机械效率和机械能

阮老师工作室1机械效率和机械能一、选择题1、（2014年168招生）2013年2月15日中午12时30分左右，俄罗斯车里雅宾斯克州发生陨石坠落事件，它在穿越大气层时摩擦燃烧，发生爆炸，产生大量碎片，形成了所谓“陨石雨”．假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中，其质量不变，则（）A．该碎片在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量B．该碎片在空中下落过程中重力做的功大于动能的增加量C．该碎片在陷入地下的过程中合外力做的功等于动能的改变量D．该碎片在整个过程中克服阻力做的功大于机械能的减少量。2、（2015年168招生）动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止.关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）A.第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能B.第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能C.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能D.第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能。3、（2011年168）雨滴在空中运动时所受阻力与其速度的平方成正比，若有两个雨滴从高空中落下，其质量分别为m1、m2，至落到地面前均已做匀速直线运动，此时重力的功率之比为A．m1:m2；B．C．D．4、如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（）A．在b、d两点动能相等B．在a、d两点动能相等C．从b到c的过程机械能减少D．从c到d的过程重力势能减少5、小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组（如图所示），分别将同一物体匀速提高到相同高度，滑轮组的机械效率分别为η1、η2．下列关系正确的是（忽略绳重及摩擦）（）A．F1＞F2，η1=η2B．F1＞F2，η1＞η2C．F1＜F2，η1=η2D．F1＜F2，η1＞η26、在“学习机械能及其转化”时，“想想做做”栏目提供了如图所示的情景，用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手。头保持不动，锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是（）A.铁锁在摆动的过程中机械能保持不变B.铁锁摆动到最低点时动能最小C.铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能D.铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能。7、（2012合肥1中自主）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60％.则下列选项错误的是（）A.拉力大小一定是125NB.有用功一定是150JC.总功一定是250JD.动滑轮重一定是100N8、如图，是小球从某高度处自由静止下落h过程的路程与时间关系图，下列选项中，描述重力对该球做功大小与时间关系正确的图线是（）阮老师工作室2A．B．C．D．9、、以下的各种运动中，物体机械能不能保持不变的是（）A、物体沿粗糙的斜面下滑；B、物体沿光滑的圆弧形曲面减速上滑；C、物体沿光滑的斜面下滑；D、物体做平抛运动。10、人造地球卫星从远地点向近地点运动时，它的（）A．动能增大，势能也增大B．动能减小，势能也减小C．动能增大，势能减小D．动能减小，势能增大二、填空题11、人造地球卫星在从近地点向远地点运动的过程中机械能在转化时___能增大。洒水车在水平公路上边洒水边匀速行驶，在此过程中，洒水车的机械能___。炮弹在击中目标之前，飞行的轨迹是先上升、后下降的“弹道曲线”．在飞行的上升阶段，炮弹的动能______（填“增大”、“减小”或“不变”）；设动能变化的大小为△E1，重力势能变化的大小为△E2，则△E1______△E2．（填“＞”“＜”或“=”，空气阻力不可忽略）12、（2010年168）如图所示，是研究“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滚下，碰到同一木块上．请回答以下问题：（1）设计实验的目的是研究（钢球/木块）动能的大小与的关系．（2）实验是通过观察，说明钢球对木块做功的多少，从而得出结论的．（3）若水平面光滑，该实验还能得出结论吗？理由是什么？．13、、(2013年168)蹦极是一项极限体育运动，如图所示，A点最高点、B点为弹性绳自然伸长的位置，蹦极人在C点受弹性绳的弹力与自身重力相等，D点是能下落到的最低点.在蹦极人从A点下落到D点的过程中，_____（填“B”、“C”或“D”）点动能最大，在这个过程中，减小的重力势能都转化为_____能.（不计空气阻力）14、（2015包河2模）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零．已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是______；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为______．B位置到C位置的过程中铁球所受的重力______（选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力．（整个过程中不计能量损耗）15、（13蜀山一模）如图所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N．（1）实验时要竖直向上且______拉动弹簧测力计．若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是______N，则滑轮组的机械效率是______．（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．（不计摩擦）（3）在探究“杠杆平衡条件”的实验中：某同学将杠杆悬挂起来，发现杠杆的右端低，左端高，他应该将杠杆两端的平衡螺母向______调节，是杠杆在______位置平衡．（4）在杠杆两端挂钩码，不断改变动力或动力臂的大小，调节阻力或着阻力臂的大小，使阮老师工作室3杠杆在原来的位置重新平衡，记录数据如下表：实验次序动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm12.051.01022.0102.01033.0102.015根据表中的数据你得出杠杆的平衡条件是______．（5）根据第2次实验数据有同学得出杠杆的平衡条件是：动力+动力臂=阻力+阻力臂．他得出此错误结论的原因是：______．16、如图是探究“物体的动能的大小与什么因素有关？”的实验示意图．(1)该实验要探究的是物体的动能的大小与物体____________的关系．(2)该实验中物体的动能是指物体____(选填“A”或“B”)的动能，该动能是由______能转化而来的．(3)该实验中物体动能的大小是通过_______来反映的，此处应用的科学方法是_______．(4)该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时(选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”)的速度，它是通过(选填“高度”或“质量”)来改变的．(5)若在实验中，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行？方法是____________.(6)若水平面绝对光滑，本实验_________(选填“能”或“不能”)达到探究目的．17、如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下．在从a到b的过程中，重力做功为_________J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为_________J．（g=10N/kg）18、小娜想探究弹性势能的大小与哪些因素有关．她利用一段弹簧、光滑轨道、物块A和B等器材进行实验．如图所示，用物块将弹簧压缩到一定程度后释放，物块沿轨道向左滑行，最高可冲到光滑斜面虚框处．（1）实验时可通过观察同一滑块____________来判断弹性势能的大小．（2）比较如图（a）、（b）两个实验可以初步得出，弹簧的弹性形变越大，具有的弹性势能就____________．（3）若物块冲上斜面的最大高度ha=hc＜hb，弹性形变的大小la＜lb=lc，则物块达到最高处所具有的重力势能Ea、Eb、Ec的大小关系是____________．阮老师工作室419、小高同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过____________来反映的。（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，____________。（3）比较____________两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径____________（选填：“有关”或“无关”）。（5）小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为____________能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为____________能。三、计算与推导题20、（2012合肥1中自主）如图所示，斜面长s=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：(1)运动过程中克服物体的重力做的功；(2)斜面的机械效率；(3)推力F的大小．21、（15年50中一模）如图所示,重力为G的物块A从斜面B的顶端由静止开始下滑，斜面长为L，高为h,设斜面是完全光滑的。求A滑到底端的动能表达式？22、（2015年包河2模）某一质量为0.05g的雨滴匀速下落，速度为7m/s，匀速下落距离为700m，g=9.8N/kg，假设雨滴在下落过程中质量保持不变．（1）求这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功；（2）求这段匀速下落过程中重力的功率；23、(2013年168)如图所示，一个重为10N的物体A放在长L=2m、阮老师工作室5高h=1m的斜面上，用细绳跨过定滑轮与重为6N的物体B连起来，在B的作用下，A由斜面底端被匀速拉上顶端。求：（1）绳对物体A的拉力大小（2）斜面的机械效率的大小24、（2015年包河一模）如图所示，物体重G=180N，滑轮重G′=40N，若用力F竖直向上匀速拉动滑轮，则拉力F=N，该滑轮的机械效率为．（不计绳重和滑轮转轴处的摩擦）