确。

4、【解析】(1).这台发动机在最大功率时1min内发动机做的有用功

W有=74×103W×60s=4.44×106J.。

在1min内转动5200r,吸入汽油和空气的混合气2600次。

1min内发动机消耗汽油的质量为:m= ρV =1.35kg/m3×1.8×10-3 m3×2600 =0.47 kg。

1min内汽油完全燃烧放出的热量W总=0.47kg×4.6×107J/ kg=2.16×107J。

这台发动机在最大功率时的热机效率η=W有/W总×100%=21%

(2).汽车以最高时速175km/h前进100km所用时间:t=s/v=100km/175km/h =34.3min。

汽车每行使100km的耗油质量为:m’= 0.47 kg/min×34.3min=16.1kg 。

汽车每行使100km的耗油体积为 V’= m’/ρ=16.1kg/0.71kg/L=22.7L 。

5、解析:(1)用刻度尺测出沿直线步行10步的距离,除以10即得步距。

(2)教学楼的长度为:x=0.5m×84=42n

42m

=1.2m/s。 (3)单脚着地迈步时重心升高h=65cm=0.05m 由x=vt可得他的步行速度为:v=

每走一步克服重力做功W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.05m.=25J。

(4)四肢的运动要消耗能量;身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量;心脏推动血液循环要消耗能量;人体向外散热要消耗能量。

6、1.答案:B

解析:根据滑轮知识,AB图绳中拉力为二人拉力之和,且拉树的力为两根绳中的拉力。根据杠杆知识,B图在动力臂大,所以每个人所需拉力最小的方案是B

7.答案:D解析:体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗的作用,增加手和器械表面的摩擦而防止打滑;利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用,相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”; 利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路,使手掌与器械的接触面增大,将握力变得

更加实在和均匀,所以选项D正确。

8、答案:D

解析:使线套逐渐向右移动,动力臂先逐渐增大后逐渐减小,悬线上的拉力先逐渐变小,后又变大,选项D正确。

9、【解析】:(1)设猪的重力为G,由杠杆平衡原理,G·OB=F·OA,

解得G=1280N.。

(2)利用这种方法测出的猪的重力比实际重力偏大。产生误差的原因是木棒具有重力。

(3)猪被拉离地面h=0.1m,A点升高H=4h=0.4m,有用功W有=Gh,总功W总=FH,,

杠杆装置的机械效率是η=

W有W总×100%=93.75%。

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