功和机械能(综合运用)

基本运用 16、图20，小王站在高3m、长6m的斜面上，将重200N的木箱'沿斜面匀速从底端拉上顶端，拉力大小恒为120N，所花时间是10s。求：（1）木箱A沿斜面方向的运动速度。    （2）小王对木箱⒕做功的功率。（3）斜面的机械效率。 35、一辆小汽车在平直公路上匀速行驶，发动机的牵引力为2000N，速度为108km／h。（1）求小汽车匀速行驶时受到的阻力大小。(2)求牵引力在10rain内所做的功。 (3)若发动机的牵引力用F表示，小汽车的速度用V表示，请推导出牵引力的功率P=FV 60、建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为230Ｎ 的建材从地面匀速送到6ｍ 高处，所用拉力为125Ｎ，时间为20ｓ。求：（１）工人做的有用功；（２）工人做的总功；（３）此过程中该装置的机械效率；（４）工人做功的功率。 18、如图所示，工人通过滑轮组使重600N 的箱子以0.4m/s 的速度从地面升到12m高的五楼上。求：(1）若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15m2，箱子对楼板的压强为多少？(2）工人吊起箱子过程中做的有用功是多少？(3）若滑轮组的机械效率为80%，则工人做功的功率为多少？ 71、如图19所示为倾角30ｏ的固定斜面，方明同学用平行于斜面500N的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m。（g取10N/kg）求：（1）推力做的总功和推力的功率。（2）斜面的机械效率。（3）斜面对物体的摩擦力。 应用和综合 17、某型号挖掘机的质量3000kg，两履带与地面接触的总面积1.5m2。挖掘机在6s内将装满铲斗质量为0.75t的泥石送到岸边，挖掘深度H=2m。（如图乙所示）（取g=10N/kg）求：（1）挖掘机静止在水平地面上不工作时对地面的压强多大？（2）挖掘机每挖一次泥土并水平移送到岸边，对泥土做功多少？（3）若发动机的总功率是20kw，挖泥过程中挖掘机的机械效率多大？ 25、2012年3月30日，银川市电动出租车面世，领军西北地区。这种出租车听不到发动机的轰响声，电池充电一次，最大行驶路程为100km，速度最大为75 km/h；在进行50千米比对测试时，做3.0×107J的有用功，普通出租车的效率为12．5%，而电动出租车的效率可达83.3%。但其废旧电池如果回收处理不当，会造成比较严重的环境污染。 （1）比对测试时两车在平直路段上匀速行驶，则电动出租车所受的牵引力          N; （2）根据题目给出的信息，请指出电动出租车主要的优、缺点（至少说出两个优点，一个缺点）。 28、图示为某型号压路机，其部分参散如下表其中。振动频率30 Hz是指压路机在施工中钢轮1秒钟压路30次。（g取10N/kg ） 整机质量（kg） 18000 钢轮振动频率（Hz）   30 行驶速度 （km/h） 2.5/9.8 钢轮振动振幅（mm） 2.0/1.0 发动机功率   （kw）   110 钢轮激振力 （×103N） 320/160 (1) 压路机静止时对水平路面的压力是      N; 钢轮的质量大、与地面       小，对地面的压强大。 (2) 压路机以2. 5 km／h的速度在路面上匀速行驶6 min，通过的路程是多少?(3) 若钢轮的激振力为大小不变垂直作用在路面上的力。振动的振幅为钢轮每次下压路面的距离，则以表中较大激振力和较大振幅工作l min．激振力对路面所做的功是多少?功率是多大? 9、如图13乙所示是一种起重机的简图，为了保证起重机起重时不会翻到，在起重机右边配有一个重物m0；已知OA=12m，OB=4m。用它把质量为2×103kg，底面积为0.5m2的货物G匀速提起(g=10N/kg)。求： （1）起吊前，当货物静止在水平地面时，它对地面的压强是多少？ （2）若起重机自重不计，吊起货物为使起重机不翻倒，右边的配重m0至少为多少千克？ （3）如果起重机吊臂前端是由如图甲所示的滑轮组组成，动滑轮总重100kg，绳重和摩擦不计。如果拉力的功率为6kw，则把2×103kg的货物匀速提高10m，拉力F的大小是多少？需要多少时间？ 40、如图所示，有一粗细均匀，重为40N，长为4m的长木板AB，置于支架上，支点为0，且AO=1m，长木板的右端B用绳子系住，绳子另一端固定在C处，当长木板AB水平时，绳与水平成30°的夹角，且绳子所能承受的最大拉力为60N．一个重为50N的体积不计的滑块M在F=10N的水平拉力作用下，从AO之间某处以V=1m/s的速度向B端匀速滑动，求：①滑块匀速运动时所受的摩擦力的大小②当滑块匀速运动时拉力F做功的功率③滑块在什么范围内滑动才能使AB保持水平． 61、有一种环保汽车，以蓄电池为驱动能源．此环保汽车运动时，蓄电池为车上的电动机 供电，电动机为汽车提供动力．某辆这种类型的环保汽车，总质量为3×103 kg，汽车轮胎与  地面的总接触面积为0.1m2．当它在永平路面上匀速行驶时，电动机工作电流为50A，工作 电压为300V，汽车所受阻力为车重的0.04倍。(g取10N/kg)  (1)汽车对路面的压强多大？  (2)若该汽车用于牵引汽车前进的机械功率和电动机电功率的比值为4:5，则该车匀速前  进的速度多大？  (3)如果改用太阳能电池给车上的电动机供电，其它条件不变，求所需的太阳能电池板的最  小面积．结合计算结果对该设想中的太阳能汽车写出一条改进建议， 63、电动自行车已成为大众化的一种交通工具，在使用时人们经常遇到的问题是：一次充满电后行驶不能达到说明书的里程娄。为探明原因，小明用家里的电动自行车进行了测试。他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度和牵引力随时间变化的关系图像。  （1）由图可知电动自行车的运动特点是：________________________。7~12s它受到的摩擦力是____________N。电动自行车匀速行驶100m克服摩擦力做功是____________J。   （2）小明又在不同负重情况下沿同一路面进行了测试，得到了一次充满电的最大行驶里程如下表，由此可以看出负重现最大行驶里程关系是________________________。你认为产生这种现象的原因是____________。 负重（kg） 60 80 100 120 140 一次充满电连续行驶最大里程（km） 20 16.7 14.3 12.5 11.1   （3）电动机是电动自行车上提供动力的装置，其工作原理是________________________。 （4）测试过程中，小明还发现随着刹车、启动的次数增加，其能量转化趋势如图所示，通过分析可知（    ）   A．电能利用效率增大，量程增大    B．电能利用效率降低，量程增大 C．电能利用效率增大，里程减小      D．电能利用效率降低，里程减小   （5）除了以上的两个原因外，你认为还有哪些因素会影响电动自行车充满电后的最大行驶里程。____________________________________。（写出一条） 65、如图17所示，某工程队在一次施工作业中，以恒定速度沿竖直方向将质量为5×103kg的圆柱形实心工件从深水中吊起至距水面某一高度。绳子作用在工件上端的拉力F的功率P随工件上升高度h变化的图象如图18所示，不计水的阻力（ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg），求：⑴工件上升的速度大小？ ⑵当工件露出水面的1/2时所受的浮力大小？ ⑶工件的横截面积S是多大？ 70、在一次沉船打捞过程中，将一只铁锚从水下100m深处匀速缓慢地拉到水下10m深处，不考虑水的阻力。假如铁锚重为7900N。已知ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg，求：（1）在100m深处，水对铁锚产生的压强。（2）铁锚在水中受到的浮力。（3）在匀速拉动铁锚上升的过程中，绳对铁锚的拉力及拉力做的功。 72、人们利用如图20所示的滑轮组将浸没在河底的实心物体A打捞上来，物体A的密度为9.0×103Kg/m3，体积为100dm3。在5000N的拉力F作用下，物体A在2s内匀速竖直上升2m（物体未露出水面），不计水的阻力，g=10N/Kg。求：[来源:学,科,网] （1） 物体A受到的浮力。拉力F做功的功率。滑轮组的机械效率。 实验和探究 33、甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置；乙图是探究“物体的动能与质量关系”的实验装置，两个实验都要控制物体从同一高度自由下滑，这是为了保证物体到达水平面开始端的__________      相同，在下滑的过程中物体的动能将  ______    （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 乙 图                     甲 图 36、某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。                                        实验 次数 斜面的倾 斜程度 物块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度S/m 机械效 率η 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% （1）分析表中的数据可得出：斜面越缓越          力（选填“省”或“费”）。 （2）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为        。 （3）把第4次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的机械效率与            和              有关。 （4）当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受的拉力          物块所受的摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”） 。 21、为了研究小球在对接斜面上运动时所能到达的最大高度，小王使小球从AB斜面上高位h处由静止滚下，小球滚上BC斜面后，能到达的最大高度为h1，如图7（a）所示；逐步减小BC斜面的倾角（），小球能到达的最大高度分别为h2、h3，如图7（b）、（c）所示。然后，他换用材料相同、质量不同的小球再次实验，如图7（d）所示。请仔细观察实验现象，归纳得出初步结论。 ① 分析比较图7（a）和（b）和（c）中小球在BC斜面上能到达的最大高度及相关条件可得：小球从同一高度由静止滚下时，                      。 ② 分析比较图7（c）和（d）中小球在BC斜面上能到达的最大高度及相关条件可得：小球从同一高度由静止滚下时，                                  。 ①BC斜面的倾角越小，同一小球能到达的最大高度越低。 ②BC斜面的倾角相同，材料相同、质量不同的小球能到达的最大高度相同。 43、下图是探究斜面的机械效率跟什么因素有关的实验装置 （1）实验器材有木块、铁块、垫块、各处粗糙程度相同的长 木板、弹簧测力计各一个，砝码若干，为了完成实验，还需要 的测量工具是          。 （2）实验时某同学在木块或铁块上放置不同的砝码，改变物 块的重力，用弹簧测力计拉着物块沿斜面做匀速直线运动。实验的部分数据如下表 实验次数 接触面粗糙程度 物块重G/N[来源:学&科&网Z&X&X&K] 物块上升的高度h/m 沿斜面的拉力F/N 物块移动的距离L/m 机械效率 1 较粗糙（木块-木板） 2.0 0.25 1.2 0.80 52% 2 同上 2.0 0.35 1.4 0.80 63% 3 同上 5.0 0.35 3.5 0.80 63% 4 较光滑（铁块-木板） 5.0 0.35 3.1 0.80 ①该同学运用控制变量法探究的是斜面的机械效率与        、        、          的关系。②在第四次实验中，斜面的机械效率为                。 47、小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。 图10 （1）为验证其猜想是否正确，他 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）；如图10所示，将同一个弹簧压缩＿＿＿（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块＿＿＿，从而比较弹性势能的大小。（2）若水平面绝对光滑，本实验将＿＿＿（选填“能”或“不能”）达到探究目的． （3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了．你认为小明的观点是＿＿＿的（选填“正确”或“错误”），理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 49、如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验： （1）用质量不同的A、B两个小球（mA>mB）碰撞静止在同一水平面上的纸盒.实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时__________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小,可以比较A、B两个小球的________ 的大小。 （2）将（甲）与（乙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_______有关. 将（甲）与（丙）两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_______有关. （3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是____________。 （丙） 64、在影响机械效率的许多因素中，摩擦是一个重要因素。小丽将“探究摩擦力大小与什么因素有关”的实验与“探究斜面的机械效率”的实验相结合，进一步探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系。实验装置如图14所示。 (1)请将下列实验步骤中的空白补充完整。 实验步骤： ①用弹簧测力计测出木块的________。 ②用弹簧测力计匀速拉动木块沿斜面向上运动，读出弹簧测力计示数。 ③用刻度尺分别测出木块沿斜面移动的距离s及上升的高度h。 ④记录实验数据并填入表3中。 ⑤保持斜面的________定，将棉布铺在木板上，重复上述步骤。 斜面表面状况 木块重力G／N 斜面高度h／m 沿斜面的拉力 F／N 斜面长 s／m 有用功 W有／J 总功 W总／J 机械效率／(％) 木板 2.1 0.4 1.6 0.8 0.84 1.28 65.6 棉布 2.1 0.4 2 0.8 0.84 1.6 (2)该实验中采用了________的研究方法。 (3)计算斜面表面为棉布时的机械效率：________％。 (4)分析实验数据可以得出实验结论：_________________________________________。 66、小红猜想动能的大小可能与物体的质量m和运动速度v有关，于是设计了如图  甲、乙所示的实验，探究动能的大小与物体的质量m和运动速度v的关系。     甲、乙两组实验中：（1）甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下，目的是使两球到达水平面时，具有相同的        。 (2)选用图甲探究的是动能与      的关系，比较分析实验现象，得出的结论是：                                                                              。 (3)选用图乙探究的是动能与      的关系，比较分析实验现象，得出的结论是：                                                                                。