专题09 功、功率及机械效率
1.(2019·湘西土家族苗族自治州)跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 A.重力势能减小 C.机械能增加 【答案】A
【解析】跳伞运动员匀速下落,速度不变,质量不变,高度变低,则动能不变,重力势能减小,机械能减小。
2.(2019·天津)小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,他提鸡蛋的力做功最接近 A.9 J C.90 J 【答案】C
30个鸡蛋的质量大约1.5 kg,1.5 kg×10 N/kg=15 【解析】每个鸡蛋大约50 g,则这些鸡蛋所受重力约为:N,1楼到3楼,共上了2层楼,每层层距大约3 m,则小华对鸡蛋作用大约为:15 N×2×3 m=90 J。 3.(2019·江苏泰州)如图,一个小球在地面上弹跳,下列分析错误是
B.30 J D.300 J
B.动能增加 D.机械能不变
A.小球从A处到B处重力势能增大 B.小球从B处到C处动能增大 C.小球在B处比D处重力势能大 D.小球在A、C、E三处机械能总量相等 【答案】D
【解析】A.小球从A处到B处,质量不变高度增大,所以重力势能增大,故A选项正确;B.小球从B处到C处,质量不变,在重力作用下速度逐渐增大,所以动能增大,故B选项正确;C.小球在D处比B处,质量不变高度降低,所以重力势能变小,故C选项正确;D.看图可知小球在弹跳过程中,每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小,说明其机械能在运动过程中减小,所以A、C、E三处机械能总量并不相等,故D选项错误符合题意。
4.(2019·江苏扬州)如图所示,用细绳吊着一个物块,静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时,用一个由0逐渐增大的水平作用力F压在物块上,墙壁足够高,则物块
A.运动速度变大 B.所受摩擦力变大 D.机械能先减小后不变
C.动能先变大后不变 【答案】B
【解析】剪断细绳后,物体开始加速下降,力F逐渐增大,压力增大后接触面未改变,则摩擦力会逐渐增大;刚开始摩擦力小于重力,物体做加速运动,当摩擦力大于重力后做减速运动,则动能先变大后变小;由于具有摩擦力,能量有损耗,机械能一直减小。
5.(2019·江苏连云港)物体在水平地面上做直线运动,当物体运动的路程和时间图像如图甲时,受到的水平推力为F1;当物体运动的速度和时间图像如图乙时,受到的水平推力为F2。两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是
A.F1=F2 P1>P2 【答案】B
B.F1=F2 P1
s甲4m==2 m/s;由v–t图象乙可知,【解析】由图象甲可知,物体作匀速直线运动,速度大小为v甲=
t甲2s物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为v乙=4 m/s;因为两次都是匀速直线运动,推力和摩擦力是平衡力,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,受到的水平推力为F1=F2。已知v甲 WFs?=Fv可得,两次推力的功率P1 A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等 B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能 D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑 【答案】C 【解析】A、由图知道,每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小,A点的机械能大于B点的机械能;机械能是物体动能与势能的总和,AB两点高度相同则重力势能相同,所以A点的动能大于B点的动能,故A错误。B、从轨迹来看,皮球竖直下落的同时,也沿水平方向运动,所以,皮球第一次反弹后到达最高点P点时,竖直方向速度为零,但是仍然能往右运动,说明皮球还具有水平方向速度,故B错误;C、每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低,说明皮球受到空气阻力,机械能逐渐变小。C点在D点之前,故D点的机械能小于C点的机械能,故C正确。D、弹性势能大小与弹性形变程度有关,黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度,圆斑越大,形变越大。M点与N点皮球的动能与重力势能都为零,又因为皮球在M点机械能大于N点机械能,故皮球在M点的弹性势能大于N点的弹性势能,故在M点的圆斑要大于在N点的圆斑,故D错误。 7.(2019·山东济宁)两个滑轮按图所示的方式组合,用5 N的拉力F拉动绳端,使物体在5 s内水平向左匀速滑动1 m,物体与地面间的摩擦力为9 N。下列选项正确的是 A.A是定滑轮,B是动滑轮 C.拉力F的功率为1.8 W 【答案】D B.拉力F做的功为5 J D.滑轮组的机械效率为90% 【解析】A.由图可知,图中滑轮A随物体一起运动,A是动滑轮,滑轮B固定不动是定滑轮,故A错1 m=2 m,拉力F做的功误;B.图中物体和动滑轮有2股绳子承担,所以绳子自由端移动的距离s=2× W总=Fs=5 N×2 m=10 J,故B错误;C.拉力F的功率P= W总10J==2 W,故C错误;D.物体受到的5st有 拉力与物体受到的摩擦力是一对平衡力,所以有用功:Wη= =9 N×1 m=9 J,滑轮组的机械效率 W有W总×100%= 9J×100%=90%,故D正确。 10J8.(2019·山东临沂)下列各选项是小明整理的物理笔记,错误的是 A.做功快的机械,效率不一定高 B.动滑轮既能省力又能改变力的方向 C.不透明物体的颜色由它反射的色光决定 D.沙漠地区昼夜温差大与砂石的比热容小有关 【答案】B 【解析】A.功率表示做功的快慢,与效率大小无关;B.定滑轮可以改变力的方向,动滑轮可以省力,滑轮组既可以改变力的方向又可以省力;C.白色反射所有色光,黑色吸收所有色光,其他颜色只反射跟自身颜色相同的色光,所以不透明物体的颜色由它反射的色光决定;D.由于砂石比热容较小,半天吸收相同热量升温快温度高,夜晚温度下降放出热量少,温度低,所以昼夜温差大。 【名师点睛】对于功、功率、效率的定义以及计算公式一定要区分清楚。 9.(2019·山东临沂)如图所示,在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中,下列说法正确的是 A.实验所用斜面和水平面都必须是光滑的 B.木块向前滑行的过程中机械能保持不变 C.小球质量越大,到达斜面底端的速度越大 D.木块被撞击后滑行的越远,说明小球的动能越大 【答案】D 【解析】动能的大小与速度和质量有关,则在实验中应控制这两个变量以外的其其他变量相同即可,所以不需要平面光滑,木块向前滑动时需要克服摩擦力做功,能量有损耗,机械能不守恒,小球到达斜面底端的速度大小与高度有关,与质量无关,撞击同一个物块在同一个平面上滑行,则物块滑行越远说明获得的能量越大,说明小球具有的动能越大。 10.(2019·四川乐山)下列关于能量转化的说法,正确的是 A.甲图中,风力发电将空气的动能转化为电能 B.乙图中,拉开的弹弓将石子弹出的过程,弹性势能增大 C.丙图中,“神舟五号”载人飞船成功返航,返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D.丁图中,水平路面上疾驰的汽车,将重力势能转化为动能 【答案】A 【解析】风力发电是将机械能转化为电能,即将空气的动能转化为电能,故A正确;拉开的弹弓发生了弹性形变,具有弹性势能,当放开石子时,弹性势能转化为石子的动能,弹性势能变小,故B错误;当飞船着陆时,质量不变,速度减小,则动能减小;质量不变,高度越来越小,则重力势能减小,即机械能减小,故C错误;汽车在水平路面上匀速行驶的过程中,质量不变,速度和高度也不变,所以汽车的动能和重力势能都不变,故D错误。 11.(2019·四川绵阳)如图所示,斜面长20 m、高10 m,固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上 40 N的拉力,在20 s内把重60 N的物体沿斜面向上匀速拉动了10 m。在此过程中 A.斜面的机械效率是66.7% B.斜面的机械效率是75% C.该同学对物体做功的功率是10 W D.该同学对物体做功的功率是30 W 【答案】B 【解析】AB.因斜面长20m、高10m,则斜面倾角为30°,物体沿斜面向上匀速拉动了10m,则物体5m=300J,总功为W总=Fs=40N×10m=400J,则斜面被提高了5m。该同学做的有用功为W有=Gh=60N×的机械效率是η= W有W总= 300J=75%。故A错误。B正确。CD.该同学对物体做的功为有用功,则其功400J