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1. 一瀑布的落差(瀑布顶端和底端的高度差)约为100 m. 在0.1 s内有18 kg的水流过瀑布顶端,经过4.5 s落到瀑布底端. 质量为18 kg的这些水从顶端落到底端的过程中,重力的功率约为(g取10 N/kg) ( )
A. 4×10² W
B. 4×10³ W
C. 1.8×10⁴ W
D. 1.8×10⁵ W
A. 4×10² W
B. 4×10³ W
C. 1.8×10⁴ W
D. 1.8×10⁵ W
答案:
B [解析]水从瀑布顶端落下的过程中,重力做的功W =Gh=mgh=18kg×10N/kg×100m=1.8×10⁴J,重力做功的功率P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{1.8×10^{4}J}{4.5s}$ = 4×10³W,故选B.
2. 在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程,先加速竖直降落,后匀速竖直降落. 雨滴(忽略质量变化)在 ( )
A. 加速降落过程中只受重力作用
B. 加速降落过程中机械能逐渐增加
C. 匀速降落过程中减少的重力势能全部转化成克服空气阻力做的功
D. 匀速降落过程中机械能保持不变
A. 加速降落过程中只受重力作用
B. 加速降落过程中机械能逐渐增加
C. 匀速降落过程中减少的重力势能全部转化成克服空气阻力做的功
D. 匀速降落过程中机械能保持不变
答案:
C
3. 如图所示,用F₁的力直接将物体A匀速提升h,F₁做功为W₁,功率为P₁;若在相同时间内借助斜面把A用力F₂匀速提升相同高度h,F₂做功为W₂,功率为P₂,斜面的机械效率是80%,则 ( )

A. W₁>W₂
B. W₁=W₂
C. P₁>P₂
D. P₁<P₂
A. W₁>W₂
B. W₁=W₂
C. P₁>P₂
D. P₁<P₂
答案:
D [解析]用F₁的力直接将物体A匀速提升h,F₁做的功W₁ =Gh,借助斜面把A用力F₂匀速提升相同高度h时,F₂做的有用功W_{有用} =Gh,由η = $\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100%可得,F₂所做的功W₂ = $\frac{W_{有用}}{\eta}$ = $\frac{Gh}{80\%}$ = $\frac{5}{4}$Gh,所以,W₁<W₂,A、B错误;又因F₁和F₂做功的时间相等,所以,由P = $\frac{W}{t}$可知,两个力做功的功率关系为P₁<P₂,C错误,D正确.
4. 一物体在拉力的作用下沿水平方向做直线运动,物体在前5 s内加速行驶了30 m,后5 s内以10 m/s的速度做匀速直线运动,若物体在运动的过程中所受的阻力大小始终为20 N,通过计算可知 ( )
A. 前5 s内,物体的平均速度为5 m/s
B. 前5 s内,物体的拉力等于阻力为20 N
C. 后5 s内,拉力做的功为1 000 J
D. 后5 s内,拉力做功的功率为100 W
A. 前5 s内,物体的平均速度为5 m/s
B. 前5 s内,物体的拉力等于阻力为20 N
C. 后5 s内,拉力做的功为1 000 J
D. 后5 s内,拉力做功的功率为100 W
答案:
C
5. 如图所示,物体重为50 N,小明用这个滑轮组3 s内将物体匀速提升0.3 m. 拉力为20 N,不计绳重和摩擦,下列说法错误的是 ( )

A. 动滑轮的重力为10 N
B. 拉力F的功率为2 W
C. 该滑轮组的机械效率约为83.3%
D. 提升的物体越重时,该滑轮组的机械效率越高
A. 动滑轮的重力为10 N
B. 拉力F的功率为2 W
C. 该滑轮组的机械效率约为83.3%
D. 提升的物体越重时,该滑轮组的机械效率越高
答案:
B [解析]由图可知,绳子股数n = 3,则动滑轮的重力G_{动} = 3F - G = 3×20N - 50N = 10N,A正确;绳子自由端移动的距离s = 3h = 3×0.3m = 0.9m,拉力F的功率P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{Fs}{t}$ = $\frac{20N×0.9m}{3s}$ = 6W,B错误;该滑轮组的机械效率η = $\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100% = $\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}$×100% = $\frac{Gh}{Gh + G_{动}h}$×100% = $\frac{G}{G + G_{动}}$×100% = $\frac{50N}{50N + 10N}$×100%≈83.3%,C正确;由η = $\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100% = $\frac{W_{有用}}{W_{有用}+W_{额外}}$×100% = $\frac{Gh}{Gh + G_{动}h}$×100% = $\frac{G}{G + G_{动}}$×100%可知,提升的物体越重时,滑轮组的机械效率越高,D正确.
6. 甲、乙两个滑轮组如图所示,其中每个滑轮的重力都相同,用它们分别将重力为G₁、G₂的重物提高相同的高度,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 ( )

A. 若G₁=G₂,则拉力做的总功相同
B. 若G₁=G₂,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C. 若G₁>G₂,则拉力做的有用功相同
D. 用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
A. 若G₁=G₂,则拉力做的总功相同
B. 若G₁=G₂,则甲的机械效率大于乙的机械效率
C. 若G₁>G₂,则拉力做的有用功相同
D. 用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
答案:
B [解析]甲滑轮组中有一个动滑轮,乙滑轮组中有两个动滑轮,所以若把重物提升相同的高度,乙滑轮组做的额外功多,若G₁ = G₂,把重物提升相同的高度,则根据W =Gh可知,甲、乙所做的有用功相同,总功 = 有用功 + 额外功,乙做的总功大于甲做的总功,根据η = $\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100%可知,甲的机械效率大于乙的机械效率,A错误,B正确;若G₁>G₂,重物提升相同的高度,则根据W =Gh可知,甲所做的有用功大于乙所做的有用功,C错误;用同一个滑轮组提起不同的重物,所做的额外功不变,有用功发生变化,所以有用功占总功中的比例发生变化,所以机械效率有变化,D错误.
7. 如图所示,重力为6 N的物体在4 N的拉力F的作用下,以0.2 m/s的速度沿斜面匀速上升. 当物体升高0.6 m时,恰好沿斜面前进1.2 m的距离(忽略绳重和动滑轮自重). 则 ( )

A. 物体对斜面的压力为6 N
B. 该装置的机械效率为75%
C. 物体与斜面间的摩擦力为5 N
D. 拉力F的功率为1.6 W
A. 物体对斜面的压力为6 N
B. 该装置的机械效率为75%
C. 物体与斜面间的摩擦力为5 N
D. 拉力F的功率为1.6 W
答案:
D [解析]物体在斜面上时对斜面的压力小于物体的重力,A错误;由动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的距离s = 2s_{物} = 2×1.2m = 2.4m,拉力做的总功W_{总} =Fs = 4N×2.4m = 9.6J,该装置做的有用功W_{有用} =Gh = 6N×0.6m = 3.6J,所以该装置的机械效率η = $\frac{W_{有用}}{W_{总}}$×100% = $\frac{3.6J}{9.6J}$×100% = 37.5%,B错误;由于忽略绳重和动滑轮自重,若再忽略轮与轴之间的摩擦,该装置的额外功为克服物体与斜面间的摩擦力所做的功,所以W_{额外} =W_{总} - W_{有用} = 9.6J - 3.6J = 6J,物体与斜面间的摩擦力f = $\frac{W_{额外}}{s_{物}}$ = $\frac{6J}{1.2m}$ = 5N,而题目条件没有忽略轮与轴之间的摩擦,因此物体与斜面间的实际摩擦力比所求摩擦力5N要小,C错误;由动滑轮的特点可知,绳子自由端移动的速度v = 2v_{物} = 2×0.2m/s = 0.4m/s,所以拉力F的功率P = $\frac{W}{t}$ = $\frac{Fs}{t}$ =Fv = 4N×0.4m/s = 1.6W,D正确.
8. 某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”,如图所示,并测算了各次实验装置的机械效率. 关于他的实验过程,下列说法不正确的是 ( )

A. 由①②可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B. 由②③可知:同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低
C. 在①中,应匀速竖直向上拉动绳子
D. 为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
A. 由①②可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B. 由②③可知:同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低
C. 在①中,应匀速竖直向上拉动绳子
D. 为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
答案:
B
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