第十一章 机械与功
一、选择题（本大题共12小题，共36分）
1.下列说法中，正确的是：（ ）
A.用手从地面提起水桶，手的拉力对水桶做功
B.提起水桶在水平路面上保持水桶的高度不变，向前移动了一段路
程，手的拉力对水桶做了功
C.出手后的铅球在空中向前运动，推力在对它做功
D.很费力的推一重物，重物不动，推力在这个过程中对重物做了功
2.下列关于力做功的说法，正确的是（ ）
A．人提着箱子站在地面不动，手的拉力对箱子没有做功
B．人把箱子从二楼提到三楼，手的拉力对箱子没有做功
C．汽车在水平公路上匀速行驶，汽车所受重力对汽车有做功
D．过山车向下运动过程中，车上乘客所受重力对乘客没有做功
3.关于力、距离、功与功率的关系，下列说法正确的是（ ）
A．力越大，功率越大 B．距离越长，功率越大
C．做功越多，功率越大 D．做功越快，功率越大
4.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面，所做的功最接近于（ ）
A．0.02J B．O.2J C．2J D．20J
5.起重机匀速提升重为2×104牛顿的工件，提升了100米，又沿水平方向移动了5米，起重机在这个过程中钢丝绳的拉力所做的功是：（ ）
A.3×105焦耳 B.105焦耳 C.2×106焦耳 D.0焦耳
6.某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶。若人和
车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近（ ）
A.5W B.10W C.60W D.1000W
7.一台机器的功率是150瓦，它表示的含义是：（ ）
图12-1
A.这台机器所做的功只能是150焦耳
B.这台机器每分钟内做功150焦耳
C.这台机器每秒钟所做的功是150焦耳
D.这台机器在每秒钟内所做的功是150瓦特
8.如图12-1所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（ ）
A.绳子自由端被拉下3 m
B.做的有用功是800 J
C.拉力F的功率是80 W
D.滑轮组的机械效率是60％
9.关于机械效率，下列说法正确的是：（ ）
A.机械效率越高，所做的有用功越多
B.总功少的机械，效率越高
图12-2
C.额外功少的机械，机械效率高
D.总功一定时，有用功多的机械的效率高
10. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（ ）
A．动能一定增大 B．机械能一定不变
C．重力势能一定减小 D．机械能一定增加
11. 如图12-2所示为一高山的等高线图，某登山运动员从A点到达B点时，下列说法正确的是（ ）
图12-3
A.运动员的体重变大
B.运动员的重力势能减小
C.运动员烧水时，水的沸点升高
D.运动员携带的气压计的示数减小
12.两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图12-3所示.关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（ ）
A.落在a处的大 B.落在b处的大 C.两个一样大 D.无法比较大小
二、填空题：（14分）
13.图12-4是人造卫星在空中运行的轨道，试说明：当卫星在近地点和远地点之间运行时，动能和重力势能之间相互转化的情况：
从近地点到远地点：
从远地点到近地点：
14.在水平桌面上滚动的小球受到桌子的支持力和重力的作用，支持力在小球滚动时______功，这时重力对小球________功。
15.汽车发动机的功率80千瓦，汽车以36千米／小时的速度匀速行驶，牵引力大小是_____牛顿，如果车辆行驶的速度保持不变，这时路面对汽车的阻力为_______牛顿。
16.一位重700牛的乘客，背着重60牛的包站在匀速行驶的公共汽车上。当汽车驶过200米的距离时，乘客对包所做的功为______焦，汽车底板的支持力对乘客所做的功为______焦。
17. 如图12-5所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_______w，滑轮组的机械效率为________。
18. 图12-6表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：
⑴.助跑阶段，运动员消耗体内的化学能_________________ (选填“大于”、“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。
⑵.撑杆起跳阶段，运动员的______________能增加。
图12-4
图12-5
助跑
撑杆起跳
越横杆
图12-6
⑶.运动员越过横杆后，运动员将_______________能转化_________________能。
三、实验与探究题（8，8，8，共24分）
图12-7
19. 如图12-7是小红同学探究影响斜面机械效率因素的实验装置。实验准备的器材有：三个质量不同的木块A；三条粗糙程度不同的长木板B；三个高度不同的长方体铁块C；刻度尺。
（1）实验还需补充的器材有____________；
（2）下面是小红探究斜面机械效率与物重的关系时
记录的有关数据。
测量次数
斜面粗糙程度
物重G(N)
斜面高
h(m)
沿斜面的拉力F(N)
斜面长L(m)
有用功
W有(J)
总功
W总(J)
机械效率η
1
较粗糙
1.5
0.1
0.6
0.4
0.15
0.24
62.5％
2
较粗糙
3
0.1
1.2
0.4
0.3
0.48
62.5％
3
较粗糙
6
0.1
2.4
0.4
0.6
0.96
62.5％
通过分析数据，你可以得出结论：__________________________________________；
（3）上述实验中，保持斜面长度不变，将斜面升高到0.2m，把一个重6N的物体沿斜面向上拉时，所需拉力为3.8N，则此时斜面的机械效率是__________________；
（4）斜面的机械效率可能与斜面的_______________________有关。（只填一个因素）
20.从高空下落的物体，速度越来越大，求：
一质量m＝0.3 kg的小球在加速下落20m高度的过程中重力所做的功(g取10N／kg)．
图12-8
21． 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图12-8
物理量
1
2
3
钩码重G(N)
4
4
6
钩码上升高度h(m)
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F(N)
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S(m)
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
(1)通过表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验，实验2是用______
图做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据。
(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________
(3)比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，_________________，可以提高滑轮组的机械效率．
四、计算题：（8，9，9，共26分）
22.跳绳是一项很好的体育健身活动，经测试重500N的某同学1min跳绳120次，
每次离地高度约0.06m（每次离地高度和时间都相同）。
（1）该同学跳一次做功多少焦耳？
（2）他在这1min的锻炼中消耗的功率是多大？
（3）跳绳时对地面的压强与站立时相比较有何变化？并说明判断的理由。
23 如图所示。斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：
(1)斜面的机械效率是多少?
(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?
(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：
A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端
B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端
C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议____________(填番号)可以达到目的；理由是：______________________
24.如图12-9所示，质量为48kg的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m，所用时间为100s。假设自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的1/12。求：
（1）自行车行驶的速度；
（2）在这段过程中，该同学所做的功率；
（3）若自行车质量为12kg，车胎与地面总的接触面积为40cm2，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？（取g＝10N/kg）
图12-9
单元测试卷答案
一、选择题
1.A 2.A 3.D 4.C 5.C 6.C 7.C 8.B 9.D 10.A 11.D 12.B
二、填空题
13.动能转化为重力势能 重力势能转化为动能
14.不做 不做 15. 8000 8000 16. 0 0 17. 96 83.3% 18.（1）大于（2）重力势能（3）重力势能 动能
三、实验与探究
19.（1）弹簧测力计 （2）斜面的机械效率与物重无关
（3）78.9% （4）粗糙程度（或倾斜程度等）
20.解：F=G=mg=0.3kg×10N/kg=3N
W=FS=3N×20m=60J
21.(1)甲 乙 57％(57.1％) 83.3％(83％) (2)越低(小) (3)提升重物越重(增加钩码重力) 评分意见：每空1分
22.解：（1）W=Gh=500N×0.06m=30J
（2）P=W/t=30J×120/60s=60w
(3) 压强增大。原因：跳绳单脚或脚尖着地，S跳 小于S站，且跳绳时对地面的压力增大，所以p跳 大于 p站
23. 解：
(1)W有用=Gh=10N×0.2m=2J
W总=FS=2.5N×16m=2.5J
η= W有用/ W总=2J/2.5J=80%
(2) W额外=W总-W有用=2.5J-2J=0.5J
(3) C 重物上升过程中克服摩擦做的额外功减少
24. 解：
(1)V=S/t=500m/100s=5m/s
η= W有用/ W总=2J/2.5J=80%
(2) W=FS=1/12GS=1/12×48kg×10N/kg×500s=2×104J
P=W/S=2×104J/500m=40w
(3) P=F/S=G/S=(12kg+48kg) ×10N/kg/0.004m2=1.5×105Pa
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